CH688822A5 - Dispositivo per effettuare il trasferimento allo stato plastico di sostanze con elevato coefficiente di attrito facilitandolo mediante vibrazioni. - Google Patents

Description

  
 



  L'inve nzione riguarda tutti i campi industriali che hanno nei loro cicli produttivi delle fasi che rendono necessario il trasferimento, lungo condotti di convogliamento, di sostanze allo stato plastico che presentano, in quelle condizioni, un elevato coefficiente di attrito radente e/o interno. 



  All'attuale stato della tecnica sono noti alcuni dispositivi che, onde facilitare il suddetto trasferimento di sostanze lungo i suddetti condotti nel loro tratto terminale che precede l'ugello di eiezione, ed attraverso l'ugello medesimo, mettono in vibrazione mediante sonotrodi o dispositivi similari, onde sfruttarne anche l'eventuale comportamento tissotropico, la sostanza che sta venendo convogliata, trasmettendo direttamente ad essa vibrazioni di elevata frequenza. 



  Questo caso è ad esempio illustrato nella domanda di brevetto DE 4 106 645 A1 nel quale la sostanza è ceramica allo stato fluido. 



  I problemi che non vengono risolti da tale tipo di dispositivi sono principalmente i seguenti: in primo luogo, essendo la temperatura della massa di sostanze fuse molto elevata, il sonotrodo risulta rapidamente logorato dall'uso, in quanto i fenomeni di cavitazione della sua  struttura molecolare risultano accentuati ed accelerati. 



  In secondo luogo, nei tratti di condotto più distanti dall'ugello di uscita non si ottiene alcun effetto utile a diminuire la resistenza delle sostanze allo scorrimento lungo il condotto stesso, e l'eventualità di applicare più sonotrodi che penetrano nella sostanza dopo avere attraversato le pareti del condotto implicano delle complicazioni non sopportabili né dal punto di vista tecnologico, né da quello economico. 



  Va fatto rilevare che questo tipo di problema è presente in molti settori merceologici fra loro molto distanti. 



  Ad esempio, nella preparazione delle dosi di burro per il loro confezionamento "in continuo" si ricorre ad un riscaldamento superficiale della massa del burro che scorre entro i condotti onde ridurre il coefficiente d'attrito, ma è chiaro che questo innalzamento di temperatura non giova certo alle qualità organolettiche e microbiologiche del prodotto. 



  Un altro caso in cui l'elevato coefficiente di attrito radente si rivela un ostacolo insormontabile è quello della pressofusione di sostanze plastiche aventi ottime caratteristiche fisiche e meccaniche che ne renderebbero vantaggioso l'impiego nella produzione industriale per grandi quantitativi numerici. 



  Tali sostanze, che andrebbero prima fuse e poi iniettate entro a stampi  di formatura, non possono venire utilizzate in quanto risulta praticamente impossibile, o quanto meno troppo complesso e costoso, il farle scorrere, seppure allo stato plastico successivo alla fusione, lungo i condotti che le convogliano al foro di eiezione che le immetterebbe nello stampo suddetto. 



  L'elenco di tali sostanze è piuttosto lungo, ma come esempi si possono citare il PTFE (politetrafluoetilene) e le masse da stampaggio poliimmidiche (PI). 



  Un altro caso nel quale una diminuzione del coefficiente di attrito radente e/o interno porterebbe ad un notevole risparmio dei costi di produzione e ad un miglioramento della qualità del prodotto è la produzione delle fibre ottiche: oggigiorno, a causa dell'attrito e della alta viscosità interna del vetro fuso, vengono usati treni di trafilazione che esercitano una sensibile trazione sulle singole fibre, con la conseguente diminuzione della omogeneità e della isotropia delle superfici riflettenti risultanti, con elevata dispersione quindi di fotoni e rapide cadute dell'intensità del segnale trasportato. 



  Ai problemi sopraelencati l'inventore del presente trovato ha inteso dare una soluzione ideando un dispositivo atto a porre in vibrazione relativa le sostanze ed i condotti nei quali esse scorrono ed eventualmente vengono fuse praticamente per tutta la lunghezza dei condotti stessi, senza con ciò dover affrontare particolari problemi economici o tecnologici. 



  Più in particolare, l'inventore ha proposto un dispositivo per il trasferimento di sostanze allo stato plastico come descritto nel preambolo della allegata rivendicazione 1, caratterizzato dalla parte caratterizzante della medesima rivendicazione. 



  Verrà ora eseguita una descrizione più dettagliata del dispositivo secondo l'invenzione facendo riferimento ai disegni allegati, che rappresentano: 
 
   - in fig. 1 un esempio di una preferita forma realizzativa del dispositivo comprendente un solo sonotrodo per tutto il percorso seguito dalle sostanze allo stato plastico; 
   - in fig. 2 un'altra forma realizzativa nella quale il dispositivo comprende più sonotrodi disposti "in serie"; 
   - nelle fig. 3 e 4, altre forme realizzative del dispositivo adatte al convogliamento ad esempio del burro. 
 



  In fig. 1 è rappresentato il dispositivo secondo l'invenzione applicato nel caso della lavorazione di sostanze plastiche quali i già accennati PTFE, PI, mediante iniezione in uno stampo 9. 



  Tali sostanze vengono introdotte allo stato granulare o in polvere entro  una tramoggia 2, che le convoglia in un condotto 10 occupato da una coclea 3 che con la sua rotazione provoca l'avanzamento del materiale verso il foro 4 e la successiva iniezione nello stampo 9. 



  Durante il suo percorso lungo il condotto 10, al materiale viene somministrato il calore necessario per la sua fusione, in modo che esso, dopo un predeterminato tratto del detto percorso, risulti allo stato plastico. 



  Il calore può venire fornito al materiale per conduzione attraverso le pareti del condotto 10 dal fluido 8 contenuto entro una camera anulare 7 disposta coassialmente al condotto 10. 



  Poiché, come già detto, le sostanze in questione presentano, allo stato plastico successivo alla fusione, un elevatissimo coefficiente di attrito radente e/o interno, l'effetto di tale attrito sulle pareti del condotto 10 viene notevolmente ridotto mettendo queste ultime in vibrazione ad elevata frequenza. Tali vibrazioni vengono prodotte da un generatore-convertitore 5, terminante con un sonotrodo 6 immerso nel fluido 8 suddetto. 



  Essendo la camera 7 ermeticamente chiusa, ed essendo i fluidi incompressibili, si ottiene di trasmettere le vibrazioni in modo sufficientemente omogeneo a tutta la superficie del condotto 10 che è a contatto diretto con il fluido 8. 



   L'inventore ha anche previsto, per il particolare caso dell'iniezione  per stampaggio, di applicare un ulteriore generatore 5a di vibrazioni, uguale a quello precedentemente descritto, e collegato anch'esso ad una camera 11 ermetica contenente il fluido 8, sullo stampo 9, onde porre anche quest'ultimo in vibrazione, consentendone il perfetto riempimento senza soffiature o altri difetti. 



  In fig. 2 è raffigurato un altro esempio di realizzazione del dispositivo 21 impiegato ancora per lo stesso procedimento di iniezione entro uno stampo 29 e che si differenzia da quello già descritto unicamente per il fatto che più convertitori - generatori di vibrazioni 25, 25a con sonotrodi 26 e con le relative camere 27, 211 contenenti il detto fluido 28 sono applicati "in serie" lungo il condotto 210, in modo da distribuire in modo sufficientemente uniforme le vibrazioni su tutta la lunghezza (maggiore che nel caso precedente) del condotto 210 medesimo. 



  È evidente che per ciascuna particolare applicazione il dispositivo potrà venire realizzato con la forma e la disposizione più opportuna per i vari organi. Analogamente, il fluido 8, 28 potrà anche non venire riscaldato, come nei casi ad esempio della trafilazione del burro o della cera rappresentati nelle fig. 3 e 4, ove un pistone meccanico o un getto di gas inerte compresso spinge le suddette sostanze verso il foro di efflusso 310a, 410a di un condotto 310, 410 intorno al quale è disposta una camera 37, 47 nella quale è inserito un sonotrodo 36, 46 collegato ad un generatore-convertitore 35, 45. 



  Quando, come ad esempio nel caso del vetro fuso, la temperatura da raggiungere sia molto elevata, l'inventore prevede di impiegare come fluido il mercurio. 



   Come è noto, le vibrazioni ad alta frequenza producono fenomeni di cavitazione nel materiale che costituisce un sonotrodo, materiale che solitamente è il titanio, che offre una buona resistenza ai fenomeni suddetti. 



  Onde migliorare ancora le capacità di resistenza alla cavitazione dei sonotrodi facenti parte del dispositivo, l'inventore ha previsto di sottoporli ad un procedimento di impiantazione ionica, utilizzando a tal fine ioni degli elementi più adatti a seconda delle condizioni di impiego di ciascun sonotrodo e del tipo dell'applicazione. 



  È evidente quindi come le realizzazioni raffigurate e descritte siano solamente degli esempi non vincolativi né limitativi nei confronti di dispositivi realizzati in modo diverso ma sempre secondo i concetti espressi nelle allegate rivendicazioni. 

Claims (6)

1. Dispositivo per il trasferimento di sostanze allo stato plastico aventi un determinato coefficiente di attrito radente e/o interno lungo un condotto (10, 210) di convogliamento nel quale, mediante uno o più generatori di vibrazioni, (5, 25) le sostanze ed il condotto (10, 210) vengono poste in vibrazione relativa, onde sfruttare anche l'eventuale comportamento tissotropico delle sostanze medesime, nel quale le dette vibrazioni vengono trasmesse solo al condotto suddetto (10, 210), caratterizzato dal fatto che ciascuno dei detti generatori di vibrazioni trasmette le vibrazioni ad un fluido (8, 28) contenuto entro una o più camere (7, 27) disposte esternamente al detto condotto (10, 210) essendo il fluido (8, 28) suddetto a contatto con il condotto (10, 210) medesimo.

2.

Dispositivo secondo la rivendicazione 1 nel quale le dette camere (7, 27) hanno forma anulare e sono disposte coassialmente intorno al suddetto condotto (10, 210).

3. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 o 2 nel quale il o i generatori di vibrazioni (5, 25) sono dei generatori-convertitori muniti ciascuno di un sonotrodo (6, 26) situato entro la relativa camera (7, 27) contenente il fluido suddetto (8, 28).

4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1, 2 o 3 nel quale il suddetto fluido (8, 28) è mantenuto ad una temperatura prefissata e trasmette il suo calore al condotto suddetto (10, 210).

5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, nel quale il fluido è costituito da mercurio.

6.

Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, nel quale ciascun sonotrodo è trattato con impiantazione ionica onde limitare il fenomeno della cavitazione per vibrazione del materiale che lo costituisce.