PL208275B1 - Urządzenie do wytłaczania ciągłego wydrążonego wyrobu z tworzywa sztucznego - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy urządzenia do wytłaczania ciągłego wydrążonego wyrobu z tworzywa sztucznego wykorzystującego ruchomy tunel formy z wewnętrzną turbulencją powietrza, aby pomóc ustalać kształt wyrobu w tunelu formy.

W wytłaczarkach do tworzyw sztucznych, które wykorzystują tunele ruchomych form, znany jest fakt, że ważne jest zapewnienie skutecznego chłodzenia wewnątrz tunelu formy. Skuteczność taka jest pożądana, ponieważ ruchomy tunel formy jest stosunkowo krótki w porównaniu z nieruchomymi wytłaczarkami.

Firma Corma Inc. z Toronto, Ontario, Kanada w ciągu ostatnich kilku lat opracowała różne sposoby chłodzenia rury z tworzywa sztucznego formowanej w tunelu ruchomej formy wytłaczarki. Niektóre z tych sposobów obejmowały przetłaczanie powietrza z wyjściowego końca tunelu formy w kierunku do wejścia tego tunelu. Firma Corma Inc. uniknęła przemieszczania powietrza chłodzącego w kierunku do wyjścia tunelu formy, ponieważ potrzebne byłoby przechodzenie powietrza chłodzącego przez aktualne dyszowe urządzenie i niepożądane chłodzenie tego urządzenia. Powodowałoby to również nagrzewanie powietrza chłodzącego. Takie dyszowe urządzenie musi pozostawać w swym stanie nagrzanym, by tworzyć właściwy przepływ roztopionego tworzywa sztucznego przez dyszowe urządzenie do tunelu formy.

Urządzenie wytłaczające tego rodzaju znane jest w firmie Corma Inc. będącej właścicielem amerykańskiego patentu US 5 525 829 zgłoszonego 30 stycznia 1995 r.

W znanym urządzeniu elementem przenoszącym powietrze jest dmuchawa umieszczona wewnątrz podłużnego wydrążonego wału, który z kolei posiada początkową część w chłodzącym elemencie. Chłodzący gaz przechodzi poprzez wydrążony wał od otwartego końca końcowej części tunelu formy do końca wydrążonego wału w początkowej części, gdzie umieszczony jest wirnik. Wirnik połączony jest z wałem przechodzącym od końca w początkowej części podłużnego wydrążonego wału w kierunku końcowej części.

Firma Corma Inc. opracowała obecnie takie rozwiązanie, że rura wykonana w wytłaczarce wykorzystującej tunel ruchomej formy może mieć kształt utrwalany w tunelu formy przy wspomaganiu przez turbulencje powietrza tylko wewnątrz tunelu formy bez konieczności dodatkowego chłodzenia turbulentnego strumienia powietrza.

W zwią zku z tym opracowaniem firmy Corma Inc., niniejszy wynalazek dotyczy urzą dzenia do wytłaczania, które wytłacza w sposób ciągły wydrążony wyrób z tworzywa sztucznego, np. rurę z tworzywa sztucznego itp., z zastosowaniem turbulencji wewnątrz tunelu formy. Urządzenie takie zawiera wytłaczarkę, która dostarcza roztopione tworzywo sztuczne przez urządzenie dyszowe do tunelu formy utworzonego przez poruszające się obok siebie korpusy formy. Wyrób z tworzywa sztucznego jest kształtowany wewnątrz tunelu formy. Urządzenie takie zawiera elementy do wytwarzania turbulencji powietrza, by wspomagać ustalanie kształtu wyrobu. Środki do tworzenia turbulencji powietrza zawierają poruszający powietrze człon, który jest fizycznie usytuowany wewnątrz wyrobu w tunelu formy. Ponadto, zastosowano źródło zasilania do zasilania poruszającego powietrze członu usytuowane na zewnątrz tunelu formy, przy czym przenoszenie napędu, doprowadzane jest ze źródła zasilania do poruszającego powietrze członu.

Istota rozwiązania polega na tym, że przenoszenie napędu doprowadzane jest poprzez urządzenie dyszowe.

Korzystnie, urządzenie zawiera wytłaczarkę do podciśnieniowego formowania rury z tworzywa sztucznego z chłodzącym elementem wewnątrz tunelu formy, wyrób zawierający ukształtowaną rurę z wgłębieniami pomiędzy korpusami formy a chłodzącym elementem, przy czym poruszający powietrze człon jest usytuowany za i przy chłodzącym elemencie, zaś przenoszenie napędu dostarczane jest poprzez chłodzący element do poruszającego powietrze członu.

Korzystnie, poruszający powietrze człon zawiera wirnik, a wirnik zawiera koło łopatkowe. Ponadto korzystnie, gdy wirnik zawiera wiele łopatek posiadających wewnętrzną i zewnętrzną część łopatek, przy czym każda łopatka jest przymocowana swą wewnętrzną częścią do wspólnego wału montażowego do obracania tych łopatek, a wewnętrzne i zewnętrzne części łopatek są umieszczone tak, że zewnętrzne części łopatek dostarczają większe ciśnienie powietrza niż wewnętrzne części łopatek, do wytworzenia zasysania powietrza przez wewnętrzne części łopatek. Tunel formy ma otwarty koniec wyjściowy, a ciśnienie powietrza wytwarzane przez wirnik wywołuje przepływ powietrza

PL 208 275 B1 wzdłuż wyrobu poprzez wyjściowy koniec tunelu formy, zaś podciśnienie powietrza wciąga świeże uzupełniające powietrze w tunel poprzez wyjściowy koniec tunelu.

Korzystnie, przenoszenie napędu obejmuje obrotowy wał rozciągający się przez dyszowe urządzenie i chłodzący element do wirnika.

Korzystnie, urządzenie zawiera silnik do napędzania wału, a silnik jest usytuowany na zewnątrz dyszowego urządzenia i otrzymuje zasilanie ze źródła zasilania elektrycznego.

Korzystnie, urządzenie zawiera silnik do obracania wirnika połączony z tym wirnikiem w tunelu formy, a przenoszenie napędu obejmuje przewód elektryczny przechodzący przez dyszowe urządzenie i chłodzący element od źródła zasilania elektrycznego do silnika. Wirnik jest napędzany przez wodną turbinę przy wirniku w tunelu formy, a przenoszenie napędu obejmuje kanał przepływowy przez dyszowe urządzenie i element chłodzący, gdzie kanał przepływowy przeznaczony do doprowadzania wody pod ciśnieniem ze źródła wody pod ciśnieniem usytuowanego na zewnątrz urządzenia dyszowego do turbiny wodnej.

Ponadto urządzenie charakteryzuje się również poprzez zasilanie wodą polegające na dodawaniu wody do powietrza przemieszczanego wewnątrz wyrobu przez poruszający powietrze człon.

Według wynalazku, jak opisano powyżej, nie ma żadnego przenoszenia poruszającego się powietrza przez urządzenie dyszowe, co miałoby szkodliwy wpływ na chłodzenie urządzenia dyszowego. Chociaż źródło zasilania dla członu poruszającego powietrze jest usytuowane na zewnątrz tunelu formy, ruch powietrza jest tworzony tylko wewnątrz tunelu formy, przy czym energia ze źródła jest przenoszona do członu poruszającego powietrze poprzez urządzenie dyszowe. Przenoszenie takie nie wytwarza żadnego szkodliwego chłodzenia urządzenia dyszowego.

Doprowadzanie zasilania do poruszającego powietrze członu ze źródła zasilania do poruszającego powietrze członu poprzez dyszowe urządzenie usytuowane przed tunelem formy eliminuje konieczność umieszczenia dodatkowego urządzenia roboczego przy wyjściowym końcu tunelu, gdzie byłoby trudno umieścić je ze względu na ciągłe wychodzenie wyrobu poprzez wyjściowy koniec tunelu.

Powyższe, jak również inne zalety i właściwości przedmiotowego wynalazku zostaną opisane bardziej szczegółowo w odniesieniu do korzystnych przykładów realizacji przedmiotowego wynalazku.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym:

fig. 1 jest schematycznym widokiem wytłaczarki do wytwarzania rury z tworzywa sztucznego z tunelem ruchomej formy z wystę pują c ą turbulencją powietrza w tunelu formy wedł ug korzystnego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku;

fig. 2 jest powiększonym widokiem wewnętrznego obszaru tunelu formy z fig. 1;

fig. 3 jest widokiem z boku dyszowego urządzenia z elementami powodującymi turbulencje powietrza po stronie wyjściowego końca zawartymi w wytłaczarce do wytwarzania rury z tworzywa sztucznego z tunelem ruchomej formy według dalszego korzystnego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku;

fig. 4 jest powiększonym widokiem wyjściowego końca dyszowego urządzenia z fig. 3;

fig. 5 jest widokiem z boku dyszowego urządzenia z elementami powodującymi turbulencje przy wyjściowym końcu wprowadzonymi w wytłaczarkę do wytwarzania rury z tworzywa sztucznego z tunelem ruchomej formy według jeszcze innego korzystnego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku;

fig. 6 jest powiększonym widokiem wyjściowego końca dyszowego urządzenia z fig. 5; a fig. 7 jest powiększonym widokiem wyjściowego końca urządzenia dyszowego do stosowania z wytł aczarką do wytwarzania rur z tworzywa sztucznego wedł ug jeszcze dalszego korzystnego przykładu realizacji przedmiotowego wynalazku.

Szczegółowy opis korzystnych przykładów realizacji wynalazku:

Fig. 1 przedstawia urządzenie 1 do wytłaczania rury. Urządzenie to zawiera wytłaczarkę 3, która doprowadza roztopione tworzywo sztuczne wzdłuż dyszowego urządzenia 5 do ruchomego tunelu 7 formy. Ten tunel formy jest utworzony przez sekcje 9 korpusu formy po przeciwległych stronach tunelu. Te sekcje korpusu formy są ruchome względem siebie i wokół wyjściowego końca dyszowego urządzenia, by tworzyć drogę formowania ciągłej rury 15 z tworzywa sztucznego. Przy wyjściowym końcu dyszowego urządzenia 5 usytuowany jest chłodzący element 13, po którym tworzywo sztuczne z dyszowego urządzenia porusza się, by pomóc w ustaleniu kształtu rury, co ma również miejsce na powierzchniach formy na skutek zasysania przez korpusy formy.

PL 208 275 B1

Według przedmiotowego wynalazku wewnątrz rury 15 wytwarzane są turbulencje powietrza, gdy rura ta pozostaje w tunelu formy. Turbulencje te pomagają w ustaleniu kształtu rury, gdy jest ona w tunelu formy.

Turbulencje powietrza wytwarzane są za pomocą poruszającego powietrze członu, np. wirnika 17, który jest fizycznie usytuowany wewnątrz rury przy wyjściowym końcu chłodzącego elementu 13. W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1 wirnik 17, jak to lepiej pokazano na fig. 2, zawiera wirujące koło z wieloma łopatkami 18 na swym obwodzie. Koło to jest obracane za pomocą napędowego wału 19. Ten napędowy wał przechodzi przez kanał 6 centralnie względem dyszowego urządzenia 5, a następnie przez dalszy kanał 14 centralnie względem chłodzącego elementu 13 do wirnika 17.

Wał 19 ma wlotowy koniec, który jest usytuowany przy wlotowym końcu dyszowego urządzenia 5 i który jest obracany prze silnik 23 umieszczony na zewnątrz dyszowego urządzenia. Silnik 23 jest zasilany z elektrycznego źródła zasilania 21 dołączonego do silnika 23 w miejscu 25.

Fig. 3 przedstawia zmodyfikowaną wersję napędu wirnika wewnątrz tunelu ruchomej formy. Dokładniej fig. 3 przedstawia dyszowe urządzenie 31 i przyporządkowany chłodzący element 41. Przy wyjściowym końcu chłodzącego elementu 41 jest usytuowany wirnik 33 wytwarzający turbulencje. W tym przypadku silnik 35 do obracania wirnika 33 jest usytuowany bezpośrednio przy wirniku. Chłodzący element 41 jest zagłębiony przy swym wyjściowym końcu z utworzeniem podpory montażowej dla silnika 35. Silnik 35 ma ponadto wał 34 rozciągający się do wirnika 33.

Przewody 39 dostarczające energię elektryczną do silnika 35 przechodzą centralnie przez chłodzący element 41 w kierunku przeciwnym do przepływu z powrotem przez środkowy kanał 37 wykonany w dyszowym urządzeniu 31. Przewody te są następnie dołączone do zasilania energią na zewnątrz urządzenia.

W obu powyższych przypadkach wirnik jest napędzany przez silnik elektryczny, który w jednym przykładzie jest usytuowany na zewnątrz dyszowego urządzenia i tunelu formy, a w innym przykładzie jest usytuowany bezpośrednio w tunelu formy. Jednakże w obu przypadkach energia elektryczna do silnika jest doprowadzana spoza dyszowego urządzenia, a w żadnym przypadku dołączenie zasilania do wirnika nie powoduje żadnego chłodzenia dyszowego urządzenia.

Fig. 5 i 6 przedstawiają inny korzystny przykład realizacji wynalazku. Według tego przykładu realizacji przy wyjściowym końcu chłodzącego elementu 58, który jest usytuowany przy wyjściowym końcu dyszowego urządzenia 51, umieszczony jest poruszający powietrze człon 65 w postaci koła łopatkowego. Chłodzący element, wyjściowy koniec dyszowego urządzenia i łopatkowe koło 65 w użyciu wszystkie będą usytuowane wewnątrz tunelu ruchomej formy wytłaczarki do tworzyw sztucznych.

W tym konkretnym przykładzie wykonania dyszowe urządzenie 51 ma środkowy kanał 53, który doprowadza wodę pod ciśnieniem do zamkniętej wężownicy 59, która jest śrubowo owinięta wokół chłodzącego elementu 58. Dysza 51 jest dobrze izolowana wokół kanału 53 doprowadzania wody, aby zapewnić, że dysza jest właściwie chłodzona przez wodę i aby ponadto zapewnić, że woda nie jest znacząco podgrzewana przez dyszę zanim osiągnie chłodzący element.

Według przedmiotowego wynalazku woda pod ciśnieniem przepływająca przez dyszę i następnie płynąca przez chłodzący element jest wyprowadzana z chłodzącego elementu za pomocą dalszego przepływowego przewodu 61. Ten przewód przepływowy kieruje wodę jeszcze pod ciśnieniem do wodnej turbiny 63. Wodna turbina 63 jest dołączona przez napędowy wał 64 do łopatkowego koła 65. Turbina wodna jest uszczelniona tak, że woda w tej turbinie nie uchodzi do tunelu formy, ale raczej wypływa z turbiny przez wylot 61, a następnie płynie z powrotem przepływowym kanałem 53 w dyszowym urządzeniu 51.

Źródło ciśnienia wody, która napędza turbinę 63 i obraca wirnik 65, jest umieszczone na zewnątrz dyszowego urządzenia. W takim przypadku przepływ wody pod ciśnieniem z tego źródła zapewnia przenoszenie energii ze źródła wody pod ciśnieniem poprzez urządzenie dyszowe do turbiny i wirnika.

Fig. 7 przedstawia inny korzystny przykład realizacji niniejszego wynalazku. Według tego przykładu wykonania zastosowano układ turbulentnego strumienia powietrza ogólnie oznaczony przez 71, aby pomóc w ustalaniu kształtu rury P z tworzywa sztucznego wewnątrz tunelu formy wytłaczarki do tworzyw sztucznych. Ten układ 71 turbulentnego strumienia powietrza powodujący zawiera łopatę typu śmigłowego utworzoną przez wiele członów łopatkowych, z których każdy ma większą zewnętrzną część 73 łopaty i mniejszą wewnętrzną część 75 łopaty, przymocowaną do napędowego wału 77. Napędowy wał 77 przechodzi w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu centralnie przez

PL 208 275 B1 chłodzący element 79 i dyszowe urządzenie 81 wytłaczarki. Znów źródło zasilania do obracania wału 77 i łopat śmigłowych zamontowanych na wale jest usytuowane na zewnątrz dyszowego urządzenia.

W tym szczególnym przykładzie wykonania śmigłowy kształt łopat wytwarza bardzo wydajny model przepływu powietrza. W szczególności turbulencje wytwarzane przez zewnętrzne części 73 łopat są większe niż turbulencje wytwarzane przez wewnętrzne części 75 łopat. Wytwarza to taki model przepływu wewnątrz tunelu formy, w którym powietrze poruszane przez zewnętrzne części łopat, oznaczone strzałkami 74, jest powietrzem tłoczonym pod dużym ciśnieniem do wyjścia wzdłuż wewnętrznej powierzchni rury P. Taka turbulencja powietrza wzdłuż rury pomaga w ustalaniu kształtu rury, gdy jest ona usytuowana w tunelu formy.

Na skutek powyższego powietrze wewnątrz rury nagrzane w pobliżu rury jest wypychane przez łopaty do otwartego wyjściowego końca tunelu formy. Równocześnie części 75 łopat, które wytwarzają znacznie mniejsze ciśnienie powietrza niż części 73 łopat, działają zasysając powietrze. Dlatego wewnętrzne części łopat zasysają chłodniejsze powietrze w kierunku strzałek 76 z zewnątrz tunelu formy w otwarty koniec tunelu w kierunku wstecznym do łopaty śmigłowej. Powietrze to działa następnie jako powietrze zastępujące powietrze wytłoczone do wylotu przez łopaty i ma ono tę zaletę, że jest chłodniejsze niż wypychane powietrze.

Jeżeli potrzebne jest dodatkowe utwardzenie rury w tunelu formy, wówczas dodatkowe powietrze uzupełniające specjalnie ochłodzone w celu chłodzenia rury może być również wprowadzane z wyjściowego końca tunelu formy. Ponadto do tego powietrza uzupełniającego można dodawać wilgoć, jak wskazano na Fig. 7, by zapewnić dalsze chłodzenie rury w tunelu formy.

Chociaż opisano szczegółowo różne korzystne przykłady wykonania przedmiotowego wynalazku, fachowcy zauważą, że możliwe są zmiany bez odchodzenia od ducha wynalazku i zakresu załączonych zastrzeżeń patentowych.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wytłaczania ciągłego wydrążonego wyrobu z tworzywa sztucznego zawierające wytłaczarkę dostarczającą roztopione tworzywo sztuczne przez urządzenie dyszowe do tunelu formy utworzonego przez poruszające się obok siebie korpusy formy, przy czym wyrób z tworzywa sztucznego jest kształtowany wewnątrz tunelu formy, a urządzenie to zawiera elementy do wytwarzania turbulencji powietrza do wspomagania ustalania kształtu wyrobu, zaś elementy te zawierają napędzany poruszający powietrze człon, który jest usytuowany wewnątrz wyrobu w tunelu formy, a źródło zasilania do zasilania poruszającego powietrze członu usytuowane jest na zewnątrz tunelu formy, przy czym przenoszenie napędu doprowadzane jest ze źródła zasilania do poruszającego powietrze członu, znamienne tym, że przenoszenie napędu (19, 39, 61, 67, 77) doprowadzane jest poprzez urządzenie dyszowe (5, 31, 41, 81).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera wytłaczarkę (3) do podciśnieniowego formowania rury z tworzywa sztucznego z chłodzącym elementem (13, 41, 58, 79) wewnątrz tunelu (7) formy, wyrób (15) zawierający ukształtowaną rurę z wgłębieniami pomiędzy korpusami (9) formy a chłodzącym elementem (13, 41, 58, 79), przy czym poruszający powietrze człon (17, 33, 65, 73, 75) jest usytuowany za i przy chłodzącym elemencie (13, 41, 58, 79), zaś przenoszenie napędu (19, 39, 61, 67, 77) dostarczane jest poprzez chłodzący element (13, 41, 58, 79) do poruszającego powietrze członu (17, 33, 65, 73, 75).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że poruszający powietrze człon (17, 33, 65, 73, 75) zawiera wirnik (17, 33, 65).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wirnik (17, 33, 65) zawiera koło łopatkowe.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wirnik (17, 33, 65) zawiera wiele łopatek posiadających wewnętrzną i zewnętrzną część łopatek (75, 73), przy czym każda łopatka jest przymocowana swą wewnętrzną częścią (75) do wspólnego wału (77) montażowego do obracania tych łopatek, a wewnętrzne i zewnętrzne części łopatek (75, 73) są umieszczone tak, że zewnętrzne części łopatek (73) dostarczają większe ciśnienie powietrza niż wewnętrzne części łopatek (75), do wytworzenia zasysania powietrza przez wewnętrzne części łopatek (75).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że tunel (7) formy ma otwarty koniec wyjściowy, a ciśnienie powietrza wytwarzane przez wirnik wywołuje przepływ powietrza wzdłuż wyrobu (15)

   PL 208 275 B1 poprzez wyjściowy koniec tunelu (7) formy, zaś podciśnienie powietrza wciąga świeże uzupełniające powietrze w tunel (7) poprzez wyjściowy koniec tunelu (7).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, ż e przenoszenie napę du (19, 39, 61, 67, 77) obejmuje obrotowy wał (18, 77) rozciągający się przez dyszowe urządzenie (5, 81) i chłodzący element (13, 79) do wirnika (17).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że zawiera silnik (23) do napędzania wału (19), a silnik (23) jest usytuowany na zewnątrz dyszowego urządzenia (5) i otrzymuje zasilanie ze źródła zasilania elektrycznego (21).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawiera silnik (35) do obracania wirnika (33) połączony z tym wirnikiem (33) w tunelu (7) formy, a przenoszenie napędu (19, 39, 61, 67, 77) obejmuje przewód elektryczny (39) przechodzący przez dyszowe urządzenie (31) i chłodzący element (41) od źródła zasilania elektrycznego do silnika (35).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wirnik (65) jest napędzany przez wodną turbinę (63) przy wirniku (65) w tunelu formy, a przenoszenie napędu (19, 39, 61, 67, 77) obejmuje kanał (61) przepływowy przez dyszowe urządzenie (51) i element chłodzący (58), gdzie kanał (61) przepływowy przeznaczony do doprowadzania wody pod ciśnieniem ze źródła wody pod ciśnieniem usytuowanego na zewnątrz urządzenia dyszowego (51) do turbiny (63) wodnej.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że ma zasilanie wodą polegające na dodawaniu wody do powietrza przemieszczanego wewnątrz wyrobu przez poruszający powietrze człon (17, 33, 65, 73, 75).