Disco de rotor.

Disco de rotor (1) para su aplicación en un recipiente colector (2) para el tratamiento de polímeros,

con un cuerpo de disco (3), en cuya parte superior (4) pueden estar previstas herramientas de mezcla y/o de trituración (5) y en cuya parte inferior (6) opuesta está prevista una serie de nervaduras de transporte (7) que se extienden desde el interior hacia el exterior, con las que, en funcionamiento, se pueden transportar hacia fuera las partículas de polímero, o bien, en funcionamiento, se ejerce desde el centro (8) del disco de rotor (1) una fuerza dirigida hacia el exterior sobre las partículas captadas por las nervaduras de transporte (7), en el que las nervaduras de transporte (7) presentan una superficie de transporte (11) recta en el sentido de giro o de marcha y orientada básicamente en vertical hacia la parte inferior (6), caracterizado por que las nervaduras de transporte (7) presentan una superficie lateral (12) inclinada hacia abajo en el sentido de flujo o bien una sección transversal básicamente triangular

La invención se refiere a un disco de rotor según el concepto general de la reivindicación 1.

De las últimas tecnologías se conoce dicho tipo de discos de rotor en diversas configuraciones. Estos suelen estar generalmente dispuestos cerca de la base de un recipiente colector o compresor de corte para el tratamiento y procesamiento de polímeros termoplásticos y constan básicamente de un portaherramientas en forma de disco, en cuya parte superior están dispuestas herramientas de mezcla o de agitación o cuchillas de trituración. Estando en funcionamiento, el disco gira y las herramientas captan y, dado el caso, trituran el material plástico introducido en el recipiente a la vez que lo calientan. Además, el material se mezcla y mueve constantemente, de modo que dentro del recipiente se genera un torbellino de mezcla.

Los dispositivos para el procesamiento de polímeros se conocen básicamente también de las últimas tecnologías, por ejemplo de la AT 375 867 B, AT 47 97 B o WO93/1892. Mediante los portaherramientas o las herramientas en rotación, el material plástico tratado se proyecta contra la pared lateral del recipiente debido al efecto de la fuerza centrífuga. Una parte de este material plástico asciende a lo largo de la pared lateral del recipiente y gira en forma de torbellino de mezcla, pero finalmente vuelve a caer en el centro del recipiente. Con ello se consigue el tiempo de permanencia deseado de las partículas de plástico tratadas dentro del recipiente colector, de modo que el material plástico que se introduce en él se mezcla bien, se calienta suficientemente gracias a las fuerzas de fricción generadas y, en el caso de haber herramientas que tienen un efecto de trituración sobre el material plástico, se trituran también suficientemente.

Sin embargo, se ha demostrado que no todo el material plástico proyectado a la pared lateral del recipiente se eleva por dicha pared, sino que una parte va a parar debajo de la herramienta inferior o bien debajo del disco inferior que constituye el portaherramientas. Esta parte del material plástico puede fundirse allí descontroladamente debido a la fricción.

Se ha intentado evitar esta desventaja mediante la instalación de nervaduras de transporte en la parte inferior de dicho disco. Del estado de la técnica, se conoce a este respecto la incorporación de unas nervaduras rectas y radiales en la parte inferior del disco o del portaherramientas, que sirven para volver a sacar el material plástico que va a parar a la zona situada entre la base del compresor de corte y la parte inferior del portaherramientas y alejarlo nuevamente de esta zona.

Pero esta medida no ha resultado ser del todo satisfactoria. Especialmente en recipientes colectores de grandes dimensiones y un volumen de llenado correspondientemente grande, de varios cientos de kilos de material polímero, deben emplearse también discos correspondientemente grandes y de un gran diámetro. Estos discos, por un lado, deben estar fabricados con mucha precisión y, además, rotar muy suave y uniformemente, ya que la distancia entre el disco y la base es de apenas unos pocos milímetros. Los requisitos en cuanto a efectividad de transporte de las nervaduras en estos compresores de corte de grandes dimensiones son muy elevados, ya que, como ya se ha mencionado, en el recipiente hay muchísimo material a tratar, el cual, por un lado, hay que mover y, por otro lado, ejerce una gran presión hacia abajo debido a su elevado peso propio y penetra entre el disco y la base.

Se ha demostrado que, al incrementar las dimensiones de dicho tipo de dispositivos, el rendimiento de transporte de los discos conocidos, a pesar de funcionar suficientemente bien en recipientes más pequeños, ya no basta en grandes recipientes para mantener el material alejado de la zona problemática. Tampoco se puede aumentar a voluntad la velocidad de rotación de las herramientas de mezcla para darle al material un movimiento ascendente y aumentar el tiempo de espera, ya que a su vez se produciría más calor por el aumento de fricción, lo que podría provocar una fusión local de los copos.

Los copos de polímero van a parar una y otra vez a la zona exterior situada entre la base y el disco y permanecen allí de forma duradera. Eso provoca en esta zona un aumento de la temperatura, los copos se aglomeran, se vuelven pegajosos y, dado el caso, se funden, lo que hace que se concentren aún más copos. Pasado un tiempo, el disco empieza a vibrar y finalmente se bloquea. Por lo tanto, lo ideal sería que, en caso de que alguna vez se quedase aprisionada una partícula entre las nervaduras y la base del recipiente, esta partícula se liberase lo más rápido posible y, a continuación, se extrajese eficazmente de la zona crítica.

Además, a la zona crítica situada debajo del disco no solo van a parar los copos más grandes sino también partículas de polvo más pequeñas, y dichas partículas de polvo penetran mucho más en dirección al centro y permanecen allí. Estas finas partículas de polímero también se calientan demasiado y se quedan aisladas y atrapadas en la zona crítica.

En principio, esto también resulta problemático en discos de diámetros más pequeños, ya que se emplean velocidades de rotación inferiores, es decir, velocidades periféricas relativamente reducidas, especialmente cuando el material a moler es pesado.

En la WO 28/98274 A1 se describen, por ejemplo, dispositivos con discos con nervaduras de transporte con forma de nervios en forma de barras, con un diámetro rectangular y dos superficies de transporte orientadas en vertical con respecto a la parte inferior.

Por lo tanto, el cometido de la invención es crear un disco de rotor con el que se pueda evitar eficazmente, especialmente también en volúmenes de llenado elevados y dimensiones mayores, que vayan a parar a la zona crítica situada entre el disco y la base del recipiente colector partículas de polímero o bien que estas se liberen de nuevo rápida y completamente y se extraigan de esta zona.

Este cometido se resuelve mediante las características especiales de la reivindicación 1, en la que está previsto que las nervaduras de transporte presenten una superficie lateral que desciende oblicuamente en el sentido de flujo con respecto a la dirección de giro o bien que presenten un diámetro básicamente triangular.

De este modo, en el procesamiento y acondicionamiento de las partículas de plástico se evita de forma eficaz, que incluso en volúmenes de llenado más elevados y una presión correspondientemente elevada hacia abajo, en particular los copos de polímero más grandes y gruesos puedan quedar atrapados entre la base y el disco y que el disco se bloquee. Si a pesar de ello existe el riesgo de que algunas partículas permanezcan más tiempo del previsto en el reducido intersticio situado entre la base y la parte inferior del disco y queden atrapadas allí a corto plazo, estas se liberan fácilmente y se transportan hacia afuera gracias a la superficie lateral que desciende oblicuamente.

De este modo, la zona conflictiva permanece básicamente libre de dichas partículas de forma duradera. Esto permite un procesamiento eficaz y homogéneo del material polímero que se encuentra en el recipiente colector. Además, se evitan los tiempos de inactividad y de reparación que se producen cuando el disco se bloquea. También mejora la calidad del material a tratar, ya que se evita el sobrecalentamiento local o la fusión.

En las reivindicaciones subordinadas se describen otras formas ventajosas de ejecución de la invención:

Resulta especialmente ventajoso que la superficie lateral esté orientada con respecto a la parte inferior formando un ángulo 5 de entre 1 y 35°, en particular de unos 15°.

Conforme a un perfeccionamiento ventajoso de la invención, está previsto que el espesor del cuerpo del disco decrezca al menos 1 mm, preferentemente entre 1,5 y 3,5 mm,

midiéndose esta diferencia del espesor del cuerpo del disco entre el centro o bien entre una zona central interior y en el borde exterior. Se ha comprobado sorprendentemente que incluso con estos cambios tan reducidos se puede conseguir una gran mejora.

En una forma de ejecución especialmente ventajosa está previsto que la altura de las nervaduras aumente en la dirección de su recorrido hacia fuera.

Aquí es especialmente ventajoso que el espesor del cuerpo del disco se reduzca hacia el exterior en la misma medida en que se incrementa la altura de las nervaduras de transporte hacia el exterior o bien que el espesor total del disco de rotor permanezca igual y constante a lo largo de su radio. Con ello se pueden conseguir una elevada estabilidad de giro y un transporte eficaz de las partículas de polímero hacia fuera... [Seguir leyendo]

1.- Disco de rotor (1) para su aplicación en un recipiente colector (2) para el tratamiento de polímeros, con un cuerpo de disco (3), en cuya parte superior (4) pueden estar previstas herramientas de mezcla y/o de trituración (5) y en cuya parte inferior (6) opuesta está prevista una serie de nervaduras de transporte (7) que se extienden desde el interior hacia el exterior, con las que, en funcionamiento, se pueden transportar hacia fuera las partículas de polímero, o bien, en funcionamiento, se ejerce desde el centro (8) del disco de rotor (1) una fuerza dirigida hacia el exterior sobre las partículas captadas por las nervaduras de transporte (7), en el que las nervaduras de transporte (7) presentan una superficie de transporte (11) recta en el sentido de giro o de marcha y orientada básicamente en vertical hacia la parte inferior (6), caracterizado por que las nervaduras de transporte (7) presentan una superficie lateral (12) inclinada hacia abajo en el sentido de flujo o bien una sección transversal básicamente triangular.

2.- Disco de rotor según la reivindicación 1, caracterizado por que la superficie lateral (12) está orientada hacia la parte inferior (6) con un ángulo 5 de entre 1 y 35°, en particular de aprox. 15°.

3.- Disco de rotor según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el espesor del cuerpo del disco (3) decrece hacia afuera al menos 1 mm, preferentemente entre 1,5 y 3,5 mm,

y/o

por que la altura de las nervaduras de transporte (7) aumenta en la dirección de su recorrido hacia fuera,

y/o

el espesor del cuerpo del disco (3) disminuye hacia el exterior en la misma medida en que la altura de las nervaduras de transporte (7) aumenta hacia el exterior.

4.- Disco de rotor según la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado por que el espesor total del disco de rotor (1) es igual y constante a lo largo de su radio.

5.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que el espesor del cuerpo del disco (3) se mantiene invariable en una zona interior (9) y disminuye a partir de una distancia (18) del centro (8) del disco de rotor (1), preferentemente a partir de una distancia (18) del 6 % del radio, en particular de entre el 6 y el 7 %, y/o por que la altura de las nervaduras de transporte (7) permanece igual en una zona interior (9) y aumenta a partir una distancia (18) del centro (8) del disco de rotor (1), preferentemente a partir de una distancia (18) del 6 % del radio, en particular de entre el 6 y el 7 %.

6.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado por que los puntos o zonas de las nervaduras de transporte (7) más alejados de la parte superior (4) definen o forman un trazado plano (1),

y/o

la parte superior (4) del cuerpo del disco (3) es plana y/o porque el plano (1) es paralelo a la parte superior (4).

7.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado por que la parte inferior (6) del cuerpo del disco (3) está sesgada en la zona en la que disminuye su espesor y está inclinada hacia la parte superior (4) y/o hacia el plano (1), en particular orientada en un ángulo y de 3° como máximo, en particular de entre ,4 y ,6°.

8.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado por que la disminución del espesor del cuerpo del disco (3) discurre de forma continua.

9.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por que la disminución del espesor del cuerpo del disco (3) discurre de forma discontinua o bien escalonada, dado el caso con un único escalón.

1.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 9, caracterizado por que las nervaduras de transporte (7) están curvadas de forma cóncava en el sentido de giro o marcha,

y/o por

que las curvaturas de todas las nervaduras de transporte (7) son iguales entre sí y/o por que las curvaturas son uniformes, preferentemente en forma de arco circular.

11.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 1, caracterizado por que están previstos al menos dos grupos de nervaduras de transporte (7) que empiezan alternadamente respectivamente a distintas distancias del centro (8), en concreto en una zona central interior (14) y en una zona central exterior (15).

12.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 11, caracterizado por que las zonas de los extremos exteriores de las nervaduras de transporte (7) están orientadas casi tangencialmente hacia el borde del disco de rotor (1), en particular con un ángulo de intersección exterior a de entre y 25°, preferentemente entre 12 y 18°, y/o por que las zonas de inicio interiores de las nervaduras de transporte (7) están orientadas hacia la zona central interior (14) o bien hacia la zona central exterior (15) con ángulos de intersección internos primeros y segundos p1 o p2 de entre y 45°, preferentemente de entre 15 y 3°, siendo preferentemente los segundos ángulos de intersección internos p2 mayores que los primeros ángulos de intersección internos p1, midiéndose los ángulos de intersección respectivamente entre la tangente de las nervaduras de transporte (7) y la tangente del borde del disco de rotor (1) o de la zona central interior (14) o de la zona central exterior (15), en el punto de intersección de estas tangentes o en los puntos de encuentro de las nervaduras de transporte (7).

13.- Disco de rotor según una de las reivindicaciones de la 1 a la 12, caracterizado por que en el cuerpo del disco (3) está constituido al menos un espacio hueco (13), dado el caso relleno de un agente refrigerante o pudiendo el agente refrigerante circular por él.

14.- Dispositivo para el tratamiento y procesamiento de material plástico con un recipiente colector (2), en particular evacuable, que presenta una superficie de base (17) plana y nivelada y paredes laterales (18), estando dispuesto cerca de y en paralelo a la superficie de la base (17) un disco de rotor (1) según una de las reivindicaciones de la 1 a la 13 de forma giratoria, estando alojado y accionado el disco de rotor (1) en particular por un árbol (19) orientado básicamente en vertical, de modo que el material plástico que se encuentra en el recipiente colector (2) puede moverse.

15.- Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado por que la distancia entre los puntos o bordes de las nervaduras de transporte (7) o del plano (1) más exteriores y más alejados del disco y la superficie de la base (17) es inferior al espesor del cuerpo del disco (3) y es preferentemente de entre 3 y 15 mm, preferentemente de entre 4 y 8 mm.