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Extrudeuse pour la plastification et l'homogénéisation de matières plastiques.
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La présente invention se rapporte à une extrudeuse à
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vis pour la plastitîcatîon et l'hoaogénéiftation de Batièrea plastiques, extrudeuse ayant une faible longueur, protégeant dans une large mesure la masse plastique contre le* détério- rations thermiques et assurant, malgré cela, une bonne homo- généisation.
On connaît des extrudeuses de formée les plue diverses.
C'est ainsi par exemple qu'il existe des extrudeuses, dont les vis à filetage à gauche ou à droite sont à noyau ou à pos croissant, ce qui donne lieu à une compression de la' masse dans la zone d'éjection. D'autres via sont à deux ou plusieurs filets, et les différents filets se combinent en un seul ou le nombre de fileta augmente en direction de la zone déjection. On emploie généralement des via cylindriques, coniques, cylindriques-paraboliques et à filet interrompu.
Pour obtenir, une bonne homogénéisation de la masse, on cons- truit en outre des extrudeuses présentant des dispositifs de malaxage. Ces dispositifs de malaxage, constitués par des chevilles disposées sur la périphérie de la via, ou par d'autres éléments de refoulement, engrènent, en raison de la rotation de la vis, avec des éléments identiques ou similaires fixés au cylindre d'enveloppe de la vis. Dans certaines ma- chines, les vis exécutent non seulement un mouvement radial, mais également un mouvement axial.
On connaît encore des extrudeuses, dans lesquelles le cylindre présente non une forure lisse mais, aux fins d'augmenter la surface de trans- fert thermique et pour améliorer le malaxage de la masse, des rainures disposées radialement ou en hélice, la vis présentant d'autre part un filetage. D'autres extrudeuses contiennent non pas une seule, mais plusieurs vis dans un
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cylindre. Ces vis tournent en partie dans le même sens, en partie en sens opposé, les filetages des vis engrenant l'un avec l'autre ou venant simplement en contact à leur périphé- rie. Les vis peuvent être disposées tant parallèlement, qu'avec un certain angle les unes par rapport aux autres.
Grâce à ces exécutions plus ou moins coûteuses les matières plastiques à traiter doivent être plastifiées, homogénéisées, comprimées et en partie aussi dégagées. Tou- tefois, comme la viscosité à chaud des différentes matières plastiques est très variable, il peut arriver, avec les extrudeuses ci-dessus décrites, qu'elles ne peuvent être uti- lisées que pour quelques-unes et non pour toutes les matières thermoplastiques de telle sorte qu'évidemment le débit sera très variable.
En raison du mauvais transfert thermique entre la paroi du cylindre et la matière plastique, et des phénol mènes. impossibles à contrôler dans les pas de vis, les extru- deuses connues sont équipées de vis ayant une longueur pouvant atteindre jnsqu'à 30 fois leur diamètre et plus, de sorte que la matière, en raison de son long séjour dans les extru- deuses, a une tendance à subit des détériorations thermiques.
La présente invention a pour objectif d'éliminer dans une large mesure ces inconvénients, d'utiliser de la manière la plus parfaite l'énergie dépensée, d'économiser l'acier fin coûteux nécessaire pour la vis et d'éviter des pertes de matière plastique par suite de surchauffe. L'invention vise à mettre au point une extrudeuse à vis, permettant, tout en ayant une longueur de construction aussi réduite que possible, de traiter les matériaux les plus divers sans surcharger ther- miquement la masse.
Suivant l'invention, ce résultat est atteint grâce au
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fait qu'une vis à un ou plusieurs filets, tournant dans un cylindre présente, de la zone d'alimentation vers la zone d'éjection, par suite de l'augmentation du diamètre du noyau, des filets dont la profondeur diminue progressivement; la partie filetée de la vis est suivie d'une partie lisse ou présentant des rainures disposées axialement; ensuite, par suite de la diminution du diamètre du noyau, on trouve de nouveau un filet dont la profondeur augmente progressivement jusqu'à une valeur finale constante.
Le cylindre d'enveloppe, de manière inversement proportionnelle à la vis, présente une paroi intérieure lisse dans la zone de la vis ou le filet a une profondeur constants; ansuite, dans la zone de la vis ou la profondeur du filet diminue progressivement, le cylin- dre présente un filetage intérieur opposé à celui de la vis, filetage dont la profondeur de filet augmente progressivement pour diminuer ensuite et pour disparaître dans la zone où le filetage de la vis atteint sa profondeur finale constante; après quoi, la paroi intérieure du cylindre est de nouveau lisse.
L'invention sera maintenant décrite plus en détail avec référence au dessin représentant une forme de réalisation.
La figure est une vue en coupe partielle de l'extrudeuse à vis.
Une vis 2 tournant dans un cylindre 1 présente, dans une zone où la paroi intérieure 5 du cylindre est lisse, un file- tage 3 à profondeur de filet constante; lorsque la vis 2 tourne dans le sens adéquat, la matière est attirée à l'intérieur du cylindre 2 et est transportée en direction de la zone d'éjec- tion. Ensuite, par suite de l'augmentation du diamètre du noyau de la vise le diamètre total de la vis restant constant,
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la profondeur du filet diminue progressivement jusqu'à la dis- parition complète du filet. La masse est ainsi chassée dans le filetage 6 à sens opposé prévu à l'intérieur du cylindre, file- tage qui commence dans ce secteur.
Lors du passage des filets de vis 3 vers les filets de cylindre 6, la masse entre en con- tact aveo la paroi chaude du cylindre, de telle sorte qu'elle est réchauffée directement.
Pour cette raison, il n'est pas nécessaire d.e prévoir, entre la paroi du cylindre et la masse, un gradient de tempé- rature aussi grand que dans les installations de plastification traditionnelles.
Dans la zone ou le filetage du cylindre a sa profondeur de filet maximale, la vis ne présente pas de filets de trans- port de matière. La rotation de la vis a uniquement pour conséquence que la masse thermoplastique fondue reste en mouve- ment, tandis que le filetage 6 du cylindre détermine le sens d'écoulement. Lorsque la masse fendue passe du filet 6 du cy- lindre sur le filet 3 de la vis, en conséquence de la diminu- tion de la profondeur du filet 6 et de l'augmentation de la profondeur du filet 3, elle est bien malaxée et homogénéisée, par suite du transfert d'entraînement.
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Extruder for the plasticization and homogenization of plastics.
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The present invention relates to an extruder
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screw for the plasticization and the hoaogenation of plastic building, extruder having a short length, protecting to a large extent the plastic mass against thermal deterioration and ensuring, despite this, a good homogenization.
The most diverse shaped extruders are known.
Thus, for example, there are extruders, of which the left- or right-hand thread screws are cored or crescent-shaped, which results in compression of the mass in the ejection zone. Others have two or more fillets, and the different fillets combine into one or the number of fileta increases towards the dewatering area. Cylindrical, conical, cylindrical-parabolic and interrupted thread vias are generally used.
In order to obtain good homogenization of the mass, extruders are also constructed which have mixing devices. These mixing devices, consisting of pins arranged on the periphery of the via, or of other delivery elements, mesh, due to the rotation of the screw, with identical or similar elements fixed to the casing cylinder. the opinion. In some machines, the screws perform not only radial movement, but also axial movement.
Extruders are also known in which the cylinder does not have a smooth bore but, for the purpose of increasing the thermal transfer surface and to improve the mixing of the mass, grooves arranged radially or in a helix, the screw having 'on the other hand a thread. Other extruders contain not just one, but several screws in one
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cylinder. These screws turn partly in the same direction, partly in the opposite direction, the threads of the screws meshing with each other or simply coming into contact at their periphery. The screws can be arranged both in parallel and at an angle to each other.
Thanks to these more or less expensive executions, the plastics to be treated must be plasticized, homogenized, compressed and partly also released. However, since the hot viscosity of different plastics is very variable, it may happen with the extruders described above that they can only be used for a few and not for all thermoplastics. so that obviously the flow will be very variable.
Due to the poor heat transfer between the cylinder wall and the plastic, and phenol men. impossible to control in the threads, the known extruders are equipped with screws having a length that can reach up to 30 times their diameter and more, so that the material, due to its long stay in the extruders , has a tendency to undergo thermal deterioration.
The object of the present invention is to eliminate these drawbacks to a large extent, to use the energy expended in the most perfect way, to save the expensive fine steel required for the screw and to avoid material losses. plastic from overheating. The invention aims to develop a screw extruder which, while having as short a construction length as possible, enables the most diverse materials to be processed without thermally overloading the mass.
According to the invention, this result is achieved thanks to the
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causes that a screw with one or more threads, rotating in a cylinder, presents, as a result of the increase in the diameter of the core, from the feed zone to the ejection zone, threads whose depth gradually decreases; the threaded part of the screw is followed by a smooth part or one having grooves arranged axially; then, as a result of the decrease in the diameter of the core, there is again a thread whose depth gradually increases to a constant final value.
The casing cylinder, inversely proportional to the screw, has a smooth inner wall in the area of the screw where the thread has a constant depth; Then, in the area of the screw where the depth of the thread progressively decreases, the cylinder has an internal thread opposite to that of the screw, the thread of which the thread depth increases progressively, then decreases and disappears in the area where the screw thread reaches its constant final depth; after which, the inner wall of the cylinder is smooth again.
The invention will now be described in more detail with reference to the drawing showing one embodiment.
The figure is a partial sectional view of the screw extruder.
A screw 2 rotating in a cylinder 1 has, in an area where the inner wall 5 of the cylinder is smooth, a thread 3 at constant thread depth; when the screw 2 turns in the correct direction, the material is drawn into the interior of the cylinder 2 and is transported towards the ejection zone. Then, due to the increase in the diameter of the core of the aim the total diameter of the screw remaining constant,
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the depth of the thread gradually decreases until the thread completely disappears. The mass is thus driven into the thread 6 in the opposite direction provided inside the cylinder, the threading which begins in this sector.
When passing from the screw threads 3 to the cylinder threads 6, the mass comes into contact with the hot wall of the cylinder, so that it is directly heated.
For this reason, it is not necessary to provide, between the wall of the cylinder and the mass, a temperature gradient as large as in traditional plasticizing plants.
In the area where the cylinder thread has its maximum thread depth, the screw does not have material transport threads. The only consequence of the rotation of the screw is that the molten thermoplastic mass remains in motion, while the thread 6 of the cylinder determines the direction of flow. When the slotted mass passes from the thread 6 of the cylinder over the thread 3 of the screw, as a consequence of the decrease in the depth of the thread 6 and the increase in the depth of the thread 3, it is well kneaded and homogenized, as a result of the transfer of entrainment.
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