HK1200761B - Apparatus for processing plastic material - Google Patents

Claims (15)

1. Dispositif de prétraitement et puis de transport, de plastification ou d'agglomération de matières plastiques, en particulier de thermoplastiques de rebut à des fins de recyclage, avec une cuve (1) pour le matériau à traiter, au moins un outil de mixage et/ou de broyage (3) rotatif pouvant tourner autour d'un axe de rotation (10) étant disposé dans la cuve (1) pour le mixage, le chauffage et éventuellement le broyage du matériau plastique, l'outil de mixage et/ou de broyage (3) comprenant des outils et/ou des lames (14) qui agissent sur le matériau plastique, avec leur arêtes antérieures (22), dans la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12), avec un effet de mixage, de broyage, de coupe et/ou de chauffage, une ouverture (8) étant constituée dans une paroi latérale (9) de la cuve (1) dans la zone de la hauteur de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus bas le plus proche du fond, ouverture à travers laquelle le matériau plastique prétraité peut être extrait de l'intérieur de la cuve (1), au moins un transporteur (5), en particulier une extrudeuse (5), étant prévu pour la réception du matériau prétraité, avec au moins une vis (6) rotative, en particulier plastifiante ou agglomérante, dans un carter (16), le carter (16) présentant une ouverture d'alimentation (80), située sur son côté frontal (7) ou dans sa paroi d'enveloppe, pour le matériau devant être saisi par la vis (6), et l'ouverture d'alimentation (80) étant en liaison avec l'ouverture (8), l'angle d'inclinaison (γ) de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus extérieur radialement et le plus proche du fond ou respectivement de l'outil et/ou de la lame (14) le/la plus extérieur(e) radialement respectant la relation suivante : où d ... est le diamètre de la vis (6) en mm, K ... est un facteur dans la plage de 15 à 35, k ... est un facteur dans la plage de 0,08 à 0,2, l'angle d'inclinaison (γ) étant mesuré au point (23), le plus extérieur radialement, de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus proche du fond ou de l'outil et/ou de la lame (14), et cela entre le prolongement (24) de l'arête antérieure (22), en particulier rectiligne, et de la radiale (11) passant par le point (23), et le rapport de la longueur (L) de la vis (6), mesurée à partir du bord (20') placé en aval dans la direction de transport de la vis (6) ou à partir du point (20) de l'ouverture d'alimentation (80) placé le plus loin en aval jusqu'à l'extrémité de la vis (6) ou jusqu'à la première ouverture de sortie (30) dans le carter (16) située le plus loin en amont par rapport à la direction de transport de la vis (6), pour la masse fondue à l'extrémité distale (31) de la vis (6), éloignée de la cuve, au diamètre nominal (d) de la vis (6) est ≥ 7, de préférence ≥ 10, et le prolongement imaginaire de l'axe longitudinal (15) central du transporteur (5) ou de la vis (6) la plus proche de l'ouverture d'alimentation (80) à l'opposé de la direction de transport (17) du transporteur (5) passe devant l'axe de rotation (10) sans le toucher, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (15) du transporteur (5) ou de la vis (6) la plus proche de l'ouverture d'alimentation (80) est décalé d'un intervalle (18) côté sortie et en aval dans la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12) de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) par rapport à la radiale (11) de la cuve (1) dirigée vers l'extérieur, parallèle à l'axe longitudinal (15), à partir de l'axe de rotation (10) de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) dans la direction de transport (17) du transporteur (5).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (γ) se situe dans la plage de 20° à 60°, en particulier de 30° à 50°.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (γ) respecte la relation suivante : où D_B ... est le diamètre intérieur en mm du compresseur coupant ou de la cuve (1) en forme de cylindre circulaire, ou est le diamètre intérieur en mm d'une cuve (1) de même hauteur en forme de cylindre circulaire fictif ramenée à la même contenance, K1 ... est un facteur dans la plage de 12 à 40, k1 ... est un facteur dans la plage de 0,005 à 0,015.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison (γ) dans le cas de cuves (1) ayant des diamètres (D) inférieurs à 750 mm se situe dans la plage de 20° à 35°, et/ou en ce que l'angle d'inclinaison (γ) dans le cas de cuves (1) ayant des diamètres (D_B) de 750 mm à 1 300 mm se situe dans la plage de 28° à 47°, et/ou en ce que l'angle d'inclinaison (γ) dans le cas de cuves (1) ayant des diamètres (D_B) supérieurs à 1 300 mm se situe dans la plage de 35° à 55°.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'écart radial de l'outil (mb), mesuré à partir du point (23) le plus extérieur radialement de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus proche du fond, ou d'outils et/ou de lames (14) qui sont prévus à cet endroit, ou à partir du cercle de travail définie à travers ce point (23), jusqu'à la surface intérieure de la paroi latérale (9) de la cuve (1) respecte la relation suivante : où DB ... est le diamètre intérieur en mm d'une cuve (1) en forme de cylindre circulaire, ou est le diamètre intérieur en mm d'une cuve (1) de même hauteur en forme de cylindre circulaire fictif ramenée à la même contenance, et k3 ... est une constante dans la plage de 0,006 à 0,16, l'écart radial de l'outil (mb) étant situé de préférence dans la plage de 15 mm à 120 mm, en particulier dans la plage de 20 mm à 80 mm.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour un angle d'inclinaison (γ) dans la plage de 20° à 33°, l'écart radial minimal de l'outil (mb) se situe dans la plage de 15 mm à 20 mm et/ou en ce que, pour un angle d'inclinaison (γ) dans la plage de 45° à 60°, l'écart radial minimal de l'outil (mb) est supérieur ou égal à 35 mm.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écart le plus petit possible (ms) entre l'outil (3) et la vis (6) est décrit par la relation suivante : où d ... est le diamètre de la vis (6) en mm, K2 ... est le facteur dans la plage de 20 à 100, en particulier de 20 à 80, k2 ... est le facteur dans la plage de 0,03 à 0,4, en particulier de 0,04 à 0,25, l'écart (ms) étant mesuré entre le point (23) le plus extérieur radialement de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus bas le plus près du fond, ou des outils et/ou lames (14) qui sont prévus à cet endroit, et un point situé sur l'enveloppe de la vis (6) la plus proche de l'ouverture d'alimentation (80), et cela le long d'une radiale (11) qui part de l'axe de rotation (10) et traverse l'ouverture (8) et l'ouverture d'alimentation (80), l'écart (ms) se situant de préférence dans la plage de 15 mm à 150 mm.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que, placé(s) de préférence sur le même plan horizontal, il est prévu au moins un autre, de préférence plusieurs autres, outils ou lames (14) intérieurs situés plus loin radialement, l'angle d'inclinaison (γ) de chaque outil ou lame (14), mesuré sur leurs points respectivement les plus extérieurs radialement, entre le prolongement (24) de leurs arêtes antérieures (22), en particulier rectilignes, et la radiale (11) passant par ce point, étant respectivement plus petit que l'angle d'inclinaison de l'outil ou de la lame (14) voisin(e) situé(e) plus loin à l'extérieur, l'angle d'inclinaison de l'outil ou de la lame (14) situé(e) à l'intérieur le plus loin radialement se situant de préférence dans la plage de 0° à 30°.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, pour un transporteur (5) en liaison avec la cuve (1), le produit scalaire, formé à partir du vecteur de direction du sens de rotation (19) orienté tangentiellement au cercle de travail du point de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) le plus extérieur radialement ou respectivement tangentiellement au matériau plastique déplacé devant l'ouverture (8) et perpendiculairement à une radiale (11) de la cuve (1), dirigé vers la direction de rotation ou de déplacement (12) de l'outil de mixage et/ou de broyage (3), et du vecteur de direction (17) de la direction transport du transporteur (5) à chaque point individuel ou respectivement dans la plage totale de l'ouverture (8) ou respectivement directement radialement devant l'ouverture (8), est nul ou négatif.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le vecteur de direction de la direction de rotation (19) du point le plus extérieur radialement de l'outil de mixage et/ou de broyage (3) et le vecteur de direction (17) de la direction de transport du transporteur (5) forment un angle (α) supérieur ou égal à 90° et inférieur ou égal à 180°, mesuré au point d'intersection des deux vecteurs de direction (17, 19) sur le bord (20') de l'ouverture (8), côté alimentation, placé en amont par rapport à la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12) de l'outil de mixage et/ou de broyage (3), en particulier au point (20) le plus éloigné en amont sur ce bord ou respectivement sur l'ouverture (8).
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le vecteur de direction (19) de la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12) et le vecteur de direction (17) de la direction de transport du transporteur (5) forment un angle (β) entre 170° et 180°, mesuré au point d'intersection des deux vecteurs de direction (17, 19) au milieu de l'ouverture (8).
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'écart (18) est supérieur ou égal au demi diamètre intérieur du carter (16) du transporteur (5) ou respectivement de la vis (6), et/ou est supérieur ou égal à 7 %, de préférence supérieur ou égal à 20 %, du rayon de la cuve (1), ou en ce que l'écart (18) est supérieur ou égal au rayon de la cuve (1), ou en ce que le prolongement imaginaire de l'axe longitudinal (15) du transporteur (5) est disposé à l'opposé de la direction de transport à la façon d'un sécante à la section transversale de la cuve (1) et pénètre au moins par tronçons dans l'espace intérieur de la cuve (1), ou en ce que le transporteur (5) est raccordé tangentiellement à la cuve (1) ou respectivement est tangentiel à la section transversale de la cuve (1), ou respectivement en ce que l'axe longitudinal (15) du transporteur (5) ou respectivement de la vis (6), ou respectivement l'axe longitudinal de la vis (6) située au plus près de l'ouverture d'alimentation (80), ou la paroi intérieure du carter (16) ou l'enveloppe de la vis (6) est tangentiel(le) au côté intérieur de la paroi latérale (9) de la cuve (1), la vis (6) étant de préférence raccordée, au niveau de son côté frontal (7), à un entraînement et effectuant, au niveau de son extrémité frontale opposée, le transport vers une ouverture de sortie disposée sur l'extrémité frontale du carter (16), en particulier vers une tête d'extrudeuse.
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que l'ouverture (8) est raccordée à l'ouverture d'alimentation (80), immédiatement et directement et sans espacement important, en particulier sans tronçon de transfert ou sans vis sans fin.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'outil de mixage et/ou de broyage (3) comprend des outils et/ou lames (14) qui agissent avec un effet de broyage, de coupe et de chauffage sur le matériau plastique dans la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12), les outils et/ou lames (14) étant constitués ou disposés de préférence sur ou contre un porte-outil (13) rotatif, en particulier disposé parallèlement à la surface du fond (2), en particulier sur ou contre un disque porteur (13), et/ou en ce que les zones antérieures ou respectivement les arêtes antérieures (22) des outils de mixage et/ou de broyage (3) ou des lames (14) dirigées vers la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12) et agissant sur le matériau plastique sont constituées, placées, courbées et/ou disposées de façons différentes par comparaison avec les zones arrières ou respectivement postérieures dans la direction de rotation ou respectivement de déplacement (12).
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la cuve (1) est constituée essentiellement en forme de cylindre circulaire avec une surface de fond (2) plane et une paroi latérale (9) en forme d'enveloppe de cylindre qui est orientée verticalement par rapport à la surface de fond (2), et/ou l'axe de rotation (10) des outils de mixage et/ou de broyage (3) coïncide avec l'axe médian central de la cuve (1), et/ou l'axe de rotation (10) ou l'axe médian central est orienté verticalement et/ou perpendiculairement à la surface de fond (2), et/ou en ce que le porte-outil (13) le plus bas ou respectivement le plus bas des outils de mixage et/ou de broyage (3) et/ou l'ouverture (8) sont disposés à proximité du fond à faible distance de la surface de fond (2), en particulier dans la zone du quart inférieur de la hauteur de la cuve (1), de préférence à une distance de la surface de fond (2) comprise entre 10 mm et 400 mm, et/ou en ce que le transporteur (5) est une extrudeuse à vis unique (6) avec une vis (6) de compression unique et/ou est une extrudeuse à vis double ou à vis multiples, les diamètres d des différentes vis (6) étant de même dimension.