PL235886B1 - Układ uplastyczniający - Google Patents

Abstract

Układ uplastyczniający wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, charakteryzuje się tym, że w pierwszej części cylindra (1) znajduje się tuleja wewnętrzna (2) z zamocowanym do jej końca zwojem. Tuleja wewnętrzna (2) zamocowana jest drugim końcem do pierwszej tulei zewnętrznej (3), na której zewnętrznej powierzchni znajduje się pierwsze zazębienie (3a) zazębione z pierwszym kołem zębatym (4) osadzonym na wale pierwszego silnika (5). Na wewnętrznej powierzchni pierwszej tulei zewnętrznej (3) znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym znajduje się zwój znajdujący się na zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej (6). Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej (6) znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym znajduje się zwój zamocowany na końcu tulei wewnętrznej (2). Na zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej (6) w jej końcowej części znajduje się zazębienie (6a), które zazębione jest z drugim kołem zębatym (7) osadzonym na wale drugiego silnika (8). Druga tuleja zewnętrzna (6) styka się swoim końcem z drugą częścią cylindra (10) oraz zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk (11) do obudowy, która zamocowana jest pierwszym końcem do pierwszej części cylindra (1) oraz drugim końcem do drugiej częścią cylindra (10). Wewnątrz pierwszej części cylindra (1), tulei wewnętrznej (2), pierwszej tulei zewnętrznej (3), drugiej tulei zewnętrznej (6) i drugiej części cylindra (10) znajduje się ślimak (13).

Description

Wynalazek dotyczy układu uplastyczniającego wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych.

Z dokumentu patentowego nr PL185728 (B1) znany jest cylinder układu uplastyczniającego wytłaczarki do tworzyw wielkocząsteczkowych, który zbudowany jest z co najmniej trzech składowych elementów konstrukcyjnych, przylegających do siebie, o osiach wzdłużnych tworzących ściśle jedną wspólną prostą. Jeden z nich wykonuje ruch obrotowy wokół wspólnej osi, korzystnie w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu obrotowego ślimaka, znajdującego się wewnątrz cylindra. Element obrotowy cylindra jest oddalony od początku cylindra i od końca cylindra o korzystnie co najmniej dwie średnice wewnętrzne. Powierzchnia wewnętrzna elementu obrotowego cylindra jest walcowa, jednolita geometrycznie lub walcowa niejednolita geometrycznie, korzystnie mająca rowki liniowe bądź śrubowe.

Z dokumentu patentowego nr PL217558 (B1) znany jest układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych. Układ uplastyczniający posiada tuleję obrotową umieszczoną w utworzonej z połączonych korzystnie rozłącznie dwóch elementów, tworzących obudowę stanowiącą integralny element konstrukcyjny cylindra wytłaczarki, łączący części nieruchome cylindra, w której to obudowie płaszczyzna podziału obudowy 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.

Z opisu wzoru użytkowego nr PL67459 (Y1) znany jest czynny układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych. Czynny układ uplastyczniający, mający w swojej strefie przemiany segment z tuleją obrotową cylindra przetwórczego, charakteryzuje się tym, że tuleja obrotowa jest umieszczona w obudowie stanowiącej integralny element konstrukcyjny cylindra łączący przednią część nieruchomą oraz tylną część nieruchomą cylindra. Płaszczyzna podziału obudowy, korzystnie przebiega wzdłuż osi tulei obrotowej cylindra. Obudowa tulei obrotowej cylindra jest utworzona z połączonych korzystnie rozłącznie elementów składowych.

Z opisu patentowego nr PL221688 (B1) znana jest tuleja obrotowa, będąca konstrukcyjną częścią składową cylindra aktywnego walcowego wytłaczarki ślimakowej, stosowanej do wytłaczania tworzyw polimerowych. Charakteryzuje się ona tym, że jej wewnętrzne bruzdy przetwórcze wzdłużne mają ściśle określoną charakterystykę kształtową i wymiarową, zależną od wielu czynników, przede wszystkim materiałowych, technologicznych i eksploatacyjnych linii technologicznej wytłaczania. Bruzdy przetwórcze mają postać szczelin, otwartych z jednego boku i zamkniętych płytkimi bokami pochylonymi w kierunku środka bruzd lub bokami łukowymi. Głębokość boków pochylonych lub łukowych bruzd przetwórczych wynosi korzystnie od 0,05 do 0,3 grubości ścianki tulei obrotowej i szerokość korzystnie od 0,1 do 0,6 tej grubości.

Z opisu patentowego nr PL224842 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, który zawiera w strefie dozowania aktywny przetwórczo segment ścinająco-mieszający o długości wynoszącej od 1-do 8-krotnej średnicy zewnętrznej ślimaka przetwórczego, utworzony przez współdziałające ze sobą korzystnie, element obrotowy cylindra, którego otwór przelotowy ma kształt graniastosłupa prawidłowego, oraz element geometryczny, stanowiący konstrukcyjną część składową ślimaka przetwórczego również mający kształt graniastosłupa prawidłowego. Element obrotowy cylindra wykonuje obroty w jedną lub drugą stronę zmienne, co do wartości, w zależności od potrzeb przetwórczych.

Z opisu patentowego nr PL225775 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, posiadający w strefie dozowania aktywny przetwórczo segment ścinająco-mieszający o długości, która wynosi od 1 -do 8-krotnej średnicy zewnętrznej ślimaka przetwórczego. Segment utworzony jest przez współdziałające ze sobą korzystnie, element obrotowy cylindra, którego otwór przelotowy ma kształt ostrosłupa ściętego, o podstawach w kształcie wielokątów foremnych skręconych względem siebie pod kątem od 0,02 rad do 50,26 rad oraz element geometryczny, stanowiący konstrukcyjną część składową ślimaka przetwórczego również mający kształt ostrosłupa ściętego, którego podstawy w kształcie wielokątów foremnych są skręcone względem siebie pod kątem od 0,02 rad do 50,26 rad. Element obrotowy cylindra wykonuje obroty w jedną lub drugą stronę zmienne, co do wartości, w zależności od potrzeb.

Z opisu patentowego nr PL225805 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, posiadający w strefie dozowania aktywny przetwórczo segment

PL 235 886 B1 ścinająco-mieszający o długości wynoszącej od 1-do 8-krotnej średnicy zewnętrznej ślimaka przetwórczego. Układ jest utworzony przez współdziałające ze sobą korzystnie, element obrotowy cylindra, którego otwór przelotowy ma kształt ostrosłupa foremnego ściętego oraz element geometryczny stanowiący konstrukcyjną część składową ślimaka przetwórczego również mający kształt ostrosłupa fore mnego ściętego. Element obrotowy cylindra wykonuje obroty w jedną lub drugą stronę zmienne, co do wartości, w zależności od potrzeb przetwórczych.

Z opisu patentowego nr PL225804 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, posiadający w strefie dozowania aktywny przetwórczo segment ścinająco-mieszający o długości L wynoszącej od 1- do 8-krotnej średnicy zewnętrznej ślimaka przetwórczego. Układ ten utworzony jest przez współdziałające ze sobą korzystnie, element obrotowy cylindra, którego otwór przelotowy ma kształt graniastosłupa, o podstawach w kształcie wielokątów foremnych skręconych względem siebie pod kątem od 0,02 rad do 50,26 rad oraz element geometryczny, stanowiący konstrukcyjną część składową ślimaka przetwórczego również mający kształt graniastosłupa, którego podstawy w kształcie wielokątów foremnych są skręcone względem siebie pod kątem od 0,02 rad do 50,26 rad. Element obrotowy cylindra wykonuje obroty w jedną lub drugą stronę zmienne, co do wartości, w zależności od potrzeb przetwórczych.

Celem wynalazku jest zwiększenie intensywności uplastyczniania materiału, głównie poprzez zwiększenie stopnia zhomogenizowania materiału, a więc jego lepszego wymieszania i ujednorodnienia w wytłaczarkach ślimakowych, zwiększenie możliwości regulacji tarcia materiału i wydajności procesu wytłaczania oraz ciśnienia materiału wytłaczanego na końcu układu uplastyczniającego wytłaczarki, a także skrócenie czasu oczyszczania układu w przypadku zmiany materiału lub jego koloru.

Istotą układu uplastyczniającego wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, posiadającego cylinder i ślimak, według wynalazku jest to, że w pierwszej części cylindra znajduje się tuleja wewnętrzna z zamocowanym do jej końca zwojem. Tuleja wewnętrzna zamocowana jest drugim końcem do pierwszej tulei zewnętrznej, na której zewnętrznej powierzchni znajduje się pierwsze zazębienie zazębione z pierwszym kołem zębatym osadzonym na wale pierwszego silnika. Na wewnętrznej powierzchni pierwszej tulei zewnętrznej znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym znajduje się zwój znajdujący się na zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej. Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym znajduje się zwój zamocowany na końcu tulei wewnętrznej. Na zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej w jej końcowej części znajduje się zazębienie, które zazębione jest z drugim kołem zębatym osadzonym na wale drugiego silnika. Druga tuleja zewnętrzna styka się swoim końcem z drugą częścią cylindra oraz zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk do obudowy, która zamocowana jest pierwszym końcem do pierwszej części cylindra oraz drugim końcem do drugiej części cylindra. Wewnątrz pierwszej części cylindra, tulei wewnętrznej, pierwszej tulei zewnętrznej, drugiej tulei zewnętrznej i drugiej części cylindra znajduje się ślimak.

Możliwe jest, aby ślimak w części znajdującej się wewnątrz drugiej tulei zewnętrznej posiadał na swoim obwodzie powierzchnię płaską walcową.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest modyfikacja długości zagłębienia w kształcie zwoju w drugiej tulei zewnętrznej, co skutkuje dopasowaniem długości rowków i poziomu ciśnienia do wytłaczanego materiału, z możliwością wpływania na masowe natężenie przepływu materiału, umożliwieniem czyszczenia zagłębienia w kształcie zwoju przy zmianie materiału i płynnego rozruchu wytłaczarki poprzez zamknięcie rowków na tym etapie procesu. Układ charakteryzuje się również tym, że jest układem ruchomym, co pozwala na to, że na początku procesu wytłaczania zagłębienia w kształcie zwoju są częściowo lub całkowicie zamykane, a następnie otwierane w celu zwiększenia stopnia homogenizacji, tarcia, ciśnienia i wydajności wytłaczanego materiału. Dzięki temu mechanizmowi możliwa jest produkcja wytłaczarki z silnikiem o mniejszej mocy w porównaniu z wytłaczarkami z tradycyjnymi zagłębieniami w kształcie zwoju.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:

fig. 1 - mechanizm w pierwszym położeniu skrajnym, w widoku izometrycznym z wyrwaniem, fig. 2 - mechanizm w pierwszym położeniu skrajnym, w przekroju osiowym, fig. 2a - szczegół A mechanizmu w pierwszym położeniu skrajnym, fig. 2b - szczegół B mechanizmu w pierwszym położeniu skrajnym, fig. 2c - szczegół C mechanizmu w pierwszym położeniu skrajnym, fig. 2d - widok izometryczny w przekroju wzdłużnym drugiej tulei,

PL 235 886 B1 fig. 2e - widok izometryczny w przekroju wzdłużnym trzeciej tulei, fig. 3 - mechanizm w drugim położeniu skrajnym, w widoku izometrycznym z wyrwaniem, fig. 4 - mechanizm w drugim położeniu skrajnym, w przekroju osiowym, fig. 4a - szczegół D mechanizmu w drugim położeniu skrajnym, fig. 4b - szczegół E mechanizmu w drugim położeniu skrajnym, fig. 5 - widok perspektywiczny pierwszej tulei ze zwojem, fig. 6 - widok mechanizmu w widoku rozstrzelonym.

Układ uplastyczniający wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, w przykładzie wykonania składa się z obudowy 12 z pustą przestrzenią w środku, do której pierwszego końca od strony zasypu zamocowany jest pierwszy nieruchomy cylinder 1 z otworem stopniowanym, posiadającym w części od strony wylotowej średnicę otworu większą niż od strony wlotowej. W otworze cylindra 1 od strony wylotowej zamocowana jest przesuwnie wzdłuż jej osi pierwsza tuleja 2 z zamocowanym do jej końca od strony wylotowej zwojem 2’ poprowadzonym wzdłuż linii śrubowej o osi pierwszej tulei 2. Pierwsza tuleja 2 od strony wylotowej zamocowana jest swoim końcem do wewnętrznej powierzchni końca drugiej tulei 3, na której zewnętrznej powierzchni znajduje się pierwsze zazębienie 3a zazębione z pierwszym kołem zębatym 4 osadzonym na wale pierwszego silnika 5. Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei 3 znajduje się zagłębienie 3b w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej, w którym znajduje się zwój 6b znajdujący się na zewnętrznej powierzchni części od strony wlotowej trzeciej tulei 6. Zwój 6b poprowadzony jest wzdłuż linii śrubowej, o osi trzeciej tulei 6. Na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 6 znajduje się zagłębienie 6c w kształcie zwoju, które poprowadzone jest wzdłuż linii śrubowej, o osi trzeciej tulei 6, w którym znajduje się zwój 2’ zamocowany do końca tulei wewnętrznej 2. Na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 6 w jej końcowej części znajduje się zazębienie 6a, które zazębione jest z drugim kołem zębatym 7 osadzonym na wale drugiego silnika 8. Trzecia tuleja 6 styka się swoim końcem z drugim cylindrem 10 oraz zamocowana jest obrotowo w drugiej części od strony wlotu za pomocą łożysk 11 do obudowy 12, która zamocowana jest pierwszym końcem do pierwszej części cylindra 1 oraz drugim końcem do drugiego cylindra 10. Wewnątrz pierwszej części cylindra 1, tulei wewnętrznej 2, pierwszej tulei zewnętrznej 3, drugiej tulei zewnętrznej 6 i drugim cylindrze 10 znajduje się ślimak 13. Ślimak 13 w części znajdującej się wewnątrz trzeciej tulei 6 posiada na swoim obwodzie powierzchnię płaską walcową.

Działanie układu uplastyczniającego wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych polega na tym, że przetwarzany materiał zasypuje się do nieruchomej części pierwszego cylindra 1, w której ślimak 13 uplastycznia materiał. Następnie uplastyczniony materiał pod działaniem zwojów ślimaka 13 transportowany jest poprzez pierwszą tuleję 2, drugą tuleję 3 do trzeciej tulei 6, w której rolę elementu przemieszczającego materiał przejmuje zagłębienie 6c w kształcie zwoju znajdujące się na jej wewnętrznej powierzchni. W zagłębieniu 6c w kształcie zwojów w drugiej tulei zewnętrznej 6 znajduje się zwój 2’ zamocowany na końcu tulei wewnętrznej 2, który ogranicza szerokość zagłębienia. Trzecia tuleja 6 obraca się na skutek działania mechanizmu składającego się z drugiego zazębienia 6a, znajdującego się na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 6 zazębionego z drugim kołem zębatym 7 osadzonym na wale drugiego silnika 8. Jednoczesny obrót tulei wewnętrznej 2 wraz z uzwojeniem 2’ zapewnia mechanizm składający się z pierwszego silnika 5, który poprzez pierwsze koło zębate 4 oraz pierwsze zazębienie 3a znajdujące się na pierwszej tulei 3. Obrót pierwszej tulei 3 z taką samą prędkością jak drugiej tulei 6 powoduje, że pierwsza tuleja 2 wraz ze zwojem 2’ obraca się z taką samą prędkością jak trzecia tuleja 6 i nie przemieszczają się w kierunku osi obrotu ślimaka 13. Na skutek zmniejszenia prędkości obrotowej pierwszego silnika 5 następuje przemieszczanie się drugiej tulei 3 osadzonej na zwoju znajdującym się na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 6 wzdłuż osi obrotu ślimaka w kierunku pierwszej części cylindra 1. Wraz z drugą tuleją 3 przemieszcza się pierwsza tuleja 2 wraz ze zwojem 2’, który wykręca się z zagłębienia w kształcie zwoju w wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 6. W celu zatrzymania położenia zwoju 2’ wzdłuż osi ślimaka 13, w stosunku do trzeciej tulei 6 wyrównuje się ponownie prędkość obrotu pierwszego silnika 5 do prędkości obrotowej drugiego silnika 8.

Wykaz oznaczeń:

pierwszy cylinder pierwsza tuleja

2’ zwój

2a początek uzwojenia

2b koniec uzwojenia

PL 235 886 B1 druga tuleja pierwsze zazębienie zagłębienie wewnątrz drugiej tulei pierwsze koło zębate pierwszy silnik trzecia tuleja drugie zazębienie zwój na zewnątrz trzeciej tulei zagłębienie wewnątrz trzeciej tulei drugie koło zębate drugi silnik drugi cylinder łożysko obudowa ślimak pierścień sprężynujący

Claims (2)

1. Układ uplastyczniający wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, posiadający cylinder i ślimak, znamienny tym, że składa się z obudowy (12) z pustą przestrzenią w środku, do której pierwszego końca od strony zasypu zamocowany jest pierwszy nieruchomy cylinder (1) z otworem stopniowanym, posiadającym w części od strony wylotowej średnicę otworu większą niż od strony wlotowej, z kolei w otworze cylindra (1) od strony wylotowej zamocowana jest przesuwnie wzdłuż jej osi pierwsza tuleja (2) z zamocowanym do jej końca od strony wylotowej zwojem (2’) poprowadzonym wzdłuż linii śrubowej o osi pierwszej tulei (2), przy czym pierwsza tuleja (2) od strony wylotowej zamocowana jest swoim końcem do wewnętrznej powierzchni końca drugiej tulei (3), na której zewnętrznej powierzchni znajduje się pierwsze zazębienie (3a) zazębione z pierwszym kołem zębatym (4) osadzonym na wale pierwszego silnika (5), natomiast na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei (3) znajduje się zagłębienie (3b) w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej, w którym znajduje się zwój (6b) znajdujący się na zewnętrznej powierzchni części od strony wlotowej trzeciej tulei (6), przy czym zwój (6b) poprowadzony jest wzdłuż linii śrubowej, o osi trzeciej tulei (6), zaś na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei (6) znajduje się zagłębienie (6c) w kształcie zwoju, które poprowadzone jest wzdłuż linii śrubowej, o osi trzeciej tulei (6), w którym znajduje się zwój (2’) zamocowany do końca tulei wewnętrznej (2), przy czym na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei (6) w jej końcowej części znajduje się zazębienie (6a), które zazębione jest z drugim kołem zębatym (7) osadzonym na wale drugiego silnika (8), natomiast trzecia tuleja (6) styka się swoim końcem z drugim cylindrem (10) oraz zamocowana jest obrotowo w drugiej części od strony wlotu za pomocą łożysk (11) do obudowy (12), która zamocowana jest pierwszym końcem do pierwszej części cylindra (1) oraz drugim końcem do drugiego cylindra (10), z kolei wewnątrz pierwszej części cylindra (1), tulei wewnętrznej (2), pierwszej tulei zewnętrznej (3), drugiej tulei zewnętrznej (6) i drugiego cylindra (10) znajduje się ślimak (13).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że ślimak (13) w części znajdującej się wewnątrz drugiej tulei zewnętrznej (6) posiada na swoim obwodzie powierzchnię płaską walcową.