PT2176046E - Processo e dispositivo para o processamento de material sintético - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE MATERIAL SINTÉTICO" A presente invenção refere-se a um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a um processo de acordo com a reivindicação 17.

Dispositivos para o processamento e para o pré-tratamento de material sintético são conhecidos por exemplo da EP 390 873. Os dispositivos da referida natureza geralmente funcionam de forma satisfatória, contudo foi demonstrado, que em alguns casos o grau de homogeneização do material sintético descarregado através do transportador não era suficiente, particularmente relativamente ao grau de secagem alcançado no caso dos referidos materiais sintéticos, os quais para a prevenção de processos de decomposição têm de estar totalmente secos antes da plastificação, por exemplo poliéster. Além disso as películas de maior solidez exigem processos de secagem cuja complexidade aumenta à medida que aumenta a espessura, pelo que para materiais da referida natureza são necessários procedimentos de secagem específicos, por exemplo com ar desidratado, em secadores especiais. Os referidos secadores funcionam num intervalo de temperaturas, para o qual apenas são admissíveis materiais cristalizados, sendo que os materiais amorfos se tornariam colantes e se colariam uns aos outros. O que significa, que o procedimento de secagem teria de ser antecedido por um procedimento de cristalização. Contudo quando o material a processar é processado no receptáculo através da ferramenta durante muito tempo, é corrido o risco de durante o funcionamento 2 continuado do dispositivo, partículas sintéticas individuais serem prematuramente captadas pelo transportador, outras contudo apenas muito mais tarde. Neste caso as partículas sintéticas prematuramente captadas podem ainda estar relativamente frias e por conseguinte não estar suficientemente pré-processadas, secas, cristalizadas ou amolecidas, pelo que podem ser originadas heterogeneidades no material carregado para a ferramenta, por exemplo um extrusor, através do transportador.

Para a resolução do referido problema foram concebidos dispositivos, como por exemplo aqueles conhecidos da AT 396 900 B. Através de dispositivos da referida natureza a homogeneidade do material pode ser melhorada. Neste caso estão dispostos dois ou mais receptáculos em série sendo que o material sintético a processar percorre os referidos receptáculos pela mesma ordem. No primeiro receptáculo é produzido material pré-fragmentado, pré-aquecido, pré-secado e pré-compactado e por conseguinte pré-homogeneizado, que é apresentado ao receptáculo subsequente. Deste modo é assegurado, que não é carregado qualquer material não processado, ou seja, frio, não compactado, não fragmentado ou heterogéneo directamente para o transportador ou para o extrusor. Contudo os dispositivos da referida natureza com vários receptáculos apresentam grandes dimensões e por conseguinte uma grande necessidade de espaço. Os recursos construtivos, particularmente na ligação dos receptáculos, são igualmente consideráveis.

Em todos os processos de tratamento tem de ser constantemente considerado, que as partículas sintéticas não processadas ou deficitariamente processadas no 3 transportador formam ninhos sintéticos heterogéneos, dedutíveis à qualidade do produto final. Por isso para alcançar produtos finais, quer seja granulado quer sejam objectos extrusados em formas, mantendo a qualidade homogénea desejada, então o transportador que transporta o material deficitariamente processado do receptáculo tem de conferir a todo o material por esta transportado à saida do transortador a qualidade e a temperatura desejadas, para que o material possa ser extrusado com a homogeneidade desejada. A referida temperatura de saida tem de ser mantida relativamente elevada, para assegurar, que todas as partículas são suficientemente plastificadas. 0 que por sua vez necessita de recursos energéticos elevados e por conseguinte é corrido o perigo, de devido à temperatura de saida relativamente elevada se terem de temer danos térmicos do material sintético como por exemplo a decomposição do comprimento da cadeia molecular.

Além disso, do estado da técnica da AT 407 970 B é conhecido um dispositivo, no qual o material a processar no mesmo receptáculo é processado de forma continua por meio de dois conjuntos de ferramentas dispostos uns acima dos outros em dois níveis subsequentes. No primeiro nível, realizado por meio do conjunto de ferramentas superior o material é pré-fragmentado e/ou pré-aquecido e/ou pré-secado e/ou pré-misturado. No segundo nível, realizado por meio do conjunto de ferramentas inferior o material é sujeito ao mesmo processamento, porém de forma menos intensiva. A permuta de material entre o primeiro nível e o segundo nível é realizada através de uma fenda anular permanentemente aberta, que está concebida entre a parede do receptáculo e um disco de suporte. Contudo a fenda anular devido à fricção do material emergente entre a 4 parede do receptáculo e o disco de suporte não é vantajosa nem pode ser reduzida conforme desejado. Além disso a dimensão da fenda anular não pode ser alterada. No caso de receptáculos maiores desta natureza a superfície total aberta entre os níveis é maior do que o necessário, o que conduz a um alargamento do espectro do tempo de permanência do material. A patente GB 834 892 A divulga um dispositivo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1. A presente invenção tem por objectivo, melhorar os dispositivos da natureza acima referida, e conceber um dispositivo energeticamente eficiente, que com uma necessidade de espaço reduzida seja capaz de produzir um material homogéneo, de boa qualidade. Além disso a presente invenção tem por objectivo conceber um processo vantajoso, com o qual material sintético em forma de pedaços possa ser processado de modo a poupar espaço e de modo eficiente.

Os referidos objectivos são alcançados através das características referidas na reivindicação 1 ou 17. A reivindicação 1 assegura de modo vantajoso, que é evitado, que o material recentemente introduzido, insuficientemente processado ou preparado seja captado pelo transportador sem-fim, sem estar suficientemente processado, pelo que o dispositivo e o respectivo funcionamento são significativamente simplificados. Isto é assegurado por fundos intermediários, dispostos no receptáculo e que subdividem as câmaras, sendo que estão previstos meios, que causam ou permitem a permuta do material amolecido em forma de pedaços, não derretido entre 5 os níveis ou as etapas ou as câmaras directamente adjacentes respectivamente. A zona, na qual é realizada a fragmentação ou a secagem ou o pré-aquecimento do material, deste modo está separada da zona, na qual o material é empurrado para a caixa do transportador. Assim decorrido um tempo de funcionamento reduzido é atingido um equilíbrio entre as zonas. Isto contribui, para que seja assegurado um tempo de permanência suficiente do material no receptáculo, particularmente na respectiva área acima do fundo intermediário. Deste modo a temperatura do material introduzido na abertura de descarga do receptáculo é equilibrada, considerando que essencialmente todas as partículas sintéticas existentes no receptáculo são suficientemente pré-processadas. A temperatura aproximadamente constante do material introduzido na caixa do transportador tem como consequência, que os ninhos sintéticos heterogéneos são amplamente eliminados no transportador extrusor e por conseguinte o comprimento do transportador pode ser mais reduzido, do que nas construções conhecidas, considerando que o transportador tem de produzir menos trabalho, para levar seguramente o material sintético a uma temperatura de plastificação idêntica. A temperatura de entrada constante do material sintético na caixa do transportador além disso realiza uma pré-compactação do material na caixa do transportador, o que se reflecte convenientemente na abertura do extrusor, particularmente sob a forma de um débito homogéneo do extrusor e de uma qualidade do material homogénea à saída do extrusor. 0 comprimento encurtado do transportador representa uma poupança de energia e comparativamente às construções conhecidas uma temperatura de processamento reduzida no extrusor, considerando que a temperatura de entrada média na extremidade de entrada do transportador é 6 mais homogénea do que nas construções conhecidas. Deste modo no objecto de acordo com a presente invenção o material sintético processado - considerando a totalidade do procedimento de processamento - tem de ser processado a uma temperatura mais reduzida comparativamente a outras construções, para assegurar uma plastificação suficiente. A referida redução das temperaturas de pico tem como consequência a poupança de energia acima referida e além disso previne danos térmicos do material em processamento.

Além disso através de um dispositivo da referida natureza o processamento do material pode ser dirigido e adaptado de acordo com o tipo de material sintético. Deste modo por exemplo no caso do PET [poli(tereftalato de etileno)] é vantajoso, alcançar um aumento da viscosidade (iv). No caso de outros materiais sintéticos, tais como o HDPE [PEAD (polietileno de alta densidade) em português] ou o policarbonato, é igualmente vantajoso desintoxicar ou liberar o material sintético de componentes voláteis e remover estes últimos do fluxo de material. Isto pode igualmente ser assegurado de forma vantajosa através do dispositivo de acordo com a presente invenção. Considerando, que os níveis ou as etapas individuais essencialmente estão separados uns dos outros, é minimizada a propagação de componentes voláteis de um nível para outro, mais puro. Quando os componentes voláteis são removidos ou aspirados em cada nível, deste modo pode rapidamente e facilmente ser alcançada uma pureza de material mais elevada.

Além disso através dos fundos intermediários utilizados é reduzida a altura da coluna de material acima das ferramentas ou dos órgãos misturadores movimentados. Por um 7 lado é reduzida a carga mecânica sobre as ferramentas e por outro lado são aumentados os intervalos de manutenção das ferramentas misturadoras assim como a respectiva vida útil. Além disso, isto conduz a um melhor controlo durante a aplicação energética no material, pelo que é mais facilmente alcançada a temperatura máxima admissível para o material a processar. A temperatura máxima admissível é uma temperatura, à qual o material é convertido para um estado amolecido, tipo massa, contudo não derretido. 0 ajuste da referida temperatura é muito sensível, considerando que uma temperatura demasiado elevada conduziria a um derretimento e a uma colagem. A aplicação da temperatura é realizada através das ferramentas misturadoras e das ferramentas agitadoras e mais particularmente igualmente controlada por estas últimas. Além disso através das ferramentas misturadoras e das ferramentas agitadoras é realizada uma mistura que previne a colagem. Assim é vantajoso, que a temperatura possa ser ajustada o mais rapidamente e o mais precisamente possível, o que pode ser realizado de forma vantajosa através da subdivisão do receptáculo geral em compartimentos de mistura individuais mais reduzidos, fáceis de supervisionar. Através do ajuste de uma temperatura máxima admissível e da segurança, de poder manter e adaptar rapidamente a referida temperatura, é igualmente alcançado um melhoramento das velocidades de difusão dos componentes voláteis a remover e um melhoramento adicional da pureza.

Em suma, isto significa que através dos fundo intermediários utilizados ocorre uma redução da permuta de material na direcção do fluxo de um nível para o nível subsequente, pelo que a passagem do material em forma de pedaços é desacelerada e o espectro do tempo de permanência é estreitado.

As reivindicações dependentes referem-se a formas de realização vantajosas da presente invenção.

Assim é vantajoso, que as câmaras sejam dispostas umas acima das outras e que o fluxo do material circule de cima para baixo condicionado pela força da gravidade. Deste modo com meios de permuta construtivamente fáceis ou apenas com simples aberturas sem órgãos de transporte adicionais pode ser alcançada a descarga.

Além disso pode ser vantajoso, que as câmaras apresentem diâmetros diferentes e/ou alturas diferentes entre si. De acordo com uma forma de realização preferida, a câmara superior, vista na direcção do fluxo de material em forma de pedaços, na qual o material é introduzido, apresenta o diâmetro maior, e eventualmente igualmente a altura mais reduzida, comparativamente às câmaras dispostas mais abaixo na direcção do fluxo. Deste modo o processamento do material não totalmente derretido pode ser efectivamente influenciado. Além disso é aumentada a capacidade de recepção no receptáculo superior. A concepção da câmara superior com um diâmetro maior apresenta igualmente a vantagem, de deste modo poder ser realizado um processamento do material sintético, mais particularmente uma fragmentação ou uma pré-homogeneização, efectivo e adaptado às respectivas circunstâncias.

Uma outra forma de realização preferida refere-se à concepção das ferramentas misturadoras e fragmentadoras. Neste âmbito é vantajoso, que as referidas ferramentas 9 sejam concebidas, de modo que o material seja movimentado, colocado em rotação, misturado, aquecido, fragmentado e/ou convertido para um estado amolecido, sem que o material derreta. Assim as ferramentas misturadoras e ferramentas fragmentadoras têm de manter o material num estado em forma de pedaços ou em forma de partículas e eventualmente secá-lo ou pré-cristalizá-lo.

As ferramentas misturadoras e fragmentadoras nas respectivas câmaras podem ser concebidas de forma diferente e/ou de forma independente entre si através de um ou vários accionamentos, mais particularmente ser comandadas e controladas ou accionados com números de rotações diferentes. Deste modo através da selecção do número de rotações adequado e da ferramenta adequada pode por exemplo ser rapidamente aplicada muita energia no material fresco. Deste modo o material é rapidamente aquecido e a humidade retida pode ser rapidamente removida com o auxilio de vácuo ou de gás inerte seco. Assim na câmara disposta imediatamente abaixo tem de ser aplicada significativamente menos energia no material, pelo que na referida câmara podem ser utilizadas outras concepções de ferramentas, eventualmente accionadas com um número de rotações diferente. Deste modo podem ser assegurados a variabilidade máxima possível e um procedimento óptimo na dependência do material a processar e o material pode ser mantido da melhor forma possivel num estado amolecido, em forma de pedaços, não derretido.

Neste âmbito por um lado é vantajoso, que as ferramentas misturadoras e fragmentadoras estejam dispostas numa barra de rotor comum, considerando que isto é eficiente em algumas situações e assegura um processamento suficiente. 10

Por outro lado pode igualmente ser vantajoso, particularmente considerando o processamento variável acima referido, movimentar as ferramentas misturadoras e fragmentadoras através de accionamentos separados.

Os meios que permitem a permuta do material entre as câmaras de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção atravessam o respectivo fundo intermediário na sua totalidade. Deste modo o material pode ser descarregado da câmara disposta a montante na direcção do fluxo e carregado para a câmara subsequente disposta a jusante na direcção do fluxo. Particularmente por razões construtivas é vantajoso, que o material descarregado da câmara superior seja directamente canalizado através do fundo intermediário. Por um lado deste modo é alcançada uma redução da necessidade de espaço, por outro lado as aberturas da referida natureza nos fundos intermediários são totalmente envolvidas pelo receptáculo, pelo que é assegurada uma temperatura estável. Quando os materiais são por exemplo transferidos através de tubagens exteriores para um receptáculo subsequente ou para uma câmara subsequente, eventualmente poderá ser necessário, aquecer as referidas tubagens ou os meios de transporte, para não prejudicar o processamento do material.

Neste âmbito é vantajoso quando, por exemplo no caso de câmaras com diâmetro igual, o material da câmara superior através do fundo intermediário é directamente descarregado para a câmara inferior e deste modo por assim dizer cai de cima para a câmara inferior. O fundo intermediário na referida forma de realização representa uma parede de separação horizontal entre as duas câmaras, que é totalmente atravessada pelos meios de permuta. Uma ligação 11 das câmaras da referida natureza é construtivamente fácil, permite poupar espaço e é eficiente.

Particularmente no caso de câmaras com diâmetros diferentes, nas quais por exemplo a câmara superior apresenta um diâmetro maior do que as câmaras dispostas a jusante, pode igualmente ser vantajoso, que o material descarregado pela câmara superior seja carregado não por cima mas pelo lado atravessando a parede lateral da câmara disposta mais abaixo. Deste modo pode ser seleccionado de forma vantajosa, o carregamento acima ou abaixo do nível do material.

Os meios de permuta de forma vantajosa podem ser concebidos em torno das barras de rotor centrais e/ou na área envolvente da parede lateral do receptáculo ou na área da extremidade radial das ferramentas misturadoras e fragmentadoras. 0 posicionamento dos meios depende do número de rotações e da intensidade do processamento e deste modo pode ser seleccionado de fora vantajosa. Para maximizar o trajecto e o tempo de permanência é vantajoso, que os meios nos fundos intermediários individuais não estejam dispostos directamente uns sobre os outros, mas em lados opostos o mais distanciados possível.

De acordo com uma forma de realização vantajosa os meios ou são concebidos como aberturas de passagem livre através da respectiva largura interior, o que construtivamente é muito facilmente realizável e requer pouca manutenção. Os meios podem igualmente ser concebidos em forma de labirinto, o que aumenta adicionalmente o tempo de permanência do material. Para permitir o comando e o controlo do tempo de permanência é vantajoso, que os meios apresentem orifícios 12 ou válvulas corrediças. Deste modo pode ser comandado ou controlado, quando e em que quantidade o material é descarregado de uma câmara para a câmara subsequente. É igualmente possível, conceber os meios como meios de transporte ou meios de dosagem, por exemplo transportadores de parafuso sem-fim, que evidentemente são igualmente adequados para uma dosagem. Deste modo pode rapidamente e facilmente ser adaptado a matéria-prima diferente. Quando por exemplo na câmara superior repentinamente são introduzidos flocos espessos, depois de anteriormente terem sido principalmente processadas películas finas, pode ser conveniente, através da redução da abertura de descarga no fundo intermediário aumentar o tempo de permanência do material agora mais grosso na câmara superior, para assegurar um processamento suficiente. Os dispositivos da referida natureza permitem uma condução mais selectiva do processo.

Alternativamente é igualmente possível, que os meios de permuta sejam concebidos, de modo que não atravessam o fundo intermediário, mas a partir da câmara disposta a montante na direcção do fluxo sem atravessar o fundo intermediário, mas através da travessia da parede lateral da respectiva câmara asseguram um fluxo de material para uma câmara disposta mais abaixo. 0 material processado deste modo flui da câmara superior através da parede lateral e é carregado para a câmara disposta a jusante na direcção do fluxo lateralmente ou por cima. Os meios de permuta podem ser concebidos conforme acima referido.

Além disso de forma vantajosa pode estar previsto, que preferencialmente em cada câmara esteja previsto um dispositivo de aspiração para a remoção de componentes 13 voláteis e/ou um dispositivo para a lavagem com gás inerte ou gases reactivos. Pode igualmente ser vantajoso, realizar o dispositivo central de forma evacuável na respectiva totalidade. Assim durante o processamento por exemplo é vantajoso, que a pressão na câmara superior à temperatura mais elevada esteja ajustada o mais reduzida possível, para deste modo possibilitar um aumento de viscosidade óptimo através da policondensação. Neste caso em regra a câmara superior é carregada com o material mais húmido, pelo que é atingida uma quebra de pressão mais acentuada devido às quantidades de humidade elevadas, que são causadas pelo aumento da temperatura. No caso da utilização de uma única bomba a vácuo para a totalidade do receptáculo, a pressão no fundo intermediário inferior cairia igualmente, pelo que aí não teria lugar ou apenas teria lugar uma policondensação reduzida. Considerando os referidos aspectos é vantajoso, que cada área ou cada câmara seja evacuável por uma bomba a vácuo individual. Geralmente no lugar da aspiração por vácuo pode igualmente ser realizada uma lavagem com gás inerte com nitrogénio ou dióxido de carbono, pelo que são aspirados não apenas humidades, mas igualmente outros componentes voláteis, tais como substâncias odorantes.

Além disso é vantajoso, que preferencialmente em cada câmara, esteja previsto um dispositivo para a medição do nível de enchimento, pelo que é assegurado, que o fluxo de material é mais bem comandado e controlado. Na dependência do nível de enchimento na respectiva câmara o número de rotações ou o ajuste dos orifícios dos meios de permuta pode ser comandado e controlado. 14

Um dispositivo vantajoso de acordo com a reivindicação 15 com uma câmara superior com um diâmetro maior apresenta a vantagem, de deste modo o processamento do material não totalmente derretido poder ser efectivamente influenciado. Além disso com a referida medida simples pode ser aumentada a capacidade de recepção no receptáculo superior. A concepção da câmara superior com um diâmetro grande ou com um diâmetro maior apresenta igualmente a vantagem, de deste modo poder ser realizado um processamento, mais particularmente uma fragmentação e uma pré-homogeneização, efectivo e adaptado às respectivas circunstâncias, do material sintético.

As caracteristicas apresentadas na reivindicação 16 reforçam adicionalmente os referidos efeitos. 0 processo de acordo com a presente invenção essencialmente assegura as vantagens acima referidas, particularmente para que seja possibilitado, que material sintético seja efectivamente processado ou trabalhado.

As demais vantagens e formas de realização da presente invenção são determinadas através da descrição e das figuras em anexo. A presente invenção é esquematicamente apresentada com base em exemplos de realização nas figuras e em seguida sob consideração das referidas figuras é exemplificativamente descrita.

Fig. 1 - Apresenta uma primeira forma de realização de um dispositivo de acordo com a presente invenção com 15 três câmaras dispostas umas acima das outras com diâmetros iguais.

Fig. 2 - Apresenta uma outra forma de realização com duas câmaras dispostas uma acima da outra com diâmetros diferentes.

Fig. 3 - Apresenta uma forma de realização alternativa da Fig. 1. A Fig.l apresenta uma forma de realização de um dispositivo de acordo com a presente invenção para o processamento de material sintético termoplástico, mais particularmente produtos recicláveis ou resíduos de embalagens ou similares, que compreende um receptáculo ou um compactador de corte 1. 0 material é introduzido pela parte de cima através de uma abertura de carregamento 12 no receptáculo 1 na câmara superior 6a. A referida câmara 6a é concebida de forma cilíndrica e compreende uma ferramenta misturadora ou fragmentadora 7a. A ferramenta misturadora e fragmentadora 7a está ligada a uma unidade de accionamento através de uma barra de rotor 9 e pode ser movimentada de forma rotativa. A ferramenta misturadora e fragmentadora 7a está disposta na área do fundo da câmara superior 6a e é comandada e controlada ou concebida, de modo a exercer um efeito misturador, aquecedor ou eventualmente fragmentador sobre o material sintético. 0 material é movimentado de forma rotativa sendo concebida uma massa de mistura. Neste caso podem ser concebidos dois braços normalmente direccionados na direcção do eixo longitudinal 14 do dispositivo geral ou na direcção da barra de rotor 9, que apresentam arestas de trabalho 13 que exercem efeito sobre o material sintético. As referidas arestas de trabalho 13 estão dispostas, de 16 modo que por um lado exercem um corte arrastado sobre o material existente na área marginal do receptáculo 1 e por outro lado transportam o material a fragmentar para uma abertura de descarga 5'.

Na câmara superior 6a podem igualmente ser adicionados agentes aditivos ou agentes de enchimento, liquidos ou sólidos, adicionais. A referida adição pode ser realizada ou através da abertura de carregamento 12 ou igualmente na área abaixo do nivel de material na câmara 6a.

Directamente abaixo da câmara superior 6a está disposta uma câmara intermédia 6b adicional. A referida câmara intermédia 6b apresenta um diâmetro igual ao da câmara superior 6a. Ambas as câmaras 6a e 6b estão espacialmente separadas entre si através de um fundo intermediário 2', sendo que o referido fundo intermediário forma igualmente o fundo inferior da câmara superior 6a e a cobertura superior da câmara intermédia 6b. Entre as câmaras 6a e 6b está previsto um meio 5', que possibilita uma transferência ou um transporte do material amolecido, em forma de pedaços, não derretido da câmara superior 6a para a câmara 6b disposta abaixo da referida câmara superior. 0 material pré-processado na câmara superior 6a deste modo pode cair da câmara superior 6a para a câmara adicional 6b condicionado pela força da gravidade ou apoiado pela força da gravidade.

Além disso na câmara superior 6a está previsto um dispositivo de aspiração 15, através do qual podem ser aspirados componentes voláteis, tais como vapor de água ou ligações odorantes, que evaporam do material. É igualmente 17 possível, através ou por meio do dispositivo de aspiração 15 conduzir um fluxo de gás inerte através da câmara 6a.

Na câmara intermédia 6b disposta mais abaixo ou a jusante na direcção do fluxo estão igualmente dispostas ferramentas misturadoras 7b. Neste caso são dois órgãos misturadores dispostos um acima do outro, montados sobre uma barra de rotor 8 comum e que movimentam de forma rotativa o material na câmara 6b de forma igual ao processamento na câmara 6a. Contudo a barra de rotor 8 não está ligada à mesma unidade de accionamento que a barra de rotor 9 da câmara superior 6a, mas a uma unidade de accionamento, disposta na extremidade oposta do dispositivo. Deste modo o número de rotações das ferramentas misturadoras 7b pode ser ajustado independentemente do número de rotações das ferramentas misturadoras 7a.

Abaixo ou a jusante na direcção do fluxo da câmara 6b está disposta uma câmara 6c adicional. A referida câmara inferior 6c apresenta uma dimensão e um diâmetro iguais aos das duas câmaras superiores 6a e 6b. Na referida câmara inferior 6c está igualmente prevista uma ferramenta misturadora 7c, que trabalha conforme acima referido. A câmara 6b está espacialmente separada da câmara inferior 6c através do fundo intermediário 2'' . Para assegurar o fluxo de material no fundo intermediário 2'' é concebido um meio 5'', que assegura a permuta do material amolecido, em forma de pedaços da câmara intermédia 6b para a câmara inferior 6c.

Assim as três câmaras 6a, 6b e 6c apresentam a mesma dimensão, estão dispostas directamente umas acima das outras e formam o receptáculo cilíndrico 1. As paredes 18 laterais 4', 4'' e 4''' das câmaras dispostas umas acima das outras formam a parede lateral 4 do receptáculo 1. Através dos dois fundos intermediários 2', 2'' o receptáculo 1 está subdividido em três câmaras 6a, 6b e 6c, resultando contudo num receptáculo 1 único, unitário e que permite poupar espaço e não vários receptáculos individuais ligados entre si.

Assim através da concepção dos fundos intermediários 2', 2'' não pode ocorrer qualquer fluxo de material desimpedido e indefinido da matéria-prima para o extrusor. Os dois meios 5' e 5'' não estão dispostos um acima do outro de forma alinhada, mas são concebidos radialmente em extremidades opostas dos fundos intermediários 2' e 2'' . Deste modo pode ser aumentado o espectro do tempo de permanência e prolongado o trajecto do material. Os dois meios 5' e 5'' estão dispostos na área da extremidade dos raios ou das áreas abrangidos pelas ferramentas misturadoras e fragmentadoras 7a e 7b.

Nas câmaras 6b e 6c estão igualmente previstos dispositivos de aspiração 15, para remover os componentes voláteis ainda não liberados na câmara superior 6a. Deste modo o material pode ser efectivamente purificado.

Na câmara inferior 6c está disposta uma abertura de descarga 10 concebida na parede lateral 4'''. Através das ferramentas misturadoras 7c o material sintético é introduzido de forma espatular na referida abertura de descarga 10, que está essencialmente disposta à mesma altura da ferramenta misturadora 7c. A esta abertura de descarga 10 subsequentemente está ligado um extrusor 11, no qual o material é compactado e derretido. 19 A movimentação subsequente do material sintético a processar é realizada da forma seguinte: 0 material através da abertura de carregamento 12 é introduzido na câmara superior 6a e processado na referida câmara superior através das ferramentas misturadoras 7a. Neste caso é particularmente realizada uma fragmentação do material assim como um aquecimento através da energia introduzida através das ferramentas misturadoras 7a. Na câmara superior 12a pode igualmente ser realizada uma secagem do material, o que é particularmente relevante no caso do PET. 0 material pode igualmente ser pré-cristalizado. 0 essencial é, que o material na câmara superior 6a não seja derretido em nenhum ponto, mas apenas apresente um estado amolecido, particularmente próximo da temperatura de amolecimento Vicat do polímero a processar. A temperatura necessária pode ser ajustada e regulada de forma vantajosa através das ferramentas misturadoras 7a, mais particularmente da respectiva velocidade de rotação e/ou da respectiva concepção das arestas de corte 13 . Devido às câmaras relativamente pequenas é igualmente alcançado um ajuste rápido ou uma alteração rápida da temperatura. Além disso as ferramentas misturadoras 7a previnem uma colagem das partículas de material sintético e por conseguinte mantêm a fluidez e a capacidade de vazamento do material.

Subsequentemente o material através do meio 5' é transferido da câmara 6a para a câmara 6b através do fundo intermediário 2' . Neste caso o meio 5' de acordo com a referida forma de realização é concebido sob a forma de uma abertura ou de uma tampa bloqueável. Deste modo pode ser alcançada uma regulação do fluxo de material e ajustado o tempo de permanência do material na câmara superior 6a. Alternativamente pode igualmente estar previsto um 20 transportador de parafuso sem-fim ou um transportador doseador. Na câmara 6b o material é igualmente sujeito a um processamento através das ferramentas misturadoras 7b, sendo que também neste caso o material não é derretido.

Em seguida o material através do meio 5'' é transferido através do fundo intermediário 2'' a jusante na direcção do fluxo para a câmara inferior 6c continuando a ser processado na referida câmara através das ferramentas misturadoras 7c.

Subsequentemente o material através da abertura de descarga 10 é extraido do receptáculo 1 tendo sido sujeito a um processamento de três niveis e a uma pré-homogeneização, que prepararam de forma vantajosa óptima o material para o procedimento de derretimento no extrusor.

Na Fig.2 está prevista uma forma de realização alternativa. O dispositivo compreende um receptáculo ou um compactador de corte 1, no qual pode ser introduzido material pela parte de cima através da abertura de carregamento 12 e que apresenta igualmente uma abertura de descarga 10, através da qual o material após a realização do processamento é descarregado na direcção de um extrusor 11. Diferentemente do dispositivo de acordo com a Fig.l o referido dispositivo de acordo com a Fig.2 compreende apenas duas câmaras 6a e 6b dispostas uma acima da outra. Em ambas as câmaras 6a e 6b estão dispostas ferramentas misturadoras e fragmentadoras 7a e 7b. Contudo o diâmetro da câmara superior 6a é maior do que o diâmetro da câmara 6b disposta mais abaixo a jusante na direcção do fluxo. Deste modo a parede lateral 4' da câmara superior 6a e a parede lateral 4'' da câmara inferior 6b não formam um receptáculo 1 21 cilíndrico, mas um receptáculo 1 correspondente com uma forma diferente. Contudo é igualmente apresentado um receptáculo único unitário 1 e não dois receptáculos espacialmente separados entre si. Isto não é prejudicado pela circunstância dos diâmetros diferentes das câmaras 6a e 6b. A câmara superior 6a está separada da câmara inferior 6b através de um fundo intermediário 2', sendo que apenas no raio exterior do referido fundo intermediário 2' está prevista uma área em forma circular, que se estende através da superfície em forma circular do diâmetro da câmara inferior 6b. No fundo intermediário 2' na referida área exterior em forma circular está previsto um meio 5' ou um orifício, que atravessa o fundo intermediário 2' na respectiva totalidade, pelo que porém não é concebida uma ligação vertical directa entre a câmara 6a e a câmara 6b, ao contrário do que acontece na Fig.l, na qual o material cai na câmara inferior 6b pela parte de cima. Ao contrário do dispositivo de acordo com a Fig.l, o meio 5' de acordo com a Fig. 2 é concebido, de modo que o material primeiramente cai ou é introduzido verticalmente pela parte de cima no meio 5' e posteriormente através de um trajecto de transferência essencialmente horizontal em forma de tubagem ou de um transportador de parafuso sem-fim é introduzido através da parede lateral 4' ' da câmara inferior 6b na referida câmara 6b. Deste modo pode ser seleccionado, se o material é introduzido acima ou abaixo do nível de material na câmara 6b, conforme a altura em que o meio 5' é introduzido na referida câmara 6b. A passagem pode igualmente ser bloqueada. 22 0 meio 5' na Fig.2 está disposto ligeiramente fora do raio da ferramenta misturadora e fragmentadora superior 7a, pelo que o material amolecido, em forma de pedaços, não derretido é introduzido ou cai de forma fácil e eficiente no meio 5 ' .

Adicionalmente evidentemente podem estar previstos meios 5' adicionais, que são concebidos radialmente mais para o interior e que, tal como no dispositivo de acordo com a Fig.l, atravessam o fundo intermediário 2' na respectiva totalidade, pelo que o material, igualmente como de acordo com a Fig.l, a partir da câmara superior 6a pode ser directamente introduzido de forma vertical directa na câmara disposta mais abaixo 6b pela respectiva parte de cima. 0 fluxo de material é realizado analogamente à Fig.l da câmara 6a, na qual é realizado um pré-processamento do material, porém sem derretimento, através do meio 5' para a câmara 6b, sendo que na câmara 6b é realizado um processamento adicional do material. Deste modo é impossibilitada a introdução directa de matéria-prima não processada no transportador do extrusor 11.

Na Fig. 2 as duas ferramentas misturadoras 7a, 7b das diferentes câmaras 6a, 6b através das unidades de accionamento ou das barras de rotor 8, 9 diferentes são igualmente comandáveis e controláveis separadamente entre si, sendo que as unidades de accionamento neste caso estão igualmente dispostas em posições opostas relativamente ao dispositivo. 23

Na Fig.3 é apresentada uma forma de realização adicional. Analogamente à Fig.l neste caso o receptáculo ou o compactador de corte 1 está igualmente subdividido em três câmaras 6a, 6b e 6c dispostas umas acima das outras, sendo que os diâmetros das câmaras individuais são iguais e as paredes laterais 4', 4’’ e 4''' formam um receptáculo unitário cilíndrico 1. Diferentemente da Fig.l as ferramentas misturadoras 7a, 7b e 7c dispostas em cada câmara 6a, 6b e 6c estão dispostas numa barra de rotor 8 comum e por conseguinte apenas podem ser movimentadas de forma rotativa com um número de rotações comum ou igual.

As câmaras 6a, 6b e 6c estão separadas de forma habitual através dos fundos intermediários 2' e 2'' e ligadas entre si através do fluxo de material através de meios 5' e 5''. Contudo os meios 5' e 5'' comparativamente com a Fig.l são concebidos de forma diferente. Entre a câmara superior 6a e a câmara intermédia 6b está previsto um meio 5', que está disposto de forma central abrangente em torno da barra de rotor 8. Além disso está previsto um meio 5' adicional, que diferentemente dos meios até aqui apresentados não atravessa o fundo intermediário, mas apenas as paredes laterais 4' e 4’’ de duas câmaras 6a e 6b dispostas uma acima da outra. Deste modo o material através da parede lateral 4' da câmara superior 6a pode ser descarregado da referida câmara 6a e através do meio 5', neste caso um transportador de parafuso sem-fim ou um transportador doseador, por meio da travessia da parede lateral 4'' da câmara disposta abaixo 6b e ser introduzido na referida câmara. 0 referido meio 5' está disposto fora das câmaras 6a e 6b ou fora das paredes laterais 4' e 4''. Neste caso deve ser observada a temperatura no referido meio 5' pelo 24 que podem ser úteis dispositivos de isolamento e/ou dispositivos de aquecimento para o referido meio 5'. 0 fundo intermediário 2'' entre a câmara intermédia 6b e a câmara inferior 6c apresenta igualmente um meio 5'', que está axialmente disposto em torno da barra de rotor 8. Além disso está disposto um meio 5'' adicional, que está concebido como uma abertura ajustável através de uma válvula corrediça 21 e atravessa o fundo intermediário 2’ ’ . 0 referido meio 5'' está disposto na área axial exterior das ferramentas misturadoras 7b.

De resto o dispositivo é concebido em conformidade com a Fig.1. A introdução de material através da abertura de carregamento 12 de forma vantajosa é realizada através de um dispositivo de regulação ou de um dispositivo de comando e de controlo 20, como por exemplo comporta de roda de copos, um sistema corrediço ou um sistema de transportador de parafuso sem-fim.

Além disso pode estar previsto, que preferencialmente em cada câmara 6a, 6b e 6c está previsto um dispositivo para a medição do nível de enchimento 16, para determinar a respectiva altura do material na respectiva câmara e para adaptar constantemente o comando e o controlo do processo através da adaptação do número de rotações das ferramentas misturadoras 7 ou através do ajuste das larguras de abertura ou das aberturas de passagem dos meios 5. O revestimento do receptáculo 1 adicionalmente pode ser concebido de modo a ser aquecido ou arrefecido, por exemplo 25 através de dispositivos aquecedores ou de dispositivos arrefecedores ou através de um revestimento duplo. Deste modo cada área parcial ou cada parede lateral 4', 4'', 4''' de cada câmara 6a, 6b e 6c pode ser separadamente aquecida ou arrefecida. As ferramentas misturadoras 7a, 7b e 7c podem igualmente ser concebidas de modo a poderem ser aquecidas ou arrefecidas.

Além disso seria possível, prever uma abertura de descarga individual 10 em cada câmara 6a, 6b e 6c, através da qual pode ser introduzido material num extrusor 11. A Fig.4 apresenta um dispositivo exemplificativo, que essencialmente corresponde à forma de realização de acordo com a Fig.2. Contudo as ferramentas misturadoras e fragmentadoras 7a e 7b estão dispostas numa barra de rotor 8 comum ou são movimentadas através de um único motor de accionamento e por conseguinte estão acoplados a movimentações iguais ou sincronizadas.

Lisboa, 27 de Janeiro de 2011

Claims (16)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um dispositivo para o processamento, particularmente de material sintético, termoplástico, por exemplo poliéster ou polietileno, que compreende um receptáculo ou um compactador de corte (1), no qual é introduzido o material a processar, em cuja área inferior está prevista uma abertura de descarga (10), através da qual o material processado é descarregado do receptáculo (1), por exemplo, para um extrusor (11), sendo que o receptáculo (1) está subdividido em pelo menos duas câmaras (6a, 6b, 6c,...), separadas entre si respectivamente através de um fundo intermediário (2', 2'',...), particularmente cilíndrico, sendo que em cada câmara (6a, 6b, 6c,...) está disposta pelo menos uma ferramenta misturadora ou fragmentadora (7a, 7b, 7c...), particularmente rotativa em torno de um eixo vertical (8, 14) que actua sobre o material, com a qual o material é convertido para um estado amolecido, contudo permanentemente em forma de pedaços ou em forma de partículas e não derretido e sendo que estão previstos meios (5', 5'',...), que causam ou permitem a permuta ou a transferência do material amolecido, em forma de pedaços, não derretido entre as câmaras directamente adjacentes (6a, 6b, 6c,...), caracterizado por a câmara superior (6a) ou a câmara disposta relativamente mais acima apresentar um diâmetro maior do que as câmaras localizadas mais abaixo (6b, 6c,) na direcção do fluxo de material respectivamente.

2. Um dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar câmaras (6a, 6b, 6c,...) que estão dispostas umas acima das outras e por apresentar um fluxo de material que está direccionado para a partir da câmara superior (6a), na qual o material a processar é 2 introduzido, particularmente condicionado pela força da gravidade, fluir na direcção descendente para as câmaras subsequentes (6b, 6c,...) .

3. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por apresentar câmaras (6a, 6b, 6c,...) que apresentam diâmetros diferentes e/ou alturas diferentes entre si, sendo que a câmara superior (6a) ou a câmara disposta relativamente mais acima apresenta uma altura mais reduzida do que as câmaras dispostas mais abaixo (6b, 6c,...) na direcção do fluxo de material respectivamente.

4. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...) que são comandadas e controladas ou concebidas, de modo que o material a processar é movimentado, colocado em rotação ou de modo a conceber, misturar, aquecer e eventualmente fragmentar uma massa de mistura que simultaneamente é convertida para um estado amolecido, que contudo permanece permanentemente em forma de pedaços ou em forma de partículas e não derrete e/ou por, pelo menos na câmara superior (6a), o material ser secado e/ou ser cristalizado.

5. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...) que nas respectivas câmaras (6a, 6b, 6c,...) estão concebidas de forma diferente e/ou eventualmente estão dispostas em barras de rotor (8, 9) diferentes e/ou são comandáveis e controláveis independentemente umas das outras, através de 3 uma ou de várias unidades de accionamento e, mais particularmente, rodam com um número de rotações diferente.

6. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar ferramentas misturadoras ou fraqmentadoras (7a, 7b, 7c,...) que estão dispostas numa barra de rotor (8) comum continua ou por apresentar ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...) que estão distribuídas por duas ou mais barras de rotor (8, 9) independentes umas das outras e accionadas separadamente respectivamente, que eventualmente de lados opostos penetram no receptáculo (1).

7. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar meios (5', 5'',...) que permitem a permuta ou a transferência de material entre câmaras adjacentes (6a, 6b, 6c,...) e que são concebidos no fundo ou no fundo intermediário (2', 2'',...) da câmara superior (6a) ou da câmara disposta relativamente mais acima ou da câmara concebida com um diâmetro relativamente maior ou partem da referida câmara e através da travessia do respectivo fundo intermediário (2', 2'',...) da referida câmara formam uma ligação por fluxo de material para as câmaras directamente adjacentes ou subsequentes, na direcção do fluxo de material para as câmaras dispostas mais abaixo (6b, 6c,...).

8. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar câmaras (6a, 6b, 6c,...) que particularmente quando apresentam diâmetros essencialmente iguais, apresentam meios (5', 5concebidos no respectivo fundo intermediário (2', 2'',...) entre duas câmaras (6a, 6b, 6c, ...) que atravessam 4 o referido fundo intermediário na respectiva totalidade. (2', 2", ...)

9. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar câmaras (6a, 6b, 6c,...) que particularmente quando apresentam diâmetros essencialmente diferentes, apresentam meios (5', b'que partem da câmara superior (6a) ou da câmara disposta relativamente mais acima ou da câmara concebida com um diâmetro relativamente maior e através da travessia da parede lateral (4'', A''',...) da câmara (6b, 6c,...) que segue a direcção do fluxo de material ou está disposta mais abaixo ou com um diâmetro mais reduzido, penetram nas câmaras (6b, 6c,...), adjacentes ou subsequentes, dispostas mais abaixo.

10. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar meios (5', 5'',...) que são concebidos em torno ou de modo a engrenar na(s) barra (s) de rotor (8, 9) e/ou na área adjacente da parede lateral (4', 4'', 4''',...) do receptáculo (1) ou na área terminal radial das ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...) e/ou por os meios (5', 5'',...) nos fundos intermediários individuais (2', 2'não estarem dispostos uns acima dos outros de forma alinhada, mas estarem distanciados o máximo possível uns dos outros respectivamente.

11. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por apresentar meios (5', 5'',...) que como passagem livre através da respectiva largura interior são concebidos como aberturas ou orifícios ou como meio de carregamento ou de dosagem, 5 mais particularmente como transportadores de parafuso sem-fim, permissivos, eventualmente concebidos em forma de labirinto, eventualmente pelo menos parcialmente bloqueáveis ou que permitem a requlação do fluxo de material.

12. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado por apresentar meios (5', 5'',...) que permitem a permuta ou a transferência de material entre câmaras adjacentes (6a, 6b, 6c,...) e que partem da câmara superior (6a) ou da câmara disposta relativamente mais acima ou da câmara concebida com um diâmetro relativamente maior e através da travessia da respectiva parede lateral (4 ') na sua totalidade, particularmente na área baixa ou próximo da base do fundo intermediário (2', 2'',...), da referida câmara através do contorno ou da não passagem dos fundos intermediários (2', 2'',...) formam uma ligação por fluxo de material para a câmara directamente adjacente, na direcção do fluxo de material para a câmara disposta mais abaixo (6b, 6c,...), sendo que os meios (5', 5'',...) mais particularmente são concebidos como trajectos de transferência, sendo que os referidos trajectos de transferência são concebidos como passagem livre através da respectiva largura interior concebidos como tubagens, ou como meios de carregamento ou meios de dosagem, mais particularmente como transportadores de parafuso sem-fim, permissivos, eventualmente pelo menos parcialmente bloqueáveis.

13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos uma, preferencialmente cada uma, das câmaras (6a, 6b, 6c,...) apresentar um dispositivo de aspiração (15) para a remoção 6 de componentes voláteis e/ou um dispositivo para a limpeza com um gás inerte ou um gás reactivo ou similar, sendo que o dispositivo de aspiração (15) eventualmente está concebido nas ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...).

14. Um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por em pelo menos uma, preferencialmente em cada uma das câmaras (6a, 6b, 6c, ...) estar previsto um dispositivo para a medição do nivel de enchimento (16).

15. Um processo para o processamento de material sintético, particularmente termoplástico, como por exemplo poliéster ou polietileno, através da utilização de um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, no qual o material a processar é conduzido de forma subsequente através de várias câmaras (6a, 6b, 6c,...) subsequentes na direcção do fluxo do material, dispostas no receptáculo (1), no qual o material em cada câmara (6a, 6b, 6c,...) é processado, movimentado, misturado, aquecido e/ou fragmentado e eventualmente secado e/ou cristalizado através de ferramentas misturadoras ou fragmentadoras (7a, 7b, 7c,...), eventualmente comandáveis e controláveis independentemente umas das outras e por conseguinte convertido para um e mantido num estado amolecido, não derretido, no qual o material permanece em forma de pedaços ou em forma de partículas e no qual o material após a última câmara é sujeito a uma etapa de compactação ou descarregado para um extrusor (11).

16. Um processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o material ser transportado ou fluir de 7 câmara (6a, 6b, 6c,...) para câmara através do receptáculo (1) atravessando os fundos intermediários que subdividem as câmaras individuais. Lisboa, 27 de Janeiro de 2011 1/4

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_____-- 4/4 Fig.4