SE437632B - Strengsprutningsanordning for behandling av termoplastiskt material - Google Patents

Description

7907928-1 Dessa maskiners skjuvverkan förbättras genom det mottryck, som alstras av fördämningen tvärs över kanalerna i rotorn.

Vissa typer av polyeten kan emellertid kräva antingen större eller mindre mottryck (som styr graden av homogenisering hos polyetenen), än andra typer av polyeten.

Föreliggande uppfinning har därför till uppgift att åstadkomma en homogeniserande strängsprutningsanordning med förbättrad förmåga att strängspruta ett stort antal olika termoplastiska material, innefattande polyeten, genom att de är i stånd att variera eller eliminera homogeniseringen eller blandningen i anordningen.

Föreliggande uppfinning hänför sig till en strängsprutningsan- ordning för bearbetning av termoplastiskt material, t.ex. poly- eten, för att förbättra materialets fysiska och optiska egen- skaper. Strängsprutningsanordningen innefattar dels en kropp med ett hål, som sträcker sig i längdled genom kroppen, dels en rotor, som är försedd med åtminstone ett par vingar, som skruvlinjeformigt sträcker sig runt rotorn, vilken är roterbart lagrad kring en axel i hålet, dels en öppning vid kroppens ena ände för inmatning av material, som skall behandlas, vilken öppning står i förbindelse med hålet, dels en öppning vid kroppens andra ände för utmatning av det i strängsprutningsan- ordningen behandlade materialet, och ett inställbart fördäm- ningsorgan, som är rörligt anordnat i förhållande till rotorn mellan ett par vingar för att möjliggöra reglering av det termo- plastiska materialets flöde. Anordningen kännetecknas av att fördämningsorganet är rörligt i radiell riktning i förhållande till rotorns axel och vridbart kring en axel, som sträcker sig radiellt i förhållande till rotorns axel.

En utföringsform av uppfinningen kommer i det följande att be- skrivas i detalj under hänvisning till bifogade ritningsfigurer, av vilka fig. l är en sidovy, delvis i sektion, av en sträng- pressningsanordning utformad i enlighet med föreliggande upp- finnings principer, fig. 2 är en förstorad, exploderad vy av en del av fig. l och fig. 3 är en perspektivvy av ett inställ- bart fördämningsorgan. 79071928-1 Speciellt ritningsfiguren 1 visar en strängsprutningsanordning . Denna anordning 10 innefattar ett hus 12 med en borrning 14, som sträcker sig genom huset i dettas längdriktning. En skruv eller rotor 16 är roterbart lagrad inuti borrningen 14.

Kroppen 12 innefattar även för värmeöverförande fluidum avsedda passager 18 intill borrningen 14 för att öka värmeöverföringen.

Rotorn 16 drives av en motor 20 och en kuggutväxling 24. En matartratt 30 är anordnad vid husets 12 inmatningsände och står i förbindelse med borrningen 14 genom en inmatningsöppning 32.

Material, som införes i matartratten 30 faller ned i borrningen 14 och matas fram genom denna medelst rotorn 16 till ett sträng- sprutningshuvud 34, vilket generellt innefattar en utmatnings- öppning 36 för utmatning av bearbetat material till en mottagande anordning, som ej visas.

Strängsprutningsanordningens10 hus 12 och rotor 16 innefattar ett antal skilda sektioner, vilka i föreliggande fall kan inne- fatta en matande och homogeniserande (blandande) sektion 50, en homogeniserande (blandande) sektion 60, ytterligare en homogeni- serande (blandande) sektion 70, ännu en homogeniserande (blandande) sektion 80 samt slutligen en pumpande sektion 90, De separata sektionerna är generellt skilda från varandra medelst en ring 74, som beskrives i det följande. Den inledande, matande och homogeniserande sektionen 50 innefattar generellt det parti hos huset 12 och rotorn 16, som sträcker sig från rotorns 16 och husets 12 bakre parti till en punkt i borrningen 14 ett avsevärt stycke framför matningstratten 30. Rotorn 16 är försedd med en eller flera, primära vingar 62 samt en eller flera sekundära vingar 64, som spiralformat sträcker sig utefter rotorn 16 ut- efter dennas matande, blandande och pumpande sektioner. De pri- mära vingarna i en sektion kan i sina förlängningar innefatta de sekundära vingarna i intilliggande sektion. Rotorn 16 och vingar- na har till uppgift att upptaga material, som placeras i inmat- ningstratten 30, t.ex. smält eller halvsmält, termoplastiskt material, såsom polyeten, för att blanda detta och pumpa det framåt in i de ned-ströms belägna, homogeniserande sektionerna 60, 70 och 80 hos strängsprutningsanordningen 10.

Poeaeotiazlifziif" 79079 2.8- 1 De nedströms belägna, homogeniserande (blandande) sektionerna 60, 70 och 80 innefattar vardera åtminstone ett par vingar varvid vanligtvis tvâ till fyra par vingar föredrages, och två par visas i fig. 2, varvid de primära vingarna betecknas med 62 och de sekundära med 64. De primära och sekundära vingarna 62 och 64 begränsa omväxlande primära och sekundära rännor 68 och 72 mellan sig. En primärränna 68 kan nedströms och bortom vissa strypningar bli en sekundär ränna 72. När materialet för- flyttas i längdled genom borrningen l4 tvingas det t.ex. in i en av de primära rännorna 68. Tryck, som alstras i det termo- plastiska materialet i denna ränna 68 är för alla praktiska ändamål blockerat vid änden av denna speciella sektion medelst en generellt cirkulär ring 74. Ringen 74 kan ha åtminstone ett inställbart fördämningsorgan 76 inställbart fäst i ett hål 96 och kan vara anordnat i ett läge, i vilket den åtminstone del- vis blockerar och bildar änden hos en speciell, sekundär kanal 72 på rotorn l6, så att den tillåter materialflödet i denna sekundära kanal 72 att på ett spritt sätt passera förbi den- samma in i en primär kanal 68. Det fördämningsorgan 76, som bildar änden hos den sekundära kanalen 72 vid ringen 74 visas i en exploderad vy i fig. 2. Den sekundära vingens 64 släpverkan intill den sekundära kanalen 72 och tryckskillnaden mellan den primära kanalen 68 och den sekundära kanalen 72 förorsakar att materialet strömmar över den sekundära vingen 64. Det material, som över det inställbara fördämningsorganet 76 strömmar från den sekundära kanalen 72 in i dennas angränsande kanal 68 strömmar in i en primär kanal. Materialet strömmar därför enligt vad som visas med pilarna A i fig. 2 över den vinge 64, som skiljer den primära och den sekundära kanalen 68 respektive 72 samt därefter över det i exploderad vy visade, inställbara fördämningsorganet enligt vad som visas av pilarna B. Den sekundära vingen 64 mellan de tvâ kanalerna har större spelrum till borrningens l4 vägg, än spelrummet mellan ringen 74 eller den primära vingen 62 och borrningens l4 vägg.

Storleken av den nödvändiga skjuvpåkänningen för att homogenisera det bearbetade materialet (t.ex. polyeten) bestämmer det speciella antalet vingar och följaktligen antalet kanaler och homogeniser- 79o19às-1 ande sektioner, som kräves hos rotorn l6. Storleken av den skjuvpåkänning, som kan påläggas materialet i någon speciell homogeniseringssektion 60, 70 eller 80 är begränsad av de värmeöverförande passagernas 18 förmåga att åstadkomma till- fredsställande kylning. Värmeöverföringen mellan det bearbetade, termoplastiska materialet och det kylmedium, som strömmar genom de värmeöverförande passagerna l8 förbättras genom användning av en rotor 16 med åtminstone två till fyra par vingar, som enligt vad tidigare angivits skruvlinjeformat sträcker sig runt rotorn, för att öka den frekvens med vilken material skrapas av borrningens l4 vägg.

Skjuvningsgraden, dvs. den grad, med vilken materialet är defor- merbart genom skjuvning, är beroende av rotorns l6 geometri, rotorns l6 hastighet, det mottryck, som alstras av de inställ- bara fördämningsorganen 76 vid gränserna för varje homogeniser- ande sektion. Storleken hos spelet utanför fördämningsorganet 76 kan beräknas för att åstadkomma en jämvikt mellan kylningskapaci- teten (värmeöverföringskapaciteten) och det till materialet till- förda arbetet (skjuvningsverkan) så att detta blir det bästa möjliga. Spelrummet hos vingen 64 mellan den primära rännan 68 och den sekundära rännan 72 har en effekt på materialet, när detta passerar genom detsamma i de homogeniserande sektionerna.

Djupet hos den primära kanalen 68 och den sekundära kanalen 72 kan vara olika för att förorsaka att materialutbytet mellan kana- lerna ytterligare förbättras. Vid framställning av polymerer, t.ex. polyeten med låg täthet, kan fullständig homogenisering ibland ej vara önskvärd eller nödvändig. För detta ändamål kan rotorn l6 ha ett flertal av ovannämnda, inställbara fördämnings- organ 76 mellan intill varandra belägna vingar eller i ett gap i en av ringarna 74 eller i ett gap i en speciell vinge, men endast ett inställbart fördämningsorgan 76 visas i fig. 2, vilket inställbara fördämningsorgan 76 möjliggör en stor varia- tion av strängpressningsanordningens lO blandande och homogeni- serande förmåga. I sidovy har det inställbara fördämningsorganet 76 en form som överensstämmer med ett omvänt T.

Ett inställbart fördämningsorgan 76 visas i fig. 3 och innefattar en bottenplatta 84, som lämpligen är cirkulär för att underlätta 7907928-1 6 framställningen. En fläns 88, som bildar själva fördämnings- organet, sträcker sig tvärs över bottenplattan 84 och är i huvudsak vinkelrät mot denna. Flänsen 88 kan ha en krökt övre yta 92, vilken bildar den radiellt yttersta ytan hos det in- ställbara fördämningsorganet 76, när detta är anbringat på rotorn 16. Bottenplattan 84 kan vara försedd med åtminstone ett par bulthâl 94, genom vilka fästelementet, t.ex. bultar eller liknande, sträcker sig. En mellanläggsplatta 98, som visas i fig. 3, kan vara anordnad under det inställbara för- dämningsorganet 76. Varje mellanläggsplatta 98 kan vara för- sedd med âtminstone ett par bulthål 95, som motsvarar bult- hålen 94 i det inställbara fördämningsorganets 76 bottenplatta 84. Varje inställbart fördämningsorgan 76 är placerat i ett hål eller en öppning 96 hos rotorn 16. De radiellt innersta ändarna hos öppningarna 96 kan vara försedda med ett eller flera gängade hål 97 enligt fig. 2, vilka upptager bultarna för fördämningsorganets 76 fästning vid rotorn. De inställ- bara fördämningsorganen 76 kan ställas in genom att bultarna, som sträcker sig genom bottenplattan 84 in i de gängade hålen 97 lossas och en eller flera mellanläggsplattor 98 enligt önskan tillföres eller borttages för att förändra det radiella avståndet mellan det inställbara fördämningsorganets 76 övre yta 92 och rotorns l6 axel. De inställbara fördämningsorganen 76 kan vridas på ett skruvliknande sätt kring en radiellt riktad axel i förhållande till rotorns l6 axel för att åstad- komma ett annat sätt att variera graden av homogeniserande effekt på materialet. Varje mellanväggsbricka 98 kan ha samma generella form som öppningen 96, i vilken mellanläggsbrickan är anbringad i rotorn 16 för att möjliggöra enkel inställning av det inställbara fördämningsorganet 76.

De inställbara fördämningsorganen 76 kan vara åtkomliga genom ett arrangemang av åter förslutbara portar (ej visade), som sträcker sig genom väggen hos kroppen 12, och själva rotorn kan vara utdragbar ur borrningen l4 så att de inställbara för- dämningsorganen 76 blir åtkomliga. Alternativa arrangemang_för att åstadkomma inställning, dvs. radiell förskjutning eller vrid- ning av fördämningsorganen 76 innefattar ett mekaniskt länksystem, 7907928-1 som kan sträcka sig genom en central passage 78, som sträcker sig genom rotorn l6 till de radiellt inre ändarna hos de in- ställbara fördämningsorganen 76 och möjliggör fjärrstyrd rörelse av fördämningsorganet 76 utan behov av överdrivna ansträngningar.

Högviskösa material, vilka för vissa produkter ej kräver någon homogenisering, kan framställas i strängsprutningsanordningen med det inställbara fördämningsorganet 76 helt avlägsnat och ersatt med ett antal mellanläggsbrickor 98 för att möjliggöra en jämnare rörelsebana för materialet.

I det ovanstående beskrives sålunda en effektiv strängsprut- ningsanordning för att variera mängden av homogenisering av termoplastiskt material, som behandlas i anordningen. Genom att anordna ett radiellt inställbart fördämningsorgan i sträng- sprutningsanordningens rotor så att ett visst avstånd förefinnes mellan fördämningsorganet och borrningens vägg eller genom att vrida fördämningsorganet för att förändra blockeringen av mate- rialets flöde i kanalerna i avsikt att åstadkomma reglerbar strypning för materialets passage förbi fördämningsorganet, åstadkommes en strängsprutningsanordning med förmåga att regler- bart blanda och strängspruta ett visst antal olika termoplas- tiska material på ett ekonomiskt och effektivt sätt.

Claims (4)

7907928-1 Patentkrav
1. l. Strängsprutningsanordning för behandling av termoplastiskt material, vilken anordning dels innefattar en.kropp (12) med ett hål (14), som sträcker sig i längdled genom kroppen, dels en rotor (16), som är försedd med åtminstone ett par vingar (62, 64), som skruvlinjeformigt sträcker sig runt rotorn (16), vilken är roterbart lagrad kring en axel i hålet (14), dels en öppning (32) vid kroppens ena ände för inmatning av material, som skall behandlas, vilken öppning stâr i förbindelse med hålet (14), dels en öppning (36)-vid kroppens andra ände för utmatning av det i strängsprutningsanordningen behandlade materialet, och ett inställbart fördämningsorgan (76), som är rörligt anordnat i förhållande till rotorn (16) mellan ett par vingar (62, 64) för att möjliggöra reglering av det termoplastiska materialets flöde, k ä n n e t e c k n a d av att fördämningsorganet (76) är rörligt i radiell riktning i förhållande till rotorns (16) axel och vridbart kring en axel, som sträcker sig radiellt i för- hållande till rotorns (16) axel.
2. 2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att det inställbara fördämningsorganet (76) är rörligt anordnat i en spalt (68, 72), bildad mellan ett av nämnda par av vingar (62, 64). f
3. 3. Anordning enligt krav l eller 2, vid vilken fördämningsorga- net är inställbart förankringsbart medelst ett gängat fästorgan i en öppning i rotorn (16), k ä n n e t e c k n a d av att fördämningsorganet (76) är radiellt inställbart i förhållande till rotorns (16) axel genom inställning av fästorganet efter anbringande av en mellanläggsbricka (98).
4. 4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att fästorganet innefattar minst en gängad bult, som sträcker sig genom det inställbara fördämningsorganet (76) och in i öppningen i rotorn (16). I _...~». _... .....-_..__._...._____._..._ . sq vana Qurrinz p,