RS62756B1 - Uređaj i postupak za ekstruziju smeša kaučuka - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na oblast ekstruzije smeša kaučuka, posebno namenjeno proizvodnji pneumatika. Tačnije, odnosi se na proizvodnju koekstrudiranog profila na osnovu smeša kaučuka različitog sastava.

[0002] Na poznat način, uređaj za proizvodnju složenih profila ekstruzijom od najmanje dve smeše kaučuka različitog sastava ili koekstruzijom, sadrži najmanje dva ekstrudera. Svaki ekstruder je formiran od cilindričnog tela ili omotača koji je fiksiran iznutra i iz kog se prostire puž, koaksijalno na uzdužnu osu omotača i rotaciono se pogoni oko nje. Ima funkciju homogenizacije i guranja smeše kaučuka prema izlaznom otvoru. Za složen proizvod, izlazni otvor prima nekoliko smeša kaučuka različitog sastava i definiše profil trake od kaučuka. Ovaj profil je definisan fiksnom lamelom profila ili fiksnim zidom profila koji radi zajedno sa rotacionim valjkom.

[0003] U proizvodnji pneumatika sve više se koriste složeni proizvodi za smanjenje broja pozicija proizvoda pri montaži i na taj način smanjili troškovi i povećala tačnost.

[0004] Broj različitih smeša kaučuka koje se koriste za pravljenje jednog pneumatika pokazuje težnju ka povećanju tako da se mogu poboljšati svojstva pneumatika u zavisnosti od zone u kojoj se ove smeše nalaze. Na primer, na kontaktnoj površini pneumatika koja se po pravilu sastojala od dve različite smeše kaučuka, sada se dodaju i druge smeše, na primer, električno provodljiva smeša i smeše namenjene za pokrivanje bočnih zidova u području ramena.

[0005] Tokom proizvodnje koekstruzijom, smeše se usmeravaju prema izlaznom otvoru čime se postiže grubo lepljenje pod pritiskom i temperaturom smeša, bez kontakta na vazduhu i pre profiliranja. To omogućava postizanje dobrog zadržavanja koekstrudiranog proizvoda na graničnim površinama između smeša. Pošto se reološka svojstva razlikuju od jedne do druge smeše, teško je savršeno kontrolisati geometriju celine, što je posledica pre svega činjenice da je teško proizvod određene smeše pozicionirati u odnosu na neki drugi proizvod.

[0006] Pozicioniranje proizvoda u odnosu na neki drugi zadaje uređaj za profiliranje u koji različite smeše stižu iz različitih ekstrudera da bi formirali složeni koekstrudirani profil na izlazu. U praksi, geometrijski oblik i dimenzije uređaja za profiliranje određuju se u nekoliko uzastopnih ciklusa iteracije. Jednom kada je uređaj razvijen, on daje očekivane rezultate samo kada ekstruderi rade kontinuirano i tačno određenom brzinom.

[0007] Neusklađeni koekstrudirani profili trenutno čine deo proizvodnje mašine koji nije beznačajan. Što su kraći zahtevi u pogledu fleksibilne proizvodnje, to je veći broj tih slučajeva (5% do 20% u praksi). To rezultira padom profitabilnosti mašine. S druge strane, gubici materijala su ekonomski neprihvatljivi, takozvani otpaci mešanja (ili višekomponentni otpaci) se moraju skladištiti, rehomogenizovati i ponovo ubaciti na kontrolisan, precizno doziran način u sledeće prolaze proizvodnje. Na taj način nastale više troškove proizvodnje osim toga prati i slabija performansa gotovog proizvoda, koji je delimično kontaminiran drugim smešama.

[0008] Osim toga se koekstrudirani proizvod kontinuirano kontroliše merenjem linearne težine izlazećeg proizvoda i poredi se sa unapred utvrđenom težinom. Pored toga, oblik i dimenzije složenog proizvoda (širina, debljina) evaluiraju se koristeći različite senzore.

[0009] Poznat je dokument WO 2015/028166 koji opisuje postupak proizvodnje kontaktnih površina pneumatika koekstruzijom različitih smeša iz nekoliko ekstrudera raspoređenih u paralelama, gde je poprečni profil analiziran beskontaktnim senzorima. Profil svakog sastavnog dela trake očita senzor, profili se zatim analiziraju centralnom upravljačkom jedinicom koja upravlja radom svakog ekstrudera. Podešavanje rada ekstrudera vrši se podešavanjem brzine rotacije puža i pritiska na kraju puža, neposredno pre izlaza. Međutim, njegov rad takođe zavisi od termičkog režima smeše, termičkog režima mlaznice, brzine ekstruzije, reologije smeše, poremećaja dovoda putem trake, itd. Svi ovi faktori remete protok ekstrudera, tako da je potrebno mnogo podešavanja pre dobijanja kompatibilnog proizvoda.

[0010] Pored toga, merenja koja se sprovode sa optičkim senzorima nisu dovoljna da bi se osiguralo pravilno pozicioniranje unutar složenog proizvoda od različitih sastavnih delova, jednog u odnosu na drugi, ili da se vizualizuju njihove granične površine, posebno kada su superponirane. Kao rezultat toga, konačna verifikacija se vrši uzorkovanjem. Uzorci koji se uzimaju tokom svih ovih procesa ne mogu se reciklirati jer se radi o kompozitnom sklopu i bacaju se, što dovodi do gubitka materijala i povećava ukupne troškove dobijenih proizvoda.

[0011] Takođe je poznat dokument US5725814 koji opisuje raspored više ekstrudera gde svaki sadrži na izlazu zupčaste pumpu da bi se proizveo složen proizvod od različitih plastičnih materijala. Takav raspored omogućava upotrebe regulacije zasnovane na prilagođavanju brzine pumpe kako bi se udeo određenog materijala proporcionalno varirao u odnosu na drugi materijal prilikom proizvodnje složenog proizvoda. Glavni nedostatak takvog rešenja je veliko zagušenje zupčaste pumpe, koje direktno utiče na veličinu alata za oblikovanje, i to posebno kada je broj kanala veći od dva. Alati su osim toga skupi, teški za rukovanje i termičko podešavanje traje duže. JP 4535884 B2 i JP H1015940 opisuju druge uređaje i postupke ekstruzije za proizvodnju koekstrudiranog profila P za pneumatike napravljene od smeša kaučuka različitog sastava.

[0012] Svrha ovog pronalaska je da se otklone ovi nedostaci.

[0013] Ovaj cilj je postignut uređajem za ekstruzije za proizvodnju koekstrudiranog profila P za pneumatike izrađene od smeša kaučuka različitog sastava, koji obuhvata najmanje dva kanala za protok smeša kaučuka različitog sastava, naznačen time, što pomenuti kanali dobijaju smeše iz volumetrijskih dvostrukih pužnih ekstrudera suprotnih smerova obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima.

[0014] Uređaj za ekstruziju prema ovom pronalasku sadrži najmanje dva volumetrijska dvostruka pužna ekstrudera suprotnih smerova obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima, nezavisna, koji uz kontrolisan protok omogućavaju precizan transport dve različite smeše kroz kanale za protok koji se ulivaju u uređaj za profiliranje da bi se koekstruzijom proizveo složen profil. Tako je dobijen koekstrudirani profilirani proizvod, superponiranjem različitih smeša tokom prolaska kroz uređaj za profiliranje, koji pokazuje precizan i tokom vremena ponovljiv profil.

[0015] Posebno, svaki volumetrijski dvostruki pužni ekstruder, takođe poznat i kao pumpa sa dva puža, čiji su navoji spregnuti i imaju konjugovane profile, pri čemu se puževi obrću u suprotnim smerovima usled čega smeša može da se transportuje u dve zatvorene C komore koje su razgraničene od prostora između svakog puža i omotača. Pomak komora se vrši za vrednost koraka navoja po obrtaju puža, što omogućava konstantan protok, koji je nezavisan od koeficijenta trenja smeše na zidovima omotača i stoga ne zavisi od faktora kao što su reologija smeše, njenog pritiska, njene temperature, itd. Usled specifične geometrije puževa ekstrudera, takav pomak komora omogućava volumetrijsko punjenje dovodnih kanala mlaznice za ekstruziju. To olakšava podešavanje protoka podešavanjem brzine svakog ekstrudera, što obezbeđuje stabilan i repetitivan rad uređaja.

[0016] Pošto je za svaku komponentu koekstrudiranog profila geometrijski oblik zadat uređajem za profiliranje i protok smeše je zadat ekstruderom za transport smeše do uređaja, korišćenjem dvostrukog pužnog ekstrudera za snabdevanje svakog protočnog puta ili kanala koji vodi do uređaja za profiliranje se dobija koekstrudirani profil koji ima dobru preciznost u pogledu svog geometrijskog oblika i njegovih dimenzija i to već od prvih dužina ekstrudirane trake za profil.

[0017] Prema ovom pronalasku, pomenuti dvostruki pužni ekstruderi raspoređeni su tako da se svaki izliva direktno u kanal za protok. To omogućava da se dobije višekanalni uređaj za profiliranje koji ima optimizovanu vrednost poprečnog preseka u smeru ekstruzije. Zaista, visina ulaznog poprečnog preseka u kanalima za protok u koje pristižu dve smeše u smeru ekstruzije vrlo je mala za maksimalnu vrednost protoka koji proizvode dvostruki pužni ekstruderi. Smeša osim toga ne menja smer, čime se minimizuje naduvavanje koekstrudiranog proizvoda.

[0018] Preferirano, svaki dvostruki pužni ekstruder snabdeva se putem jednog sekundarnog ekstrudera sa jednim pužem.

[0019] Još jedna jedinica za plastifikaciju smeše takođe se može koristiti uzvodno od dvostrukih pužnih ekstrudera, kao što je npr. dvostruka pužna mešalica. Međutim, preferira se korišćenje ekstrudera jer omogućava snabdevanje komora dvostrukog pužnog ekstrudera sa fluidizovanom i rehomogenizovanom smešom. Ekstruder se može opremiti homogenizacionim prstima ako želite da smeša još više radi.

[0020] Poželjno, dvostruki pužni ekstruder i sekundarni ekstruder raspoređeni su u zajedničkom kućištu.

[0021] To omogućava direktan prenos plastificirane smeše pomoću sekundarnog ekstrudera do dvostrukog pužnog ekstrudera, bez upotrebe dodatnih uređaja i aktuatora, koji bi komplicirali izgradnju i povećali cenu uređaja.

[0022] Preferirano, sekundarni ekstruder ima izlazni kraj koji komunicira sa centralnim ulaznim otvorom u unutrašnjoj komori dvostrukog pužnog ekstrudera.

[0023] To omogućava uravnoteženi dovod smeše putem ulaznog otvora postavljenog duž srednje uzdužne ose dvostrukog pužnog ekstrudera.

[0024] Poželjno, dvostruki pužni ekstruder i sekundarni ekstruder svaki imaju svoja sopstvena pogonska sredstva.

[0025] U jednoj varijanti se koristi zajedničko obrtno pogonsko sredstvo za oba ekstrudera, jer je ekonomičnije. Međutim, preferiraju se nezavisna pogonska sredstva za svaki ekstruder kako bi se radni parametri mogli nezavisno podesiti.

[0026] Preferirano, osa rotacije puža sekundarnog ekstrudera je poprečna na osu rotacije puževa dvostrukog pužnog ekstrudera.

[0027] Takav raspored ekstrudera sa osama pod pravim uglom omogućava kompaktnu jedinicu koja štedi prostor. Tako se više staza uređaja za profiliranje može postaviti paralelno sa takvim rasporedima ekstrudera.

[0028] Poželjno, uređaj obuhvata upravljačku jedinicu predviđenu za podešavanje rotacione brzine puževa pomenutih dvostrukih pužnih ekstrudera zavisno od dimenzija koekstrudiranog profila.

[0029] Dvostruki pužni ekstruder ima poznat intrinzički protok koji je proporcionalan njegovoj brzini rotacije. Upravljačka jedinica omogućava prilagođavanje dimenzijama koekstrudiranog profila. U jednoj varijanti, senzor težine povezan sa upravljačkom jedinicom kontinuirano meri težinu koekstrudiranog profila, što omogućava fino podešavanje metričke težine profila.

[0030] Preferirano, pomenuta upravljačka jedinica podešava brzinu rotacije puževa navedenih dvostrukih pužnih ekstrudera da bi se prilagodili radnim uslovima priključene linije za montažu.

[0031] Uređaj prema ovom pronalasku je posebno preferiran u slučaju pripreme koekstrudiranog profila koji je integrisan u sklop. U ovom slučaju, brzina pomeranja proizvoda je promenljiva, jer ona zavisi od brzine rada linije za montažu i rad treba da se prebacuje između faza u kojima postrojenje radi i faza u kojima ono miruje.

[0032] Ciljevi ovog pronalaska su takođe postignuti postupkom proizvodnje koekstrudiranog profila P za pneumatike napravljene od smeša kaučuka različitog sastava ekstruzijom putem alata za profiliranje iz dva kanala za protok smeše, naznačen time, što obuhvata korak snabdevanja pomenutih kanala preko volumetrijskih dvostrukih pužnih ekstrudera suprotnih smerova obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima.

[0033] Poželjno, postupak prema ovom pronalasku obuhvata korak podešavanja brzine rotacije puževa dvostrukog pužnog ekstrudera zavisno od dimenzija koekstrudiranog profila P.

[0034] Poželjno, protok koji proizvede svaki dvostruki pužni ekstruder veći je od 20 kg/min i njegova brzina je manja od ili jednaka 40 o/min. To omogućava dobru produktivnost pri maloj brzine rotacije, uz izbegavanje zagrevanja smeše.

[0035] Sledeći opis zasnovan je na slikama 1 do 6 gde:

Sl. 1 šematski ilustruje uređaj za ekstruziju u skladu sa primerom izvođenja ovog pronalaska; - slika 2 predstavlja presek sa ravni koja prolazi kroz uzdužnu osu X-X' sekundarnog ekstrudera (40);

- slike 3a i 3b ilustruju, putem prikaza u preseku, primere izvođenja puževa kojima su opremljeni dvostruki pužni ekstruderi uređaja prema ovom pronalasku;

- slika 4 je prikaz preseka sa ravni koja obuhvata uzdužne ose puževa dvostrukih pužnih ekstrudera;

- slika 5 je uvećani prikaz u razmeri dela uređaja sa slike 1;

- slika 6 je šematski prikaz u preseku uređaja za profiliranje snabdevanog ekstruderima u skladu sa stanjem tehnike.

[0036] Uređaj za ekstruziju prikazan na slici 1 sadrži prvi sekundarni ekstruder 40 i drugi sekundarni ekstruder 50 koji su ekstruderi koji sadrže Arhimedov puž. Ovi ekstruderi su opremljeni na po jednom ulaznom kraju 42, odnosno 52 levkom za ulivanje 41, u koji se sipa smeša od sirovog kaučuka A i B, pri čemu dve smeše imaju različite sastave. Svaki sekundarni ekstruder 40, 50 sadrži puž 45, 55 koji rotira oko svoje uzdužne ose X-X', Y-Y', pogonjen reduktorskim motorom 44,54 omotača poprečnog preseka 46, 56. Svaka smeša kaučuka A, B se meša, stavlja pod pritisak i temperaturu i homogenizuje pre dolaska na izlazni kraj 43, 53 ekstrudera.

[0037] Uređaj za ekstruziju takođe uključuje uređaj za profiliranje 30 koji ima ekstruzijski otvoru 31, čiji poprečni presek daje geometrijski oblik ekstrudiranom profilu. Uređaj za profiliranje obuhvata gornji luk 36 i donji luk 37 razgraničavajući srednjim nosačem 38 dva kanala za protoka 34, 35 za svaku od smeša A i B iz ekstrudera 40 i ekstrudera 50. Kanali 34 i 35 ulivaju se u isti ekstruzijski otvor 31 kroz koji se transportuju dve smeše A i B.

Ekstruzijski otvor 31 razgraničen je zidovima uređaja za profiliranje 30 i omogućava da se celini koja se sastoji od koekstrudiranih smeša, da željeni profil.

[0038] Pod gumom, kaučukom ili elastomerom, podrazumeva se bilo koji tip elastomera, dijenskog ili ne-dijenskog, na primer termoplastičnog, ili smeša elastomera: prirodnog kaučuka i sintetičkog kaučuka, ojačanih materijala za ispunu: čađi i silicijum dioksida, plastifikatora: ulja, smole i drugi hemijski elementi poput sumpora na primer.

[0039] Uređaj za ekstruziju iz ovog pronalaska ima za cilj da postigne koekstrudirani profil na bazi različitih smeša. Takve različite smeše elastomera su na primer, smeše elastomera ili gume koje se koriste za proizvodnju jedne jedinice kontaktne površine pneumatika ka na primer: prvi materijal od 100% prirodnog kaučuka za proizvodnju podloge sa jednim, a zatim drugim materijalom za proizvodnju kontaktne površine od 100% sintetičkog kaučuka. Može se dodati treći ili čak četvrti materijal da bi se dobile bočne stranice bokovi sastavljeni od smeše prirodnog/sintetičkog kaučuka (20% do 80% prirodnog kaučuka).

[0040] Prema ovom pronalasku, uređaj za ekstruziju obuhvata dvostruke pužne ekstrudere 10, 20 ili pumpe sa dva puža, koje se u daljem tekstu nazivaju dvostrukim pužnim ekstruderima, raspoređenim između sekundarnih ekstrudera 40, 50 i uređaja za profiliranje 30. Dvostruki pužni ekstruderi imaju suprotne smerove obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima i raspoređeni su tako da se svaki direktno uliva u kanal za protok 34, to jest 35, uređaja za profiliranje 30. Svaki dvostruki pužni ekstruder 10, 20 snabdeva se putem sekundarnog ekstrudera 40, 50, pri čemu je izlazni kraj 46, 56 ovog poslednjeg u komunikaciji sa ulaznim otvorom u unutrašnjoj komori dvostrukog pužnog ekstrudera.

Ekstruder 10 obuhvata dva puža 11,12 koji oba rotiraju oko uzdužne ose paralelne sa osom kanala ua protok 34. Ekstruder 20 obuhvata dva puža 21,22 koji oba rotiraju oko uzdužne ose paralelne sa osom kanala za protok 35.

[0041] Dvostruki pužni ekstruder ima veliku kompaktnost za dati protok na datoj temperaturi. Stoga dvostruki pužni ekstruder koji se koristi u uređaju prema ovom pronalasku ima prečnik d za svaki vijak 11,12 ili 21,22 od 100 mm, udeo negativnog profila (pod tim podrazumevamo odnos između prečnika dela centralnog dela i spoljnjeg prečnika puža) od blizu 50%, odnos dužine i prečnika L/d jednak 4, korak jednak 100 mm, za protok od oko 22 kg/min i brzinu od oko 40 o/min.

[0042] To nije slučaj sa ekstruderom sa zupčastom pumpom iz stanja tehnike. Da bi se bolje istakla ova razlika, na slici 6 je prikazan uređaj za koekstruziju koji koristi zupčaste pumpe iz stanja tehnike. Kada se uporedi rešenje prema ovom pronalasku, kao što je prikazano na slici 4 sa uređajem sa zupčastom pumpom iz stanja tehnike (slika 6), primećuje se da bi zupčasta pumpa koju napaja ekstruder e1, e2 za ekvivalentni potrebni prostor "h" (pod tim se podrazumeva visina poprečnog preseka ulaza u kanalima za protok u koje se ulivaju obe smeše u smeru ekstruzije), trebalo da ima zupčanike p1, p2, p3, p4 prečnika 50 mm, širine 175 mm i maksimalni udeo negativnog profila od 20%. Visoka brzina rotacije od 80 o/min (tj. tangencijalna brzina od 210 mm/s u slučaju dvostrukog pužnog ekstrudera) dala bi samo 11 kg/min. Prosečno smicanje bilo bi 4 puta veće, a u praksi bi vrednosti protoka trebalo ograničiti na 5 kg/min, da bi se ograničilo zagrevanje koje prouzrokuje degradiranje ili čak vulkanizaciju sirove elastomerne smeše. Pored toga, zupčasta pumpa uključuje i bočna curenja ili zaptivanje na ivicama zupčanika koji su teško dostupni uzimajući u obzir radne pritiske. Ovaj problem je rešen u slučaju dvostrukog pužnog ekstrudera, jer je samo komora na strani ulaza zaptivena prema spolja (na strani reduktorskog motora).

[0043] Posebno, u primeru prikazanom na slikama, dvostruki pužni ekstruder ili pumpa 10 obuhvata dva puža 11, 12 paralelnih osa A-A' i B-B' koje su, u opisanom primeru, okomite na osu X-X' sekundarnog ekstrudera 40. Puževi 11, 12 su raspoređeni jedan pored drugog u kućištu koje ima unutrašnju komoru 14 koja ima presek u obliku osmice (slika 2). Puževi 11, 12 oba imaju navoj uglavnom pravougaonog poprečnog preseka konstantnog na dužini puža, i oni su raspoređeni tako da se sprežu, pri čemu su profili oba puža 11, 12 konjugovani i čine, zajedno sa komorom 14, sredstvo za transport smeše kaučuka konstantnim protokom između dovodnog ulaza iz ekstrudera 40 i njihovog izlaza putem kanala za protok 34. Profili puževa 11 i 12 stoga imaju vrlo mali zazor u srednjem delu ekstrudera 10, tj. u području blizu uzdužne ose koja prolazi na sredini između osa A-A' i B-B', tako da su oba puža u ovom području praktično nepropusna za smešu, dok formiraju komore u obliku slova C sa obodom komore 14.

[0044] Smeša kaučuka stiže putem centralnog ulaznog otvora 16 iz sekundarnog ekstrudera 40. Puževi 11, 12 rotiraju oko svojih osa A-A' i B-B' u suprotnom smeru pogonjeni reduktorskim motorom 15 sa dva izlazna vratila koja se nalaze u produžetku osa A-A' i B-B' da bi transportovali smešu kaučuka do izlaza ekstrudera 10 preko kojeg ona dospeva u kanal 34.

[0045] Slično kao i prethodni, dvostruki pužni ekstruder ili pumpa 20 obuhvata dva puža 21, 22 paralelnih osa C-C' i D-D' koje su, u opisanom primeru, okomito na osu Y-Y' sekundarnog ekstrudera 50. Puževi 21, 22 su raspoređeni jedan pored drugog u kućištu koje ima unutrašnju

1

komoru 24 koja ima presek u obliku osmice. Puževi 21, 22, oba imaju navoj uglavnom pravougaonog poprečnog preseka konstantnog na dužini puža, i oni su raspoređeni tako da se sprežu, pri čemu su profili oba puža 21, 22 konjugovani i čine, zajedno sa komorom 14, sredstvo za transport smeše kaučuka konstantnim protokom između dovodnog ulaza iz ekstrudera 50 i njihovog izlaza putem kanala za protok 35. Profili puževa 21 i 22 stoga imaju vrlo mali zazor u srednjem delu ekstrudera 20, tj. u području blizu uzdužne ose koja prolazi na sredini između osa C-C' i D-D', tako da su oba puža u ovom području praktično nepropusna za smešu, dok formiraju komore u obliku slova C sa obodom komore 24. Smeša kaučuka stiže putem centralnog ulaznog otvora 26 iz sekundarnog ekstrudera 50. Puževi 21, 22 rotiraju oko svojih osa C-C' i D-D' u suprotnom smeru pogonjeni reduktorskim motorom 25 sa dva izlazna vratila koja se nalaze u produžetku osa C-C' i D-D' da bi transportovali smešu kaučuka do izlaza ekstrudera 20 preko kojeg ona dospeva u kanal 35.

[0046] Profil i dimenzije komore 14, odnosno 24, su predviđeni tako da odgovaraju puževima 11 i 12, odnosno 21 i 22. Posebno, postoji mali zazor između oboda navoja puža i komore, pri čemu ovaj radijalni zazor iznosi od 0,05 do 0,2 mm.

[0047] U primeru ilustrovanom na slikama, puževi 11, 12, 22, 22, su identični i imaju po dva spiralna navoja trapezoidnog poprečnog preseka i konstantan korak navoja p na dužini puža, i raspoređeni su tako da se sprežu, pri čemu su profili dva puža 11, 12 i 21, 22, konjugovani. Širina udubljenja između dve bočne stranice navoja jednaka je širini bočne stranice tako da bočna stranica može da stane u udubljenje puža na suprotnoj strani. Na primer, zazor između dve susedne bočne stranice puža 11 i 12 iznosi oko 0,3 mm.

[0048] Komore u obliku slova C formirane unutar komore 14, odnosno 24, razgraničene prema spolja zidovima komore 14, odnosno 24 i bočno navojima puževa 11 i 12, odnosno 21 i 22. U zoni kojoj se navoji susednih puževa 11 i 12, odnosno 21 i 22, međusobno sprežu, komore u obliku slova C su razdvojene efektom zaptivanja.

[0049] U jednoj varijanti, navoji puževa 11, 12 i 21, 22 imaju promenljiv korak, pri čemu korak u području uvlačenja, koje komunicira sa ekstruderima 40, 50, ima najmanju vrednost.

[0050] Transport svake smeše elastomera do mlaznice za ekstruziju ili uređaja za profiliranje 30, koji obavljaju dvostruki pužni ekstruderi 10, 20 vrši se konstantnim protokom kroz kanale za protok 34, 35.

[0051] Pritisak kojim se smeša dovodi iz jednog od ekstrudera 40, 50 je veći od atmosferskog pritiska i izabran je tako da bi bio dovoljan da bi se prevazišao gubitak pritiska kroz mlaznicu ekstruziju ili uređaj za profiliranje 30.

[0052] U jednoj varijanti, pritisak napajanja na izlazu jednog ili drugog ekstrudera 40, 50 je dovoljno visok, na primer oko 200 bara, se izabere tako da bi se prevazišao gubitak pritiska koji smeša pretrpi prilikom prolaska kroz kanale za protok 34, 35 i mlaznicu za ekstruziju, i dvostruki pužni ekstrudera ili dvostruka pužna pumpa 10, odnosno 20 ga uglavnom održavaju konstantnim.

[0053] U jednoj drugoj varijanti, pritisak napajanja na izlazu jednog ili drugog ekstrudera 40, 50 je niži, na primer oko 2 bara i pritisak na izlazu dvostrukog pužnog ekstrudera ili pumpe 10, odnosno 20, povećava se njome na oko 200 bara.

[0054] U još jednoj varijanti, pritisak napajanja je visok i njegova vrednost na izlazu dodatno se povećava putem dvostrukog pužnog ekstrudera ili pumpe.

[0055] Slike 3a i 3b ilustruju dva poželjna načina izvođenja navoja puževa dvostrukih pužnih ekstrudera 10, 20. Navoji puževa 11, 12 sa slike 3a imaju uglavnom trapezni oblik sa bočnim stranicama 11a, 12a konkavnog oblika. Navoji puževa 11, 12 sa slike 3b imaju uglavnom trapezni oblik sa bočnim stranicama 11b, 12b konveksnog oblika. Ovi navoji osiguravaju bolje zaptivanje komora u obliku slova C i samim tim bolji učinak dvostrukog pužnog ekstrudera.

[0056] Puževi 11, 12 i 21, 22 dvostrukih pužnih ekstrudera 10 i 20 su tipa jednog navoja ili, u jednoj varijanti mogu imati nekoliko navoja. Navoji poželjno imaju konstantan korak. U jednoj varijanti, na primer kada želite da povećate pritisak, korak može biti promenljiv.

[0057] Kao što je bolje vidljivo na slici 2, prvi sekundarni ekstruder 40 i prvi dvostruki pužni ekstruder 10 raspoređeni su u zajedničkom kućištu 40'. Kao rezultat toga, sekundarni ekstruder 40 radi i vrši pritisak na prvu smešu A, a zatim je direktno transportuje u dvostruki pužni ekstruder 10 preko centralnog otvora 16. Isto je i kod sekundarnog ekstrudera 50 i drugog dvostrukog pužnog ekstrudera 20 koji su raspoređeni u zajedničkom kućištu 50', pri čemu se smeša pod pritiskom transportuje od prvog do drugog preko centralnog otvora 26.

[0058] Dva dvostruka pužna ekstrudera 10 i 20 raspoređena su paralelno jedan pored drugog (podrazumeva se da su na istoj strani, gledano u odnosu na vertikalnu ravan koja prolazi kroz izlazni otvor 31) tako da se opet spajaju u uređaju za profiliranje 30. Uzdužna osa A-A' (odnosno B-B') dvostrukog pužnog ekstrudera 10 pravi oštar ugao sa osom C-C' (odnosno D-D') dvostrukog pužnog ekstrudera 20. Koekstrudirani profil P dobija se koekstruzijom tako što se dva odvojena toka smeše, prvi iz volumetrijskog dvostrukog pužnog ekstrudera preko kanala za protok 34, a drugi iz volumetrijskog dvostrukog pužnog ekstrudera putem kanala za protok 35, vode kroz uređaj za profiliranje 30 koji radi u smeru strelice F i pritom ga vuče motorizovani valjak (nije prikazan). U jednoj varijanti, uređaj za profiliranje radi zajedno sa obrtnim valjkom (nije prikazan) na kojem leži koekstrudirani proizvod P.

[0059] Uređaj takođe obuhvata upravljačku jedinicu koja je sposobna da podesi brzinu rotacije puževa 11,12 i puževa 21, 22 dvostrukih pužnih ekstrudera 10 i 20 u zavisnosti od dimenzija koekstrudiranog profila P. Dimenzije koekstrudiranog profila P, posebno širina i debljina, zadate su i mere se senzorom 70, na primer optičkim senzorom. Senzor 70 je povezan sa upravljačkom jedinicom 60 do koje prenosi merni signal kako bi se omogućilo podešavanje dimenzija uređaja za profiliranje na početku rada. Kada se podešavanje sprovede, senzor 70 proverava dimenzije koekstrudiranog profila i da li odgovaraju zadatim dimenzijama. U jednoj varijanti, senzor težine meri težinu koekstrudiranog profila P i još finije podešava tolerancije koekstrudiranog proizvoda.

[0060] Upravljačka jedinica 60 u zavisnosti od željenih dimenzija koekstrudiranog profila ili u zavisnosti od režima rada (promenljiva brzina, uslovi uključivanja i isključivanja) aktivira reduktorske motore 15 i 25.

[0061] Dvostruki pužni ekstruderi 10 i 20 transportuju smešu kroz periferne komore oblika

1

slova C kako bi se materijal sadržan u komorama po jednom obrtaju pomakao napred za vrednost koraka navoja. Kao rezultat, podešavanje brzine rotacije puža svakog dvostrukog pužnog ekstrudera 10, 20 direktno je proporcionalno varijaciji njegovog protoka. To omogućava upravljačkoj jedinici 60 da podesi protok svakog ekstrudera u zavisnosti od dimenzija koekstrudiranog proizvoda i istovremeno ga konstantno održava u radu.

[0062] Upravljačka jedinica 60 je takođe povezana sa reduktorskim motorima 44 i 54 sekundarnih ekstrudera 40 i 50 i podešena je da kontroliše brzinu rotacije puževa 42 ili 52. Ova regulacija se pravi sinhrono sa regulacijom reduktorskih motora 15, 25, na osnovu eksperimentalno prethodno utvrđenih odnosa. U jednoj varijanti, brzina rotacije puževa sekundarnih ekstrudera zasniva se na podacima primljenim od senzora pritiska koji se nalaze u luku svakog sekundarnog ekstrudera.

[0063] Upravljačka jedinica 60 može se takođe povezati putem sredstava za izvlačenje koekstrudirane trake profila P da bi se podesila brzina.

[0064] Ostale varijante i oblici izvođenja ovog pronalaska mogu se razmotriti bez odstupanja od obima ovih zahteva.

[0065] Stoga se dvostruki pužni ekstruder može direktno snabdevati smešom kaučuka. Zbog toga su puževi modifikovani tako da imaju ulazni i dovodni deo koji obezbeđuje transport i rad smeše pre dolaska u komore za doziranje u obliku slova C.

[0066] Uređaj prema ovom pronalasku može da sadrži više dvostrukih pužnih ekstrudera raspoređenih paralelno za proizvodnju koekstrudiranog profilisanog proizvoda na bazi više nevulkanizovanih smeša različitog sastava.

[0067] U jednoj varijanti, uređaj za profiliranje sadrži jedan ili više protočnih kanala koje direktno snabdeva jedan ekstruder sa samo jednim pužem i druge kanale koji se snabdevaju preko (dva ili više) volumetrijskih dvostrukih pužnih ekstrudera prema ovom pronalasku.

Claims (11)

Patentni zahtevi

1. Uređaj za ekstruziju predviđen za proizvodnju koekstrudiranog profila P za pneumatike napravljene na bazi smeša kaučuka različitog sastava, koji obuhvata uređaj za profiliranje (30) koji na izlazu ima najmanje dva protočna kanala (34,35) za smeše kaučuka različitog sastava, naznačen time, što pomenuti kanali preuzimaju smeše koje dolaze iz volumetrijskih dvostrukih pužnih ekstrudera (10,20) suprotnih smerova obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima.

2. Uređaj prema zahtevu 1, naznačen time, što se svaki dvostruki pužni ekstruder (10,20) snabdeva preko sekundarnog ekstrudera (40,50) sa samo jednim pužem.

3. Uređaj prema zahtevu 2, naznačen time, što su dvostruki pužni ekstruder (10,20) i sekundarni ekstruder (40,50) raspoređeni u zajedničkom kućištu (40' ,50').

4. Uređaj prema zahtevu 3, naznačen time, što sekundarni ekstruder (40,50) ima izlazni kraj (43,53) koji komunicira sa centralnim ulaznim otvorom (16,26) u unutrašnjoj komori (14,24) dvostrukog pužnog ekstrudera (10,20).

5. Uređaj prema jednom od zahteva 2 do 4, naznačen time, što dvostruki pužni ekstruder (10,20) i sekundarni ekstruder (40, 50) imaju sopstvene pogone.

6. Uređaj prema jednom od zahteva 2 do 5, naznačen time, što je osa rotacije (X-X' ; Y-Y') puža sekundarnog ekstrudera (40,50) poprečna na osu rotacije (A-A',B-B' ; C-C',D-D') puževa dvostrukog pužnog ekstrudera (10, 20).

7. Uređaj prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time, što obuhvata upravljačku jedinicu (60) predviđenu za podešavanje brzine obrtanja puževa pomenutih dvostrukih pužnih ekstrudera (10,20) u zavisnosti od dimenzija koekstrudiranog profila.

8. Uređaj prema zahtevu 7, naznačen time, što pomenuta upravljačka jedinica (60) podešava brzinu obrtanja puževa pomenutih dvostrukih pužnih ekstrudera (10,20) da bi ih prilagodio uslovima rada priključene linije za montažu.

9. Postupak proizvodnje koekstrudiranog profila P za pneumatike napravljene na bazi smeša kaučuka različitih sastava putem ekstruzije tako što se provedu kroz alat za profiliranje (30) dolazeći iz dva protočna kanala (34,35) smeše, naznačen time, što obuhvata korak snabdevanja pomenutih kanala ostvareno pomoću volumetrijskih dvostrukih pužnih ekstrudera (10,20) suprotnih smerova obrtanja sa spregnutim navojima i konjugiranim profilima.

10. Postupak prema zahtevu 9, naznačen time, što obuhvata korak regulacije brzine obrtanja puževa dvostrukog pužnog ekstrudera (10,20) u funkciji dimenzija koekstrudiranog profila P.

11. Postupak prema jednom od zahteva 9 ili 10, naznačen time, što je protok koji obezbeđuje svaki dvostruki pužni ekstruder (10, 20) veći od 20 kg/min pri brzini koja je manja ili jednaka 40 o/min.

1