ES2311723T3 - Aparato para procesar materiales plasticos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para procesar materiales plásticos, en concreto materiales plásticos termoplásticos, con un contenedor recibidor (1), dotado de una base (15) y de unas paredes laterales (14) así como una abertura de carga (3) en su parte superior para el material que ha de ser procesado, y con herramientas (22) dispuestas en el contenedor (1) y transportadas por un eje (18) que pasa por la base (15) del contenedor (1) de forma hermética y que es accionado por un motor (19) de forma que gire alrededor de su eje, en el que al menos una herramienta (22) está afianzada a un portaherramientas (16) diseñado en forma de un disco (17) en la cara superior (21) del disco (17). Dicho disco (17) está ubicado cerca de la base (15) del contenedor (1) de modo que el material plástico presente en el contenedor (1) se ponga en movimiento circular alrededor del eje del vástago (18) y dicho disco (17) lleva, además de las herramientas (22), una serie de aspas (26) que se proyectan más allá del reborde del disco (17) en la dirección de la pared lateral (14) del contenedor (1) y la superficie activa de dichas aspas esté inclinada con respecto al plano horizontal de tal forma que el material plástico arrojado del disco (17) por las herramientas (22) se dote de un componente de movimiento hacia arriba durante su circulación, caracterizado en que las aspas (26) también se proyectan más allá del disco hacia arriba y debajo del mismo (17).
Description
Aparato para procesar materiales plásticos.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de acuerdo con la parte preliminar de la reivindicación
1.
La AT 375867B, AT 407 970 B o la WO 93/18902
divulgan dispositivos para el tratamiento de materiales plásticos. A
causa de los portaherramientas rotativos o las herramientas, el
material plástico procesado es arrojado por el efecto de la fuerza
centrífuga contra la pared lateral del contenedor. Una parte de este
material plástico sube por la pared lateral del contenedor y circula
en forma de cono de mezcla, pero al final vuelve a caer al centro
del contenedor. De este modo se consigue el periodo deseado de
estancia de las partículas procesadas del material plástico en el
contenedor que las recibe, de modo que el material plástico
introducido en el mismo se mezcle completamente, se caliente
suficientemente gracias a las fuerzas de fricción producidas y, en
el caso de las herramientas que tienen un efecto triturador del
material plástico, además quede suficientemente triturado. Sin
embargo, se ha detectado que el material plástico arrojado hacia la
pared lateral del contenedor no sube en su totalidad por dicha
pared, sino que una porción baja por debajo de la herramienta
inferior o por debajo del disco inferior que conforma un
portaherramientas. Allí, esta porción del material plástico se puede
adherir por fusión de forma incontrolada a consecuencia de la
fricción. Se ha intentado evitar esta desventaja mediante la
incorporación de nervios de transporte en la parte inferior de dicho
disco, pero esta solución no es del todo satisfactoria.
Un dispositivo inicialmente mencionado se ha
divulgado en la US-A-3155376.
El objeto de la invención es evitar con poco
desembolso la desventaja descrita, de modo que se reduzca la
susceptibilidad del dispositivo a las averías, pero se trata además
de que procese más uniformemente todo el material plástico
introducido en el contenedor que lo recibe, puesto que se
contrarresta eficazmente la presencia de los residuos de material
plástico en la parte inferior del contenedor, es decir, por debajo
de la herramienta inferior. Además de las herramientas, el disco
lleva al menos un aspa que se proyecta más allá del reborde del
disco en el sentido de la pared lateral del contenedor y queda
inclinada con respecto al plano horizontal, de tal modo que el
material plástico impulsado desde el disco por las herramientas
tenga durante su circulación un componente de movimiento hacia
arriba. Indistintamente de si la circulación del material plástico
se lleve a cabo solamente por las herramientas, o además, por unos
portaherramientas, con unas herramientas individuales o con
portaherramientas conformados sólo por vástagos que se proyectan
hacia fuera desde el eje en un sentido horizontal, el material
plástico desplazado se desvía hacia arriba mediante las aspas,
impidiendo eficazmente la caída del material. Este efecto se puede
utilizar no sólo para impedir, en la máxima medida posible, que el
material plástico baje por debajo del portaherramientas inferior
conformado por el disco, sino también a fin de que el material
plástico que se ha caído se pueda devolver inmediatamente al cono de
mezcla rotativo y no se adhiera por fusión debajo del
portaherramientas inferior con fricción durante una estancia
prolongada de forma incontrolada. Si una pluralidad de
portaherramientas se disponen uno encima de otro en una pluralidad
de planos, las aspas de los portaherramientas superiores producen un
desplazamiento hacia arriba del material plástico en circulación y
por tanto consiguen prolongar su estancia.
De acuerdo con la invención, el aspa se proyecta
más allá del disco por encima y por debajo del mismo a fin de
ampliar en lo posible la zona activa que actúa en el material
plástico.
Puesto que, como ya se ha mencionado, ya se
conocen los discos dispuestos en la zona de la base del contenedor y
que conforman los portaherramientas, es posible dentro del alcance
de la invención, que algunas plantas ya existentes de este tipo sean
modificadas sin dificultad.
Otras características y ventajas de la invención
se apreciarán por la descripción de las realizaciones que se
ilustran de forma esquemática en las figuras.
La Figura 1 es una sección vertical por un
dispositivo de acuerdo con la invención;
La Figura 2 muestra un portaherramientas en
forma de disco diseñado con aspas, en una vista axonométrica;
La Figura 3 es una vista en el sentido de la
flecha III en la Figura 2;
La Figura 4 es una vista en planta en el sentido
de la flecha IV de la Figura 2;
La Figura 5 es una sección a lo largo de la
línea V-V de la Figura 1, y
La Figura 6 muestra un detalle de la Figura 5 en
una vista lateral.
El dispositivo tal y como se muestra en la
Figura 1 tiene un contenedor recibidor 1 de una sección transversal
circular y con un eje vertical 2, en el que se introduce desde
arriba por una abertura de carga 3 el material plástico que se ha de
procesar, concretamente de una naturaleza termoplástica, por ejemplo
PETP (polietilentereftalato) en forma de material de trituración que
consta de botellas o pre-formas de botellas,
láminas, copos, etc... Si el material que se ha de elaborar tiene
que ser procesado bajo vacío, dicha abertura 3 tiene incorporada una
esclusa 4 cuya cámara 5 se puede cerrar mediante dos tajaderas 6,7
que se pueden desplazar de forma recíproca mediante unos cilindros
de doble acción 8, 9. Se une a la esclusa 4 en su parte superior un
embudo de relleno 10, en el que se introduce el material para ser
procesado de forma discontinua o continua mediante un dispositivo de
suministro (no mostrado) por ejemplo una cinta transportadora. Una
línea de evacuación 11, que conduce a un dispositivo de evacuación
12, se une a la cámara de la esclusa 5. Otra línea de evacuación 13
conduce desde el contenedor recibidor 1 al dispositivo de evacuación
12.
El contenedor recibidor 1 tiene paredes
laterales verticales 14 y una base horizontal 15. Un
portaherramientas 16, conformado por un disco circular horizontal 17
(ver además la Figura 2) que se dispone cerca de la base 15, estando
montado el disco circular 17 en un eje 18 que pasa por la base 15 de
forma hermética y que es accionado por un motor 19 de modo que gire
en el sentido de la flecha 20. La cara superior 21 del disco 17 del
portaherramientas 16 lleva una pluralidad de herramientas 22 que se
distribuyen a intervalos uniformes alrededor de la periferia del
portaherramientas 16 y que actúan en el material plástico presente
en el contenedor 1 durante la rotación del disco 17. Por
consiguiente, dicho material plástico se hace circular alrededor del
eje 2 y por otra parte, la fuerza centrífuga actúa para desplazar
el material plástico en sentido radial hacia la pared lateral 14. Se
forma un cono de mezcla 23 de tal modo que una porción del material
plástico suba por la pared lateral 14, llegue a un punto culminante
24 durante esta circulación y por último se vuelva a caer en la
región del eje del contenedor 2. No todo el material plástico
participa en este ascenso, sin embargo, puesto que una porción del
material plástico arrojado desde el disco 17 intenta entrar en el
espacio 25 por debajo del disco 17. A fin de impedirlo, el disco 17
incorpora una pluralidad de aspas 26 (ver además las Figuras 2 a 4)
que se disponen distribuidas a intervalos uniformes alrededor de la
periferia del disco y cada una de los cuales puede constar de una
placa plana 27, cuyo plano se dirige radialmente con respecto al
centro del disco 17, pero dispuesto de forma inclinada con respecto
a la dirección vertical. Este ángulo de inclinación \alpha (Figura
3) se puede seleccionar en función del sector de aplicación en
cuestión, siendo ángulos ventajosos de inclinación los de entre 15º
y 30º, según nuestra experiencia. Esta disposición e inclinación de
las aspas 26 relativas al plano del disco 17 del portaherramientas
16 tiene el efecto de que, durante la rotación del disco 17 en
sentido de la flecha 20, se ejerza un vector de fuerza teórica 28
(Figura 2) contra las partículas de material plástico que se
desplaza por el aspa 26 en cada caso (ignorando otras variables de
influencia relativamente insignificante, como la fricción mutua de
las partículas, etc.). Al proyectarse en un plano vertical, este
vector de fuerza 28 tiene un componente 29 (Figura 3) y al
proyectarse en un plano horizontal (Fig. 4) tiene un componente
horizontal 30. El componente vertical 29 se conforma de dos
porciones 31, 32. La porción 31 se extiende desde el punto 33 en
cuestión en cada caso en un sentido que se orienta de forma
tangencial a un círculo, pasando por el punto 33- alrededor del eje
del contenedor 2 que coincide con el eje del vástago 18. Esta
porción se produce por la fuerza de corte, que actúa en el sentido
de rotación del disco 17. La porción 32 se extiende desde el punto
33 en cuestión en cada caso en un sentido vertical y se produce por
la inclinación del plato 27 de las aspas 26. Este componente
vertical 29 queda perpendicular al plano de la placa 27.
En la proyección horizontal (Fig. 4) el
componente horizontal 30 tiene una porción 34, empezando desde el
punto 33 en la dirección tangencial indicada, y una porción 35,
producida por la fuerza centrífuga y que se extiende en el sentido
radial del disco 17.
Dichas aspas 26 producen un movimiento
preferente hacia arriba en el material plástico arrojado del disco
17 por las herramientas 22 y de este modo impiden eficazmente la
entrada de porciones del material plástico en el espacio 25 debajo
del disco 17 del portaherramientas 16 durante el tratamiento del
material en el contenedor 1. Este proceso se puede asistir mediante
unos nervios 37, dispuestos en la cara inferior 36 del disco 17 y
que se disponen de tal forma -radialmente, por ejemplo- que el
material plástico presente en el espacio 25 se desplace hacia la
pared lateral 14. El material plástico desplazado hacia fuera de
este modo es enganchado por las aspas 26 y se vuelve a trasladar
hacia arriba.
Se puede lograr un aumento de la energía
introducida en el material plástico presente en el contenedor 1
durante la rotación del portaherramientas 16 mediante la
incorporación de unas caras-guía en forma de
aspas-guía 38 (Fig. 1) en la parte interior de la
pared lateral 14 del contenedor de recepción 1. Dispuestas de forma
adecuada, dichas aspas-guía 38 impiden que las
partículas del material plástico que circulan en el contenedor 1 se
escapen libremente hacia arriba y absorben de este modo
relativamente poca energía en forma de calor de fricción. Expresado
en términos sencillos, las partículas ascendentes de material
plástico se encuentran con las aspas-guía 38 en el
sentido de la flecha 39 y por consiguiente reciben un componente de
movimiento en sentido horizontal (flecha 40). Dicha deflexión de la
partícula desplazada del material plástico hace que parte de su
energía cinética se convierta en energía de fricción y, en
consecuencia, la partícula se caliente.
A fin de poder adaptarse a distintas
condiciones, constituye una ventaja que al menos una de las aspas
guía 38 se haga ajustable. Esto se puede lograr cambiando la zona
activa de las aspas-guía 38, por ejemplo mediante la
inserción en el contenedor a distintos grados. Una solución que
resulta estructuralmente más ventajosa es un ajuste del ángulo de
inclinación de las aspas guía 38 mediante un vástago 41 (Figuras 1,
5) conectado al mismo y que pasa a través de la pared lateral 14 del
contenedor 1 y que se monta en un rodamiento 42 afianzado a la pared
lateral 14. Dicho eje 41 se puede girar manualmente, por ejemplo
mediante una manivela o mediante un motor. Un dispositivo de ajuste
accionado por un motor 50 se ilustra en las Figuras 5 y 6. El
vástago 41 está conectado a una palanca pivote 43 en la cual se
articula la biela 44 de un cilindro de accionamiento doble 45, cuyo
extremo distante de la palanca pivote 43 se monta de forma no
desplazable pero pivotable. El pistón 46 guiado en el cilindro 45 se
presiona mediante un vástago de medio de presión 48 mediante líneas
47, siendo controlado dicho vástago por medio de presión 48 de
cualquier forma apropiada, preferentemente electrónica, en función
de la naturaleza del material plástico que se ha de procesar.
Como norma general, es aconsejable controlar la
temperatura del material plástico presente en el contenedor de
recepción 1, a fin de mantener su calentamiento al nivel deseado o
de controlarlo de forma adecuada. A este fin, es posible incorporar
al menos un sensor de temperatura 49 en el contenedor 1, estando
dispuesto dicho sensor de temperatura 49 de forma ventajosa en la
cara interna de la pared lateral 14 y en una región vertical en la
cual el cono de mezcla 23 está presente. Uno o más de dichos
sensores de temperatura 49 se puede utilizar para controlar el
dispositivo de ajuste 50, para al menos una de las aspas guía 38,
indicada mediante la línea 51 en la Figura 5. Además, o como
alternativa a esta solución, el sensor o sensores de temperatura 49
pueden ser conectados mediante una línea 52 (Fig. 1) con un
dispositivo de regulación 53 que mantiene la velocidad rotativa del
motor 19 mediante una línea 54.
Tal y como se muestra en el dibujo, cada aspa 26
se proyecta en sentido radial más allá de la periferia del disco 17
del portaherramientas 16. Además, el aspa se extiende hacia arriba y
abajo más allá de la cara superior 21 o de la cara inferior 36 del
disco 17, a fin de aumentar la zona activa de cada aspa 26. La placa
27 de cada aspa 26 se puede dotar de una ranura 55 en la cual se
engancha el reborde del disco 17. También es posible invertir esta
disposición - es decir, disponer la ranura en el disco 17, en cuyo
caso la placa no ranurada 27 se engancha a continuación en dicha
ranura. Dicha conexión se puede asegurar soldando o de otra forma
adecuada. En muchos casos, sin embargo, será aconsejable que la
placa 27 se una al disco 17 mediante tornillos.
La placa 27 de cada aspa 26 no necesita ser
plana y sería posible que la placa 27 fuese ligeramente curva,
estando dispuesta la parte cóncava en la cara anterior de la placa.
Dicha curvatura podría tener el efecto de que las partículas del
material plástico se deslicen durante un breve momento en la placa
27 antes de ser desviadas hacia arriba. Esto produciría una pequeña
aceleración y el tratamiento de las partículas del material
plástico.
Se apreciará de la Figura 2 que las aspas 26 se
disponen de forma descentrada con respecto a las herramientas 22 en
el sentido periférico del disco 17. Es más favorable, sin embargo,
que las aspas 26 se dispongan en una prolongación de las
herramientas 22, ilustradas en la Figura 1 y que ofrecen la ventaja
de que las partículas del material plástico desplazadas por las
herramientas 22 en el sentido de la flecha 56 (Fig. 1.) se guíen
directamente a las aspas 26.
Las anteriores disposiciones de las aspas 26 se
pueden realizar asimismo en diseños en los que una pluralidad de
portaherramientas 16 se dispongan uno arriba de otro, en cuyo caso
no es necesario que todos los portaherramientas se construyan en
forma de discos y se doten de aspas, sino solamente el
portaherramientas 16 ubicado más cerca de la base 15 del
contenedor.
También sería posible montar las aspas 26
directamente en las herramientas 22, y no en la herramienta en forma
de porta-discos 16.
Como norma general, el material plástico para
ser procesado se introduce ya triturado anteriormente en el
contenedor 1. Si es preciso realizar la trituración en el contenedor
1, las herramientas 22 se pueden conformar de la forma
correspondiente, por ejemplo como cuchillas con rebordes cortantes
57 (Figura 2).
Claims (9)
1. Dispositivo para procesar materiales
plásticos, en concreto materiales plásticos termoplásticos, con un
contenedor recibidor (1), dotado de una base (15) y de unas paredes
laterales (14) así como una abertura de carga (3) en su parte
superior para el material que ha de ser procesado, y con
herramientas (22) dispuestas en el contenedor (1) y transportadas
por un eje (18) que pasa por la base (15) del contenedor (1) de
forma hermética y que es accionado por un motor (19) de forma que
gire alrededor de su eje, en el que al menos una herramienta (22)
está afianzada a un portaherramientas (16) diseñado en forma de un
disco (17) en la cara superior (21) del disco (17). Dicho disco (17)
está ubicado cerca de la base (15) del contenedor (1) de modo que
el material plástico presente en el contenedor (1) se ponga en
movimiento circular alrededor del eje del vástago (18) y dicho disco
(17) lleva, además de las herramientas (22), una serie de aspas (26)
que se proyectan más allá del reborde del disco (17) en la dirección
de la pared lateral (14) del contenedor (1) y la superficie activa
de dichas aspas esté inclinada con respecto al plano horizontal de
tal forma que el material plástico arrojado del disco (17) por las
herramientas (22) se dote de un componente de movimiento hacia
arriba durante su circulación, caracterizado en que las aspas
(26) también se proyectan más allá del disco hacia arriba y debajo
del mismo (17).
2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado en que cada aspa (26) se conforma de una
placa preferentemente plana (27) afianzada en el disco (17) de forma
oblicua al plano de dicho disco (17).
3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
1 o 2, caracterizado en que el reborde del disco (17) lleva
una pluralidad de aspas (26) distribuidas a intervalos iguales
alrededor de la periferia del disco (17).
4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación
3, caracterizado en que las aspas (26) están descentradas con
respecto a las herramientas (22) en el sentido periférico del disco
(17).
5. Dispositivo de acuerdo con alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que, según se mira
en el sentido radial del disco (19), al menos un aspa (26) se
adjunta a la herramienta (22) en la parte exterior o se dispone en
una continuación de la herramienta (22).
6. Dispositivo de acuerdo con alguna de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado en que se disponen unos
nervios (37) en la cara inferior (36) del disco (17) para desplazar
el material plástico presente debajo del disco (17) hacia fuera en
el sentido de las aspas (26).
7. Dispositivo de acuerdo con alguna de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que el aspa (26)
tiene una ranura (55) en la que se inserta el reborde del disco (17)
o el disco (17) tiene una ranura en la que se engancha el aspa (26)
o el aspa (26) se une al disco (17) por tornillos.
8. Dispositivo de acuerdo con alguna de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado en que el aspa (26)
está inclinada entre 15º y 30º con respecto al plano vertical.
9. Dispositivo de acuerdo con alguna de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado en que el aspa (26) se
construye de forma cóncava en su cara anterior.
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