NO159356B - Ekstruder. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en ekstruder av den art som angitt i innledningen til kravet.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en blandeanordning for å forbedre strømnings- og blandeevnen til en ekstruderskrue uten tilsvarende å gi avkall på gjennom-løpskapasiteten og virkningsgraden.

US-patent nr. 2 607 077 viser en videreutvikling av en blandeanordning kjent fra US-patent nr. 2 453 088 med en ekstruder for termoplastisk materiale av den type som omfatter en sylinder og en i denne anordnet mateskrue, der det i mateskruens forlengelse er anordnet en i sylinderen og sammen med skruen roterbar sylindrisk blandeanordning, som er delt aksialt i et ulike antall seksjoner ved hjelp av tangensielle spor, og der det i overflaten til hver seksjon er utformet skruelinjeformede spor. Hensikten er her å få en mer homogen blanding av massens komponenter.

Ovenfornevnte formål tilveiebringes ved hjelp av en ekstruder av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av kravet.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse oppnås at materialet stort sett blir fordelt jevnt i sporene. Som følge av de to stigningsretninger for sporene oppstår det en vesentlig avbøyning av strømningen i materialet. Strømningen vil imidlertid fremdeles være i en retning fremover på grunn av pumpevirkningen som utøves. På grunn av retardasjonen i den glatte frémovergående strømmen ved avbøyningsvirkningen, såvel som på grunn av den resulterende økningen av oppholdstiden, vil blandevirkningen i materialet bli ytterligere øket. Utstrømningen Jevnfordeles i sporene i den tredje-seksjon.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i nærmere detaljer med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et langsgående snitt gjennom en del av sylinderen til en ekstruder, med en del av mateskruen og den sporede blandeanordningen,

i

fig. 2 viser blandeanordningen før installasjon i ovenfornevnte ekstrudert

i

fig. 3 viser et tverrsnitt langs 1 injenj A-A på fig. 2,

idet linjen er perpendikulær på yinkelstigningen til sporene. i

i

Fig. 1 viser en sylinder 10 i en standard ékstrudermaskin, utført med en skrue 12 som har en høyrerettet skovle 13.

i Blandeanordningen 14 er løsbart forbundet med skruen ved hjelp av en høyregjenget tapp 16 som passer inn i en gjenget boring (ikke vist) ved enden av skruen. Blandeanordningen inneholder et ulike antall seksjoner med skruelinjeformede spor, i dette tilfellet tre seksjoner 17, 18 og 19, skjønt fem eller sju seksjoner også er mulig. Sporene 21 til den første seksjon 17 og tredje seksjon 19 har samme stignings-retning som den høyregjengede skruen 12, mens sporene 22 til den andre seksjonen 18 har motsatt (venstre) rettede gjenger. Sporene i hver seksjon er anordnet i fem grupper med tre spor i hver gruppe i den utførelsesform som er vist på tegningen. En gruppe kan imidlertid inneholde flere enn tre spor, f.eks. fire eller fem, og der kan være flere eller færre enn fem grupper, f.eks. tre til åtte. Skrapeskovlene 123 som adskiller en gruppe fra en annen, har en klaring inne 1 sylinderen som er utilstrekkelig til å gi termoplastiske ifilmlag som vil skjæres under spenningen forårsaket av ' rotasjonen til blandehodet. Typisk klaring bør være mellom omkring 0,001 og omkring 0,006 ganger sylinderens innvendige diameter. En slik avstand er tilstrekkelig for å gi en ønsket kontinuerlig, smørende termoplastisk film mellom blandehodet og sylinderen. Bredden til hver skovle 23 er tilstrekkelig til å gi en lagerbærende evne. Dette blir i alminnelighet oppnådd når bredden til skovlene er mellom omkring 1/20 pg omkring 1/4 av den innvendige diameteren til sylinderen.

Tilliggende spor i hver gruppe er adskilt av høyskjærskovler 24 som er avkortet for å gi en klaring fra sylinderveggen som er større enn klaringen mellom skovlen 23 og sylinderveggen, i alminnelighet i størrelsesorden fra 0,127 mm til omkring 2,541 mm større enn klaringen mellom skovlene 23 og sylinderen. Denne store klaringen er tilstrekkelig til å gi et område med høye skjærkrefter påført plastmaterialet som passerer mellom skovlene 24 og sylinderveggen under drift avi ekstruderen. Bredden til de avkortede skovlene er typisk mellom omkring 1/100 og omkring 1/5 av sylinderens innvendige diameter.

Sporene i hver blandeanordningsseks;! on er parallelle med hverandre og anordnet skrueformet i overflaten, med en stigning på omkring 1 til 10 ganger sylinderens innvendige diameter, fortrinnsvis mellom omkring 5 og 7, for å oppnå optimal pumping og blandeaktivitet.

Forholdet mellom en sporbredde og innsidediameteren er i alminnelighet på omkring 1/20 til omkring 1/3 og forholdet mellom spordybden og sylinderens innvendige diameter er på omkring 1/40 til omkring 1/6.

Blandeanordningsseksjonene 17, 18 og 19 er adskilt fra hverandre ved hjelp av halsseksjoner 26 og 27, som for den beste ytelsen hver må ha en dybde omtrent lik dybden til sporene. Skjønt halsområdene er vist som halvsirkulære spor på tegningen, er det klart at halspartiene kan ha andre former slik som rektangulære, v-formede spor eller andre lett maskinerbare former. Bredden til halsområdene er i alminnelighet på omkring 1/20 til omkring 1/3 av sylinderens innvendige diameter og fortrinnsvis på omkring den samme bredden som den til est spor.

Ved ekstruderdriften blir plastmaterialet ført fremover av skruen 12 og blir i det vesentlige jevnt fordelt inne i sporene 21 til blandeanordningsseksjonen 17. På grunn av de avkortede skovler 24 blir materialet Ikke bare ført fremover

i

i sporene, men der er også en betydelig ensidig strøm fra et spor til det tilliggende spor over de avkuttede høyskjær-skovlene plassert derimellom. Skjønt strømmen [av materialet således er tilnærmet konstant ved<x>innløpet jtil hvert av sporene, vil utløpsverdiene variere betraktelig. Disse variasjonene i strømningsverdiene hjelper ytterligere i oppnåelsen av ønsket rommessig fordeling alv tilliggende partikler tilstede i matematerialet i tillegg -til blandevirkningen som er kjent å forekomme i skruelinjeformede spor adskilt av ikke-skjæringsskovler.

i

Materialet som går inn i halsdelen 26 fra seksjonen 17, blir stort sett fordelt jevnt i sporene 22 til blandeanordningsseksjonen 18. Siden disse sporene har motsatt retning, oppstår det en vesentlig avbøyning av strømningen i materialet, hvilken imidlertid fremdeles er i en retning fremover på grunn av pumpevirkningen utøvd av blandingsseksjonen 17 på det harpiksholdige materialet. På grunn av retardasjonen i den glatte fremovergående strømmen ved avbøynlngsvirkningen, så vel som den resulterende økningen i oppholdstiden i seksjonen 18, vil blandevirkningen i materialet bli ytterligere øket i denne seksjonen. Utstrømningen fra seksjonen 18 som samles i halsdelen 27, blir jevnt fordeltji sporene 21 i den tredje blandeseksjonen 18, hvor slutthomogeniseringen forekommer i det vesentlige på samme måte som beskrevet i forbindelse med seksjonen 17. i

Sluttproduktet som fremkommer fra den siste jblandeseksjonen 19, typisk gjennom et filter og en dyse (ikke vist), blir fullstendig smeltet og homogenisert. Mengden 1 av gelmateriale i ekstruderen er også betraktelig redusert jog gjenblivende gelmateriale er mindre sammenlignet med gelmaterialet tilstede i tllførselsmaterialet. j

Claims (1)

1. Ekstruder for termoplastisk materiale og av den type som omfatter en sylinder og en i denne anordnet mateskrue, der det i mateskruens forlengelse er anordnet en i sylinderen og sammen med skruen roterbar sylindrisk blandeanordning, som er delt aksialt i et ulike antall seksjoner ved hjelp av tangensielle spor, og der det i overflaten til hver seksjon er utformet skruelinjeformede spor som har en stigning fra omkring 1 til omkring 10 ganger sylinderens innvendige diameter,karakterisert vedat de skruelinjeformede spor (21) i annenhver seksjon fra og med den første sett i ekstruderingsretningen, har samme stigningsret-ning (13) som skruen (12), som i og for seg kjent, mens sporene i de øvrige seksjonene (18) har en stignlngsretning som er motsatt i forhold til denne.