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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Int. Cl. 6 : B29C 47/88 12 TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 Número de solicitud europea: Fecha de presentación : Número de publicación de la solicitud: Fecha de publicación de la solicitud: Título: Procedimiento y dispositivo para enfriar un tubo durante su fabricación por extrusión con ayuda de dispersiones sucesivas de un ĺıquido sobre la pared interna. Prioridad: BE Titular/es: Kabelwer Eupen AG Cablerie D Eupen SA Kabelfabrie Eupen NV Malmedyer Strasse 9 B-4700 Eupen, BE 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: Inventor/es: Pelzer, Rudolf 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: Agente: Sugrañes Moliné, Pedro ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para enfriar la pared interna de un tubo de material plástico durante su extrusión. La fabricación moderna de tubos de material plástico por extrusión requiere unas extrusoras de caudal elevado. Sin embargo, para producir tubos de alta calidad en grandes cantidades, es imperativo que los tubos sean enfriados durante su extrusión del modo más intenso y eficaz como sea posible. Ya no es adecuado el enfriamiento clásico por chorro de agua sobre la superficie externa, ya que el enfriamiento está limitado por la longitud del trayecto de enfriamiento. Sin embargo, el calor que debe ser eliminado depende también del espesor de la pared del tubo y de la velocidad de extrusión. Se ha buscado pues una solución basada en un enfriamiento por el interior del conducto. Las propuestas basadas en el empleo de aire o agua a contracorriente o basadas en un enfriamiento indirecto dan resultados poco satisfactorios. El enfriamiento interno por dispersión de agua parece más prometedor. A este efecto, se proyectan pequeñas gotas en forma de neblina sobre la pared interna del conducto. Desde el punto de vistadelatransmisión térmica, la proyección de gotitas representa una buena solución dado que la cantidad de calor necesaria para la vaporización del agua (calor latente) y por consiguiente el calor a eliminar del conducto que debe ser enfriado, es aproximadamente cinco veces superior a la cantidad de calor sensible que se desprende por el agua en un proceso convectivo. Diversas variantes de este tipo de enfriamiento están descritas en las solicitudes de patentes alemanas DE-A 24779, DE-A 3240 y DE-A Según estas variantes, el refrigerante se proyecta en forma de gotitas a través de un dispositivo fijo que comprende un orificio central o varios orificios distribuidos sobre la circunferencia. El dispositivo está dispuesto de forma estacionaria y es fijo con respecto al tubo que se desplaza axialmente. Se ha encontrado que este sistema de enfriamiento tiene inconvenientes e imperfecciones. En efecto, un fenómeno importante que interviene en el enfriamiento de los tubos proviene de la conducción del calor del material constituyente. Ahora bien, el coeficiente de conductibilidad térmico de los materiales plásticos es bajo. Con lo cual el calor que se encuentra en la superficie o cerca de la superficie será eliminado fácilmente, pero el calor que se encuentra a más profundidad dentro del conducto necesitará unintervalo de tiempo para alcanzar la superficie. Una proyección de gotitas tal como propone la técnica anterior sólo permite eliminar el calor de la superficie del tubo. Además, si se pulveriza una película de agua sobre la pared caliente del tubo extruido, una parte del agua es vaporizada pero la mayor parte del agua dispersada fluye desde la pared del conducto hacia abajo y converge en esa zona. Esta agua contribuye sólo en esa zona al enfriamiento interno del conducto. El enfriamento del conducto sigue siendo asimétrico. Por otra parte, se ha observado que las pequeñas gotas de agua dispersadas sobre un conducto de material plástico guardan su forma, dado que la mojabilidad entre el agua y el material plástico es mala, sobre todo cuando se utiliza el polietileno de alta densidad. Este fenómeno frena también la eficacia del enfriamiento por medio de gotitas dispersadas. La presente invención tiene por objeto remediar estos inconvenientes y proponer un procedimiento y un dispositivo que permitan un enfriamiento mejorado de la pared interna de un tubo extruido. Según la invención, este objetivo se consigue dispersando varias veces sucesivas, por intervalos de tiempo dados, un refrigerante sobre la superficie de la pared interna del conducto. Así, se consigue hacer intervenir en el proceso de enfriamiento, el elemento tiempo; el calor en el interior de la pared del tubo tiene tiempo de alcanzar la superficie después de que el calor cerca de la superficie haya sido eliminado. Al dispersar varias veces sucesivas el refrigerante sobre la misma superficie, se superan los inconvenientes que resultan de la técnica anterior. Según un procedimiento y dispositivo ventajosos, se dispersa el refrigerante mediante un dispositivo que se desplaza por el interior del conducto extruido según un movimiento axial de vaivén, incluso un movimiento de oscilación. Según una forma de puesta en práctica preferida, se dispersa el refrigerante según un movimiento de rotación. La invención será descrita con más detalle a continuación con ayuda de un ejemplo de puesta en práctica, con referencia a las figuras anexas que representan: - la figura 1: un corte longitudinal esquemático de un ejemplo de realización de la invención; - la figura 2: un corte según la línea X-X de la figura 1. - la figura 3: un corte esquemático de un inyector de dispersión rotativa. Con referencia a la figura 1, ésta muestra una cabeza de inyección 1 cuyo mandril 2 y soporte 3 presentan un orificio central a través del cual se introduce un tubo de dispersión 4. El orificio central se encuentra así en el interior del tubo extruido. El orificio central comprende una caja de deslizamiento anterior 6 y una caja de deslizamiento posterior 7 que pueden guiar sin fricción el tubo de dispersión 4 durante los movimientos de oscilación de éste. La estanqueidad del orificio central alrededor del tubo 4 no debe ser perfecta, debe impedir únicamente un reflujo del aire propulsor, utilizado para dispersar el refrigerante hacia atrás. De este modo, podrá convenir una empaquetadura de laberinto colocada dentro de la caja de deslizamiento posterior 7. El movimiento de oscilación del tubo de dispersión 4 puede producirse de diferentes maneras. Según el ejemplo, un piston neumático8activoen las dos direcciones, provisto de un vástago 9, se

3 3 ES T3 4 desplaza dentro de un cilindro que comprende en los dos extremos una entrada de aire 11. El vástago 9 del pistón lleva un piñón 12 que gira entre una cremallera fija 13 y una cremallera 14, arrastrada por el piñón 12, pudiendo desplazarse y extendiéndose axialmente en el extremo posterior 1 del tubo 4 y solidaria de éste. La velocidad del pistón será preferiblemente regulable, a fin de que se pueda ajustar el desplazamiento hacia la izquierda (en el dibujo) que causa un desplazamiento del tubo 4 en el interior del tubo extruido en dirección a la evacuación del conducto (fase activa). En efecto, la velocidad de desplazamiento del tubo 4 determina el número de oscilaciones y por consiguiente la eficacia del enfriamiento del conducto. La carrera del pistón 8 en dirección opuesta (hacia la derecha en el dibujo), que causa un desplazamiento del tubo 4 en el interior del tubo extruido en dirección a la cabeza de inyección1 (fase inactiva), puede efectuarse muy rápidamente. La velocidad de desplazamiento del tubo 4 puede ser regulada por diversos medios, una solución simple consiste en equipar las entradas de aire 11 con estrangulamientos dimensionados. Así, se puede regular la velocidad de desplazamiento del tubo durante la fase activa en función del espesor de la pared del tubo extruido, del tipo de material plástico utilizado y del caudal de extrusión. Son estos parámetros los que definen en líneas generales la cantidad de calor a evacuar. La carrera del tubo 4 durante la fase inactiva será preferiblemente tan corta como sea posible. Un ejemplo podrá ilustrar las consideraciones con respecto a la velocidad de desplazamiento del tubo 4: Extrusión de un conducto de polietileno de alta densidad Para un caudal de extrusión de 0 g/h y de untuboconundiámetro exterior de 1 mm y un espesor de pared de 9, mm, la velocidad de extrusión es de 70 mm/min. Si se quiere evacuar con un enfriamiento interno un 0% del calor emitido por la pared de más de 0 C, habráqueevacuar para una temperatura de salida (del tubo) de la extrusora de 0 C y un calor específico del polietileno de alta densidad de 0,6 Kcal/g, 00 Kcal/h aproximadamente. Con un calor de vaporización del agua (a 1 C) de 90 Kcal/g, hará falta una cantidad de agua a evaporar de Kg/h aproximadamente. Partiendo del principio de que cada parte de la superficie de la pared del conducto debe ser rociada veces (por intervalos sucesivos) y que la carrera de oscilación efectiva del tubo 4 es de 70 mm (ref. en el dibujo) y que se regula la velocidad (de la fase activa) del tubo a 700 mm/min, hará falta carreras por minuto (negligiendo sin embargo el tiempo de la carrera retorno - fase inactiva). Volviendo a la figura 1, las referencias 21 y 22 representan respectivamente la entrada del re frigerante, en general agua, y la entrada de aire utilizado como gas propulsor del refrigerante. El tubo 4 incluye sobre su extremo anterior (lado opuesto de la cremallera 14) un inyector, rociador o pulverizador 23. La figura muestra las dos posiciones extremas del tubo durante el enfriamiento (posición completamente adelantada y posición de retroceso). Según una forma ventajosa de puesta en práctica de la invención, el inyector está construido de modoqueproporciona un cono rotativo de gotas dispersas. La ventaja de una rotación de las gotas dispersas resulta del hecho que el refrigerante forma unas gotas finas y extremadamente finas que producen una mojabilidad directa e indirecta de la pared a enfriar. Debido a la fuerza centrífuga, lasfinas gotitasfluyen contra la pared, mientras que las gotitas extremadamente finas forman en el aire propulsor una neblina que afluye axialmente en una larga distancia (principio del ciclón). La dispersión por el inyector y la rotación del cono proporcionan así un doble enfriamiento, un enfriamiento directo por las gotas y un enfriamiento secundario provocado por la neblina. La figura 2 ilustra la circulación del refrigerante dentro del cono 24 de proyección. Con referencia a la figura 3, ésta muestra en detalle un ejemplo de inyector que proporciona un cono rotativo. Comprende en el centro un conducto 32 para el aire propulsor (aire primario) rodeado por un conducto 31 para conducir el refrigerante con el aire secundario, los dos conductos terminan en una parte que tiene forma de tobera 33. El inyector comprende en el extremo de los conductos 31 y 32, justo delante de la tobera 33, unas palas 34 que proporcionan un cono rotativo de gotas dispersas. Los conductos 31 y 32 están conectados a las entradas 21 y 22 (fig. 1) e incluyen para la entrada 21 del refrigerante una bomba de dosificación (no representada) que permite regular la cantidad necesaria de refrigerante. El inyector está concebidodemodoque pueda ser introducido o extraído del mandril sin problema. Es obvio que la invención no se limita al ejemplo descrito. Cualquier sistema de dispersión o de pulverización de un refrigerante en el interior de un tubo extruido que dé lugar a dispersiones sucesivas a fin de que se disperse el refrigerante sobre la pared y en cuanto el refrigerante se ha evaporado,sedispersedenuevorefrigerantesobrela pared, aporta el efecto buscado por la invención. Este objetivo podrá lograrse con cualquier sistema de dispersión de un refrigerante en el interior de un tubo extruido, que pueda desplazarse según un movimiento axial de vaivén. Todos estos sistemas entran en el marco de la invención. Es ventajoso pero no indispensable que el inyector esté equipado con medios que proporcionenunconodedispersión rotativo. Es evidente que el sistema de enfriamiento descrito se combinará preferiblemente con un enfriamiento convencional del conducto extruido. 3

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para enfriar un tubo de material plástico durante su fabricación por extrusión mediante un refrigerante que actúa al menos parcialmente sobre la superficie interna de la pared () del tubo, caracterizado porque se dispersa el refrigerante varias veces seguidas y por intervalos de tiempo determinados. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el refrigerante es agua. 3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el refrigerante se dispersa mediante una tobera o inyector. 4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se proyecta un refrigerante sobre la superficie interna de la pared de un tubo y, en cuanto este refrigerante se ha evaporado al menos parcialmente, se proyecta de nuevo el refrigerante sobre dicha superficie, y así sucesivamente.. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispersa el refrigerante mediante un sistema que se desplaza por el interior del tubo según un movimiento axial de vaivén. 6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se dispersa el refrigerante mediante un inyector que proporciona un cono rotativo de gotitas dispersas. 7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se enfría el tubo, al mismo 1 2 tiempo, con ayuda de un refrigerante que actúa sobre la superficie exterior del conducto. 8. Dispositivo de enfriamiento de un tubo de material plástico durante su fabricación por extrusión, con ayuda de un refrigerante que se dispersa sobre la superficie interna de su pared () mediante un inyector (23), caracterizado porque el inyector está montado sobre un tubo (4) que se desplaza axialmente por el interior del tubo () según un movimiento de vaivén. 9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el inyector (23) está equipado de medios que proporcionan un cono rotativo (24) de gotitas dispersas.. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque el movimiento de vaivén se realiza por medio de un pistón (8) que se desplaza dentro de un cilindro () y activo en las dos direcciones, y que es solidario de un piñón (12) que gira entre una cremallera fija (13) y una cremallera (14), arrastrada por el piñón, solidaria del tubo (4) que lleva el inyector (23). 11. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque la velocidad de la carrera del tubo (4) es regulable. 12. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque la dispersión del refrigerante tiene lugar sustancialmente durante las fases de avance del tubo (4) dentro del tubo () y porque las fases de retroceso de este tubo se realizan rápidamente NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4

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