PL 71 193 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie uplastyczniajace wytlaczarki do tworzyw poli- merowych. Wytlaczarki slimakowe znajduja zastosowanie w przetwórstwie materialów polimerowych, zyw- nosci i zwiazków farmaceutycznych. Urzadzenia te skladaja sie z wydrazonego cylindra, którego scianka zewnetrzna otoczona jest urzadzeniami grzewczymi, w którym slimak typu Archimedesa obraca sie ze stala i regulowana szybkoscia. Blisko jednego konca cylindra znajduje sie otwór zasypowy do podawania wytlaczanego materialu. Do drugiego konca dolaczona jest glowica wytlaczarska, która de- terminuje ksztalt produktu koncowego. Urzadzenia grzewcze umozliwiaja zdefiniowanie profilu tempe- raturowego wzdluz cylindra. Obrót slimaka i temperatura cylindra wymuszaja podawanie materialu po- czatkowo w postaci granulek, jego stapianie wzdluz dlugosci cylindra i przeplyw przez glowice. Czestym problemem podczas procesu wytlaczania w wytlaczarkach slimakowych jest wystepo- wanie wahan przeplywu spowodowanych niestabilnoscia transportowania granulatu. Przesuwanie sie materialu wzdluz slimaka wynika z sily wytwarzanej przez tarcie pomiedzy czastkami stalymi a we- wnetrzna powierzchnia cylindra. Ogólnie polimery, takie jak polipropylen lub polietylen, maja maly wspólczynnik tarcia w kontakcie ze stala. Jesli wewnetrzna powierzchnia cylindra jest gladka, wytwo- rzona sila tarcia moze byc niewystarczajaca do zapewnienia regularnego transportowania materialu, przez co wytlaczanie staje sie nieefektywne i niestabilne. Najczestszym rozwiazaniem pozwalajacym uniknac lub zminimalizowac problemy z podawaniem materialu wynikajace z malego wspólczynnika tarcia na wewnetrznej powierzchni cylindra jest wykona- nie rowków w poczatkowej czesci (zwanej strefa zasilania) cylindra wytlaczarki. Glebokosc rowków jest najwieksza przy otworze zasypowym i zmniejsza sie stopniowo w kierunku osiowym az do zera. Rowki zwiekszaja srednia chropowatosc wewnetrznej powierzchni cylindra, co powoduje powstawanie wiek- szych sil tarcia i wiekszej wydajnosci przy tej samej predkosci obrotowej slimaka. Jednakze, rowki te powoduja powstawanie duzego cisnienia oraz szybsze zuzycie slimaka i cy- lindra, dlatego konieczne jest zastosowanie materialów konstrukcyjnych o wiekszej wytrzymalosci i trwalosci. Rowki wymagaja równiez wiekszego momentu rozruchowego do obracania i utrzymania wy- sokich obrotów slimaka niz w przypadku odpowiadajacego mu cylindra gladkiego oraz silnika o wiekszej mocy rozruchowej niz mocy wymaganej podczas dzialania w trybie ustalonym. Ponadto granulki mate- rialu moga byc zatrzymywane w rowkach, co utrudnia i wydluza czas zamiany materialu w trakcie prze- chodzenia miedzy róznymi rodzajami produkcji, poniewaz czastki pochodzace z poprzedniego procesu produkcyjnego moga byc mieszane z czastkami wytlaczanego nowego materialu. W celu minimalizacji zuzycia energii, zastosowania silnika o mniejszej mocy i szybszego prze- chodzenia do produkcji z róznych materialów, wskazana bylaby regulacja glebokosci rowków i ich kata pochylenia. Dotychczas znana jest z opisu patentowego PL 174 623 wytlaczarka do tworzyw wielkoczastecz- kowych wyposazona w uklad uplastyczniajacy z rowkowanym cylindrem, charakteryzujaca sie tym, ze ma zespól plytek wahliwych zamontowanych przelotowo, suwliwie w cylindrze ukladu uplastycznia- jacego wytlaczarki, w obszarze strefy zasypu i w nastepujacym po niej odcinku strefy zasilania o lacznej dlugosci od 0,5 do 6 srednic wewnetrznych cylindra liczonej od poczatku strefy zasilania. W dokumencie patentowym US4678339A opisana jest wytlaczarka slimakowa z cylindrem dra- zonym, w którym obraca sie slimak, posiadajaca w strefie zasilania kilka rowków wzdluznych. W cylin- drze wyfrezowane sa równolegle osiowo rowki, w których znajduja sie plaskie plyty. Kazda plyta jest polaczona z mechanizmem, który umozliwia przesuwanie plyty w kierunku promieniowym cylindra, zmieniajac w ten sposób glebokosc rowków. Opis patentowy PL 174 623 B1 przedstawia wytlaczarke do tworzyw polimerowych wyposazona w uklad uplastyczniajacy z cylindrem z rowkami. W szczelinach cylindra strefy zasilania przymocowany jest zestaw promieniscie rozmieszczonych plyt wzdluznych. Jeden koniec plyty zamocowany jest do przegubu mogac wykonywac ruch obrotowy, natomiast drugi koniec polaczony jest ze sruba. Wkrecanie lub wykrecanie sruby powoduje zmiane pochylenia plyty, a tym samym zmiane glebokosci i kata pochy- lenia rowków w cylindrze. Dokumenty patentowe JPH0939049 i JPH0976313 przedstawiaja mechanizm regulacji maksy- malnej glebokosci rowków w cylindrze. Mechanizm sklada sie z listwy umieszczonej w rowku cylindra oraz dwóch srub, które mocuja listwe do scianki wewnetrznej cylindra. Sruby sluza do regulacji poloze- nia i glebokosci rowka. PL 71 193 Y1 3 W opisie patentowym US5909958A przedstawiono wytlaczarke slimakowa umozliwiajaca precy- zyjna regulacje glebokosci rowków. W cylindrze znajduje sie kilka rowków podluznych, w kazdym z nich zamontowana jest listwa. Polozenie kazdej listwy, okreslajacej rowki, regulowane jest za pomoca silow- nika pneumatycznego. Opis patentowy PL 188 004 B1 przedstawia cylinder, który w rejonie rowków ma srednice we- wnetrzna wieksza niz srednica na pozostalej dlugosci. Tuleja o srednicy zewnetrznej odpowiadajacej srednicy wewnetrznej cylindra i srednicy wewnetrznej odpowiadajacej srednicy wewnetrznej pozosta- lego cylindra jest wprowadzana osiowo w obszar rowków. W tulei tej znajduje sie kilka promieniscie ulozonych rowków osiowych, w których wprowadza sie kliny slizgowe, a te moga byc aktywowane przez mechanizm wymuszajacy wzdluzny ruch klinów. Opis patentowy PL 199 018 B1 przedstawia wytlaczarke do tworzyw polimerowych z rowkami w strefie zasypu. W cylindrze znajduje sie tuleja skretna z rowkami wzdluznymi. Jeden koniec tulei, od strony glowicy wytlaczarskiej, mocuje sie do cylindra, podczas gdy drugi koniec polaczony jest z me- chanizmem, który moze wymusic obrót tulei w kierunku obrotów slimaka lub w przeciwnym kierunku. Material tulei jest odporny na zuzycie tribologiczne. Tuleja sklada sie z dwóch rodzajów segmentów wzdluznych polaczonych na przemian ze soba i stykajacych sie bocznie. Jeden rodzaj segmentów, na calej grubosci scianki tulei, ma powierzchnie zewnetrzna równolegla do powierzchni wewnetrznej, pod- czas gdy drugi segment, na czesci grubosci scianki tulei, ma powierzchnie zewnetrzna nierównolegla do powierzchni wewnetrznej, tworzac w ten sposób klin. Naprzemiennie polaczone segmenty tworza wzdluzne rowki o zmiennej glebokosci. Obrót tulei umozliwia przeksztalcenie rowków wzdluznych w re- gulowane rowki prawo- lub lewoskretne. Z opisu patentowego nr PL 212 185 B1 znana jest wytlaczarka jednoslimakowa do uplastycznia- nia tworzyw posiadajaca strefe z rowkami w wewnetrznej tulei cylindra. Podluzne rowki na wewnetrznej powierzchni tulei sa rozmieszczone promieniowo i skladaja sie z zestawu stykajacych sie podluznych klinów i listew, których powierzchnie nachylone sa wzgledem osi cylindra. Ten zestaw klinów i listew tworzy element, zawarty w wewnetrznej tulei cylindra i polaczony gwintowo do pierscienia. Obrót pier- scienia powoduje przesuniecie osiowe klinów, co z kolei powoduje ruch promieniowy listew, a co za tym idzie zmiane glebokosci rowków. W dokumencie patentowym PL 219 984 B1 przedstawiono wytlaczarke do polimerów, charakte- ryzujaca sie tym, ze w strefie zasilania, cylinder sklada sie z zestawu elementów cylindrycznych o malej dlugosci, montowanych osiowo, które moga sie przesuwac wzgledem siebie katowo. Przekrój po- przeczny kazdego elementu zawiera wewnetrzny kontur cylindra i rowków, których glebokosc zmniejsza sie w kazdym elemencie w kierunku wytlaczania. Obrót tych elementów jest napedzany przez kola ze- bate, z którymi sa one polaczone. Zwiekszajace sie katy skrecania poszczególnych elementów powo- duja powstawanie rowków prawoskretnych lub lewoskretnych o róznej glebokosci. Celem wzoru uzytkowego jest poprawa sprawnosci wysuwania plytek wahliwych znajdujacych sie w rowkach cylindra. Wzór uzytkowy dotyczy urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki. Posiada ono obudowe w ksztalcie rury o przekroju pierscieniowym, na której koncu od strony wylotowej znajduje sie otwór o mniejszej srednicy, w której zamocowany jest na stale pierwszy cylinder o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia oraz w osi cylindra znajduje sie slimak transportujacy wytlaczany material, zas od strony wlotowej w poczatkowej czesci obudowy i pierwszego cylindra znajduje sie zasyp. Jego istota jest to, ze wewnatrz pierwszego cylindra znajduje sie drugi cylinder o przekroju po- przecznym w ksztalcie pierscienia, z czterema przelotowymi kanalami w sciance ulozonymi wzdluz jego osi symetrycznie na obwodzie. W kazdym kanale drugiego cylindra znajduje sie plytka uchylna w ksztal- cie klina posiadajacego powierzchnie od strony obudowy i powierzchnie od strony slimaka pochylone wzgledem siebie pod katem ostrym. Plytka uchylna zamocowana jest szerszym koncem za pomoca zawiasu od strony wylotowej do drugiego cylindra. Kazda plytka uchylna styka sie od strony zewnetrznej z koncem jednego z czterech klinów posiadajacego na koncu od strony slimaka wypust o powierzchni wycinka walca. Kazdy klin wchodzi w sklad zespolu sterujacego. Kazdy klin polaczony jest jednym kon- cem z czescia rury o wiekszej srednicy, wchodzaca w sklad zespolu sterujacego. Czesc rury o wiekszej srednicy polaczona jest z czescia o mniejszej srednicy, na której od zewnetrznej strony znajduje sie gwint, który wspólpracuje z gwintem wewnetrznym na nakretce umieszczonej od strony zasypu poza obudowa, pierwszym cylindrem i drugim cylindrem. Wewnatrz rury od strony zasypu znajduje sie tuleja zabezpieczajaca z tarcza na jej koncu, w której znajduja sie otwory z umieszczonymi w nich klinami. Tarcza od strony wylotowej styka sie z koncami plytek uchylnych. PL 71 193 Y1 4 Korzystnym skutkiem wzoru uzytkowego jest to, ze zapewnia mozliwosc zmiany w dowolnym momencie pracy lub postoju wytlaczarki glebokosci oraz kata pochylenia rowków klinowych. Czynniki te umozliwiaja sterowanie procesami cieplnymi i reologicznymi w ukladzie uplastyczniajacym wytla- czarki. Duzy kat pochylenia rowków klinowych powoduje intensyfikacje procesów cieplnych i reologicz- nych, w tym znaczne generowanie ciepla tarcia tworzywa o scianki cylindra i slimaka oraz tarcia cza- stek tworzywa o siebie, jak równiez powoduja istotne zwiekszenie wydajnosci, ale w okreslonych warunkach pewne pogorszenie sprawnosci energetycznej. Maly kat pochylenia rowków klinowych dziala dokladnie odwrotnie. Dodatkowo zastosowanie wzoru uzytkowego ulatwia czyszczenie cylindra z zalegajacego two- rzywa. Wzór uzytkowy zostal przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie upla- styczniajace wytlaczarki w rozstrzeleniu, fig. 2 – widok z boku urzadzenia w polozeniu poczatkowym, fig. 2a – przekrój wzdluz linii A–A urzadzenia w polozeniu poczatkowym, fig. 2b – przekrój wzdluz linii B–B urzadzenia w polozeniu poczatkowym, fig. 3 – widok z boku urzadzenia w polozeniu koncowym, fig. 3a – przekrój wzdluz linii C–C urzadzenia w polozeniu koncowym. Wzór uzytkowy w postaci urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki posiada obudowe 1 w ksztal- cie rury o przekroju pierscieniowym, na której koncu od strony wylotowej znajduje sie otwór o mniejszej srednicy, w której zamocowany jest na stale pierwszy cylinder 2 o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia oraz w osi cylindra 2 znajduje sie slimak 7 transportujacy wytlaczany material. Od strony wlotowej w poczatkowej czesci obudowy 1 i pierwszego cylindra 2 znajduje sie zasyp 8. Wewnatrz pierw- szego cylindra 2 znajduje sie drugi cylinder 3 o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia, z czte- rema przelotowymi kanalami w sciance ulozonymi wzdluz jego osi symetrycznie na obwodzie. W kazdym kanale drugiego cylindra 3 znajduje sie plytka uchylna 6 w ksztalcie klina posiadajacego powierzchnie od strony obudowy 1 i powierzchnie od strony slimaka 7 pochylone wzgledem siebie pod katem ostrym. Plytka uchylna 6 zamocowana jest szerszym koncem za pomoca zawiasu od strony wylotowej do dru- giego cylindra 3. Kazda plytka uchylna 6 styka sie od strony zewnetrznej z koncem jednego z czterech klinów 5b posiadajacego na koncu od strony slimaka 7 wypust o powierzchni wycinka walca, zas kazdy klin 5b wchodzi w sklad zespolu sterujacego 5. Kazdy klin 5b polaczony jest jednym koncem z czescia rury 5a o wiekszej srednicy, wchodzaca w sklad zespolu sterujacego 5. Czesc rury 5a o wiekszej srednicy polaczona jest z czescia o mniejszej srednicy, na której od zewnetrznej strony znajduje sie gwint, który wspólpracuje z gwintem wewnetrznym na nakretce 10 umieszczonej od strony zasypu 8 poza obu- dowa 1, pierwszym cylindrem 2 i drugim cylindrem 3. Wewnatrz rury 5a od strony zasypu 8 znajduje sie tuleja zabezpieczajaca 4 z tarcza na jej koncu, w której znajduja sie otwory z umieszczonymi w nich klinami 5b, zas tarcza od strony wylotowej styka sie z koncami plytek uchylnych 6. Dzialanie urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki polega na tym, ze przekrecajac nakretke 10 poprzez wspóldzialanie gwintów przemieszcza sie zespól sterujacy w kierunku wylotu, przez co kazdy z klinów 5b powoduje przesuniecie sie plytki uchylnej 6 zamocowanej w kanalach wzdluznych w kie- runku slimaka 7. Na skutek tego wysokosci rowków utworzonych przez scianki kanalów wzdluznych drugiego cylindra 3 oraz plytki uchylnej zostaja zredukowane do zera. Wykrecajac nakretke 10 sila wywierana na plytki uchylne 6 przez kliny 5b zostaje zmniejszona, co powoduje, ze wytlaczany material przesuwa plytki uchylne w kierunku pierwszego cylindra 2, a gle- bokosc rowków zostaje zwiekszona. Wykaz oznaczen: 1 obudowa 2 pierwszy cylinder 3 drugi cylinder 4 tuleja zabezpieczajaca 5 zespól sterujacy 5a stopniowana tuleja 5b klin 6 plytka uchylna 7 slimak 8 zasobnik 9 pokrywa 10 nakretka PL 71 193 Y1 5 PL PL