ES2240153T3 - Husillo de extrusionadora. - Google Patents
Husillo de extrusionadora.Info
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Abstract
Un husillo extrusor alargado axialmente (22) que tiene un cuerpo de husillo (38) que incluye una parte de extrusión que se extiende axialmente definida por una sección de alimentación (24) y una entrada terminal del mencionado husillo (22), una sección de medición (28) y un extremo de salida del mencionado husillo (22) y una sección de barrera (30) entre la mencionada sección de alimentación (24) y la mencionada sección de medición (28), al menos una paleta helicoidal primaria (40) que se extiende alrededor y coaxial con el mencionado cuerpo del husillo (38), en el que la mencionada paleta helicoidal primaria (40) y el mencionado cuerpo del husillo (38) cooperan para formar un canal (46) en la mencionada sección de alimentación (24) para transportar material resinoso desde la mencionada sección de alimentación (24) a la mencionada lección de barrera (30); en el que la mencionada sección de barrera (30) comprende además: al menos una paleta helicoidal secundaria (48) que se extiende desde lamencionada paleta primaria (40) alrededor del mencionado cuerpo del husillo (38), en el que el mencionado cuerpo del husillo (38) define una primera superficie helicoidal de revolución (60) entre las mencionadas paletas primaria y secundaria (40, 48); al menos una paleta helicoidal terciaria (62) posicionada entre las mencionadas paletas primaria y secundaria (40, 48), y extendiéndose alrededor del mencionado cuerpo del husillo (38), definiendo el mencionado cuerpo del husillo (38) una segunda superficie helicoidal de revolución (70) entre las mencionadas paletas secundaria y terciaria (48, 62), y una tercera superficie de revolución (67) entre las mencionadas paletas primaria y terciaria (40, 62), en el que las mencionadas superficies de revolución secundaria y terciaria (70, 67) se extienden axialmente a lo largo de la mencionada sección de barrera (30); cada una de las mencionadas segunda y tercera superficies de revolución (70, 67) definen una serie de formas similares a levas circunferencialmente contiguas (72), en el que cada forma similar a una leva (72) está definida por un segmento del mencionado husillo (22) que tiene una raíz (74), una cresta (76), una parte de primera superficie (78) que se extiende radialmente hacia fuera desde la mencionada raíz (74) en la dirección de la rotación del husillo, y una parte de segunda superficie (80) que se extiende radialmente hacia dentro desde la mencionad cresta (76) hacia la mencionada raíz.
Description
Husillo de extrusionadora.
La presente invención está relacionada en general
con la maquinaria para procesar los materiales resinosos sólidos, y
más específicamente está dirigida a un husillo de extrusionadora tal
como se expone en el preámbulo de la reivindicación 1. El husillo de
extrusionadora del este tipo es conocido a través del documento
US-A-5375992.
Los husillos de extrusionadora utilizados en la
fusión, mezcla y composición de materiales resinosos poliméricos
utilizan típicamente tres zonas, es decir, una zona de alimentación,
una zona de medición, y una zona de fusión situada entre las zonas
de alimentación y medición. Típicamente, el husillo de la
extrusionadora está posicionado para su rotación dentro de un
cilindro de la extrusionadora que incluye una sección de una tolva
adyacente a la sección de alimentación del husillo, y un extremo de
descarga frente a la sección de la tolva y próxima a la sección de
medición del husillo. Durante el funcionamiento, el material
resinoso sólido es introducido a través de la sección de la tolva y
presentado en la zona de alimentación del husillo. El material
resinoso sólido es entonces transportado a la zona de fusión en
donde ser transforma desde un sólido a un estado fundido. Desde la
zona de fusión, el material fundido es transferido a la zona de
medición para el transporte a un extremo de descarga de la
extrusionadora.
Históricamente, los husillos convencionales de
las extrusionadoras han estado compuestos por una única paleta
helicoidal dispuesta alrededor y cooperando con una sección del
cuerpo del husillo para formar un canal a lo largo del cual se
transporta el material resinoso introducido en la extrusionadora.
Conforme entra el material en la sección de fusión, comienza a
fundirse debido al calor creado por fricción dentro del propio
material, y por el calor de una fuente externa conducido a través
del cilindro. El material fundido forma una película fundida que se
adhiere a la superficie interna de la extrusionadora. Cuando el
grosor de la película excede al espacio libre entre el cilindro de
la extrusionadora y la paleta helicoidal, el borde delantero de la
paleta helicoidal efectúa el rascado de la película fundida fuera de
la superficie interna del cilindro, provocando que el material
fundido forme un almacenamiento a lo largo del borde de avance de
la paleta helicoidal. Conforme el material continua fundiéndose, la
masa sólida denominada normalmente como el lecho de sólidos se
descompone en aglomeraciones de material sólido el cual se
entremezcla con el depósito del material fundido.
Cuanto esto tiene lugar, la cantidad de material
sólido expuesto al cilindro caliente disminuye drásticamente, puesto
que el material sólido se encuentra en la forma de aglomeraciones
incrustadas en el depósito de material fundido. En consecuencia,
con el fin de fundir el material sólido incrustado, tiene que ser
transferido un calor suficiente a través del depósito fundido hasta
los sólidos. Puesto que la mayor parte de los polímeros tienen
excelentes propiedades aislantes, el rendimiento de fusión de la
extrusionadora disminuye una vez que el lecho de sólidos se ha
descompuesto.
En un esfuerzo para mejorar el rendimiento de la
fusión, se han desarrollado husillos de extrusoras que incorporan
una segunda paleta helicoidal en la sección de fusión que se
extiende alrededor de la parte del cuerpo del husillo, y que define
un canal de sólidos entre una superficie que avanza de la segunda
paleta helicoidal y una superficie de retirada de la paleta
helicoidal primaria. Adicionalmente, se forma también un canal
fundido para transportar el material fundido entre una superficie de
retirada de la segunda paleta helicoidal, y una superficie de avance
de la paleta helicoidal primaria. El diámetro de la sección del
cuerpo del husillo se incrementa progresivamente en el canal de
sólidos, reduciendo por tanto la profundidad del canal a lo largo de
la sección de fusión, y disminuyendo a lo largo del canal de fusión,
incrementando por tanto la profundidad del canal de fusión. Durante
el funcionamiento, la película fundida formada en la interfaz entre
el lecho sólido y la superficie del cilindro calentado podría migrar
a través de la segunda paleta helicoidal al interior del canal
fundido, minimizando por tanto la fragmentación del lecho
sólido.
En los husillos de este tipo, la velocidad a la
cual se funde el material sólido estaba determinada por el área
superficial del lecho sólido en contacto con la pared del cilindro
caliente y el grosor de la película fundida formada entre la pared
del cilindro y el lecho sólido. Un incremento en el área superficial
del material solido en contacto con la pared del cilindro provocaba
un incremento en la velocidad de fusión debido a la transferencia
mejorada del calor desde el cilindro a la superficie expuesta del
lecho sólido. No obstante, un incremento en el grosor de la película
fundida entre el lecho sólido y el cilindro actuaba como un aislante
térmico, reduciendo por tanto la transferencia de calor desde el
cilindro hasta el material sólido y ralentizando la velocidad de
fusión. En consecuencia, para transformar el material resinoso
sólido en un estado fundido, la sección de fusión de estos husillos
de la extrusionadora era muy larga, lo cual a su vez daba lugar a un
costo incrementado tanto para fabricar como para operar la
extrusionadora que utilizara dicho husillo.
En el documento
US-A-5375992 antes mencionado, se
conoce el husillo de la extrusionadora que comprende una sección de
mezcla que incluye una paleta helicoidal de transporte para formar
un conducto helicoidal para transportar el material resinoso a lo
largo del husillo, e incluyendo además dos paletas divisoras
helicoidales, separadas cada una de la paleta de transporte para
dividir el conducto helicoidal en tres canales de profundidad
cíclica variable en la dirección helicoidal de los canales. La
variación de las profundidades de los canales está provista por las
formas similares a levas definidas por un segmento del husillo que
tiene una raíz, una cresta, una primera parte que se extiende
radialmente hacia fuera desde la mencionada raíz hasta la mencionada
cresta en la dirección de la rotación del husillo, y una segunda
parte superficial que se extiende radialmente hacia dentro, desde la
mencionada cresta hasta la mencionada raíz. Las crestas de las
ondas de los mencionados canales están desplazadas helicoidalmente
entre sí.
Basándose en lo anteriormente expuesto, es un
objeto general de la presente invención el proporcionar un husillo
de extrusionadora que soluciona los problemas e inconvenientes de
los husillos del arte previo.
Es un objeto más específico de la presente
invención, el proporcionar un husillo de extrusionadora en el que el
material sólido introducido en el husillo se funde y se mezcla de
una forma eficiente.
La presente invención reside en un husillo de
extrusionadora alargado axialmente tal como se define mediante las
características de la reivindicación 1. Las realizaciones
preferidas de la invención son el tema objeto de las
reivindicaciones dependientes.
En la invención, la segunda y tercera superficies
de revolución que forman los fondos de los respectivos segundo y
tercer canales solo están provistas con las mencionadas formas
similares a unas levas, mientras que la primera superficie de
revolución que forma el fondo del primer canal es substancialmente
plana y libre de ondulaciones superficiales.
Durante la operación del husillo de la
extrusionadora, los sólidos en el tercer canal de solidos forman una
capa fundida superior como el resultado del efecto de cizalla
generado en el lecho de sólidos, y por el calor transferido desde el
cilindro de la extrusionadora en el cual el husillo está posicionado
en forma giratoria. Las formas similares a levas en el tercer canal
de solidos proporciona áreas de un efecto de cizalla incrementado,
provocando la reorientación y mezcla y por tanto una fusión mejorada
de los sólidos en el canal. Conforme el material se desplaza a lo
largo de la sección de barrera, la capa fundida, así como también
una cantidad de material sólido no fundido se desplaza a través de
la paleta helicoidal terciaria y en el interior del segundo canal de
sólidos. Las formas similares a levas en el segundo canal de
sólidos proporcionan también áreas de efecto de cizalla
incrementado, provocando por tanto que cualesquiera sólidos
incrustados puedan ser reorientados o mezclados y posteriormente
fundidos. El material fundido migra desde el segundo canal de
sólidos a través de la paleta helicoidal secundaria y hacia el
interior del canal fundido.
Preferiblemente, ambas paletas helicoidales
secundaria y terciaria definen un diámetro exterior que es inferior
al diámetro exterior definido por la paleta helicoidal primaria.
Esto permite la migración anteriormente descrita del material a
través de las paletas secundaria y terciaria. Adicionalmente, y con
el fin de promocionar más la fusión del material resinoso sólido, el
paso de las paletas helicoidales primaria, terciaria y segundaria
varía preferiblemente a lo largo de la sección de barrera del
husillo de la extrusionadora de la presente invención, no obstante
la presente invención no está limitada a este respecto.
La figura 1 es una vista en sección transversal
en alzado lateral de una extrusionadora, que utiliza un husillo
extrusor de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 es una vista en alzado lateral del
husillo extrusor de la presente invención.
La figura 2a muestra esquemáticamente la
profundidad del primer y segundo canales de sólidos definidos por el
husillo extrusor de la figura 2.
La figura 2b muestra esquemáticamente la
profundidad del primer y segundo canales de sólidos definidos por el
husillo extrusor de la figura 2.
La figura 2c muestra esquemáticamente la
profundidad del canal fundido definido por el husillo extrusor de la
figura 2.
La figura 3 es una vista en sección transversal
parcial tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la
figura 2, mostrando el primer canal de sólidos definido por el
husillo extrusor de la presente invención.
La figura 4 es una vista en sección transversal
parcial tomada a lo largo de las líneas 4-4 de la
figura 2, mostrando el primer canal de sólidos y el canal de fusión
definidos por el husillo extrusor de la presente invención.
La figura 5 es una vista en sección transversal
parcial tomada a lo largo de las líneas 5-5 en la
figura 2, mostrando el segundo y tercer canales de sólidos, y el
canal de fusión definidos por el husillo extrusor de la presente
invención, tomándose la sección en un pico de una de las formas
similares a levas, y la raíz de la correspondiente forma similar a
una leva.
La figura 6 es una vista en sección transversal
parcial que muestra el segundo y tercer canales de sólidos, y el
canal de fusión definido por el husillo extrusor de la figura 2,
tomándose con un ángulo de 180º desde las líneas 5-5
en la figura 2.
La figura 7 es una vista en sección transversal
parcial tomada a lo largo de las líneas 7-7 en la
figura 2, en el extremo de la zona de aguas debajo de la sección de
barrera.
La figura 8 es una vista parcial del husillo
extrusor de la presente invención, no enrollado, mostrando las
formas similares a levas en la sección de barrera del husillo
extrusor de la figura 2.
Tal como se muestra en la figura 1, un extrusor
designado generalmente por el numero de referencia 10 incluye un
cilindro 12 que tiene un conducto 14 definido por una pared de
conducto generalmente cilíndrico 16, que se muestra en líneas de
puntos. El cilindro 12 está montado en una caja de engranajes de
cambio de velocidades 18, que incluye una sección de tolva 20
adyacente a la misma. El husillo extrusor alargado axialmente 22
está posicionado dentro del conducto 14, y acoplado en forma
giratoria a la caja de engranajes de cambio de velocidades 18. El
husillo extrusor 22 está dividido en tres zonas o secciones, es
decir: una sección de alimentación 24, indicada por la dimensión
etiquetada como "F" y situada en un extremo de entrada del
husillo extrusor 22, una sección de medición 28 indicada por la
dimensión etiquetada como "M" y situada en un extremo de salida
del husillo extrusor; y una sección de barrera 30 indicada por la
dimensión etiquetada como "B" y posicionada entre las secciones
de alimentación y de medición.
Durante la operación, el material resinoso sólido
es introducido en la sección de la tolva 20 del cilindro 12 a través
de la tolva de alimentación 32. El material resinoso sólido se hace
avanzar a lo largo de la sección de alimentación 24 del husillo
extrusor 22 y en el interior de la sección de barrera 30. Tal como
se explicada con detalle más adelante, el material resinoso sólido
es convertido en estado fundido conforme avanza a lo largo de la
sección de barrera 30, y es suministrado después a la sección de
medición 28, definida por el husillo extrusor 22. Una vez en la
sección de medición, el material fundido se hace avanzar fuera del
extrusor, usualmente a través de una matriz 34 montada sobre un
extremo de salida 36 del cilindro 12.
Con referencia a las figuras 2 y 3, el husillo
extrusor 22 define un cuerpo de husillo 38 generalmente cilíndrico
que tiene una parte de extrusión que se extiende axialmente a lo
largo de la longitud del husillo. La paleta helicoidal primaria 40
que define una primera superficie de avance 42 y una primera
superficie de retirado 44, se extiende alrededor y es coaxial con el
cuerpo del husillo 38. El primer canal de solidos 46 para alimentar
el material resinoso sólido introducido en el cilindro del extrusor
12, figura 1, está formado en la sección de alimentación "F"
mediante la cooperación del cuerpo del husillo 38 y las primeras
superficies de avance y de retirado, 42 y 44, respectivamente, de la
primera paleta helicoidal primaria 40. En la realización ilustrada
de la presente invención, el primer canal de sólidos 46 define una
profundidad constante en la sección de alimentación "F" del
husillo extrusor 22 tal como se muestra esquemáticamente en las
figuras 2a y 2b por la dimensión etiquetada por "d_{f}"
Además de ello, el paso de la paleta helicoidal primaria 40 se
incrementa en la sección de barrera con respecto al paso de la
paleta primaria en la sección de alimentación.
Con referencia a la figura 2, la intersección
entre las secciones de alimentación y de barrera, "F" y
"B" respectivamente, del husillo extrusor 22 tiene lugar en un
punto etiquetado por "P", en donde una paleta helicoidal
secundaria 48 crece saliéndose de la paleta helicoidal primaria 40.
La paleta helicoidal secundaria 48 se extiende alrededor del cuerpo
del husillo 38 axialmente a su largo, en la longitud de la sección
de barrera "B", dividiendo por tanto el primer canal de sólidos
46, figura 3, en un segundo canal de sólidos 50 y un canal de
material fundido 52, tal como se muestra en la figura 4, cuya
operación se explicará con detalle más adelante.
Volviendo a la figura 4, el segundo canal de
sólidos 50, está definido por la cooperación de la primera
superficie de retirado 44 de la paleta helicoidal primaria 40, una
segunda superficie de avance 54 definida por la paleta helicoidal
secundaria 48, y el cuerpo del husillo 38. De forma similar, el
canal de fusión 52 está definido por la cooperación de la primera
superficie de avance 42 de la paleta helicoidal primaria 40, una
segunda superficie de retirado 58 definida por la paleta helicoidal
secundaria 48, y una primera superficie de revolución helicoidal 60,
definida por el cuerpo del husillo 38, y situada entre la primera
superficie de avance y segunda superficie de retirada.
Con referencia de nuevo a la figura 2, el segundo
canal de sólidos 50 se extiende axialmente a lo largo de la sección
de barrera "B" en una distancia indicada por el segmento de la
sección de barrera etiquetado como "S", en donde una paleta
helicoidal terciaria 62 se extiende desde y alrededor del cuerpo del
husillo 38 axialmente a lo largo de la sección de barrera "B".
Tal como se ve mejor en la figura 5, la paleta helicoidal terciaria
62 divide el segundo canal de sólidos 50, provocando que el segundo
canal de sólidos sea redefinido, y para crear el tercer canal de
sólidos 64.
El segundo canal de sólidos 50 está definido por
la cooperación de una tercera superficie de retirada 68 de la paleta
helicoidal 62, la segunda superficie de avance 54 de la paleta
helicoidal secundaria 48 y una segunda superficie helicoidal de
revolución 70 definida por el cuerpo del extrusor 38, y situada
entre la tercera superficie de retirada y la segunda superficie de
avance. De forma similar, en el extremo del segmento etiquetado como
"S" y para el resto de la longitud de la sección de barrera
"B" del husillo extrusor 22, el tercer canal de solidos 64
está definido por la primera superficie de retirada 44 de la paleta
helicoidal primaria 40, una tercera superficie de avance 66
definida por la paleta terciaria 62, y una tercera superficie
helicoidal de revolución 67 definida por el cuerpo del husillo 38, y
situada entre la primera superficie de retirada y la tercera
superficie de avance.
Tal como se muestra en las figuras 4 - 7, y se
muestra esquemáticamente en la figura 2c, la primera superficie de
revolución 60 define un diámetro exterior que disminuye a lo largo
de la longitud de la sección de barrera "B" en una dirección de
aguas abajo indicada por la flecha etiquetada como "A" en la
figura 2, de forma tal que el canal de fusión 52 define una
profundidad indicada por la dimensión etiquetada como d_{m}, que
se incrementa en la dirección de aguas abajo. Además de ello, el
paso de la paleta helicoidal secundaria 48 es mayor que el
correspondiente a la paleta helicoidal primaria 40, provocando por
tanto un ancho definido por el canal de fusión 52 e indicado por la
dimensión etiquetada como w_{m} para incrementarse también en la
dirección de aguas abajo.
Con referencia todavía a las figuras 4 - 7, y
tal como se muestra esquemáticamente en la figura 2a, la segunda y
tercera superficies helicoidales de revolución 70 y 67,
respectivamente, definen cada una un diámetro exterior que se
incrementa progresivamente en la dirección de aguas abajo, de forma
tal que el segundo y tercer canales de sólidos definen
profundidades indicadas por la dimensión etiquetada por d_{s2} y
d_{s3} que disminuyen progresivamente en la dirección de aguas
abajo. Además de ello, el paso de las paletas helicoidales
secundaria y terciaria 48 y 62 es diferente al correspondiente a la
paleta helicoidal primaria 40, provocando por tanto los anchos
definidos por el segundo y tercer canales de sólidos 67 y 70,
indicados por las dimensiones etiquetadas por w_{s2} y w_{s3}
para disminuir en la dirección de aguas abajo a lo largo de la
sección de barrera "B".
Volviendo a las figuras 5 - 7, y tal como se
muestra esquemáticamente en la figura 8, la segunda y tercera
superficies helicoidales de revolución 70 y 67 respectivamente,
definiendo cada una de ellas una serie de formas similares a levas
contiguas circun-axialmente, generalmente designadas
por el numero de referencia 72. Cada forma similar a una leva 72
está definida por un segmento del husillo extrusor 22 que tiene una
raíz 70, y una cresta 76. Preferiblemente, un único segmento no se
extiende en más de 180º a lo largo de la segunda y tercera
superficies de revolución 70 y 67; no obstante, la presente
invención no está limitada a este respecto conforme la extensión
angular de los segmentos puede variar sin desviarse del aspecto más
amplio de la presente invención. Además de ello, las crestas
definidas por las formas similares a levas en la segunda superficie
de revolución están desplazadas con respecto a las correspondientes
crestas definidas por las formas similares a levas en la tercera
superficie de revolución. Cada cresta 76 incluye una parte de la
primera superficie 78 que se extiende radialmente hacia fuera desde
la raíz 74 hasta la cresta 76 en la dirección del giro del husillo,
según se indica por la flecha etiquetada por "R" en la figura
2, y una parte de la segunda superficie 80 que se extiende
radialmente hacia dentro desde la cresta hasta la raíz. Cada cresta
76 define también una altura con respecto a la correspondiente de
las paletas helicoidales secundaria o terciaria, 48 y 62,
respectivamente, y que en la realización preferida de la presente
invención es colineal con o por debajo de la superficie más exterior
de las paletas helicoidales. La altura de cada una de las crestas
con respecto al diámetro exterior de las correspondientes de las
paletas helicoidales secundaria y terciaria, 48 y 62,
respectivamente, es preferiblemente variable desde una cresta a la
siguiente cresta sucesiva; no obstante, la presente invención no
está limitada a este respecto, ya que las alturas de las crestas
podrían ser todas uniformes sin desviarse de los aspectos más
amplios de la presente invención.
Con referencia a las figuras 1 - 7, la operación
del husillo extrusor 32 de la presente invención se describirá con
más detalle. El material resinoso sólido, típicamente en la forma
de gránulos triturados, y/o polvo es suministrado a través de la
tolva 32 y al interior de la sección de tolva 20 del cilindro
extrusor 12. El material resinoso sólido se recoge en el primer
canal de sólidos 46, y como resultado de la rotación del husillo
extrusor 22 en la dirección indicada por la flecha etiquetada con
"R", el material resinoso sólido es transportado a lo largo de
la sección de alimentación "F" hasta la sección de barrera.
Conforme el material se desplaza a lo largo de la sección de
alimentación "F", la superficie de avance 42 de la paleta
helicoidal primaria 40 se acopla al material sólido, haciendo que se
compacte en un lecho sólido. Además de ello, el cilindro del
extrusor, que se calienta, provoca que el material en el lecho
sólido comience a fundirse. Esta acción de fusión promociona la
formación de un depósito fundido adyacente a la superficie de avance
de la paleta helicoidal primaria 40 en la sección de alimentación
del husillo extrusor 22.
Una vez en la sección de barrera "B" que es
la parte de fusión primaria del husillo extrusor 22, el lecho de
sólidos que inicialmente está transportado a lo largo del segundo
canal de sólidos 50 continúa fundiéndose en la pared del conducto
calentado 16 del cilindro 12. La fusión del material en el segundo
canal de sólidos 50 está provocada en parte a partir del calor
transferido al material desde el cilindro calentado 12, y también
por el efecto de cizalla del material entre el cilindro y el husillo
extrusor 22. Conforme se funde el material fundido, migra a través
de la paleta helicoidal secundaria 48 al interior del canal de
material fundido 52. Esto da lugar al hecho de que la paleta
secundaria 48 define una altura h_{s}, figura 4, medida desde el
cuerpo del husillo 38 hasta la superficie periférica exterior de la
paleta helicoidal secundaria, que es aproximadamente igual a la
altura correspondiente h_{p} de la paleta helicoidal primaria
40.
Una vez que el material en el segundo canal de
sólidos 50 haya sido transportado en la distancia "S", se
introduce la paleta helicoidal terciaria, separando los canales de
solidos 50 en el segundo y tercer canales de solidos 50 y 64. El
material fundido, generalmente a lo largo con una cantidad de
solidos incrustados en el mismo, migra desde el segundo canal de
sólidos a través de la paleta helicoidal terciaria 62, la cual
define una altura h_{f} que es menor que h_{s} y h_{p}, y al
interior del segundo canal de sólidos 50. Para asegurar que los
sólidos incrustados estén fundidos antes de que el material pueda
migrar a través de la paleta helicoidal secundaria 48 al canal de
fusión 52, y tal como se explicó anteriormente, las crestas en el
segundo y tercer canales de solidos crean áreas de alto efecto de
cizalla, el cual reorienta el contenido del material en los canales
de sólidos, así como también incrementando la velocidad de la
fusión. Cuando el contenido del segundo y tercer canales de sólidos
64 estén entre las crestas, el material fundido y los sólidos
reorientados se encontrarán en intimo contacto, realzando así más la
fusión de los sólidos.
El canal de fusión 52 se incrementa tanto en
profundidad como en anchura en la dirección de aguas abajo a lo
largo de la sección de barrera "B". Esto es necesario porque
como el material resinoso sólido se funde, el volumen del material
fundido necesario se incrementa, precisando por tanto que el volumen
del canal de fusión se incremente concurrentemente. De forma
similar, la profundidad del segundo y tercer canales de sólidos 50 y
64 disminuye en la dirección de aguas abajo a lo largo de la sección
de barrera "B". Esto es porque la cantidad de material resinoso
sólido disminuye a lo largo de la sección de barrera, y para
facilitar la fusión tiene que permanecer en contacto con el cilindro
caliente 12. Para realzar más la fusión del material resinoso
sólido, el paso de las paletas primaria, secundaria y terciaria, 40,
48 y 62, respectivamente, es variable en la realización preferida de
la presente invención.
En la interfaz entre la sección de barrera
"B" y la sección de medición "M" del husillo extrusor 22,
la segunda y terciaria paletas helicoidales, 48 y 62
respectivamente, tienen su terminación de forma que la sección de
medición incluya solamente la paleta primaria 40. Preferiblemente,
todo el material resinoso se encuentra en estado fundido en la
sección de medición "M", en donde es transportado hacia el
exterior de la extrusionadora 10, figura 1.
Aunque se han mostrado y descrito las
realizaciones preferidas, pueden efectuarse varias modificaciones y
sustituciones sin desviarse del alcance de la invención. En
consecuencia, se comprenderá que la presente invención se ha
descrito a modo solo de ejemplo, y sin limitación.
Claims (12)
1. Un husillo extrusor alargado axialmente (22)
que tiene un cuerpo de husillo (38) que incluye una parte de
extrusión que se extiende axialmente definida por una sección de
alimentación (24) y una entrada terminal del mencionado husillo
(22), una sección de medición (28) y un extremo de salida del
mencionado husillo (22) y una sección de barrera (30) entre la
mencionada sección de alimentación (24) y la mencionada sección de
medición (28), al menos una paleta helicoidal primaria (40) que se
extiende alrededor y coaxial con el mencionado cuerpo del husillo
(38), en el que la mencionada paleta helicoidal primaria (40) y el
mencionado cuerpo del husillo (38) cooperan para formar un canal
(46) en la mencionada sección de alimentación (24) para transportar
material resinoso desde la mencionada sección de alimentación (24) a
la mencionada lección de barrera (30); en el que la mencionada
sección de barrera (30) comprende además:
al menos una paleta helicoidal secundaria (48)
que se extiende desde la mencionada paleta primaria (40) alrededor
del mencionado cuerpo del husillo (38), en el que el mencionado
cuerpo del husillo (38) define una primera superficie helicoidal de
revolución (60) entre las mencionadas paletas primaria y secundaria
(40, 48);
al menos una paleta helicoidal terciaria (62)
posicionada entre las mencionadas paletas primaria y secundaria (40,
48), y extendiéndose alrededor del mencionado cuerpo del husillo
(38), definiendo el mencionado cuerpo del husillo (38) una segunda
superficie helicoidal de revolución (70) entre las mencionadas
paletas secundaria y terciaria (48, 62), y una tercera superficie de
revolución (67) entre las mencionadas paletas primaria y terciaria
(40, 62), en el que las mencionadas superficies de revolución
secundaria y terciaria (70, 67) se extienden axialmente a lo largo
de la mencionada sección de barrera (30);
cada una de las mencionadas segunda y tercera
superficies de revolución (70, 67) definen una serie de formas
similares a levas circunferencialmente contiguas (72), en el que
cada forma similar a una leva (72) está definida por un segmento del
mencionado husillo (22) que tiene una raíz (74), una cresta (76),
una parte de primera superficie (78) que se extiende radialmente
hacia fuera desde la mencionada raíz (74) en la dirección de la
rotación del husillo, y una parte de segunda superficie (80) que se
extiende radialmente hacia dentro desde la mencionad cresta (76)
hacia la mencionada raíz (74), caracterizada porque:
la mencionada primera superficie de revolución
(60) es substancialmente plana y libre de cualesquiera ondulaciones
superficiales.
2. Un husillo extrusor alargado axialmente
según la reivindicación 1, en el que cada una de las mencionadas
paletas primaria, terciaria y secundaria (40, 62, 48) definen un
paso que es variable a lo largo de la longitud de la mencionada
sección de barrera (30).
3. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 1, en el que cada una de las mencionadas paletas
primaria, terciaria y secundaria (40, 62, 48) incluye una superficie
periférica que define un diámetro exterior; y en el que
el diámetro exterior de las mencionadas paletas
helicoidales terciaria y secundaria (62, 48) es menor que el
diámetro exterior de la paleta primaria mencionada (40), de forma
tal que durante la operación de un extrusor que utilice el
mencionado husillo (22), la rotación del mencionado husillo (22)
provoca que el material resinoso sea transferido a través de los
diámetros exteriores de las mencionadas paletas terciaria y
secundaria (62, 48).
4. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 3, en el que el diámetro exterior definido por la
mencionada paleta terciaria (62) es menor que el diámetro exterior
definido por la mencionada paleta secundaria (48).
5. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 3, en el que:
cada una de las crestas mencionadas (76) es
colineal con el mencionado diámetro exterior definido por la
mencionada superficie periférica de una de las paletas respectivas
de las mencionadas paletas terciaria y segundaria (62, 48).
6. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 3, en el que:
cada una de las mencionadas crestas (76) están
por debajo del mencionado diámetro exterior definido por la
mencionada superficie periférica de la paleta respectiva de las
mencionadas paletas terciaria y secundaria (62, 48).
7. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 5, en el que:
las mencionadas crestas (76) definen una altura
de cresta con respecto al mencionado diámetro exterior de una paleta
respectiva de las mencionadas paletas terciaria y secundaria (62,
48) que es variable de una cresta (76) a la siguiente cresta
sucesiva (76).
8. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 1, en el que:
cada uno de los mencionados segmentos del
mencionado husillo (22) son menores de 180 grados.
9. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 1, en el que:
la mencionada primera superficie de revolución
(60) define un diámetro exterior que disminuye progresivamente en
una dirección de aguas abajo a lo largo de la mencionada sección de
barrera (30); y en la que:
la mencionada primera paleta helicoidal (40), la
mencionada paleta helicoidal secundaria (48), y la mencionada
primera superficie de revolución (60) cooperan para definir un canal
de material fundido (52) en el que durante la operación del
mencionado husillo extrusor (22) el material resinoso fundido migra
a través de la mencionada paleta secundaria (48) y hacia el
interior del mencionado canal de material fundido (52), en el que es
transportado a lo largo de la mencionada sección de barrera (30),
hasta la mencionada sección de medición (28).
10. Un husillo extrusor alargado axialmente
según la reivindicación 1, en el que:
la mencionada superficie de revolución (67)
define un diámetro exterior que se incrementa progresivamente en una
dirección de aguas abajo a una velocidad conocida a lo largo de la
mencionada sección de barrera (30); y
la mencionada paleta helicoidal primaria (40), la
mencionada paleta helicoidal terciaria (62), y la mencionada tercera
superficie de revolución (67) cooperan para definir un tercer canal
de sólidos (64) de forma tal que durante la operación del husillo
extrusor mencionado (22), el material resinoso sólido alimentado
desde la mencionada sección de alimentación (24) al interior del
mencionado tercer canal de sólidos (64) es transportado además a lo
largo de la mencionada sección de barrera (30).
11. Un husillo extrusor alargado axialmente
según la reivindicación 9, en el que:
la mencionada segunda superficie de revolución
(70) define un diámetro exterior nominal que se incrementa
progresivamente a lo largo de la mencionada sección de barrera (30)
en la mencionada sección de aguas abajo a una velocidad inferior con
respecto a la velocidad de incremento del mencionado diámetro
exterior de la mencionada tercera superficie de revolución (67);
y
la mencionada paleta helicoidal terciaria (48),
la mencionada paleta helicoidal secundaria (62), y la mencionada
segunda superficie de revolución (70) cooperan para definir un
segundo canal de sólidos (50), de forma tal que durante la
operación del mencionado husillo extrusor (22), la combinación del
material resinoso fundido y sólido migre a través de la mencionada
paleta helicoidal terciaria (48) hacia el interior del mencionado
segundo canal de sólidos (50), en el que las mencionadas formas
similares a levas (72) imparten unas fuerzas de cizalla al
mencionado material resinoso fundido y sólido, reorientando por
tanto el mencionado material fundido y sólido, promocionando por
tanto la mezcla y la fusión del mencionado material sólido.
12. Un husillo extrusor alargado axialmente según
la reivindicación 1, en el que cada una de las mencionadas crestas
(76) definidas por las mencionadas formas similares a levas (72) en
la mencionada segunda superficie de revolución (70) están
desplazadas con respecto a una cresta correspondiente (76) definida
por las mencionas formas similares a levas (72) en la mencionada
tercera superficie de revolución (67).
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