DE1554756C - Screw extrusion press for processing thermoplastic materials - Google Patents
Screw extrusion press for processing thermoplastic materialsInfo
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Description
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An Hand der Zeichnungen wird eine beispiels- drei Abschnitte zerlegt, wodurch das Abziehen der weise Ausführungsform der Erfindung näher er- Drosselelemente 20 und 21 ermöglicht wird. DerOn the basis of the drawings, an example of three sections is broken down, whereby the removal of the wise embodiment of the invention in more detail he throttle elements 20 and 21 is made possible. the
läutert. Teil des Gehäuseabschnittes 11, der zur ersten De-purifies. Part of the housing section 11, which is used for the first
F i g. 1 ist ein Schnitt durch eine Schnecken- kompressionsstuf e D 1 gehört, hat in seiner WandungF i g. 1 is a section through a screw compression stage D 1 has in its wall
strangpresse längs der LinieI-I von Fig. 3 und 4; 5 Bohrungen 24 und 25, welche durch den Rohr-extruder along line I-I of Figures 3 and 4; 5 holes 24 and 25, which go through the pipe
F i g. 2 ist ein Schnitt durch die Schneckenstrang- anschluß 26 zusammengefaßt sind, an welche eineF i g. 2 is a section through the screw strand connection 26 are combined to which a
presse längs der LinieII-II von Fig. 4; Vakuumpumpe angelegt werden kann. Da der Be-press along line II-II of Figure 4; Vacuum pump can be applied. Since the loading
F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III von reich, in welchem die Dekompressionsstufe D1 endetF i g. 3 is a section along the line III-III of Reich, in which the decompression stage D 1 ends
F i g. 2; und die weitere Kompressionsstufe C 2 beginnt, nurF i g. 2; and the further compression stage C 2 begins, only
F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV von 10 schwer im voraus genau bestimmt werden kann, daF i g. Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 10 is difficult to determine precisely in advance because
F i g. 2. nämlich die beiden Stufen sich in einem gewissenF i g. 2. Namely, the two stages differ in a certain way
Die in den F i g. 1 bis 4 gezeigte Schneckenstrang- Umfang überlappen und hin und her wandern, sollenThe in the F i g. 1 to 4 overlap the circumference of the screw strand and migrate back and forth, should
presse bzw. der Extruder hat eine erste Korn- die Bohrungen 24 und 25 möglichst nahe an das vor-press or the extruder has a first grain - the bores 24 and 25 as close as possible to the front
pressionsstufe C1, auf die eine Dekompressionsstufe ausgehende Drosselelement 20 herangerückt werden.compression stage C 1, to which a decompression stage outgoing throttle element 20 are moved.
D1 folgt. Daran schließen sich eine weitere Korn- i5 In gleicher Weise ausgebildete Saugebohrungen, D 1 follows. This is followed by further grain close i 5 I n the same manner formed suction holes,
pressionsstufe C 2 und Dekompressionsstufe D 2 an. die in gleicher Weise angeordnet sind, sind an demcompression level C 2 and decompression level D 2 . which are arranged in the same way, are on the
Dahinter werden eine letzte Kompressionsstufe und Gehäuseabschnitt 12 vorgesehen, welcher in denBehind a last compression stage and housing section 12 are provided, which in the
der Extruderkopf angeordnet, was in der Zeichnung Extrusionskopf führt.the extruder head is arranged, which leads to the extrusion head in the drawing.
ebenso wie der Beschickungstrichter für die erste Die drei Kompressionsstufen werden durch In-as well as the feed hopper for the first The three compression stages are
Kompressionsstufe C1 nicht gezeigt ist. 20 duktionswicklungen 40, 41 und 42 (vgl. F i g. 2) be-Compression level C 1 is not shown. 20 induction windings 40, 41 and 42 (see Fig. 2)
Die einzelnen Stufen bestehen aus drei Gehäuse- heizt, welche um die Gehäuseabschnitte 10,11 undThe individual stages consist of three housing heats, which around the housing sections 10, 11 and
abschnitten 10,11 und 12, die geradlinig fluchtend 12 angeordnet sind. Jede Wicklung kann in einstell-sections 10, 11 and 12, which are arranged in a straight line 12 in alignment. Each winding can be adjusted
zueinander ausgerichtet und durch dazwischen- barer Weise mit Hochfrequenzstrom versorgt wer-aligned with each other and supplied with high-frequency current through an intervening way
liegende Drosselstellen bzw. Drosselelemente 20 und den, so daß jede Kompressionsstufe auf die ge-lying throttle points or throttle elements 20 and the, so that each compression stage on the
21 starr miteinander verbunden sind. Die Verbindung 25 wünschte Temperatur erwärmt werden kann,21 are rigidly connected to each other. The compound 25 can be heated to the desired temperature,
erfolgt durch an den Gehäuseabschnitten sitzende Dj6 Drosselelemente bestehen aus Blöcken vontakes place by means of Dj 6 throttling elements, which are located on the housing sections, and consist of blocks of
Flansche 13 und 14 (F i g. 2), die an den beiden zähem Stahl, welche zwei Durchgänge 50, 51 habenFlanges 13 and 14 (Fig. 2) attached to the two tough steels which have two passages 50, 51
Endflächen der Drosselelemente 20 und 21 ver- (vgl. F i g. 3), die konzentrisch zu den zugehörigenEnd faces of the throttle elements 20 and 21 (see FIG. 3), which are concentric to the associated
schraubt sind. Zwischen den Flanschen und den glatten Abschnitten 27 und 28 bzw. den glattenare screwed. Between the flanges and the smooth sections 27 and 28 or the smooth
Drosselelementen sind dabei Flachdichtungen 15 und .30 Teilen 37 und 38 der beiden Schnecken liegen. JederThrottle elements are flat seals 15 and .30 parts 37 and 38 of the two screws are located. Everyone
16 aus wärmeisolierendem Material vorgesehen. der beiden Durchgänge hat Venturiprofil, nämlich In den Gehäuseabschnitten sowie innerhalb der einen Einlaßabschnitt 52 (vgl. Fig. 2) und einen16 made of heat insulating material is provided. of the two passages has a venturi profile, viz In the housing sections and within the one inlet section 52 (see FIG. 2) and one
Drosselelemente 20, 21 ist ein Paar zylindrischer, Auslaßabschnitt 53, die stetig bzw. glatt ineinander parallel zueinander liegender Schnecken 17 und 18 übergehen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist angeordnet, von denen jede drei mit Gewindegängen 35 der Konuswinkel des Einlaßabschnittes 52 etwa 40°, versehene Abschnitte hat, die dieselbe Länge haben das Verhältnis zwischen der axialen Länge des Einwie der zugehörige Gehäuseabschnitt, und zwei laßabschnittes zum kleinsten Durchmesser des glatte zylindrische Abschnitte, welche dieselbe Länge Venturirohrs ungefähr 1:1. Es ist aus F i g. 2 erhaben wie die zugehörigen Drosselelemente. Die sichtlich, daß das Venturirohr in die Innenfläche des mit Gewindegängen versehenen Abschnitte beider 40 Gehäuses übergeht, so daß »tote« Räume in den Schnecken greifen so ineinander ein, daß sie gegen Kompressionsstufen vermieden sind. Die Drosseldas zu verarbeitende Material abgedichtet umlaufen elemente 20 und 21 haben Kühlmäntel 54 mit An- und dabei diesen dichten Abschluß beibehalten. Schlüssen 55 und 56 für die Zuführung und Ab-Dieser Umlauf findet in der Bohrung 19 der zu- führung von Kühlflüssigkeit.Throttle elements 20, 21 is a pair of cylindrical, outlet sections 53 which are smoothly or smoothly one inside the other Screws 17 and 18 lying parallel to one another pass over. In the illustrated embodiment is arranged, of which each three with threads 35 the cone angle of the inlet section 52 about 40 °, provided sections which have the same length as the ratio between the axial length of the inwe the associated housing section, and two lass section to the smallest diameter of the smooth cylindrical sections that are the same length of venturi tube approximately 1: 1. It is from FIG. 2 raised like the associated throttle elements. The visible that the Venturi tube into the inner surface of the threaded sections of both housings merges, so that "dead" spaces in the Screws interlock in such a way that they are avoided against compression stages. The throttle that The material to be processed is sealed around elements 20 and 21 have cooling jackets 54 with while maintaining this tight seal. Conclusions 55 and 56 for the infeed and off-this Circulation takes place in the bore 19 for the supply of cooling liquid.
gehörigen Gehäuseabschnitte 10,11 und 12 statt. Die 45 im Betrieb wird granuliertes thermoplastisches Bohrung ist durch die Innenfläche zweier paralleler Material durch einen üblichen Trichter, der mit dem Zylinder begrenzt, welche sich gegenseitig teilweise Gehäuseabschnitt 10 verbunden ist, der ersten Komdurchdringen und die zugehörige Schnecke umhüllen, pressionsstufe zugeführt, in welcher das Material wie aus F i g. 4 ersichtlich. Die beiden Schnecken durch Erwärmung in den erweichten Zustand übersind gleich ausgebildet und rotieren im gleichen 50 geführt, gemischt und komprimiert wird, während es Drehsinn, wie aus der Steigerung der Schraubengänge sich in Richtung der Pfeile F bewegt. Die von beiden ersichtlich; das Material wird daher in Richtung der Seiten erfolgende Beheizung, nämlich von dem Pfeile F bewegt. Gehäuseabschnitt 10 und von den beiden Schnecken, Die Schnecken haben drei in einer Geraden bringt es mit sich, daß ein verhältnismäßig kleiner liegende Teile. Die Schnecke 17 hat die Abschnitte 55 Temperaturanstieg ausreicht, um das Material incorresponding housing sections 10, 11 and 12 instead. The 45 i m operation is granulated thermoplastic bore is fed through the inner surface of two parallel material by a conventional funnel, which is bounded with the cylinder, which is mutually partially connected to the housing section 10, the first grain penetrate and envelop the associated screw, pressure stage, in which the material as in FIG. 4 can be seen. The two screws by heating to the softened state are of the same design and rotate in the same way, guided, mixed and compressed, while the sense of rotation, as from the increase in the screw threads, moves in the direction of the arrows F. Which can be seen from both; the material is therefore moved in the direction of the side heating, namely by the arrows F. Housing section 10 and of the two screws, the screws have three in a straight line, it means that a relatively smaller lying parts. The screw 17 has the sections 55 temperature rise is sufficient to the material in
17 a, 17 b und 17 c. Der Abschnitt 17 α hat einen den erweichten Zustand zu bringen, wodurch einer glatten Abschnitt 27 und endet nach vorn in einem Überhitzung und ihrer nachteiligen Wirkung auf das Fortsatz 27 α mit axialen Nuten, welcher in eine axiale Material wirksam begegnet ist.17 a, 17 b and 17 c. The section 17 α has to bring the softened state, creating a smooth section 27 and ends forward in overheating and its detrimental effect on the extension 27 α with axial grooves, which is effectively countered in an axial material.
Bohrung 47 am hinteren Ende des Abschnittes 17 b Diese Wirkung wird weiter durch die Anwendung eingeführt ist. Der Abschnitt 17 b hat ebenfalls einen 60 ineinandergreifender, in gleichem Drehsinn umglatten Teil 37, der auch in einem (nicht dargestell- laufender Schnecken verbessert. Es wurde nämlich ten) Fortsatz endet, ähnlich dem Fortsatz 27 a, der gefunden, daß bei Verwendung lediglich einer in die axiale Bohrung im hinteren Ende des Ab- Schnecke die erforderliche Temperaturerhöhung Verschnittes 17 c der Schnecke eingeführt ist. Infolge- hältnismäßig groß ist; eine ähnlich große Temperaturdessen, wenn die einzelnen Gehäuseabschnitte 10,11 65 erhöhung ist erforderlich, wenn mehrere unabhängige und 12 zur Auswechslung der zugehörigen Drossel- oder nur teilweise ineinandergreifende Schnecken elemente 20 und 21 von diesen gelöst sind, sind auch verwendet werden. Es wird daher als allgemeine die Schnecken 17 und 18 in entsprechender Weise in Regel die Anordnung von zwei voll ineinander ein-Bore 47 at the rear end of section 17 b This effect is further introduced by the application. The section 17 b also has an interlocking part 37 which is smooth in the same direction of rotation and which has also been improved in a screw (not shown) that ends in an extension similar to the extension 27 a, which has been found that when used only one in the axial bore in the rear end of the Ab- screw the required temperature increase waste 17 c of the screw is introduced. As a result, is proportionally large; a similarly large temperature, if the individual housing sections 10, 11 65 increase is required, if several independent and 12 to replace the associated throttle or only partially intermeshing screw elements 20 and 21 are detached from these, are also used. It is therefore generally the screws 17 and 18 in a corresponding manner, as a rule, the arrangement of two fully one inside the other.
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greifenden Schrauben vorgeschlagen, welche in einem Drosselelement gleichfalls nur Raumtemperatur hat; gemeinsamen Gehäuse derart angeordnet sind, daß im Gegenteil, die Temperatur der Drosselstücke ist sie für das Material einen minimalen Raum frei ziemlich nahe der Erweichungstemperatur des Malassen, welcher etwa mit dem Schneckendurchmesser terials, und sie wird automatisch, z. B. mittels eines übereinstimmt, wobei sowohl die Schnecken wie das 5 (nicht dargestellten) Thermoelements, welches die Gehäuse beheizt werden. Darüber hinaus werden, Kühlwassermenge in den Mänteln 54 regelt, auf wie bereits erwähnt, die Schnecken zweckmäßiger- ihrem Wert gehalten. Der Ausdruck »verhältnisweise so angeordnet und ausgebildet, daß sie im mäßig niedrig«, welcher vorstehend gebraucht wurde, gleichen Drehsinn rotieren, wodurch das Einklemmen ist im Vergleich mit der Temperatur, bei welcher die von Material zwischen den Gängen der Schnecken io Überhitzungserscheinungen des Materials auftreten, vermieden und die Reibungswärme vermindert wird, zutreffend.proposed cross screws, which also has only room temperature in a throttle element; common housing are arranged such that, on the contrary, the temperature of the throttle pieces they leave a minimum of space for the material fairly close to the softening temperature of the malasses, which about the screw diameter terials, and it is automatically, z. B. by means of a coincides, both the screws and the 5 (not shown) thermocouple, which the Housing are heated. In addition, the amount of cooling water in the jackets 54 is regulated As already mentioned, the snails kept their value more expedient. The expression »relatively so arranged and designed that they are moderately low ", which was used above, rotate in the same direction of rotation, whereby the pinching is in comparison with the temperature at which the of material between the threads of the screws, there are signs of overheating of the material, avoided and the frictional heat is reduced, applicable.
so daß der mechanische Wirkungsgrad des Extruders Nachdem das Material durch den Einlaßabschnittso that the mechanical efficiency of the extruder after the material through the inlet section
erhöht wird. 52 des Drosselelements hindurchgegangen ist, wirdis increased. 52 of the throttle element has passed through
Das Material, das erweicht und in dem Gehäuse- es einer scharfen Dekompression am Auslaßabschnitt
abschnitt 10 gemischt wird, wird seiner maximalen 15 53 unterworfen; wenn das an den Rohranschluß 26
Kompression in dem Einlaßabschnitt 52 im ersten angelegte Vakuum hoch genug ist, tritt sogar eine
Drosselelement 20 unterworfen, wo es eine Dichtung explosionsähnliche Dekompression des Materials in
bildet. Bei der Betrachtung des stetigen Arbeits- den Dekompressionsstufen D1 und D 2 ein, wodurch
Verfahrens des Extruders ist diese Tatsache zu be- Gase und Dämpfe aus dem Material herausgebracht
rücksichtigen; es treten also auch in den Gehäuse- ao werden, welche in ihm gelöst oder in ihm in Blasenabschnitten 11 und 12 die gleichen Erscheinungen form eingeschlossen waren. Während die Gase und
auf, d. h. in der zweiten und dritten Kompressions- Dämpfe durch die Bohrungen 24 und 25 abgesaugt
stufe, so daß eine weitere Dichtung im zweiten werden, wird das Material durch die Schnecken ab-Drosselelement
21 und eine dritte Dichtung im gezogen und der Kompression in der nächsten Stufe
Extrusionskopf, in welchem der Gehäuseabschnitt 12 25 unterworfen und so fort bis zur Extrusion,
endet, gebildet wird. Gleichzeitig wird der Rohr- Ein Nachteil der bisher bekannten Mehrstufenanschluß
26 mit einer Vakuumpumpe verbunden. kompressions- und -dekompressionspressen liegt
Unter diesen Umständen steht infolge der oben ge- darin, daß das Material am Zusammenfluß zwischen
schilderten Merkmale der Presse die Dichtungs- der Dekompressionsstufe und der nächsten Komwirkung
an dem Einlaßabschnitt 22 des Drossel- 30 pressionsstufe, also einer Übergangsregion, welche
elements 20, 21 einem sehr hohen Vakuum von nur fließend ist, die Tendenz hat, in bestimmtem Umfang
wenigen Zehntelmillimetern Quecksilber entgegen, die gerade abgegebenen Gase und Dämpfe erneut zu
so daß in der Praxis der Grad der Entgasung des in absorbieren. Dieser Nachteil könnte bei dem Extruder
der Presse verarbeiteten Materials lediglich von der gemäß dem Ausführungsbeispiel allenfalls auftreten,
benutzten Vakuumpumpe abhängt, was ein Unter- 35 wenn eine Vakuumpumpe von nicht ausreichender
schied gegenüber bekannten Pumpen ist, bei welchen Leistung verwendet würde; andererseits ist der sehr
das in den Dekompressionsstufen erreichte Vakuum hohe Abdichtungseffekt, der durch die Drosselnicht
einmal 0,6 ata erreicht, selbst wenn die besten elemente 20 und 21 hervorgebracht wird, bei weitem
Vakuumpumpen verwendet wurden. ausreichend, um einem hohen Vakuum stand-The material that is softened and mixed in the housing section 10 of a sharp decompression at the outlet section is subjected to its maximum 15 53; if the compression applied to the pipe fitting 26 in the inlet section 52 in the first vacuum is high enough, even a throttle element 20 occurs where it forms an explosion-like decompression seal of the material in. When considering the constant work- the decompression stages D 1 and D 2 a, whereby process of the extruder this fact has to be taken into account with gases and vapors brought out of the material; So there are also ao in the housing which were dissolved in it or which were enclosed in the same form in bubble sections 11 and 12. While the gases and on, ie in the second and third compression vapors sucked through the bores 24 and 25, so that a further seal in the second, the material is drawn through the screw from throttle element 21 and a third seal in and the compression in the next stage extrusion head, in which the housing section 12 is subjected to 25 and so on up to the extrusion,
ends, is formed. At the same time, the pipe A disadvantage of the previously known multi-stage connection 26 is connected to a vacuum pump. Compression and decompression pressing is under these circumstances due to the fact that the material at the confluence between the described features of the press the sealing of the decompression stage and the next compression stage at the inlet section 22 of the throttle 30 compression stage, i.e. a transition region, which elements 20, 21 a very high vacuum of only flowing, has the tendency, to a certain extent, a few tenths of a millimeter of mercury to absorb the gases and vapors just released again so that in practice the degree of degassing of the in. In the case of the extruder of the press processed material, this disadvantage could only occur depending on the vacuum pump used according to the exemplary embodiment, which is a difference when a vacuum pump is insufficiently different from known pumps in which power would be used; On the other hand, the very high vacuum achieved in the decompression stages is the sealing effect, which through the throttles does not even reach 0.6 ata, even when the best elements 20 and 21 are produced, by far vacuum pumps have been used. sufficient to withstand a high vacuum
Wie bereits erwähnt, sind die Dichtungen voll- 40 zuhalten, so daß der Teil der Gase und Dämpfe, der
ständig von kinetischem Charakter ohne verlängerte vom Material wieder absorbiert werden könnte,
Stagnation des Materials am Einlaß der einzelnen praktisch zu vernachlässigen ist.
Drosselelemente, wodurch die Gefahr der Über- Die Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
hitzung vermieden wird, insbesondere da die Drossel- kann auch mehr als zwei Schnecken haben, wobei
elemente 20 und 21 durch das die Kühlmäntel 54 45 die Schraubengänge der Schnecke eine konstante
durchströmende Kühlmittel auf einer verhältnismäßig oder sich ändernde Steigung haben und die Steigungsniedrigen
Temperatur gehalten werden. Im all- änderung stetig verläuft oder plötzliche Änderungen
gemeinen benutzt man Wasser von Raumtemperatur aufweist (vgl. das zeichnerisch dargestellte Ausais
Kühlflüssigkeit. Das heißt jedoch nicht, daß das führungsbeispiel).As already mentioned, the seals are to be kept tight so that that part of the gases and vapors which could constantly be re-absorbed by the material without prolonged kinetic character stagnation of the material at the inlet of the individual is practically negligible.
Throttle elements, whereby the risk of overheating is avoided, especially since the throttle can also have more than two screws, with elements 20 and 21 through which the cooling jackets 54 45 the screw threads of the screw a constant coolant flowing through have a relatively or changing slope and the slope is maintained at a low temperature. In general, there is constant change or sudden changes are generally used when water is at room temperature (cf. the Ausai coolant shown in the drawing. That does not mean, however, that the example).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
schnecken genau derjenigen einer umgebenden Diese Aufgabe wird durch eine Kombination an Drosselstelle (20) entspricht. sich bekannter Merkmale gelöst, nämlich dadurch,2. Screw extrusion press according to claim 1, there- fore-mentioned type, with the one characterized in that the axial length of each plasticizing and such uniform homogeneous juxtaposed pair can be achieved smooth-surfaced that the extrudate also cylindrical sections (27, 28) the conveying 40 high manufacturing requirements are sufficient,
worm exactly that of a surrounding This task is achieved by a combination of throttle point (20). known features are solved, namely by
Qualität zu erhalten, ist ein homogenes Extrudat er- Vorteilhafterweise wird jede Drosselstelle vonIn order to produce products manufactured by extrusion more precisely that of a surrounding throttle point.
A homogeneous extrudate is essential to maintain quality
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