PL235887B1 - Układ uplastyczniający wytłaczarki - Google Patents

Abstract

Cylinder uplastyczniającego 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 końcem do pierwszej tulei zewnętrznej (3), która zamocowana jest obrotowo, przesuwnie wzdłuż osi, za pomocą zestawu łożysk (4) zamocowanych w oprawie (5) do końca siłownika (6), zamocowanego do pierwszej nieruchomej części cylindra (1). Wewnątrz pierwszej tulei zewnętrznej (3) znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym umieszczony jest zwój znajdujący się na zewnętrznej części drugiej tulei zewnętrznej (7). Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej (7) znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju, w którym umieszczony jest zwój zamocowany do końca tulei wewnętrznej (2). Na zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej (7) znajduje się zazębienie (7a), które zazębione jest z kołem zębatym (8) osadzonym na wale silnika (9). Druga tuleja zewnętrzna (7) styka się swoim końcem z drugą częścią cylindra (10) oraz zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk (11) do obudowy (12), 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 PL 217558 (B1) znany jest układ uplastyczniający, zwłaszcza wytłaczarki ślimakowej przeznaczonej do przetwórstwa tworzyw polimerowych.

Układ uplastyczniający posiada tuleję obrotową umieszczoną w obudowie utworzonej z połączonych korzystnie rozłącznie dwóch elementów, stanowiącej 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 PL 67459 (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 PL 221688 (B1) znana jest tuleja obrotowa, będąca konstrukcyjną częścią składową cylindra aktywnego walcowego wytłaczarki ślimakowej, stosowanej do wytłaczania t worzyw 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 PL 225775 (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 PL 225805 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, posiadający w strefie dozowania aktywny przetwórczo segment

PL 235 887 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 foremnego ściętego. Element obrotowy cylindra wykonuje obroty w jedną lub drugą stronę zmienne, co do wartości, w zależności od potrzeb przetwórczych.

Z opisu patentowego nr PL 225804 (B1) znany jest układ uplastyczniający wytłaczarki jednoślimakowej do tworzyw polimerowych, który posiada 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, znajdującego się pomiędzy zasypem a głowicą wytłaczarską, w którym znajduje się ślimak, według wynalazku jest to, że składa się z obudowy z pustą przestrzenią w środku, do której pierwszego końca od strony zasypu zamocowana jest pierwsza nieruchoma część cylindra z otworem stopniowanym, posiadającym w części od strony wylotowej średnicę otworu większą niż od strony wlotowej. W otworze cylindra od strony wylotowej zamocowana jest przesuwnie wzdłuż jej osi pierwsza tuleja z zamocowanym do jej końca od strony wylotowej zwojem poprowadzonym wzdłuż linii śrubowej o osi tulei wewnętrznej. Pierwsza tuleja zamocowana jest swoim końcem od strony wylotowej do wewnętrznej powierzchni drugiej tulei, która zamocowana jest współosiowo, obrotowo, przesuwnie, za pomocą zestawu łożysk zamocowanych w oprawie do końca siłownika, którego korpus zamocowany jest do pierwszej nieruchomej części cylindra. Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei wzdłuż jej osi znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej, w którym znajduje się zwój znajdujący się na części od strony wlotowej zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei. Zwój ten poprowadzony jest wzdłuż linii śrubowej, wzdłuż osi trzeciej tulei. Na drugiej części zewnętrznej powierzchni drugiej tulei zewnętrznej od strony wylotowej znajduje się zazębienie, które zazębione jest z kołem zębatym osadzonym na wale silnika zamocowanego do obudowy. Trzecia tuleja styka się swoim końcem od strony wylotowej z drugą częścią cylindra zamocowaną nieruchomo do obudowy. Trzecia tuleja w drugiej części zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk, znajdujących się po obydwu stronach zazębienia, do obudowy. Na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej wzdłuż osi trzeciej tulei, w którym umieszczony jest zwój zamocowany do końca tulei wewnętrznej. Wewnątrz pierwszej części cylindra, pierwszej tulei, drugiej tulei, trzeciej tulei i drugiej części cylindra znajduje się ślimak.

Opcjonalnie ślimak w części znajdującej się wewnątrz trzeciej tulei posiada 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, 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 rowkami w kształcie zwoju.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym

PL 235 887 B1 fig. 1 - przedstawia 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 - szczegół D mechanizmu w pierwszym położeniu skrajnym, fig. 2e - pierwsza tuleja zewnętrzna w widoku perspektywicznym w przekroju wzdłuż osi, fig. 2f - druga tuleja zewnętrzna w widoku perspektywicznym w przekroju wzdłuż osi, 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 E mechanizmu w drugim położeniu skrajnym, fig. 4b - szczegół F mechanizmu w drugim położeniu skrajnym, fig. 5 - widok perspektywiczny tulei ze zwojem, fig. 6 - widok mechanizmu w widoku rozstrzelonym.

Cylinder uplastyczniający wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, według wynalazku w przykładzie wykonania składa się z obudowy 12 z pustą przestrzenią w środku, do której pierwszego końca od strony zasypu zamocowana jest pierwsza nieruchoma część cylindra 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 zamocowana jest swoim końcem od strony wylotowej do wewnętrznej powierzchni drugiej tulei 3, która zamocowana jest współosiowo, obrotowo, przesuwnie, za pomocą dwóch łożysk 4 zamocowanych w dzielonej oprawie 5 do końców siłowników 6 znajdujących symetrycznie po dwóch stronach drugiej tulei 3. Korpusy siłowników 6 zamocowane są do pierwszej nieruchomej części cylindra 1 oraz do obudowy 12. Na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei 3 wzdłuż jej osi znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej, w którym znajduje się zwój 7b znajdujący się na części od strony wlotowej zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7. Zwój ten 7b poprowadzony jest wzdłuż linii śrubowej, wzdłuż osi trzeciej tulei 7. Na drugiej części zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7, od strony wylotowej znajduje się zazębienie 7a, które zazębione jest z kołem zębatym 8 osadzonym na wale silnika 9 zamocowanego do obudowy 12. Trzecia tuleja 7 styka się swoim końcem od strony wylotowej z drugą częścią cylindra 10 zamocowaną nieruchomo do obudowy 12. Trzecia tuleja 7 w drugiej części zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk 11, znajdujących się po obydwu stronach zazębienia 7a, do obudowy 12. Na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7 znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju 7c poprowadzone wzdłuż linii śrubowej wzdłuż osi trzeciej tulei 7, w którym umieszczony jest zwój 2’ zamocowany do końca pierwszej tulei 2.

Wewnątrz pierwszej części cylindra 1, pierwszej tulei 2, drugiej tulei 3, trzeciej tulei 7 i drugiej części cylindra 10 znajduje się ślimak 13. Ślimak 13 w części znajdującej się wewnątrz trzeciej tulei 7 posiada na swoim obwodzie powierzchnię płaską walcową.

Działanie cylindra uplastyczniającego wytłaczarki jednoślimakowej polega na tym, że przetwarzany materiał zasypuje się do nieruchomej pierwszej części 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 7, w której rolę elementu przemieszczającego materiał przejmuje zagłębienie w kształcie zwoju znajdujące się na jej wewnętrznej powierzchni. W zagłębieniu w kształcie zwojów w trzeciej tulei 7 znajduje się zwój 2’ zamocowany na końcu pierwszej tulei 2, który ogranicza szerokość zagłębienia. Trzecia tuleja 7 obraca się na skutek działania mechanizmu składającego się z drugiego zazębienia 7a, znajdującego się na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7 zazębionego z kołem zębatym 8 osadzonym na wale silnika 9. Położenie pierwszej tulei 2 wraz z uzwojeniem 2’ zapewnia mechanizm składający się z siłowników 6, który poprzez obudowę oprawy łożyska 5 i zespołu łożysk 4 jest połączony z drugą tuleją 3, do której końca zamocowana jest pierwsza tuleja 2 wraz z uzwojeniem 2’. Obrót trzeciej tulei 7 i ustalone położenie siłowników 6, blokujących przemieszczanie się drugiej tulei 3 wraz z pierwszą tuleją 2 i zwojem 2’ powoduje, że zwój 2’ obraca się wraz z drugą tuleją 3. Zmiana położenia końca siłownika 6 powoduje, że druga tuleja 3 wykręca się albo nakręca się zagłębieniem w kształcie zwoju znajdującym się na jej wewnętrznej powierzchni z albo na zwój znajdujący się na zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7 co powoduje przekręcanie się wraz z nią

PL 235 887 B1 pierwszej tulei 2 z zamocowanym na jej końcu zwojem 2’, który wykręca się albo nakręca się w zagłębienie w kształcie zwoju znajdujące się na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei 7.

Wykaz oznaczeń:

pierwsza część cylindra pierwsza tuleja

2’ zwój

2a początek zwoju

2b koniec zwoju druga tuleja zespół łożysk oprawa łożyska siłownik trzecia tuleja

7a zazębienie koło zębate silnik druga część cylindra łożysko obudowa ślimak

Claims (2)

1. Układ uplastyczniający wytłaczarki, zwłaszcza do tworzyw polimerowych, znajdujący się pomiędzy zasypem a głowicą wytłaczarską, w którym znajduje się ślimak, znamienny tym, że składa się z obudowy (12) z pustą przestrzenią w środku, do której pierwszego końca od strony zasypu zamocowana jest pierwsza nieruchoma część cylindra (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) zamocowana jest swoim końcem od strony wylotowej do wewnętrznej powierzchni drugiej tulei (3), która zamocowana jest współosiowo, obrotowo, przesuwnie, za pomocą zestawu łożysk (4) zamocowanych w oprawie (5) do końca siłownika (6), którego korpus zamocowany jest do pierwszej nieruchomej części cylindra (1), natomiast na wewnętrznej powierzchni drugiej tulei (3) wzdłuż jej osi znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju poprowadzone wzdłuż linii śrubowej, w którym znajduje się zwój (7b) znajdujący się na części od strony wlotowej zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei (7), przy czym ten zwój (7b) poprowadzony jest wzdłuż linii śrubowej, o osi trzeciej tulei (7), zaś na drugiej części zewnętrznej powierzchni trzeciej tulei (7) od strony wylotowej znajduje się zazębienie (7a), które zazębione jest z kołem zębatym (8) osadzonym na wale silnika (9) zamocowanego do obudowy (12), z kolei trzecia tuleja (7) styka się swoim końcem od strony wylotowej z drugą częścią cylindra (10) zamocowaną nieruchomo do obudowy (12) oraz trzecia tuleja (7) w drugiej części zamocowana jest obrotowo za pomocą łożysk (11), znajdujących się po obydwu stronach zazębienia (7a), do obudowy (12), natomiast na wewnętrznej powierzchni trzeciej tulei (7) znajduje się zagłębienie w kształcie zwoju (7c) poprowadzone wzdłuż linii śrubowej o osi trzeciej tulei (7), w którym umieszczony jest zwój (2’) zamocowany do końca pierwszej tulei (2), zaś wewnątrz pierwszej części cylindra (1), pierwszej tulei (2), drugiej tulei (3), trzeciej tulei zewnętrznej (7) i drugiej części cylindra (10) znajduje się ślimak (13).

2. Cylinder według zastrz. 1, znamienny tym, że ślimak (13) w części znajdującej się wewnątrz trzeciej tulei zewnętrznej (7) posiada na swoim obwodzie powierzchnię płaską walcową.