PL217558B1 - Układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych. Układ uplastyczniający ma tuleję (7) obrotową umieszczoną w utworzonej z połączonych korzystnie rozłącznie dwóch elementów, tworzących obudowę (1, 2) stanowiącą integralny element konstrukcyjny cylindra wytłaczarki, łączący części nieruchome (10, 11) cylindra, w której to obudowie (1, 2) płaszczyzna podziału obudowy korzystnie przebiega poprzecznie do osi tulei (7) obrotowej, przy czym tuleja (7) obrotowa na powierzchniach (c), korzystnie stożkowych lub sferycznych, ma umiejscowione odpowiadające kształtem tych powierzchni tulejki (5, 6) uszczelniające, które po przeciwległej stronie dopasowane są do obrysu powierzchni (a, b) obudowy (1, 2) z częściami nieruchomymi (10, 11) cylindra wytłaczarki.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układu uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych.

Układ uplastyczniający wytłaczarki jest zespołem elementów konstrukcyjnych tworzących przestrzeń, w której zachodzi proces uplastyczniania tworzywa i stanowi ona zasadniczą część składową wytłaczarki. Aktywowanie układu uplastyczniającego, poprzez zastosowanie tulei obrotowej zachodzi w strefie dozowania lub przemiany układu uplastyczniającego ma na celu zwiększenie wydajności procesu oraz poprawę ujednorodnienia materiału polimerowego.

Rodzaje układów uplastyczniających wytłaczarki, wymagania jakie powinien spełniać układ uplastyczniający, a także teoria procesu uplastyczniania tworzyw została przedstawiona w książce Roberta Sikory pod tytułem „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, wydanej przez Wydawnictwo Edukacyjne w Warszawie w 1993 r. strony 11-32 i 35-58, jak również w pracy zbiorowej pod redakcją Roberta Sikory pod tytułem „Przetwórstwo tworzyw polimerowych. Podstawy logiczne, formalne i terminologiczne”, wydanej przez Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej w Lublinie w 2006 r. strony 61-68 oraz 205-208. Rodzaje rozwiązań konstrukcyjnych ślimakowego układu uplastyczniającego zostały również omówione w artykule Janusza W. Sikory zatytułowany „Konstrukcyjne metody zwiększania efektywności uplastyczniania” opublikowanym w czasopiśmie Przetwórstwo Tworzyw 2006,

Znana jest z opisu patentowego DE nr 3226918 wytłaczarka ślimakowa, w cylindrze której jest umieszczona tuleja przepływowa zaopatrzona w obwodowo wzdłużne rowki o zróżnicowanej geometrii, mającej także w procesie uplastyczniania wpływ na ujednorodnienie tworzyw o różnej charakterystyce, która współpracuje ze ślimakiem o różnym momencie obrotowym. Tuleja zawiera co najmniej jeden otwór wlotowy tworzywa na odcinku wzdłużnym, obrotowym. Odcinek obrotowy tulei przepływowej znajduje się pomiędzy usytuowanymi współosiowo odcinkami stałymi cylindra.

Znana jest także z opisu zgłoszeniowego DE nr 4343289 wytłaczarka do przetwórstwa tworzyw polimerowych, której odcinek przejściowy w strefie rowkowanej ma ukształtowane skośnie rowki w kierunku obwodowym oraz osiowym i ma powiększoną średnicę otworu wzdłużnego cylindra, jak również odpowiednio powiększoną średnicę ślimaka, przy czym odcinek przejściowy cylindra jest zaopatrzony w pierścień uszczelniający. Poza odcinkiem przejściowym jest umiejscowiona strefa ścinania i mieszania tworzywa, zawierająca układ nacięć na wewnętrznej powierzchni cylindra oraz jest wyposażona w zespół rowków obwodowych na ślimaku.

Natomiast z opisu patentowego PL nr 185728 jest znany cylinder układu uplastyczniającego wytłaczarki do tworzyw polimerowych zbudowany z co najmniej dwóch składowych elementów konstrukcyjnych stałych i elementu obrotowego, przylegających czołowo do siebie, o osiach wzdłużnych tworzących ściśle jedną wspólną prostą. Element obrotowy znajduje się pomiędzy elementami stałymi i jest oddalony od początku cylindra, czyli od miejsca, w którym znajduje się zasobnik tworzywa wejściowego o korzystnie co najmniej dwie średnice wewnętrzne cylindra i oddalony od końca cylindra, czyli od głowicy wytaczarskiej również o co najmniej dwie średnice wewnętrzne, a powierzchnia wewnętrzna elementu obrotowego jest walcowa, jednolita geometrycznie lub walcowa, niejednolita geometrycznie, korzystnie mająca rowki liniowe bądź śrubowe. Element obrotowy wykonuje ruch wokół wspólnej osi z elementami nieruchomymi, korzystnie w kierunku przeciwnym do ruchu obrotowego ślimaka przetwórczego wytłaczarki, umieszczonego wewnątrz cylindra układu uplastyczniającego wytłaczarki.

Układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej według wynalazku przeznaczony do uplastyczniania tworzyw polimerowych, ma w swojej strefie przemiany segment z tuleją obrotową cylindra przetwórczego. Tuleja obrotowa jest umieszczona w utworzonej z połączonych korzystnie rozłącznie dwóch elementów tworzących obudowę stanowiącą integralny element konstrukcyjny cylindra wytłaczarki łączący części nieruchome cylindra. W obudowie płaszczyzna podziału korzystnie przebiega poprzecznie do osi tulei obrotowej. Tuleja obrotowa na powierzchniach korzystnie stożkowych lub sferycznych ma umiejscowione odpowiadające kształtem tych powierzchni tulejki uszczelniające, które po przeciwległej stronie dopasowane są do obrysu powierzchni obudowy z częściami nieruchomymi cylindra wytłaczarki. Tulejki uszczelniające mają jednakowe powierzchnie przekrojów poprzecznych i wzdłużnych. Tulejki uszczelniające wykonane są korzystnie z metali nieżelaznych. Tulejki uszczelniające wykonane są najkorzystniej z brązu. Połączenie obu części obudowy tulei obrotowej jest korzystnie połączeniem gwintowym z nakrętką specjalną.

PL 217 558 B1

Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie rozwiązania układu uplastyczniającego wg wynalazku ma istotny wpływ na znaczny wzrost ekonomiczności oraz efektywności procesu wytłaczania, a więc większe natężenie przepływu tworzywa, lepszą jakość otrzymywanej wytłoczyny wskutek lepszego ujednorodnienia właściwości mechanicznych i cieplnych oraz polepszenia struktury tworzywa w wyniku krótszego czasu przebywania tworzywa w układzie uplastyczniającym i mniejszego obciążenia cieplnego tworzywa, a także mniejsze jednostkowe zużycie energii elektrycznej i większą sprawność energetyczną. Nadto rozwiązanie to zapewnia wysoką skuteczność uszczelnienia tulei obrotowej (bez zastosowania dodatkowych środków pomocniczych) w strefie przemiany układu uplastyczniającego wytłaczarki ślimakowej.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat segmentu cylindra wytłaczarki ślimakowej z tuleją obrotową w przekroju wzdłużnym.

Układ uplastyczniający wytłaczarki ślimakowej, przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych, z umieszczonym wewnątrz cylindra ślimakiem przetwórczym o średnicy 25 mm nieuwidocznionym na rysunku, jest wyposażony w tuleję 7 obrotową cylindra, która jest umieszczona w obudowie stanowiącej integralny element konstrukcyjny cylindra łączący części nieruchome 10, 11 cylindra wytłaczarki. Płaszczyzna podziału obudowy 1, 2 przebiega poprzecznie do osi tulei 7 obrotowej. Obudowa 1, 2 tulei 7 obrotowej jest utworzona z dwóch elementów składowych połączonych gwintowo nakrętką 3 specjalną. W elemencie 2 obudowy są wykonane rowki wzdłużne współosiowe z elementem i obudowy ustalające wzajemne położenie tych elementów w obudowie 1, 2. Tuleja 7 obrotowa jest ułożyskowana za pomocą umieszczonych w obudowie 1, 2 łożysk 8, 9 tocznych. W elemencie 1 obudowy tulei 7 obrotowej cylindra jest wykonany otwór o kształcie prostokątnym służącym do przekazywania napędu tulei 7 obrotowej. Przeniesienie napędu z nieuwidocznionego na rysunku silnika elektrycznego z płynną regulacją obrotów i regulacją kierunku następuje poprzez koło zębate 4. Po obu stronach tulei 7 obrotowej umiejscowione są tulejki uszczelniające 5, 6. Tuleja 7 obrotowa na powierzchniach c stożkowych ma umiejscowione odpowiadające kształtem tych powierzchni tulejki 5, 6 uszczelniające, które po przeciwległej stronie dopasowane są do obrysu powierzchni a, b obudowy 1, 2 z częściami nieruchomymi 10, 11 cylindra wytłaczarki. Regulacja wzajemnego docisku tulejek 5, 6 uszczelniających i tulei 7 obrotowej na powierzchniach c stożkowych następuje w wyniku dokręcania nakrętki 3 specjalnej oraz wzajemnej zmiany położenia obu elementów 1, 2 obudowy. Uszczelnienie pomiędzy elementami obudowy 1, 2 a częściami nieruchomymi 10, 11 cylindra wytłaczarki występuje na powierzchniach a, b. Tak zbudowany segment tulei 7 obrotowej zapewnia wymaganą jej szczelność w strefie przemiany układu uplastyczniającego wytłaczarki ślimakowej.

Tak zbudowana strefa przemiany układu uplastyczniającego wytłaczarki ślimakowej ma istotny wpływ na znaczny wzrost efektywności procesu wytłaczania tworzyw polimerowych.

Wynalazek przedstawiono jako przykładową możliwość realizacji, jednakże obejmuje on również wszelkie konfiguracje układu uplastyczniającego mieszczące się w ramach zastrzeżeń patentowych.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej mający w strefie przemiany segment z tuleją obrotową cylindra przetwórczego, znamienny tym, że tuleja (7) obrotowa jest umieszczona w utworzonej z połączonych korzystnie rozłącznie dwóch elementów tworzących ob udowę (1, 2) stanowiącą integralny element konstrukcyjny cylindra wytłaczarki łączący części nieruchome (10, 11) cylindra, w której to obudowie (1, 2) płaszczyzna podziału obudowy, korzystnie przebiega poprzecznie do osi tulei (7) obrotowej, przy czym tuleja (7) obrotowa na powierzchniach (c) korzystnie stożkowych lub sferycznych ma umiejscowione odpowiadające kształtem tych powierzchni tulejki (5, 6) uszczelniające, które po przeciwległej stronie dopasowane są do obrysu powierzchni (a, b) ob udowy (1, 2) z częściami nieruchomymi (10, 11) cylindra wytłaczarki.
2. 2. Układ uplastyczniający według zastrz. 1, znamienny tym, że tulejki (5, 6) uszczelniające mają jednakowe powierzchnie przekrojów poprzecznych i wzdłużnych.
3. 3. Układ uplastyczniający według zastrz. 1, znamienny tym, że tulejki (5, 6) uszczelniające wykonane są korzystnie z metali nieżelaznych.

   PL 217 558 B1
4. 4. Układ uplastyczniający według zastrz. 1, znamienny tym, że tulejki (5, 6) uszczelniające wykonane są najkorzystniej z brązu.
5. 5. Układ uplastyczniający według zastrz. 1, znamienny tym, że połączenie obu części obudowy (1, 2) tulei (7) obrotowej jest korzystnie połączeniem gwintowym z nakrętką (3) specjalną.