PL 71 194 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie uplastyczniajace wytlaczarki jednoslimakowej do tworzyw polimerowych. 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 w porównaniu do mocy wymaganej podczas dzialania w trybie ustalonym. Ponadto granulki materialu moga byc zatrzymywane w rowkach, co utrudnia i wydluza czas zamiany materialu w trakcie przechodzenia miedzy róznymi rodzajami produkcji, poniewaz czastki pochodzace z poprzed- niego 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. Dotychczas znana jest z opisu patentowego PL 174 623 B1 wytlaczarka do tworzyw wielkocza- steczkowych 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 do cylindra przymocowany jest zestaw promieniscie rozmieszczonych plyt wzdluznych. Jeden koniec plyty zamo- cowany 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 gle- bokosci i kata pochylenia rowków w cylindrze. Dokumenty patentowe JPH0939049 i JPH0976313 prezentuja mechanizm regulacji maksymalnej 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 polozenia i glebokosci rowka. PL 71 194 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. Dokument patentowy PL 188 004 B1 przedstawia cylinder, który w rejonie rowków ma srednice wewnetrzna 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 PL 219 984 B1 przedstawiono wytlaczarke do polimerów, charakteryzujaca 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 poprzeczny kaz- dego elementu zawiera wewnetrzny kontur cylindra i rowków, których glebokosc zmniejsza sie w kaz- dym elemencie w kierunku wytlaczania. Obrót tych elementów jest napedzany przez kola zebate, do których sa one polaczone. Zwiekszajace sie katy skrecania poszczególnych elementów powoduja po- wstawanie rowków prawoskretnych lub lewoskretnych o róznej glebokosci. Celem wzoru uzytkowego jest poprawa sprawnosci wysuwania plytek wahliwych znajdujacych sie w rowkach cylindra. Wzorem uzytkowym jest urzadzenie uplastyczniajace wytlaczarki jednoslimakowej, posiadajace obudowe w ksztalcie rury o przekroju w ksztalcie pierscienia, na której koncu od strony wylotowej znaj- duje sie otwór o mniejszej srednicy, w której zamocowany jest na stale pierwszy cylinder o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia, w którego sciance znajduja sie cztery przelotowe kanaly umiesz- czone wzdluz jego osi, oraz zespól plytek klinowych zamontowanych w przelotowych kanalach, nato- miast w osi cylindra znajduje sie slimak transportujacy wytlaczany material. Istota wzoru uzytkowego jest to, ze wewnatrz pierwszego cylindra znajduje sie drugi cylinder o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia, z czterema przelotowymi kanalami, których scianki leza w tej samej plaszczyznie co kanaly pierwszego cylindra i sa umieszczone wzdluz osi drugiego cylindra. W kazdym z kanalów znajduje sie plytka klinowa posiadajaca scianke od strony obudowy pochy- lona pod katem. Kazda z plytek klinowych styka sie od strony obudowy z jednym z czterech klinów, z których kazdy posiada scianke od strony slimaka pochylona pod katem. Kazdy klin wchodzi w sklad zespolu sterujacego. Kazdy klin swoim szerszym koncem polaczony jest z czescia rury o wiekszej sred- nicy, która polaczona jest z czescia o mniejszej srednicy, na której znajduje sie gwint zewnetrzny, który wspólpracuje z gwintem wewnetrznym na nakretce. Pomiedzy klinami od strony slimaka znajduje sie tuleja pusta w srodku, na której koncu od strony wylotu znajduje sie tarcza domykajaca, która styka sie z koncem drugiego cylindra. Wewnatrz drugiego cylindra znajduje sie slimak, natomiast drugi cylinder osadzony jest na stale pomiedzy obudowa a tarcza domykajaca. PL 71 194 Y1 4 Korzystnym skutkiem wzoru uzytkowego jest to, ze zapewnia mozliwosc zmiany, w dowolnym momencie pracy lub postoju wytlaczarki, glebokosci rowków klinowych. Czynnik ten umozliwia sterowa- nie procesami cieplnymi i reologicznymi w ukladzie uplastyczniajacym wytlaczarki. Duza glebokosc row- ków klinowych powoduje intensyfikacje procesów cieplnych i reologicznych, w tym znaczne generowa- nie ciepla tarcia tworzywa o scianki cylindra i slimaka oraz tarcia czastek tworzywa o siebie, jak równiez powoduje istotne zwiekszenie wydajnosci, ale w okreslonych warunkach pewne pogorszenie sprawno- sci energetycznej. Mala glebokosc rowków klinowych dziala dokladnie odwrotnie. Wzór uzytkowy zostal przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie upla- styczniajace wytlaczarki jednoslimakowej w rozstrzeleniu, fig. 2 – widok z boku urzadzenia uplastycz- niajacego wytlaczarki jednoslimakowej w polozeniu poczatkowym, fig. 2a – przekrój wzdluz linii A–A urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki jednoslimakowej w polozeniu poczatkowym, fig. 2b – prze- krój wzdluz linii B–B urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki jednoslimakowej w polozeniu poczatko- wym, fig. 3 – widok z boku urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki jednoslimakowej w polozeniu koncowym, fig. 3a – przekrój wzdluz linii C–C urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki jednoslimako- wej w polozeniu koncowym. Urzadzenie uplastyczniajace wytlaczarki jednoslimakowej, posiada obudowe 1 w ksztalcie rury o przekroju w ksztalcie pierscienia, 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, w którego sciance znajduja sie cztery przelotowe kanaly umieszczone wzdluz jego osi, oraz zespól plytek klinowych 3 zamontowanych w przelotowych kanalach, natomiast w osi cylindra 2 znajduje sie slimak 8 transportujacy wytlaczany material. Wewnatrz pierwszego cylindra 2 znajduje sie drugi cylinder 7 o przekroju poprzecznym w ksztalcie pierscienia, z czterema przelotowymi kanalami, których scianki leza w tej samej plaszczyznie co rowki pierwszego cylindra 2 i sa umieszczone wzdluz osi dru- giego cylindra 7. W kazdym z rowków znajduje sie plytka klinowa 3 posiadajaca scianke od strony obu- dowy 1 pochylona pod katem. Kazda z plytek klinowych 3 styka sie od strony obudowy 1 z jednym z czterech klinów 4a, z których kazdy posiada scianke od strony slimaka 8 pochylona pod katem, przy czym kazdy klin 4a wchodzi w sklad zespolu sterujacego 4. Kazdy klin 4a swoim szerszym koncem polaczony jest z czescia rury 4b o wiekszej srednicy, która polaczona jest z czescia o mniejszej srednicy, na której znajduje sie gwint zewnetrzny, który wspólpracuje z gwintem wewnetrznym na nakretce 5. Pomiedzy klinami 4a od strony slimaka 8 znajduje sie tuleja 6a pusta w srodku, na której koncu od strony wylotu znajduje sie tarcza domykajaca 6b, która styka sie z koncem drugiego cylindra 7. We- wnatrz drugiego cylindra 7 znajduje sie slimak 8, natomiast drugi cylinder 7 osadzony jest na stale po- miedzy obudowa 1 a tarcza domykajaca 6a. Dzialanie urzadzenia uplastyczniajacego wytlaczarki jednoslimakowej polega na tym, ze przekre- cajac nakretke 5 poprzez wspóldzialanie gwintów przemieszcza sie zespól sterujacy 4 w kierunku wylotu, przez co kazdy z klinów 4a powoduje przesuniecie sie plytki klinowej 3 zamocowanej w kanalach wzdluz- nych w kierunku slimaka 8. Na skutek tego wysokosc rowków utworzonych przez scianki kanalów wzdluz- nych drugiego cylindra 7 oraz plytki uchylnej zostaja zredukowane do zera. Wykrecajac nakretke 5 sila wywierana na plytki klinowe 3 przez kliny 4a zostaje zmniejszona, co powoduje, ze wytlaczany material przesuwa plytki uchylne w kierunku drugiego cylindra 7, a glebokosc rowków zostaje zwiekszona. Wykaz oznaczen: 1 obudowa 2 pierwszy cylinder 3 plytka klinowa 4 zespól sterujacy 4a klin 4b stopniowana rura 5 nakretka 6a tuleja 6b tarcza domykajaca 7 drugi cylinder 8 slimak PL 71 194 Y1 5 PL PL