BR112012024912B1

BR112012024912B1 - dispositivo para o processamento de material através de mistura e/ou plastificação

Info

Publication number: BR112012024912B1
Application number: BR112012024912A
Authority: BR
Inventors: Schulz Helmuth
Original assignee: Schulz Helmuth; Katharina Schulz
Priority date: 2010-06-09
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2019-12-24
Also published as: MX336593B; US20130107659A1; BR112012024912A2; DK2580042T3; WO2011153557A1; EP2580042A1; HRP20141045T1; SI2580042T1; ES2522530T3; MX2012014330A; JP5678179B2; CA2790747A1; CA2790747C; PT2580042E; EP2580042B1; US9346190B2; CY1115655T1; PL2580042T3; JP2013528515A

Abstract

dispositivo para o processamneto de material através de mistura e/ou plastificação. a presente invenção refere-se a um dispositivo para o processamento de material através de mistura e/ou plastificação, com pelo menos, dois parafusos sem-fim (2,3) cônicos, dispostos um ao lado de outro em uma carcaça do parafuso sem-fim (1) comum, cujos passos da rosca helicoidal estão engrenados entre si e, para a circulação em torno do respectivo eixo do parafuso sem-fim (4,5) são acionados através de, pelo menos, um motor com a mesma rotação de circulação, sendo que, o material a ser processado é conduzido aos parafusos sem-fim (2,3) através de, pelo menos, uma abertura de entrada (6) da caracça do parafuso sem-fim (1), disposta na área de entrada (e) de uma extremidade frontal dos parafusos sem-fim (2,3), e o material a ser processados pelos parafusos sem-fim (2,3) deixa a carcaça do parafuso sem-fim (1) através de , pelo menos , uma abertura de saída (7), disposta na área de entrega (a) da outra extremidade frontal dos parafusos sem-fim (2,3), caracterizado pelo fato de que, a relação entre os valores numéricos dos diâmetros externos dos parafusos sem-fim (c,d) e a sobreposição, portanto, a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim (2,3), tanto na área de entrada (e), como também, na área de entrega (a) está na faixa de um para um e de um para dois.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PARA O PROCESSAMENTO DE MATERIAL ATRAVÉS DE MISTURA E/ OU PLASTIFICAÇÃO.

Descrição

Área técnica [001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para o processamento de material através de mistura e/ou plastificação, com, pelo menos, dois parafusos sem-fim cônicos, dispostos um ao lado do outro em uma carcaça do parafuso sem-fim comum, cujos passos do parafuso sem-fim estão engrenados entre si e, para a circulação em torno do respectivo eixo do parafuso sem-fim são acionados através de, pelo menos, um motor com a mesma rotação de circulação, sendo que, o material a ser processado é conduzido aos parafusos sem-fim através de, pelo menos, uma abertura de entrada da carcaça do parafuso sem-fim, disposta na área de entrada de uma extremidade frontal dos parafusos sem-fim, e o material a ser processado pelos parafusos sem-fim deixa a carcaça do parafuso sem-fim através de, pelo menos, uma abertura de saída, disposta na área de entrega da outra extremidade frontal dos parafusos sem-fim.

Estado da técnica [002] Dispositivos desse tipo são apropriados, em particular, também para a preparação de resíduos de material sintético previstos para a reciclagem. Frequentemente os extrusores de duplo parafuso sem-fim desse tipo são empregados para a mistura de diferentes tipos de poliolefinas, ou para a composição de materiais sintéticos de diferentes tipos. Normalmente esses materiais existem como material a granel solto, cujo peso específico é relativamente pequeno, o que, por sua vez tem como consequência que, para o alcance de uma carga suficiente, precisam ser recebidas grandes quantidades de material a ser processado na área de entrada dos parafusos sem-fim. Durante o

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2/8 curso do transporte a acontecer através dos parafusos sem-fim, e através da fusão que ocorre ali, desgaseificação e compressão da abertura de entrada para a abertura de saída, estas quantidades de material têm, então, que ser plastificadas e homogeneizadas, a fim de obter uma qualidade de material desejada na área da abertura de saída. Através da escolha de uma geometria apropriada dos passos da rosca helicoidal este problema pode ser resolvido dentro de um certo grau. Contudo, de encontro a isto está o fato de que, as relações no caso do material sintético a ser processado não são sempre as mesmas, em particular, no que se refere às dimensões dos materiais a serem processados, mas também ao seu tipo de material, grau de sujeira e similares. Também com referência a isto, o emprego de conhecidos extrusores de parafusos sem-fim duplos mostrou-se como não totalmente satisfatório.

[003] A fim de continuar a aperfeiçoar a relação de mistura, no caso de dispositivos conhecidos da patente DE15 29 812 A1, é conhecido (patente AT 503 371 A) executar os dois parafusos sem-fim como componentes de um extrusor de parafuso sem-fim duplo, com parafusos sem-fim cônicos, os quais são acionados com o mesmo sentido de rotação, sendo que, as velocidades de rotação dos eixos superiores dos parafusos sem-fim são marcadas. Os extrusores deste tipo são bem apropriados para a preparação de materiais de reciclagem, e resulta um aperfeiçoamento com relação à mistura e à preparação do material. Certamente estes extrusores conhecidos possuem uma potência de transporte não convincente.

Descrição da Invenção [004] Baseando-se em um estado da técnica do tipo descrito no início, à invenção cabe a tarefa de criar um dispositivo para a preparação de materiais sintéticos, o qual, no caso de uma potência de transporte aperfeiçoada, proporcione uma boa mistura e homogeneização

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3/8 do material sintético.

[005] A invenção soluciona esta tarefa, pelo fato de que, a relação entre os valores numéricos dos diâmetros externos dos parafusos sem-fim e a cobertura, portanto, a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim, tanto na área de entrada, como também, na área de entrega está na faixa entre um para um e um para dois.

[006] De modo surpreendente tem-se mostrado que, na provisão das relações de acordo com a invenção, em particular, em função das superfícies de sobreposição, na área de entrada, por um lado, como também, na área de saída por outro lado, resultam, então, relações melhores para o efeito de transporte, se a relação dos valores numéricos entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim e a cobertura estiver na faixa de um para um, e de um para quatro. De modo surpreendente foi verificado que, com os dispositivos deste tipo podem ser realizadas velocidades de rotação bem mais altas para os parafusos sem-fim do extrusor, e ocorre um desgaste muito menor do que em relação aos dispositivos conhecidos. Devido às forças de expansão, o efeito de desgaste reduzido resulta consideravelmente menor devido aos parafusos sem-fim que giram em sentido contrário um ao outro, uma vez que, o material sintético a ser fundido é transportado circulando praticamente em torno dos dois parafusos sem-fim e, com isto, não surgem quaisquer forças de cisalhamento ou forças de expansão, que provoquem as forças de desgaste, que pressionam os parafusos sem-fim do extrusor contra a superfície de revestimento da carcaça. Além disso, devido a estas relações resulta uma mistura aperfeiçoada no total da fusão do material sintético. Neste caso, é particularmente vantajoso se, a relação entre o diâmetro do parafuso sem-fim e a cobertura, portanto, a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim, da área da entrada até a área de entrega, portanto, ao longo de todo o comprimento de engrenagem dos dois parafusos sem-fim, é, pelo mePetição 870190089131, de 09/09/2019, pág. 6/17

4/8 nos, aproximadamente igual.

[007] No caso de tamanho igual, os dispositivos de acordo com a invenção possuem uma taxa de carga consideravelmente melhorada em relação ao estado da técnica. Os parafusos sem-fim do extrusor cônicos girando no mesmo sentido apresentam, de forma usual, várias zonas, em particular, uma zona de entrada, uma zona de fusão, um misturador, uma desgaseificação e uma zona de transporte que forma uma pressão de acúmulo correspondente, e que homogeneiza a fusão, para a descarga do material sintético fundido vindo do dispositivo. A fim de poder fundir da mesma maneira, as mais diversas composições de granulados de material sintético a serem fundidos, em particular, granulados de material sintético com densidade granular menor e maior, recomenda-se que, quando a relação da altura da cobertura máxima, correspondente, pelo menos, aproximadamente à profundidade do parafuso sem-fim de um parafuso sem-fim na área de entrega, e a altura de cobertura na área de entrada, esteja na faixa entre um para um e um para quatro.

[008] Do mesmo modo, a conicidade do parafuso sem-fim pode ser adaptada de modo correspondente, sendo que, a relação entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim na área de entrega e o diâmetro externo do parafuso sem-fim na área de entrada está, de preferência, na faixa entre um para um e um para quatro.

[009] Para a relação entre o diâmetro externo do parafuso semfim na área de entrega e o comprimento do parafuso sem-fim recomenda-se que esta relação esteja na faixa entre um para vinte e um para cinquenta.

[0010] Relações particularmente vantajosas resultam se, na direção longitudinal do parafuso sem-fim, os parafusos sem-fim cônicos abrangerem, pelo menos, três, de preferência, cinco seções, das quais as seções adjacentes uma à outra apresentam diferentes denteações

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5/8 ou geometrias de denteações.

[0011] A fim de poder separar uma da outra limpas as diversas zonas de processamento, ou para o aperfeiçoamento da qualidade do material sintético a ser produzido, as seções adjacentes uma à outra podem apresentar uma denteação, pelo menos, aproximadamente igual (com relação ao módulo), sendo que, certamente estas seções de parafuso sem-fim adjacentes uma à outra apresentam um número de passos diferente. As seções de número de passos menor atuam, neste caso, como estrangulamento de passagem ou como freios e, com isto, providenciam para que sempre seja garantido um período de retenção mínimo do material sintético a ser preparado nas seções de processamento previstas. Se uma seção de processamento for executada, por exemplo, de dois passos, e a seção de processamento que se segue for executada de um passo, então, se recomenda que, a seção do parafuso sem-fim prevista entre duas seções de parafuso semfim com geometria de denteação, pelo menos, aproximadamente igual, apresente uma largura de topo de dente e de base de dente de 1,5 a

2,5 vezes, de preferência, 2 vezes. As seções de denteações individuais, de forma usual, podem ser feitas de modo separado e, eventualmente, mediante intercalação de discos de separação, podem ser aparafusadas entre si.

[0012] Uma variante de execução particularmente preferida de um extrusor de acordo com a invenção se caracteriza pelo fato de que, a primeira seção do parafuso sem-fim forma a área de entrada e de fusão, a terceira seção do parafuso sem-fim forma a área de desgaseificação, e a quinta seção do parafuso sem-fim forma a área de homogeneização e de descarga de um extrusor e, pelo fato de que, a segunda e a quarta seção do parafuso sem-fim representam os estrangulamentos ou, em particular, as áreas de vedação, que, por exemplo, são formadas, pelo fato de que, mesmo estes estrangulamentos ou

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6/8 áreas de vedação são executados com um número de passo menor em relação às outras seções. Além disso, entre as seções individuais pode ser prevista uma unidade de mistura separada com, por exemplo, uma forma de rodas de pás executadas elípticas.

Breve descrição do desenho [0013] No desenho a invenção está representada esquematicamente por meio de um exemplo de execução. São mostrados:

[0014] na figura 1 um dispositivo de acordo com a invenção em corte longitudinal parcial, [0015] na figura 2 um recorte ampliado do dispositivo da fig. 1 em escala ampliada e [0016] na figura 3 uma representação esquemática da relação do diâmetro do parafuso sem-fim para a cobertura, portanto, para a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim, tanto na área de entrada, como também, na área de entrega.

Meio para a execução da invenção [0017] Um dispositivo para o processamento de material, em particular, de granulado de material sintético, através de mistura e/ ou plastificação, compreende dois parafusos sem-fim 2, 3 cônicos, dispostos um ao lado do outro em uma carcaça do parafuso sem-fim 1 comum, cujos passos da rosca helicoidal estão engrenados entre si e, para a circulação em torno do respectivo eixo do parafuso sem-fim 4, 5 são acionados através de, pelo menos, um motor, não representado em detalhes, com o mesmo sentido de rotação, sendo que, o material a ser processado é conduzido aos parafusos sem-fim 2, 3 através de uma abertura de entrada 6 da carcaça do parafuso sem-fim 1, disposta na área de entrada E de uma extremidade frontal dos parafusos semfim 2, 3, e o material a ser processado pelos parafusos sem-fim 2, 3 deixa a carcaça do parafuso sem-fim 1 através de, pelo menos, uma abertura de saída 7, disposta na área de entrega A da outra extremiPetição 870190089131, de 09/09/2019, pág. 9/17

7/8 dade frontal dos parafusos sem-fim 4, 5.

[0018] O dispositivo representado compreende parafusos sem-fim 2, 3 cônicos, que abrangem cinco seções na direção longitudinal do parafuso sem-fim, dos quais as seções adjacentes uma à outra apresentam diversas denteações. Em particular, as seções do parafuso sem-fim, adjacentes uma à outra, apresentam uma geometria de denteação aproximadamente igual, certamente essas seções do parafuso sem-fim possuem um número de passo diferente, que no exemplo de execução representado se diferencia em torno do fator 1. Por isso, a seção do parafuso sem-fim de um passo, prevista entre duas seções de parafuso sem-fim de dois passos, apresenta uma largura do topo do dente e da base do dente k, z em particular, de 1,5 vezes até 2,5 vezes.

[0019] No exemplo de execução representado, a primeira seção do parafuso sem-fim forma a área de entrada e a área de fusão E, S, a terceira seção do parafuso sem-fim forma a área de desgaseificação G, e a quinta seção do parafuso sem-fim forma a área de homogeneização e de bombeamento P, voltada para a área de descarga e, a segunda e a quarta seção do parafuso sem-fim representam as áreas de vedação D de um passo.

[0020] A relação entre os valores numéricos dos diâmetros externos dos parafusos sem-fim c, d e a cobertura, portanto, para a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim 2, 3, tanto na área de entrada E, como também, na área de entrega A está na faixa entre um para um e um para dois. A relação da altura de cobertura a máxima, que corresponde, pelo menos, aproximadamente à profundidade de passo do parafuso sem-fim de um parafuso sem-fim 3, 4 na área de entrega A, para a altura de cobertura b, na área de entrada E, está situada na faixa de um para um, e de um para quatro. Uma vez que, a folga entre os parafusos sem-fim individuais normalmente deve

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8/8 ser mínima, esse intervalo não é levado em consideração aqui. A relação entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim c na área de entrega e o diâmetro externo do parafuso sem-fim d na área de entrada está na faixa de um para um, e de um para quatro. A relação entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim c na área de entrega e o comprimento do parafuso sem-fim e está na faixa de um para um, e de um para vinte.

d/Ad = 1:1 - 1:2 (diâmetro/ superfície de sobreposição na área de entrada E) c/Ac = 1:1 - 1:2 (diâmetro/ superfície de sobreposição na área de entrega A) a/b = 1:1 - 1:4 (profundidade de passo do parafuso semfim) c/d = 1:1 - 1:4 (diâmetro externo do parafuso sem-fim) c/ comprimento do parafuso sem-fim = 1:20 - 1:50 e, de preferência, d/Ad = c/Ac.

[0021] A superfície de sobreposição A pode ser calculada de acordo com a seguinte fórmula:

sendo que, d é o diâmetro externo dos parafusos sem-fim, e x é a distância entre os eixos dos parafusos sem-fim na altura da superfície de sobreposição a ser calculada.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para o processamento de material através de mistura e/ ou plastificação, com, pelo menos, dois parafusos sem-fim (2, 3) cônicos, dispostos um ao lado do outro em uma carcaça do parafuso sem-fim (1) comum, cujos passos da rosca helicoidal estão engrenados entre si e, para a circulação em torno do respectivo eixo do parafuso sem-fim (4, 5) são acionados através de, pelo menos, um motor com o mesmo sentido de rotação, sendo que, o material a ser processado é conduzido aos parafusos sem-fim (2, 3) através de, pelo menos, uma abertura de entrada (6) da carcaça do parafuso sem-fim (1), disposta na área de entrada (E) de uma extremidade frontal dos parafusos sem-fim (2, 3), e o material a ser processado pelos parafusos sem-fim (2, 3) deixa a carcaça do parafuso sem-fim (1) através de, pelo menos, uma abertura de saída (7) da carcaça do parafuso semfim (1), disposta na área de entrega (A) da outra extremidade frontal dos parafusos sem-fim (2, 3), caracterizado pelo fato de que, a relação entre os valores numéricos dos diâmetros externos dos parafusos sem-fim (c, d) e a cobertura, portanto, a superfície de sobreposição de ambos os parafusos sem-fim (2, 3), tanto na área de entrada (E), como também, na área de entrega (A) está na faixa de um para um e de um para dois.
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, a relação da altura de sobreposição (a) máxima, que corresponde, pelo menos, aproximadamente à profundidade do parafuso sem-fim de um parafuso sem-fim (2. 3), na área de entrega, para a altura de sobreposição (b), na área de entrada, está na faixa de um para um, e de um para quatro.
3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, a relação entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim (c) na área de entrega para o diâmetro externo do pa

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2/2 rafuso sem-fim (d) na área de entrada está na faixa de um para um, e de um para quatro.
4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, a relação entre o diâmetro externo do parafuso sem-fim (c) na área de entrega e o comprimento do parafuso sem-fim (e) está na faixa de um para vinte, e de um para cinquenta.
5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que, na direção longitudinal do parafuso sem-fim, os parafusos sem-fim (2, 3) cônicos abrangem, pelo menos, três, de preferência, cinco seções, das quais as seções adjacentes apresentam uma à outra diversas denteações.
6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, as seções do parafuso sem-fim adjacentes uma à outra apresentam uma geometria de denteação, pelo menos, aproximadamente igual, certamente um número de filetes diferentes.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que, a seção do parafuso sem-fim prevista entre duas seções de parafuso sem-fim, com uma geometria de denteação, pelo menos, aproximadamente igual, apresenta uma largura do topo do dente (k) e da base do dente (z) de 1,5 vezes até 2,5 vezes, de preferência, duas vezes.
8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, a primeira seção do parafuso sem-fim forma a área de fusão (S, E), a terceira seção do parafuso sem-fim forma a área de desgaseificação (G) e a quinta seção do parafuso sem-fim forma a área de homogeneização (P) voltada para a área de saída de um extrusor e, pelo fato de que, a segunda e a quarta seção do parafuso sem-fim formam áreas de vedação (D).