Dispositivo para la granulación de corte frontal en caliente.

Dispositivo para la granulación de corte frontal en caliente, en particular de material sintético termoplástico,en el que los hilos de material fundido mediante un extrusor se cortan frontalmente en una carcasa de granulación(1) mediante cuchillas (11) en rotación dispuestas en un árbol (9) accionado mediante un motor (13) formandopequeños gránulos, siendo los gránulos captados, refrigerados y evacuados de la carcasa de granulación (1) por unagente refrigerante que fluye dentro de la carcasa de granulación (1), creándose en la carcasa de granulación (1) enfuncionamiento una cierta presión negativa en comparación con el entorno exterior, caracterizado por que entre elárbol (9) y aquella zona de la carcasa de granulación (1) en la que el árbol (9) atraviesa la carcasa de granulación(1) está constituido un orificio de paso (17) que crea una conexión continua en flujo entre el interior de la carcasa degranulación (1) y el entorno exterior del dispositivo.

La invención se refiere a un dispositivo para granulación conforme a la reivindicación 1 y a un procedimiento según la reivindicación 10.

Se conocen diversas formas de ejecución de dispositivos de granulación para la granulación de corte en caliente en los que una película o anillo de líquido que fluye rápidamente capta, enfría y extrae los gránulos obtenidos mediante corte frontal. En estos dispositivos, es un área delicada la hermetización del árbol de cuchillas contra el agua que rota dentro de la carcasa de granulación. Debe evitarse la salida de agua en la zona situada entre el árbol y la carcasa de granulación pues, de lo contrario, el agua puede ir a parar de forma indeseada a la zona del motor. Para ello, del estado actual de la técnica se conocen diversas juntas que hermetizan en la medida de lo posible el árbol que rota en torno a su eje.

La situación se complica aún más cuando el árbol no solo rota sobre su propio eje, sino que adicionalmente también debe poder desplazarse axialmente para ajustar la distancia de la cuchilla con respecto a la placa perforada y adaptar la presión de corte de las cuchillas de forma óptima. De dicho tipo de dispositivos de granulación, en los que el árbol que porta la cuchilla se puede ajustar en dirección axial, también se conocen numerosas versiones. En estos casos, la junta no solo debe impedir el paso de agua y resistir la rotación del árbol en el alojamiento, sino además garantizar también de forma duradera la capacidad de regulación axial.

Conforme al estado actual de la técnica, en estos casos el árbol del cabezal de cuchillas está alojado a menudo en una pinola desplazable axialmente. Esto permite ajustar siempre la presión de aplicación deseada de las cuchillas sobre la placa perforada. El par se transmite al árbol de cuchillas generalmente mediante un acoplamiento dentado. Cuando, como suele ser el caso, se emplea agua como agente refrigerante para los pequeños gránulos obtenidos por corte, el árbol de cuchillas debe estar estanqueizado con respecto a la carcasa a fin de evitar la salida de agua a través del alojamiento. Esto conlleva dificultades derivadas de la fricción. El desplazamiento axial del árbol de cuchillas provoca también un desplazamiento de la superficie de deslizamiento del anillo de obturación que produce la estanqueidad hidráulica, de modo que las condiciones de fricción varían constantemente. También cambian de modo similar los valores de fricción del acoplamiento dentado al desplazarse el árbol de cuchillas. Además, hay que tener en cuenta que la pinola que conforma el alojamiento está apoyada en un cojinete de deslizamiento que hay que lubricar. Aquí también se producen valores de fricción distintos en el tiempo, ya que el lubricante (generalmente aceite) se resinifica en mayor o menor medida pasado un tiempo, de modo que se genera un par inicial de arranque relativamente elevado, lo cual es contrario al requisito general de que la fricción axial sea solo leve. Además, un alojamiento de pinola conlleva ciertos costes. Un alojamiento rasante del árbol en la carcasa mediante dos anillos de obturación con una película de aceite intermedia también tiene la desventaja de que la vida útil de una junta acaba por agotarse y las juntas se vuelven porosas o pierden estanqueidad, la película de aceite se sale y entonces el árbol se gripa y la capacidad de desplazamiento axial del árbol ya no está garantizada.

Para resolver este problema, del estado de la técnica también se conocen diversos modos de ejecución, por ejemplo la sustitución del alojamiento de pinola por un alojamiento de motor. Además, se han desarrollado diversas suspensiones de motor, por ejemplo en la DE 10 302 645, que divulga un dispositivo conforme al concepto general de la reivindicación 1 y un procedimiento conforme al concepto general de la reivindicación 10, o en la WO 2006/122340, para garantizar la capacidad de desplazamiento del árbol de cuchillas a largo plazo.

El cometido de la presente invención es crear un dispositivo del tipo antes descrito en el que la estanqueidad quede garantizada en la zona del árbol con una forma de construcción simple y económica.

Este cometido se resuelve mediante las características distintivas de la reivindicación 1 o bien mediante las características distintivas de la reivindicación 10. Para ello está previsto que entre el árbol y aquella zona de la carcasa de granulación en la que el árbol atraviesa la carcasa de granulación esté constituido un orificio de paso que cree una conexión continua en flujo entre el interior de la carcasa de granulación y el entorno exterior.

Esta solución se basa en el sorprendente principio de que mediante la evacuación del refrigerante en flujo de la carcasa de granulación o bien mediante el flujo relativamente rápido de agua, en la carcasa de granulación se crea, de forma análoga a una bomba de chorro de agua, una cierta presión negativa en comparación con el entorno exterior. Debido a esta presión negativa, se aspira aire ambiente del exterior al interior de la carcasa de granulación a través del orificio de paso. A causa de esta corriente de aire dirigida hacia el interior, el refrigerante ya no puede salirse hacia afuera por esta vía, en concreto junto o a lo largo del árbol, en contra de la corriente de aire que circula en sentido contrario. Sorprendentemente, se ha comprobado que este principio funciona de forma satisfactoria incluso con una presión negativa muy reducida en el interior de la carcasa de granulación o bien cuando las diferencias de presión son muy reducidas.

Por este motivo o mediante esta constitución deliberada de una fuga o de un punto no estanco o de un orificio libre en una posición en la que hasta ahora siempre se precisaba la máxima estanqueidad, generalmente junto con una movilidad axial simultánea, ya no es necesario estanqueizar el árbol mediante un anillo de obturación o lubricantes para evitar la salida de agua entre el árbol y la carcasa y es posible utilizar juntas no tan estancas, más duras, pero

con ello más duraderas, o bien incluso se puede prescindir completamente de la junta. La estanqueidad entre el árbol y la carcasa de granulación está garantizada a pesar de ello y el agua no puede salirse.

Por lo tanto, con esta forma de construcción tan sencilla se puede crear un dispositivo de granulación que, por un lado, es estanco contra la salida de refrigerante en la zona crítica del árbol y, por otro lado, se puede renunciar a la aplicación de juntas caras y vulnerables.

Otras posibilidades de acondicionamiento o formas de ejecución ventajosas vienen determinadas por las características de las reivindicaciones subordinadas:

Conforme a una forma de ejecución preferente, el árbol se puede ajustar o desplazar axialmente en la dirección de su eje longitudinal, de modo que las cuchillas corten los pequeños gránulos con una presión de corte óptima. También en esta forma de ejecución de un dispositivo para la granulación de corte frontal en caliente en el que el árbol no solo rota en torno a su propio eje sino que también se puede ajustar además axialmente, el dispositivo conforme a la invención ofrece ventajas esenciales. Por un lado, la estanqueidad de un árbol de este tipo ajustable axialmente queda también garantizada. Además, como se ha dicho al principio, el estado de la técnica no resuelve del todo satisfactoriamente la estanqueización de un árbol ajustable axialmente, en particular en cuanto a la reducida vida útil de las juntas o debido a su capacidad de desplazamiento limitada. Precisamente el hecho de que, conforme a la forma de ejecución según la invención, ya no se necesiten juntas propensas al desgaste ofrece la ventaja adicional de que la capacidad de desplazamiento axial del árbol para ajustar el cabezal de cuchillas queda garantizada de forma duradera.

Conforme a una forma de ejecución preferente, el árbol está rodeado completamente y por todos lados por el orificio de paso en forma de una ranura anular o de un anillo cilíndrico o de una camisa cilíndrica y el árbol atraviesa la carcasa de granulación sin contacto o bien se deja un espacio libre en forma de ranura anular. Con ello se reduce la fricción del árbol, que ahora funciona libre y ya no rasa, lo que a su vez redunda en un ahorro de material y de energía.

Además, en este contexto resulta ventajoso que el árbol y/o el motor estén alojados fuera de la carcasa de granulación. Con ello se minimiza la fricción del árbol y se aumenta la efectividad de la corriente de aire, al tiempo que se mantienen la estanqueidad y longevidad. Como alternativa, el árbol 9 podría estar también alojado mediante un cojinete dispuesto en el interior de... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la granulación de corte frontal en caliente, en particular de material sintético termoplástico, en el que los hilos de material fundido mediante un extrusor se cortan frontalmente en una carcasa de granulación

(1) mediante cuchillas (11) en rotación dispuestas en un árbol (9) accionado mediante un motor (13) formando pequeños gránulos, siendo los gránulos captados, refrigerados y evacuados de la carcasa de granulación (1) por un agente refrigerante que fluye dentro de la carcasa de granulación (1) , creándose en la carcasa de granulación (1) en funcionamiento una cierta presión negativa en comparación con el entorno exterior, caracterizado por que entre el árbol (9) y aquella zona de la carcasa de granulación (1) en la que el árbol (9) atraviesa la carcasa de granulación

(1) está constituido un orificio de paso (17) que crea una conexión continua en flujo entre el interior de la carcasa de granulación (1) y el entorno exterior del dispositivo.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que el árbol (9) se puede ajustar o desplazar axialmente en la dirección de su eje longitudinal (8) para que las cuchillas (11) corten los pequeños gránulos con la presión de corte óptima.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el árbol (9) está rodeado completamente y por todos lados por el orificio de paso (17) en forma de una ranura anular o en forma de camisa cilíndrica o bien por que alrededor del árbol (9) se deja un espacio libre en forma de ranura anular y el árbol (9) atraviesa la carcasa de granulación (1) sin contacto.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado por que el árbol (9) y/o el motor

(13) están alojados fuera de la carcasa de granulación (1) .

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 4, caracterizado por que en la zona en la que el árbol (9) penetra en la carcasa de granulación (1) , en el interior de la carcasa de granulación (1) , está dispuesto un elemento de brida (17) [sic] que rodea el árbol (9) , estando constituido el orificio de paso (17) en el elemento de brida (19) y rodeando el árbol (9) en forma de una ranura anular o de camisa cilíndrica.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado por que el orificio de paso (17) está abierto permanentemente o bien permite una entrada permanente de gas y/o está exento de medios de obturación, en particular exento de uno o varios anillos de obturación y/o de una película de lubricante.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado por que en el orificio de paso (17) está dispuesta, preferentemente alojada en el elemento de brida (19) , una rosca de reflujo (30) que rodea el árbol (9) y que transporta hacia el interior.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado por que está prevista una bomba de vacío adicional que produce la presión negativa en la carcasa del granulación (1) .

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 8, caracterizado por que la carcasa de granulación

(1) es resistente a la presión negativa y por que la carcasa de granulación (1) está diseñada de tal forma o los puntos no estancos de la carcasa de granulación (1) son tan reducidos que siempre se aspira suficiente aire al interior de la carcasa de granulación (1) a través del orificio de paso (17) y existe una corriente de aire lo suficientemente fuerte a través del orificio de paso (17) como para impedir la salida de agente refrigerante a través del orificio de paso (17) , en particular por que la carcasa de granulación (1) está constituida de forma que estando en funcionamiento es estanca al gas hasta el orificio de paso (17) y los conductos de admisión y de evacuación (21, 25) de agente refrigerante.

10. Procedimiento para operar el dispositivo según una de las reivindicaciones de la 1 a la 9 a modo de dispositivo para la granulación de corte frontal en caliente, en el que en la carcasa de granulación (1) se introduce un agente refrigerante, en particular agua de refrigeración o una mezcla de agua y glicol, y formándose en la carcasa de granulación (1) un anillo o camisa de agente refrigerante circulante, pudiéndose regular la velocidad de flujo del agente refrigerante de tal modo que existe una corriente de aire lo suficientemente fuerte a través del orificio de paso (17) como para impedir la salida de refrigerante a través del orificio de paso (17) .