CS223780B1 - Míchací sekce vícechodých šneků pro zpracování termoplastických hmot a kaučukových směsí - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je míchací sekce vícechodých šneků pro vytlačovací stroje na zpracování termoplastických hmot a kaučukových směsí.

Geometrie šneku, daná především jeho dálkou, hloubkou a tvarem šnekových kanálů, velikostí stoupání a jeho degresí, délkou jednotlivých pásem, tvarem jádra šneku, excentricitou, počtem chodů a podobně, rozhodujícím způsobem ovlivňuje parametry vytlačovacího stroje. U renomovaných výrobců strojů na zpracování termoplastických hmot a kaučukových směsí je optimalizace geometrie šneku výsledkem dlouholetých výzkumů a provozních zkušeností. V současnosti používané konstrukce šrouhovioe výkonných šneků jsou proto velmi komplikované a další možnosti posouvání hranice maximálních výkonů jsou neustále obtížnější.

Následkem vysokého výkonu ovšem setrvává zpracovávaný materiál velmi krátkou dobu ve šnekových kanálech, takže by bez použití míchacích sekcí vycházela z pracovního válce tavenina termoplastické hmoty nebo kaučukové směsi mechanicky a tepelně nežhomogenizovaná, oož má negativní dopad na jakost výrobků zhotovených z vytlačeného materiálu.

Požadavky na současnou vysokou kvalitu a výkon špeku vytlačovacího stroje vyvolaly používání míchacích sekcí, umístěných obvykle za kompresní zónou šneku. Zde je materiál promíchán následkem krátkodobého zvýšeného smykového namáhání a rozrušování laminámího proudu materiálu. Je známo poměrně velmi mnoho konstrukcí míchacích sekcí, které mají různé podíly smykových a míchacích účinků, čemuž je ekvivalentní i množství disipované energie, způsobující zvýšení teploty zpracovávaného materiálu.

Nejčastěji jsou míchací sekce tvořeny protiběžnými závity, kombinovanými s rozličnými přehradními žebry, uspořádanými na šneku buá souběžně s osou šneku, nebo i šikmo, či napříč. Přehradní žebra, nebo protiběžné závity mohou být navíc opatřeny dalšími drážkami, rozdělujícími proudtaveniny termoplastické hmoty nebo kaučukové směsi, nebo mohou vytvářet vůči stěně pracovního válce frikční štěrbiny. Jako míchací sekce mohou sloužit i jednoduchá hladká torpéda na

223 780 koncích šneků, kolíkové míchací sekce, kde jsou kolíky uspořádány buá na jádru šneku, nebo v pracovním válci vytlačovacího stroje, přičemž jsou prameny závitů šneku v příslušných místech míchacích kolíků přerušeny. Posledně jmenovaný typ míchacích sekcí se v posledních letech velmi rozšířil u vytlačovacích strojů na zpracování kaučukových směsí.

Všechny uvedené typy míchacích sekcí působí současně jako škrtící prvek v proudu materiálu a následkem zvýšeného vývinu tepla jsou některé vhodné pouze pro zpracování těsnost abilních materiálů, snášejících zvýšená smyková namáhání. Bariérové typy nejsou například vhodné pro zpracování tepelně nestabilních termoplastických hmot nebo kaučukových směsí.

Pro tyto materiály se používají míchací sekce, které jsou uspořádány buá po celé délce šneku, nebo po jeho větší části a které se vyznačují podstatně menším vývinem tepla. Míchací proces se realizuje neustále se opakující kompresí a dekompresí v průběhu pohybu materiálu šnekovým kanálem. Uvedeného účinku lze dosáhnout buá v radiálním nebo axiálním směru, V prvém případě je šnek opatřen například excentrickými válcovými jádry šneku nebo jejich obecnými tvary, takže se při otáčení šneku neustále mění hloubka šnekového kanálu vůči stěně pracovního válce, Následkem relativního pohybu mezi materiálem a šnekem se k již tak aložitému proudění hmoty ve šnekovém kanálu přičítá další doplňkový pohyb.

V druhém případě se šneky vyznačují dalším přídavným závitem nebo i více závity umístěnými mezi hlavním závitem, přičemž přídavný závit bývá obvykle nižší, může být opatřen drážkami a mít vůči hlavnímu závitu rozdílné stoupání, Bří otáčení šneku potom dochází k protlačování materiálu přes přídavný závit nebo jeho drážky d© sousedních šnekových kanálů. Uvedené typy šneků mají rovněž současně i vyšší výkon, neboť nekladou toku materiálu protibarierovým sekcím žádnou překážku.

223 780

Složité a komplikované tvary míchacích sekcí vyžadují používání speciálních technologií a obráběcích strojů vybavených dalšími přídavnými mechanismy a obráběcími nástroji, umožňujícími vytvořit složitou geometrii závitů šneku· Spolu se zvýšenými nároky na kvalifikaci obsluhy je vše příčinou podstatně větších nákladů ve srovnání s výrobou konvenčních šneků·

Při zpracování některých materiálů, například kaučukových směsí, se osvědčily, a používají se dvouchodé šneky nebo šneky s kombinovanou geometrií, kde jedna část je jednochcdá a druhá dvouchodá. Známým nedostatkem vícechodých šneků je možnost vytvoření částečně odchylných proudových, tlakových a tepelných poměrů v jednotlivých Chodech šneku, což je z hlediska požadované konečné kvality materiálu nežádoucí·

Je proto nutné všechny proudy materiálu z jednotlivých šnekových kanálů před výstupem ze šneku sjednotit, ty, zařadit vhodnou konstrukci míchací sekce· K tomuto účelu se nehodí dříve uvedené bariérové typy míchacích sekcí, neboě vícechodé šneky mají nejčastější použití při zpracování kaučukových směsí· ¥ těchto případech je z dříve uvedených důvodů k dosažení požadované kvality materiálu vhodné, aby každý chod vícechodého šneku byl opatřen excentrickým jádrem, takže již průchodem materiálu šnekovými kanály dochází k jeho míchání následkem již uváděné střídavé komprese a dekomprese· Za účelem sjednocení jednotlivých proudů materiálu jsou dříve uvedené míchací sekce zbytečně složité·

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u míchací sekoe vícechodých šneků pro zpracování termoplastických hmot a kaučukových směsí podle vynálezu, která má prameny jednotlivých Chodů po obvodě šneku sníženy proti sobě tak, že jejich obalové plochy jsou vytvořeny podle excentrických a po obvodě rovnoměrně rozdělených os vůči ose rotace šneku·

Má-li vícechodý šnek v jednotlivých chodech excentrická jádra, pak hloubky závitů mezi excentrickými jádry jednotlivých chodů šneku a stěnou pracovního válce jsou před sníženými prameny ve směru toku materiálu právě minimální, kdežto za nimi právě maximální·

223 780

Míchací sekce podle vynálezu je zejména vhodná pro vícechodé šneky opatřené excentrickými jádry jednotlivých chodů.

V těchto šnecích probíhá již míchání materiálu při pohybu šnekovými kanály při malém vývinu tepla a v uvedené jednoduché míchací sekci dojde ke sjednocení jednotlivých proudů materiálu. Míchací účinek je zintenzívněn tím, že před sníženým pramenem v příslušném chodu má šnekový kanál svou minimální hloubku, kdežto šnekový kanál za ním má svou maximální hloubku. Následkem tohoto uspořádání souhlasí směr pohybu materiálu při přetlačování z kanálu s minimální hloubkou do kanálu s maximální hloubkou se směrem příčního proudění materiálu ve šnekovém kanálu v důsledku otáčení šneku v pracovním válci. Tento účinek působí pozitivně v procesu sjednocování proudů materiálu z jednotlivých chodů šneku.

Na připojeném výkresu je na obr> 4 příkladně konec dvouchodého šneku vytlačovacího stroje, jehož jednotlivé chody mají excentrická jádra podle PV 7136/81, opatřeného míchací sekcí vytvořenou podle vynálezu.

Na obr. 1 je řez rovinou A-A.

Šnek J. s dvouchodou šroubovicí má excentrická jádra jednotlivých chodů vytvořená tak, že první chod 2_ je vytvořen podle první osy 2» zatímco druhý chod poůle druhé osy £, přičemž obě jsou různoběžné s osou rotace šneku 6. Prameny prvního chodu 2 ^a druhého chodu 8 jsou sníženy tak, že obalová plocha pramenu prvního chodu 2 je rotačně symetrická podle druhé osy 2, zatímco obalová plocha 10 pramene druhého chodu je rotačně symetrická podle první osy

Tímto způsobem vzniknou mezi sníženými prameny prvního chodu 2 a druhého chodu 8 a mezi stěnou pracovního válce 11 štěrbiny 12 srpovitého tvaru, přes které se protlačuje materiál ze šnekového kanálu prvého chodu 2, který má v důsledku excentricity jádra před sníženým pramenem prvního chodu 2 svou minimální hloubku, do šnekového kanálu druhého chodu 4» který má za sníženým pramenem prvního chodu 2 ^z téhož důvodu svou maximální hloubku.

223 780

U sníženého pramene druhého chodu 8 probíhá pochod obráceně, neboí před ním má druhý chod £ svou minimální hloubku a za ním první chod 2 svou maximální hloubku, takže se materiál protlačuje ze šnekového kanálu druhého ohodu £ do šnekového kanálu prvního chodu 2.

Claims (2)

1, Míchací sekce víceehodých šneků pro zpracování termoplastických hmot a kaučukových směsí, vyznačující se tím, že prameny jednotlivých chodů. (7, 8) jsou po obvodě šneku (1) sníženy proti sobě tak, že jejich obalové plochy (9, 10) jsou vytvořeny podle os (5> 3), excentrických a po obvodě rovnoměrně rozdělených k ose rotace šneku (6)·

2. Míchací sekce podle bodu 1, vyznačující se tím, že hloubky závitů mezi excentrickými jádry jednotlivých chodů (2, 4) šneku (1) a stěnou pracovního válce (11) jsou před sníženými prameny (7, 8) ve směru toku materiálu právě minimální, zatímco- za nimi právě maximální.