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La présente invention a trait en général au traitement des matières plastiques et en particulier à un appareil servant à extruder une masse de résine ou de matière similaire et à cou- per la partie extradée en particules distinctes.
Nous avons précédemment décrit an appareil pour extrader une résine ou une matière similaire, et en même temps couper les "filets" extradés en particules distinctes. Comme cela a été de- crit, la résine à extruder est introduite sous pression-dans une chambre dont elle s'échappe à travers une série d'orifices d'ex- trusion ménag6s dans une plaque plane; et des lames du couteau sont montées pour être mises en rotation, de telle sorte que cha- cune passe successivement en travers d'une série d'orifices et coupe l'augmentation de résine extrudée à travers chaque orifice (depuis la dernière fois qu'une lame était passée sur cet orifice)
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hors de la masse de résine située dans les orifices et dans la chambre de pression.
Le couteau est monté de telle sorte qu'il puisse tourner autour d'un axe disposé au centre de la plaque munie d'orifices, et par conséquent, chaque lame du couteau passe successivement sur tous les orifices situés dans cette plaque à chaque tour complet du couteau. Mais dans un tel arrangement,la vitesse linéaire des lames du couteau augmente à partir du centre de rotation vers l'extériear. Par conséquent, lorsqu'ane lame du couteau passe à travers une extrusion située vers le bord extérieu de la plaque manie d'orifices, elle se déplace à une plus grande vitesse que lorsqu'elle passe à travers une extrusion similaire provenant d'un orifice situé plus prés du centre de la plaque manie d'orifices.
Ces vitesses inégales de coupage provoquent, dans une faible mesure, des coupures d'extrusions inégales ou dé- chiquetées. De plus, comme les lames du couteau ont une certaine largeur, chaque orifice est recouvert par la lame en passant de telle sorte, que} lorsque la lame est de largeur égale d'un bout à l'autre, les orifices proches du centre sont couverts, à chaque pas- sage par la lame pendant un laps de temps plus long, que ne le sont les orifices plus éloignés du centre, et ceci provoque une certaine inégalité de Longueur de l'extrusion découpée.
De plus, dans un arrangement du genre précedent décrit, dans lequel les lames du couteau s'étendent à partir d'un moyeu central, une bon- ne partie de la plaque manie d'orifices aux environs du centre nt est pas utilisable parce qu'elle est recouverte par le moyeu; et ceci restreint le nombre de lames, pouvant être utilisées parce que l'espace entre les lames doit être suffisant pour permettre à une extrusion de longueur voulue de se produire entre le passage successif des lames. Avec une pluque munie d'orifices ou plaque perforée de quatre pouces de diamètre par exemple, le nombre maxi- mum pratique de lames est quatre.
L'objet de la présente invention établie de façon générale est de procurer un appareil pour extruder et decouper de la résine
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et des matières similaires dans lequel le taux de production de parties copies est plus élevé et le produit plus uniforme qu'avec les appareils précédemment décrits.
Un objet plus spécifique de la présente invention est de procurer un dispositif, dans le but décrit dans lequel la. vitesse de coupage est la même à tous les orifices.
Un autre objet spécifique de la présente invention est de fournir un dispositif dans le but décrit caractérise en ce que le nombre d'actes coupantes peut être augmente au.-delà de celui qui est employé pratiquement dans les dispositifs antérieurs.
De façon générale, ces objets sont réalisés en extrudant la résine ou matière similire à travers une série d'orifices si- tués dans une paroi cylindrique, et en déplaçant en même temps autour de ladite paroi une serie de lames,en position de cisuil- lement par rapport aux bords des orifices. La chambre dans laquel- le la résine est introduite sous pression et d'où. elle est extru- dée peut par exemple.être pourvue d'une paroi extérieure cylin- drique munie d'une série d'orifices.
Une série de lames coupantes, s'étendant chacune sensiblement dans la direction axiale dudit cylindre, est montée de façon à pouvoir être mise en rotation par rapport au cylindre et suiv@nt son axe, de telle sorte que les lames passent sur la surface du cylindre, et qu'à chaque tour com- plet, chaque lame passe successivement sur tous les orifices à la même vitesse linéaire et que chaque lame obstrue le passage de résine à travers chaque orifice pendant le même laps de temps. Par conséquent un cylindre de quatre pouces de diamètre peut être -équipe d'un nombre de lames pouvant aller jusqu'à douze.
Une réalisation de l'invention est illustrée dans le des- sin ci-jointe dont:
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un tel appareil.
La figure 2 est une coupe prise suivant la ligne 2 - 2' de la figure 1.
La figure 3 est une vue en élévation laterale du couteau
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représenté à la figure 1.
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La figure 4 eut une vue en uluvation 1.it<àr<1<; de 1 c11;:'(I1- bre d'extrusion cylindrique representee à lu figure 1.
La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5 - 5 de la figure 3.
Dans la forme représentée dans le dessin, l'appareil coin- prend une enveloppe ou récipient 1, de preference de forme cylin- drique, ayant une entrée 2,pour la liqueur de suspension,et une sortie 3,pour évacuer la suspension de particules de résine. L'en- veloppe 1 est montée sur une buse 4 ayant une entrée centrale 5 pour recevoir la résine sous pression d'une source externe non re- présentée. L'enveloppe 1 est également pourvue d'un capuchon 6 fournissant un moyeu central 7 et une jointure hermétique à un arbre 8 actionné par une source externe de puissance, non repré- tée.
Une chambre 9,ayant une surface extérieure cylindrique et un rebord ou aile d'assemblage 10, est montée sur Ici base 4, et la paroi cylindrique de l'enveloppe 1 est fixée de façon herméti- que au rebord 10, comme aela est représenté en 11, de telle sorte qu'an espace sensible est ménagé entre l'extérieur de la chambre 9 et la surface extérieure de 1.'enveloppe 1. Dans l'arrangement tel que représenté, la résine sous pression, introduite par l'en- trée 5, remplit la partie intérieure de la chambre 9, et,en vue d'extruder la résine;la paroi cylindrique de la chambre 9 est mu- nie d'une série d'orifices 12. La pression exercée sur la résine à l'intérieur de la chambre 9 presse la résine à travers les ori- fices 12.
Les nombreux orifices 12 ont un diamètre choisi suivant la dimension des filets que l'on désire extruder. Tous les orifi- ces d'une chambre donnée 9 sont de préférence de la même dimension.
A l'extrémité de l'arbre 8, à l'intérieur de l'enveloppe 1 est monté un couteau 13 qui, dans la forme representée aux des- sins, est un cylindre aux extrémités puvertes ayant un diamètre in-
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térieur suffisant pour pouvoir tourner contre lu surface exté- rieure cylindrique de la chambre 9. Lu paroi cylindrique du cou- teau 13 est découpée en lui enlevant des bandes de matière, comme cela est représenté en 14, en vue de ménager une série de lûmes espacées 15 qui sont diane pièce avec clos bandes circulaires 16 situées à leurs extrémités opposées. Dans la forme représentée, les lames 15 sont sensiblement dirigées suivant des hélices du cylindre.
La forme en hélice des lames a l'avantage que lorsque le couteau est mis en rotation dans la direction représentée par la flèche de la figure 3, le mouvement des lames dirige les parti- cales découpées de résine dans une direction montante, qui va dans un séns analogue à celai de la liqueur de suspension à travers l'enveloppe 1. La forme en hélice a cet autre avantage que la cou- pure ainsi faite est une coupure découpée.par opposition à une coupure hachée, et cela allège l'effort exercé sur le disp ositif.
La forme en hélice des lames, de telle sorte qu'une extrémité de l'une 'soit périphériquement décalée de son autre extrémité d'une distance au moins égale à la distance périphérique entre deux la.. mes successives, a cet avantage supplémentaire d'imposer une char- ge constante et uniforme, par opposition à une charge par à-coups, au système de commande externe (non représenté) de l'ar- bre 8. Néanmoins, lorsque les orifices 12 sont placés très près les ans des autres, les lames 15-peuvent s'étendre suivant l'axe du couteau 13 sans produire d'irrégularité de la charge exercée sur le système de commande.
Après l'enlèvement des bandes 14, les lames restantes 15 peuvent être taillées pour fournir des arêtes coupantes sur leur de chaque lame 15 bord d'attaque de telle sorte que. la section droite résultane/soit sensiblement telle que représentée à la figure 5.
Un couteau tel que décrit sert non seulement à couper les accroissements de résine qui ont été extradés à travers les ori- fices 12, par une action de cisaillement exercé aux bords de tels orifices, mais en plus de cela, par sa rotation dans l'espace si-
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tué entre la chambre 9 et l'intérieur de l'enveloppe 1, comman- que un mouvement suffisant à la liqueur .de suspension dans un tei espace, de telle sorte que les particules coupees de résine son-. immédiatement mises en suspension dans la liqueur de suspension de 'telle sorte que le mélange qui est décharge pur l'ouverture 3 est une suspension de particules de résine dans IL) liqueur de $sus- pension; en admettant qu'une alimentation continue de liqueur de suspension se fasse par couverture 2.
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D'après la désertion ci-avant,\le spécialiste comprends facilement que l'invention réalise des .objets et procure un appa- reil pour la fabrication de petites parties distinctes de dimen- sion uniforme découpées dans une surie de filets extradés de telle sorte que le taux de production de telles particules peut être porté largement au-delà da taux de production possible avec les appareils antérieurs correspondants. De plus, l'emboîtement de' la paroi cylindrique extérieure de la chambre 9 à l'intérieur du cou- teau 13 cause une charge sensible qui minimise les vibrations et élimine la déformation et le défaut d'alignement des lames du cou- teau par rapport à la plaque à orifices, qui/ont été observés dans les dispositifs du type employé jusqu'ici.
Par conséquent, la pré- sente invention réduit l'entretien requis pour un tel appareil.
Bien que, dans la description ci-avant, l'invention ait été décrite relativement à une enveloppe dans laquelle la chambre de pression et ses parois cylindriques sont immobiles et dans laquelle le couteau est en Dotation, on comprendra que l'invention envisage l'arrangement opposé de ces parties dans lequel le couteau est main- tenu/immobile et la chambre mise en rotation, et envisage en fait la mise en rotation des deux parties à des vitesse de rotation différentes.
Bien qu'une réalisation complète de l'invention ait été décrite en détail, il faut bien comprendre que l'invention est sus- ceptible de nombreuses modifications, variantes et adaptations que le spécialiste pourra réaliser lorsque l'appareil sera appliqué à
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des problèmes particuliers. Il faut, par conséquent bien compren- dre que 1'-invention n'est pas limitée aux descriptions ci-avant sauf suivant les revendications ci-jointes.
REVENDICATIONS.
1. Appareil pour extrader et couper de la résine et des matières similaires, caractérisé en ce qu'il comprend une enve- loppe ou récipient, une chambre à l'intérieur de ladite enveloppe, ladite chambre ayant une paroi cylindrique à travers laquelle est foire ménagé un certain nombre d'ouvertures, un moyen pour/passer la résine à travers lesdites ouvertures, un couteau monté de telle sorte qu'il puisse être mis en rotation par rapport à ladite paroi cylindrique, ledit couteau ayant une lame passant sur la surface de la paroi cylindrique en relation de cisaillement avec les bords des ouvertures de cette dernière.
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The present invention relates generally to the processing of plastics and in particular to an apparatus for extruding a mass of resin or similar material and for cutting the extruded portion into discrete particles.
We have previously described an apparatus for extruding a resin or similar material, and at the same time cutting the extruded "threads" into separate particles. As has been described, the resin to be extruded is introduced under pressure into a chamber from which it escapes through a series of extrusion orifices formed in a flat plate; and knife blades are mounted to be rotated so that each passes successively through a series of orifices and cuts the resin buildup extruded through each orifice (since the last time a blade was passed over this hole)
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out of the mass of resin located in the orifices and in the pressure chamber.
The knife is mounted so that it can rotate around an axis arranged in the center of the plate provided with holes, and therefore each blade of the knife passes successively over all the holes located in this plate on each complete revolution. of the knife. But in such an arrangement, the linear speed of the knife blades increases from the center of rotation outward. Therefore, when a knife blade passes through an extrusion located towards the outer edge of the orifice plate, it moves at a greater speed than when it passes through a similar extrusion from an orifice. located closer to the center of the orifice plate.
These uneven cutting speeds cause, to a small extent, uneven or jagged extrusion cuts. In addition, since the blades of the knife have a certain width, each hole is covered by the blade passing so that} when the blade is of equal width from end to end, the holes near the center are covered, with each passage through the blade for a longer period of time than are the holes further from the center, and this causes some unevenness in the length of the cut extrusion.
In addition, in an arrangement of the kind previously described, in which the knife blades extend from a central hub, much of the plate with holes around the center is not usable because 'it is covered by the hub; and this restricts the number of blades which can be used because the space between the blades must be sufficient to allow extrusion of the desired length to occur between successive passes of the blades. For example, with a large one with holes or a perforated plate of four inches in diameter, the maximum practical number of blades is four.
The generally stated object of the present invention is to provide an apparatus for extruding and cutting resin.
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and similar materials in which the production rate of copy parts is higher and the product more uniform than with the apparatus previously described.
A more specific object of the present invention is to provide a device, for the described purpose in which the. cutting speed is the same at all holes.
Another specific object of the present invention is to provide a device for the purpose described characterized in that the number of cutting acts can be increased beyond that which is practically employed in prior devices.
In general, these objects are produced by extruding the resin or similar material through a series of orifices located in a cylindrical wall, and by moving at the same time around said wall a series of blades, in the cutting position. lement relative to the edges of the orifices. The chamber in which the resin is introduced under pressure and from where. it is extruded and can for example be provided with a cylindrical outer wall provided with a series of orifices.
A series of cutting blades, each extending substantially in the axial direction of said cylinder, is mounted so as to be rotatable relative to the cylinder and following its axis, such that the blades pass over the surface of the cylinder. cylinder, and with each complete revolution, each blade passes successively over all the orifices at the same linear speed and each blade obstructs the passage of resin through each orifice for the same amount of time. Therefore a four inch diameter cylinder can be fitted with a number of blades of up to twelve.
An embodiment of the invention is illustrated in the accompanying drawing, including:
Figure 1 is a longitudinal section of such an apparatus.
Figure 2 is a section taken along line 2 - 2 'of Figure 1.
Figure 3 is a side elevational view of the knife
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shown in figure 1.
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FIG. 4 was a view in uluvation 1.it <àr <1 <; of 1 c11;: '(I1- ber of cylindrical extrusion shown in figure 1.
Figure 5 is a section taken along the line 5 - 5 of Figure 3.
In the form shown in the drawing, the apparatus comprises a casing or container 1, preferably of cylindrical shape, having an inlet 2, for the slurry liquor, and an outlet 3, for discharging the suspension of particles. of resin. The casing 1 is mounted on a nozzle 4 having a central inlet 5 for receiving resin under pressure from an external source not shown. The casing 1 is also provided with a cap 6 providing a central hub 7 and a hermetic seal to a shaft 8 actuated by an external power source, not shown.
A chamber 9, having a cylindrical outer surface and an assembly flange or flange 10, is mounted on the base 4, and the cylindrical wall of the casing 1 is hermetically attached to the flange 10, as shown. in 11, so that a sensitive space is formed between the outside of the chamber 9 and the outer surface of the envelope 1. In the arrangement as shown, the resin under pressure, introduced by the - inlet 5, fills the interior part of chamber 9, and, in order to extrude the resin, the cylindrical wall of chamber 9 is provided with a series of orifices 12. The pressure exerted on the resin to the interior of chamber 9 presses resin through orifices 12.
The numerous orifices 12 have a diameter chosen according to the dimension of the threads which it is desired to extrude. All the orifices of a given chamber 9 are preferably of the same size.
At the end of the shaft 8, inside the casing 1, there is mounted a knife 13 which, in the form shown in the drawings, is a cylinder with open ends having an internal diameter.
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interior sufficient to be able to rotate against the cylindrical outer surface of the chamber 9. The cylindrical wall of the knife 13 is cut by removing strips of material from it, as shown at 14, in order to provide a series of knives. spaced 15 which are diane piece with enclosed circular bands 16 located at their opposite ends. In the form shown, the blades 15 are substantially directed along helices of the cylinder.
The helical shape of the blades has the advantage that when the knife is rotated in the direction shown by the arrow in Figure 3, the movement of the blades directs the cut particles of resin in an upward direction, which goes in the direction of the arrow in Figure 3. a sens analogous to that of slurry liquor through casing 1. The helical shape has this further advantage that the cut thus made is a cut cut as opposed to a chopped cut, and this alleviates the strain. exercised on the device.
The helical shape of the blades, such that one end of one 'is peripherally offset from its other end by a distance at least equal to the peripheral distance between two successive la .. mes, has this additional advantage of 'impose a constant and uniform load, as opposed to a jerk load, on the external control system (not shown) of the shaft 8. However, when the ports 12 are placed very close to the years of the shaft. others, the blades 15-can extend along the axis of the knife 13 without producing irregularity in the load exerted on the control system.
After the strips 14 have been removed, the remaining blades 15 can be trimmed to provide cutting edges on their each blade 15 leading edge so that. the cross section results / is substantially as shown in Figure 5.
A knife as described serves not only to cut the increments of resin which have been extruded through the holes 12 by a shearing action exerted at the edges of such holes, but in addition to its rotation in the hole. space if-
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between the chamber 9 and the interior of the casing 1, controls a sufficient movement of the suspension liquor in such a space, so that the cut particles of resin sound. immediately suspended in the suspension liquor such that the mixture which is discharged through opening 3 is a suspension of resin particles in the suspension liquor; assuming that a continuous supply of suspension liquor is by cover 2.
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From the foregoing desertion, it will be readily understood by those skilled in the art that the invention achieves objects and provides an apparatus for the manufacture of discrete small parts of uniform size cut from a surie of nets extruded in such a manner. that the rate of production of such particles can be extended far beyond the rate of production possible with the corresponding prior devices. In addition, the interlocking of the outer cylindrical wall of chamber 9 within knife 13 causes a substantial load which minimizes vibration and eliminates deformation and misalignment of the knife blades by. compared to the orifice plate, which / have been observed in devices of the type employed heretofore.
Therefore, the present invention reduces the maintenance required for such an apparatus.
Although, in the above description, the invention has been described in relation to a casing in which the pressure chamber and its cylindrical walls are stationary and in which the knife is provided, it will be understood that the invention contemplates the an opposite arrangement of these parts in which the knife is held / stationary and the chamber rotated, and in effect envisions rotating the two parts at different rotational speeds.
Although a complete embodiment of the invention has been described in detail, it should be understood that the invention is susceptible to numerous modifications, variations and adaptations which the specialist may make when the apparatus is applied to.
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particular problems. It should therefore be understood that the invention is not limited to the foregoing descriptions except according to the appended claims.
CLAIMS.
1. Apparatus for extruding and cutting resin and the like, characterized in that it comprises a casing or container, a chamber within said casing, said chamber having a cylindrical wall through which is formed. provided a number of openings, means for passing the resin through said openings, a knife mounted so that it can be rotated relative to said cylindrical wall, said knife having a blade passing over the surface of the cylindrical wall in shear relation with the edges of the openings of the latter.