ES2565280T3

ES2565280T3 - Dispositivo para pretratar materiales sintéticos

Info

Publication number: ES2565280T3
Application number: ES12781265.9T
Authority: ES
Inventors: Klaus Feichtinger; Manfred Hackl
Original assignee: EREMA Engineering Recycling Maschinen und Anlagen GesmbH
Current assignee: EREMA Engineering Recycling Maschinen und Anlagen GesmbH
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2016-04-01
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: CN103958141B; TWI569943B; UY34392A; JP2014530135A; EP2766167B1; BR112014008791B1; MX344508B; ZA201402038B; JP6356068B2; UA109971C2; KR20140079473A; DE202012012574U1; TW201334935A; AT512149A1; DK2766167T3; AU2012323818B2; HK1213527A1; AR093731A1; AU2012323818A1; PL2766167T3

Abstract

Dispositivo para pretratar y, a continuación, transportar, plastificar o aglomerar materiales sintéticos, en particular residuos de material termoplástico para fines de reciclaje, con un recipiente (1) para el material a procesar, en el que está dispuesta al menos una herramienta de mezcla y/o de trituración (3) que gira perimetralmente en torno a un eje de rotación (10) para mezclar, calentar y, si procede, triturar el material plástico, en el que está constituido en una pared lateral (9) del recipiente (1), en la zona situada a la altura de la herramienta, o de la herramienta situada más abajo y próxima a la base, de mezcla y/o de trituración (3) un orificio (8) por el que se puede extraer el material plástico pretratado del interior del recipiente (1), estando previsto al menos un transportador (5), en particular un extrusor (5), para recoger el material pretratado, con al menos un tornillo sinfín (6) que rota en el interior de una carcasa (16), en particular un tornillo sinfín (6) plastificante o aglomerante, presentando la carcasa (16) un orificio de entrada (80) situado en su lado frontal (7) o en la pared de su camisa para el material a captar por el tornillo sinfín (6), estando conectado el orificio de entrada (80) con el orificio (8), en el que la prolongación imaginaria del eje longitudinal central (15) del transportador (5) o del tornillo sinfín (6) más próximo al orificio de entrada (80) pasa junto al eje de rotación (10) sin cortarse con él en sentido contrario a la dirección de transporte (17) del transportador (5), caracterizado por que el eje longitudinal (15) del transportador (5) o del tornillo sinfín (6) más próximo al orificio de entrada (80), en el lado de descarga y en la dirección de rotación o de movimiento (12) de la herramienta de mezcla y/o de trituración (3), está desplazado a una cierta distancia (18) con respecto al radial (11) del recipiente (1) que discurre en paralelo al eje longitudinal (15) y está orientado hacia fuera con respecto al eje de rotación (10) de la herramienta de mezcla y/o de trituración (3) en la dirección de transporte (17) del transportador (5) y por que el diámetro D del recipiente (1) guarda la siguiente relación con el diámetro d del tornillo sinfín (6):**Fórmula** en la que D es el diámetro interior de un recipiente (1) cilíndrico circular en mm o el diámetro interior en mm de un recipiente teórico de la misma altura calculado para tener la misma capacidad volumétrica, d es el diámetro del tornillo sinfín (6) o del tornillo sinfín (6) más próximo al orificio de entrada (80) en mm y K es una constante que está en una gama entre 60 y 180.

Description

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buen torbellino de mezcla ni el material se trituraría o calentaría suficientemente. Por lo tanto, cada compresor de corte tiene su dirección de rotación fija predeterminada de las herramientas de mezcla y de trituración. En este contexto, es especialmente ventajoso que esté previsto que las zonas delanteras o cantos frontales de las herramientas de mezcla y/o de trituración que apuntan en el sentido de rotación o de

5 movimiento y que actúan sobre el material plástico presenten distintas configuraciones, curvaturas, ajustes o estén dispuestas/os de forma distinta que las zonas posteriores o que se mueven por inercia en la dirección de rotación o de movimiento.

Según una disposición ventajosa, está previsto que en la herramienta de mezcla y/o de trituración estén dispuestas herramientas y/o cuchillas que actúan en el material plástico en la dirección de rotación o de

10 movimiento, calentándolo, triturándolo y/o cortándolo. Las herramientas y/o cuchillas puede ir fijadas directamente al árbol o, preferentemente, estar dispuestas sobre un portaherramientas o disco portante giratorio, dispuesto en particular en paralelo a la superficie de la base, o bien conformadas en él, si procede de una sola pieza.

Por norma, los efectos mencionados no solo son relevantes en extrusores compresores o 15 aglomerantes, sino también en tornillos sinfín de transporte no compresores o poco compresores. También aquí se evitan las sobrealimentaciones locales.

En otra configuración especialmente ventajosa, está previsto que el recipiente colector sea básicamente cilíndrico y presente una superficie de la base plana y una pared lateral orientada en vertical respecto a esta en forma de camisa cilíndrica. Además, desde el punto de vista de la construcción, resulta fácil

20 que el eje de rotación coincida con el eje central del recipiente colector. En otra configuración ventajosa, está previsto que el eje de rotación o el eje central del recipiente esté orientado en vertical y/o perpendicular con respecto a la superficie de la base. Con estas geometrías especiales, se optimiza el comportamiento de captación en un dispositivo estructuralmente estable y fácil de construir. En este contexto, también resulta ventajoso prever que la herramienta de mezcla y/o de trituración o

25 en caso de que estén previstas varias herramientas de mezcla y/o de trituración dispuestas unas sobre otras - la herramienta de mezcla y/o de trituración situada más abajo y más próxima a la base, así como el orificio, estén dispuestos a corta distancia de la zona de la base, en particular en la zona del cuarto inferior de la altura del recipiente colector. La distancia se define y se mide aquí desde el borde más inferior del orificio o del orificio de entrada hasta la base del recipiente, en la zona del borde del recipiente. Puesto que el canto angular suele

30 estar construido de forma redondeada, la distancia se mide hacia fuera desde el canto de más abajo del orificio hasta la prolongación imaginaria de la base del recipiente, hacia abajo a lo largo de la prolongación imaginaria de la pared lateral. Se consideran distancias adecuadas entre 10 y 400 mm. Además, es ventajoso para el procesamiento que los cantos más exteriores radialmente de las herramientas de mezcla y/o de trituración lleguen hasta muy cerca de la pared lateral.

35 En este contexto, es especialmente ventajoso que la distancia A del punto más exterior radialmente de la herramienta de mezcla y/o de trituración de más abajo o que la distancia A del recorrido circular de este punto con respecto a la superficie interior de la pared lateral del recipiente sea mayor o igual a 20 mm, en particular entre ≥ 20 mm y 60 mm. Con esto se consigue un comportamiento de captación especialmente eficaz y suave.

40 El recipiente no tiene que presentar necesariamente una forma cilíndrica circular, si bien esta forma resulta ventajosa por motivos prácticos y técnicos de producción. Las formas de recipiente que difieren de la forma cilíndrica circular, por ejemplo los recipientes con forma troncocónica o los recipientes cilíndricos con un plano elíptico u oval, deben equivaler en cuanto a capacidad volumétrica a un recipiente cilíndrico circular, suponiendo que la altura de este recipiente teórico es igual a su diámetro. Las alturas de recipiente que

45 superan considerablemente el torbellino de mezcla que se forma aquí (teniendo en cuenta la distancia de seguridad) no se tomarán en cuenta, ya que esta altura de recipiente excesiva no se utiliza y, por lo tanto, ya no influye en el procesamiento del material.

Por transportador se entenderán aquí tanto instalaciones con tornillo sinfín no compresores o descompresores, es decir, tornillos sinfín puramente de transporte, como también instalaciones con tornillos 50 sinfín compresores, es decir, tornillos sinfín de extrusor con efecto aglomerante o plastificante.

Por extrusor o tornillo sinfín de extrusor se entenderán en el presente texto tanto los extrusores y tornillos sinfín con los que el material se funde parcial o totalmente, como también los extrusores con los que el material ablandado únicamente se aglomera pero no se funde. En los tornillos sinfín aglomerantes, el material únicamente se comprime y se corta rápida y fuertemente, pero no se plastifica. Por lo tanto, el tornillo sinfín

55 aglomerante proporciona a su salida material que no está completamente fundido, sino que solo está compuesto de partículas fundidas en su superficie y que se ha aglutinado de forma similar que en una sinterización. En ambos casos, sin embargo, con el tornillo sinfín se ejerce presión sobre el material y se compacta.

En los ejemplos descritos en las siguientes figuras están representados, sin excepción, 60 transportadores con un solo tornillo sinfín, por ejemplo extrusores de un único husillo o de un tornillo sinfín individual. No obstante, como alternativa también serían posibles los transportadores con más de un tornillo

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sinfín, por ejemplo transportadores o extrusores de dos o de múltiples husillos, en particular con varios tornillos sinfín idénticos que presentan al menos el mismo diámetro d. De la descripción de los siguientes ejemplos de ejecución del objeto de la invención, que no deben entenderse como restrictivos, se derivan otras características y ventajas representadas en los dibujos de forma 5 esquemática y no a escala:

La fig. 1 muestra una sección vertical a través de un dispositivo según la invención con un extrusor conectado más o menos tangencialmente. La fig. 2 muestra una sección horizontal a través de la forma de ejecución de la fig. 1.

10 La fig. 3 muestra otra forma de ejecución con un desplazamiento mínimo. La fig. 4 muestra otra forma de ejecución con un desplazamiento mayor. En la fig. 5 se resumen los resultados de los ensayos.

Ni los recipientes ni los tornillos sinfín o las herramientas de mezcla están representados a escala en 15 los dibujos, ni en sí, ni unos respecto a otros. Por ejemplo, en la realidad los recipientes son generalmente más grandes o los tornillos sinfín más largos de lo aquí representado.

La ventajosa combinación de compresor de corte-extrusor representada en la fig. 1 y en la fig. 2 para el tratamiento o reciclaje de material plástico presenta un recipiente o compresor de corte o despedazador 1 cilíndrico circular con una superficie de la base 2 plana horizontal y una pared lateral 9 vertical orientada en

20 perpendicular respecto a ella, en forma de camisa cilíndrica. A corta distancia de la superficie de la base 2, como máximo a aproximadamente entre el 10 y el 20%, si procede menos, de la altura de la pared lateral 9 – medido desde la superficie de la base 2 hasta el borde superior de la pared lateral 9 – está dispuesto un disco portante o un portaherramientas 13 plano, orientado en paralelo a la superficie de la base 2, que puede girar en torno a un eje central de rotación 10, que constituye al

25 mismo tiempo el eje central del recipiente 1, en la dirección de rotación o de movimiento 12 señalada mediante la flecha 12. El disco portante 13 va accionado mediante un motor 21 que se encuentra debajo del recipiente 1. En la parte superior del disco portante 13 están dispuestas cuchillas o herramientas, p. ej. cuchillas de corte, 14 que forman junto con el disco portante 13 la herramienta de mezcla y/o de trituración 3. Como se esboza esquemáticamente, las cuchillas 14 no están dispuestas simétricamente en el disco

30 portante 13, sino que están constituidas, ajustadas o dispuestas en sus cantos delanteros 22, que apuntan en la dirección de rotación o de movimiento 12 de forma especial para poder actuar sobre el material plástico de una forma mecánicamente específica. Los cantos situados radialmente más al exterior de las herramientas de mezcla y de trituración 3 llegan relativamente cerca de la pared lateral 9, aproximadamente a un 5% del radio 11 del recipiente 1.

35 El recipiente 1 presenta arriba un orificio de alimentación, a través del cual se introduce el material a tratar, p. ej. porciones de películas de plástico, que se echan por ejemplo mediante un dispositivo de transporte en la dirección de la flecha. Como alternativa, puede estar previsto que el recipiente 1 esté cerrado y sea evacuable al menos a un vacío técnico, introduciéndose el material a través de un sistema de esclusas. Las herramientas de mezcla y/o de trituración 3 captan este material y lo arremolinan hacia arriba en forma de un

40 torbellino de mezcla 30, con lo que el material se eleva a lo largo de la pared lateral 9 vertical y, cerca de la zona de la altura útil del recipiente H, vuelve a caer nuevamente hacia el interior y hacia abajo debido al efecto de la gravedad en la zona del centro del recipiente 1. La altura útil H del recipiente 1 es aproximadamente igual a su diámetro interior D. Por lo tanto, en el recipiente 1 se genera un torbellino de mezcla 30 que hace que el material se arremoline tanto de arriba abajo como también en la dirección de rotación 12. Por lo tanto, un

45 dispositivo de este tipo únicamente puede funcionar con la dirección de rotación o de movimiento 12 predeterminada debido a la disposición especial de las herramientas de mezcla y de trituración 3 o de las cuchillas 14, y la dirección de rotación 12 no puede invertirse sin más o sin realizar modificaciones adicionales. Las herramientas de mezcla y de trituración 3 giratorias trituran y mezclan el material plástico introducido y, al hacerlo, lo calientan y ablandan mediante la energía de fricción aportada, pero no lo funden.

50 Tras un cierto tiempo de permanencia en el recipiente 1, el material homogeneizado, ablandado y pastoso pero no fundido se extrae - como se describe a continuación en detalle - del recipiente 1 a través de un orificio 8, se introduce en la zona de entrada de un extrusor 5 y ahí lo capta un tornillo sinfín 6 y, a continuación, se funde.

A la altura de, en el presente caso, la única herramienta de trituración y de mezcla 3, está constituido el mencionado orificio 8 en la pared lateral 9 del recipiente 1, a través del cual se puede extraer el material 55 plástico pretratado del interior del recipiente 1. El material se transfiere a un extrusor de un solo tornillo sinfín 5 dispuesto tangencialmente al recipiente 1, presentando la carcasa 16 del extrusor 5 un orificio de entrada 80 situado en la pared de su camisa para el material a captar por un tornillo sinfín 6. Una forma de ejecución como esta tiene la ventaja de que el tornillo sinfín 6 puede estar accionado por un accionamiento representado solo esquemáticamente en el dibujo desde el extremo frontal inferior, de modo que el extremo frontal superior según 60 el dibujo del tornillo sinfín 6 se puede dejar libre del accionamiento. Esto permite disponer el orificio de salida del material plástico transportado, plastificado o aglomerado por el tornillo sinfín 6 en este extremo frontal superior, p. ej. en forma de un cabezal de extrusor no representado. Por lo tanto, el material plástico puede ser

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