DE2165439C3

DE2165439C3 - Disk extruder for processing polymeric materials

Info

Publication number: DE2165439C3
Application number: DE19712165439
Authority: DE
Inventors: Jurij Efimowitsch; Senates Wladimir Alexeewitsch; Petuchow Arkadij Demjanowitsch; Kiew Lukatsch (Sowjetunion)
Original assignee: Kiewskij Ordena Lenina Politechnitscheskij Institut Imeni 50-Letija Welikoj Oktjabrskoj Sozialistitscheskoj Rewoluzi, Kiew (Sowjetunion)
Filing date: 1971-12-29
Publication date: 1977-09-29

Description

Aus der FR-PS I 432 398 ist bereits ein Scheibenextruder der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art bekannt.From FR-PS I 432 398 a disk extruder is already described in the preamble of claim 1 Kind known.

Dabei wird der zu verarbeitende Werkstoff aus der Beschickungsöffnung im Gehäuse dem Ringspalt und dem Arbeitshohlraum zugeführt und unter intensivem Rühren infolge der Einwirkung der Reibkräfte geschmolzen. Die Reibkräfte werden im Werkstoff erzeugt, wenn dieser in den Ringspalt und den Arbeitshohlraum zwischen dem Gehäuse und der rotierenden Büchse gerät. Die dabei entstehende Polymerschmelze strömt unter Einwirkung von elastischen Kräften und Zähigkeitskräften zum Zentralteil des Arbeitshohlraums, der mit der Auslauföffnung im Gehäuse in Verbindung steht. Danach strömt die Schmelze aus dem Extruder.The material to be processed is taken from the feed opening in the housing and the annular gap fed to the working cavity and melted with intensive stirring as a result of the action of the frictional forces. The frictional forces are generated in the material when it enters the annular gap and the working cavity between the housing and the rotating sleeve. The resulting polymer melt flows under the action of elastic forces and viscous forces to the central part of the working cavity, which is in communication with the outlet opening in the housing. The melt then flows out of the Extruder.

Der bekannte Scheibenextruder hat eine verhältnismäßig geringe Leistung und erzeugt am Auslauf nur einen geringen Druck im verarbeiteten Werkstoff, so daß große Scheibenextruder erforderlich sind. Die Leistung des bekannten Scheibenextruders ist durch die Abmessungen des Arbeitshohlraums begrenzt. Wird die Breite des Arbeitshohlraums erhöht, so tritt eine Verschlechterung der Güte des Extrudats ein. Eine Vergrößerung des Scheiben- bzw. Büchsendurchmessers führt andererseits zu großen Abmessungen. Außerdem muß hierbei die Umlaufgeschwindigkeit der Büchse verringert werden, da bei den sonst entstehenden Werkstoff-Vorschubgeschwindigkeiten der Werk- und so verschlechtert wird. Der Druck ÄÄen Werkstoffs an der Auslauföffnung, ..„. _durch die elastischen Eigenschaften und ZühigkeitseiBcnschaften des; Werkstoffes vorgegeben ist, reicht nicht zur Überwindung der Widerstandskräfte an derThe known disk extruder has a relatively low power and generates only a low pressure in the processed material at the outlet, so that large disk extruders are required. The performance of the known disk extruder is limited by the dimensions of the working cavity. If the width of the working cavity is increased, the quality of the extrudate deteriorates. On the other hand, an enlargement of the disk or bushing diameter leads to large dimensions. In addition, the speed of rotation of the bushing must be reduced here, since the material feed speeds that otherwise arise will worsen the work and so. The pressure of the material at the outlet opening, .. ". _through the elastic properties and toughness properties of the; Material is given, is not enough to overcome the drag forces on the

in dieAuslauföffnung des Extruders angeschlossenen Formdüse aus, so daß zusätzliche Einrichtungen zur Erhöhung des Drucks am Auslauf des Scheibenextruder erforderlich sind.
Aus der FR-PS 1 432 397 ist es bekannt, die Scheibeinto the outlet opening of the extruder, so that additional devices are required to increase the pressure at the outlet of the disk extruder.
From FR-PS 1 432 397 it is known, the disc

eines Scheibenextruder in dessen Längsrichtung verschiebbarauszuführen. of a disk extruder to be slidable in its longitudinal direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenextruder zu schaffen, mit dem im Vergleich mit dem bekannten Scheibenextruder unter Beibehal-The invention has for its object to provide a disk extruder with which in comparison with the well-known disk extruder while maintaining

tune der Breite und des Scheibendurchmessers eine größere Leistung desselben und ein höherer Werkstoffdruck am Auslauf erreicht werden können.tune the width and the disc diameter, a greater output of the same and a higher material pressure at the outlet can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebenen Merkmale ge-This task is carried out by the in the characterizing Part of the main claim described features

Bcvor/ugte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltunfcn des erfindungsgemäßen .Scheibenextruders sind Gegenstand der Untcransprüche.Recommended further training and expedient arrangements of the disk extruder according to the invention are the subject of the claims.

Durch die erfindungsgemäß in einem Gehäuse untergebrachten zwei Arbeitshohlräume kann die Leistung unter Beibehaltung der Abmessungen des Scheibenextruders und einer geringen Erhöhung des Energieaufwandes um das Doppelte erhöht werden. Damit kön-,₀ nen andererseits der Energieaufwand bei der Verarbeitung von Polymerisaten, der Metallbedarf und die Abmessungen der bekannten Anlagen zur Herstellung von Werkstücken aus Polymerisaten beträchtlich verringert werden.Due to the two working cavities accommodated in one housing according to the invention, the output can be doubled while maintaining the dimensions of the disk extruder and with a slight increase in energy consumption. Thus kön-, ₀ NEN other hand, the energy consumption in the processing of polymers, the metal requirements and the dimensions are considerably reduced for the production of workpieces made of polymers of the known systems.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail using the exemplary embodiment shown in the drawing. It indicates

F i g. I den Längsschnitt eines Scheibenextruders undF i g. I the longitudinal section of a disk extruder and

F i g. 2 den Schnitt 11-11 der F i g. 1. Der Scheibenextruder enthält ein Gehäuse 1 (F i g. I) mit einer Beschickungs- und Auslauföffnung 2 bzw. 3, das mittels Stangen 4 auf einem Gestell 5 montiert ist. Im Inneren des Gehäuses 1 sind eine in Längsrichtung verschiebbare Büchse 6 und eine feststehende Scheibe 7 angeordnet. Zwischen dem Gehäuse 1 und der verschiebbaren Büchse 6 sind ein Ringspalt 8 und ein Arbeitshohlraum 9 vorhanden. Der Ringspalt 8 wird durch die Seitenfläche der verschiebbaren Büchse 6 und die Innenseite (Innenoberfläche) des Gehäuses 1 gebildet, so Der Arbeitshohlraum 9 wird durch die Stirnseite der verschiebbaren Büchse 6 und die Innenoberfläche des Gehäuses 1 gebildet. Der Arbeitshohlraum 9 und der Ringspalt 8 stehen miteinander und mit der Beschikkungsöffnung 2 und Auslauföffnung 3 des Gehäuses 1 in Verbindung. Die feststehende Scheibe 7 bildet mit der Stirnseite der verschiebbaren Büchse 6 einen zusätzlichen Arbeitshohlraum 10. Der Arbeitshohlraum 10 steht durch in der Seitenwand der verschiebbaren Büchse 6 ausgeführte Schlitze Π (Fig. 1, 2) mit der Beschickungsöffnung 2 im Gehäuse 1 in Verbindung. Die Schlitze 11 können in einem beliebigen Teil der Seitenwand der verschiebbaren Büchse 6 angeordnet sein. Die Schlitze 11 können zur zwangsweisen Versorgung der Arbeitshohlräume mit dem zu verarbeitenden Werkstoff die Form von Spalten aufweisen, die in Schraubenlinien angeordnet sind. Zum gleichen Zweck können die Schlitze 11 direkt vor den Arbeitshohlräumen 9 und 10 (F i g. 1) ausgeführt sein, wobei die Sei-F i g. 2 the section 11-11 of FIG . 1. The disk extruder contains a housing 1 (FIG. I) with a feed and discharge opening 2 and 3, which is mounted on a frame 5 by means of rods 4. In the interior of the housing 1, a sleeve 6, which can be displaced in the longitudinal direction, and a fixed disk 7 are arranged. An annular gap 8 and a working cavity 9 are present between the housing 1 and the displaceable sleeve 6. The annular gap 8 is formed by the side surface of the sliding sleeve 6 and the inside (inner surface) of the housing 1, so the working cavity 9 is formed by the end face of the sliding sleeve 6 and the inner surface of the housing 1. The working cavity 9 and the annular gap 8 are connected to one another and to the feed opening 2 and outlet opening 3 of the housing 1. The fixed disk 7 forms an additional working cavity 10 with the end face of the sliding sleeve 6. The slots 11 can be arranged in any part of the side wall of the sliding sleeve 6. For the forced supply of the working cavities with the material to be processed, the slots 11 can have the form of gaps which are arranged in helical lines. For the same purpose, the slots 11 can be made directly in front of the working cavities 9 and 10 (FIG. 1), the side

lenwand der verschiebbaren Büchse 6 mil einem Schraubengewinde zu verschen ist.wall of the sliding sleeve 6 with a Screw thread is to be given away.

Die verschiebbare Büchse 6 isi durch Schrauben 12 an einer mittels Lagern 11, 14, 15 und 16 auf dem Gestell 5 verschiebbar montierten Büchse !7 mit einem Aniriebssternrad 18 befestigt.The sliding sleeve 6 is secured by screws 12 on one by means of bearings 11, 14, 15 and 16 on the rack 5 slidably mounted bushing! 7 attached with an Aniriebssternrad 18.

Zur Erhöhung des Drucks an der Ausbuföffnung aus dem Scheibenextruder sind die Wände der Ablauföffnung 3 des Gehäuses t durch einen zylindrischen Vorsprung 19 gebildet. Auf der verschiebbaren Büchse 6 ist eine Hohlschnecke 20 mit einem äußeren und einem inneren Schraubengewinde vorhanden, die in die Auslauföffnung 3 des Gehäuses 1 eingreift.To increase the pressure at the expansion opening the disk extruder are the walls of the discharge opening 3 of the housing t is formed by a cylindrical projection 19. On the sliding sleeve 6 is a hollow screw 20 with an outer and an inner screw thread, which into the outlet opening 3 of the housing 1 engages.

An der feststehenden Scheibe 7 ist ebenfalls ein zylindrischer Vorsprung 21 vorgesehen. Der Ringspalt 22 zwischen den Wänden des zylindrischen Vorsprungs 19 und dem äußeren Schraubengewinde der Hohlschnekke 20 dient zum Auslauf des verarbeiteten Werkstoffes aus dem Arbeitshohlraum 9 und der Ringspalt 23 zwischen dem inneren Schraubengewinde der Hohlschnekke 20 und den Wänden des zylindrischen Vorsprungs 21 zum Auslauf des verarbeiteten Werkstoffes aus dem Arbeitshohlraum 10.A cylindrical projection 21 is also provided on the stationary disk 7. The annular gap 22 between the walls of the cylindrical projection 19 and the external screw thread of the hollow screw 20 is used to run out of the processed material from the working cavity 9 and the annular gap 23 between the inner screw thread of the hollow screw 20 and the walls of the cylindrical projection 21 for the processed material to run out of the working cavity 10.

Zur Erhöhung des Druckes des verarbeiteten Werkstoffes am Auslauf aus dem Scheibenextruder kann anstatt einer Hohlschnccke 20 der Vorsprung als hohler glatter Zylinder ausgeführt werden. Mit dem Schraubengewinde sind dann die ihm entsprechenden Oberflächen der zylindrischen Vorsprünge 19 und 21 am Gehäuse 1 und an der feststehenden Scheibe 7 versehen.To increase the pressure of the processed material at the outlet from the disk extruder can instead a Hohlschnccke 20 of the projection are designed as a hollow smooth cylinder. With the screw thread are then the corresponding surfaces of the cylindrical projections 19 and 21 on the housing 1 and provided on the fixed disk 7.

Zum selben Zweck kann anstatt einer Hohlschnecke 20 der Vorsprung als Hohlzyiinder mit in Schraubenlinien liegenden Schlitzen ausgeführt werden.For the same purpose, instead of a hollow screw 20, the projection can be a hollow cylinder with helical lines lying slots are executed.

Zur Einstellung der Breite des Arbeitsraumes 9 sind die Stangen 4 mittels Büchsen 24 verschiebbar auf dem Gestell 5 montiert. Die Stangen 4 sind über den Flansch 26 mit einer Mutter 25 verbunden. Die Mutter 25 sitzt auf einem Gewindestab 27, der die Verlängerung eines Schneckenrades 28 darstellt. Das Schneckenrad 28 steht mit einer Schnecke 29 im Eingriff.To adjust the width of the working space 9, the rods 4 are slidable by means of sleeves 24 on the Frame 5 mounted. The rods 4 are connected to a nut 25 via the flange 26. The mother 25 is seated on a threaded rod 27, which is the extension of a worm wheel 28. The worm wheel 28 is in engagement with a worm 29.

Zur Einstellung der Breite des Arbeitshohlraumes 10 ist die feststehende Scheibe 7 durch einen Stab 30, der am Ende ein Gewinde aufweist, mittels einer auf dem Gestells angeordneten Gewindebüchse 31 mit einer Handkurbel 32 verbunden.To adjust the width of the working cavity 10, the fixed disc 7 is by a rod 30, the has a thread at the end, by means of a threaded bushing 31 arranged on the frame with a Hand crank 32 connected.

Die Anlaßerwärmung des Scheibenextruders erfolgt durch Heizgeräte 33, die auf dem Gehäuse 1 und auf der feststehenden Scheibe 7 angeordnet sind.The tempering of the disk extruder is carried out by heaters 33 on the housing 1 and on the fixed disc 7 are arranged.

Des Scheibenextruder arbeitet folgendermaßen: Vom Motor wird über einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Kettenantrieb das Antriebssternrad 18 angetrieben. Durch das Sternrad 18 wird die Büchse 17 und die mit ihr verbundene verschiebbare Büchse 6 angetrieben. The disk extruder works as follows: The motor is fed via a (not in the drawing shown) chain drive the drive star wheel 18 driven. Through the star wheel 18, the bush 17 and the displaceable sleeve 6 connected to it is driven.

Der zu verarbeitende Werkstoff wird der Beschikkungsöffnung 2 zugeführt, die in bezug auf den Ringspalt 8 im Gehäuse 1 tangential angeordnet ist. Dann wird er durch die durchgehenden Schlitze 11 mitgenommen und in die Arbeitshohlräume 9 und 10 befördert, in den Arbeitshohlräumen 9 und 10 wird der zu bearbeitende Werkstoff geschmolzen, gemischt und als Schmelze den Ringspalten 22 und 23 zugeführt.The material to be processed is fed to the loading opening 2, which in relation to the annular gap 8 is arranged tangentially in the housing 1. Then it is taken along through the through slots 11 and conveyed into the working cavities 9 and 10, in the working cavities 9 and 10 the becomes The material to be processed is melted, mixed and fed to the annular gaps 22 and 23 as melt.

Die Schmelze wird dann durch die Hohlschnecke 20 aus den Arbeitshohlräumen 9 und 10 entnommen und zwangsweise in die (in der Zeichnung nicht gezeigte) Formdüse gepreßt, die an die Auslauföffnung 3 des Scheibenextruders angeschlossen ist.The melt is then removed from the working cavities 9 and 10 by the hollow screw 20 and forcibly pressed into the (not shown in the drawing) molding nozzle attached to the outlet opening 3 of the Disk extruder is connected.

Die erforderliche Breite der Arbeitshohlräume 9 und 10 wird in Abhängigkeit von der Art des zu verarbeitenden Werkstoffes durch die relative Verschiebung in Axialrichtung des Gehäuses 1 und der Scheibe bzw. Büchse eingestellt, die die Arbeitsräume bilden. In F i g. 1 ist der Fall einer axialen Verschiebung des Gehäuses 1 und der feststehenden Scheibe 7 in bezug auf die verschiebbare Büchse 6 dargestellt. Die Einstellung der Breite des Arbeitshohlraumes 9 zwischen dem Gehäuse 1 und der verschiebbaren Büchse 6 erfolgt durch Drehung der Schnecke 29. Durch Drehung der Schnekke 29 wird über das Schneckenrad 28 mit dem Gewindestab 27 die Mutter 25 in Axialrichtung verschoben, die über den Flansch 26 und die Stangen 4 das Gehäuse 1 verschiebt.The required width of the working cavities 9 and 10 will depend on the type of to be processed Material by the relative displacement in the axial direction of the housing 1 and the disc or Bushes set, which form the work spaces. In Fig. 1 is the case of an axial displacement of the housing 1 and the fixed disc 7 in relation to the sliding sleeve 6. The setting the width of the working cavity 9 between the housing 1 and the displaceable sleeve 6 takes place through Rotation of the worm 29. By rotating the worm 29, the worm wheel 28 with the threaded rod 27, the nut 25 is moved in the axial direction, via the flange 26 and the rods 4, the housing 1 moves.

Zur Einstellung der Breite des Arbeitshohlraumes 10, der durch die verschiebbare Büchse 6 und die feststehende Scheibe 7 gebildet ist, wird durch die Handkurbel 32 die Gewindebüchse 31 gedreht. Dabei wird der mit der Büchse verschraubte Stab 29 in Axialrichtung verschoben, der die mit ihm starr verbundene feststehende Scheibe 7 mitnimmt.To adjust the width of the working cavity 10, through the sliding sleeve 6 and the fixed Disc 7 is formed, the threaded bushing 31 is rotated by the hand crank 32. The The rod 29 screwed to the bushing is displaced in the axial direction, which is fixed to the one rigidly connected to it Disc 7 takes with it.

Die Breite der Arbeitshohlräume 9 und 10 kann sowohl im Stillstand des Scheibenextruders als auch während seines Betriebes eingestellt werden.The width of the working cavities 9 and 10 can both when the disk extruder is at a standstill as well as during its operation will be discontinued.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Disk extruder for processing polymers Substances, with a loading opening in a housing in which a rotatably arranged Bushing between its side wall and the housing forms an annular gap that extends over the between the end wall of the sleeve and the housing with a working cavity formed in the housing provided outlet opening is in connection, characterized in that it is inside the longitudinally displaceable bush (6) has a fixed disc (7) which is connected to the bush (6) an additional working cavity (10) forms which through an opening in the central part of the bushing (6) the outlet opening (3) of the housing (1) and through slots (1!) in the side wall of the sleeve (6) the annular gap (8) formed between the bushing (6) and the housing (H) is in communication.

2. Disk extruder according to claim 1, characterized in that the slots (11) in the side wall the longitudinally displaceable sleeve (6) are arranged in helical lines.

3. Disk extruder according to claim I and 2, characterized in that the longitudinally displaceable Bush (6) in the zone of the outlet opening (3) by a hollow screw (20) with inner and outer Thread is equipped and that the hollow screw (20) together with coaxially arranged cylindrical Projections (19, 21) of the housing (1) and the fixed disc (7) two annular gaps (22, 23) which serve as the outlet opening of the working cavities (9, 10).