RU2003466C1 - Экструдер дл переработки полимерных материалов - Google Patents

Abstract

Использование: переработка полимеров в издели  в химическом и полимерном машиностроении Сущность изобретени : в экструдере по наружной поверхности неподвижного диска выполне- на винтова  нарезка дл  подачи материала из выходной части зоны гомогенизации в рабочую зону Канал дл  выхода расплава неподвижного диска размещен по его продольной оси и выполнен сквозным. Сквозные отверсти  вращающегос  диска размещены в области последнего витка винтовой нарезки неподвижного диска Они сообщают выход зоны гомогенизации с началом зоны пластикации . При этом соотношении проходных сечений сквозных отверстий и выходной части зоны гомогенизации выбрано в пределах от 1/3 до 1/2 1 на

Description

1-а «

ы

о

S

Јъ

OS SS

п

Изобретение относитс  к переработке полимерных материалов в издели , в частности к конструкци м дисковых экструдеров, и может быть использовано в химическом и полимерном машиностроении.

При переработке полимеров, в частности термопластов в издели , особое значе- ние приобретают высока  степень смешени  расплава и поддержание стабильной напорной характеристики зкстру- дера, обеспечивающие D конечном счете качество издели ,

Известен дисковый экструдер дл  переработки полимерных материалов, содержащий снабженный загрузочным л выходным отверсти ми корпус, в котором расположен полый вращающийс  диск, имеющий снабженную винтовой нарезкой транспортирующую зону и рабочую зону, смещенную в осевом направлении диска в сторону выходного отсерсти , а также вторую рабочую зону , образованную стенками полости вращающегос  и неподвижного дисков, Указанна  птора  рабоча  зона сообщаетс  своим пходом с транспортирующей зоной вращающеюс  диска, а выходом - с выходным отверстием корпуса экструдера 1,

Недостатком указанной конструкции  вл етс  невысока  смесительна  способ- ttuctb, что обусловлено наличием двух практически независимых друг от друга параллельных дисковых зазоров. Потоки на выходе из обоих рабочих зазоров не успевают эффективно смещатьс , таким образом данный окструдер не обеспечивает эффективного и интенсивного смещени  расплава , чго снижает качество издели . Кроме того, описанна  конструкци  не может обеспечить стабильной напорной характеристики , что также негативно сказываетс .на качестве получаемых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к -у.собрегению  вл етс  дисковый экструдер дл  переработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочным и выходным отверсти ми, установленный в корпусе вращаюш,ийс  диск, выполненный с цилиндрической полостью со стороны выходного отверсти  и имеющий зоны транспортировани , пластикации и гомогенизации, неподвижный диск, закрепленный на корпусе и расположенный коаксиально в цилиндрической полости вращающегос  диска с образованием рабочей зоны с его торцовой поверхностью, причем во вращающемс  диске выполнены сквозные отверсти  дл  прохода материала и сообщени  рабочей зоны с началом зоны пластикации, а в неподвижном диске выполнен канал дл  выхода расплава 2.

Недостатком данного экструдера  вл етс  также ограниченна  смесительна  способность . Данна  конструкци  не обеспечивает стабильной напорной характеристики. При

пульсации напорной характеристики возможно образование застойных зон во втором (внутреннем) рабочем зазоре, что приводит к перегреву расплава, термодеструкции и выпуску некачественной продукции. Кроме того , зона гомогенизации в данном случае  вл етс  потребителем энергии, таким образом , при наличии экструзионной головки с высоким гидравлическим сопротивлением (более 25 МПа) резко падает производитс ti- S ность машины.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества изделий путем интенсификации перемешивани  и стабилизации напорной характеристики экструдера.

0 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в экструдере дл  переработки полимерных материалов, содержащем корпусе загрузоч- . ным и выходным отверсти ми, установленный в корпусе вращающийс  диск,

5 выполненный с цилиндрической полостью со стороны выходного отверсти  и имеющий зоны транспортировани ,пластикации и гомогенизации, неподвижный диск, закрепленный на корпусе и расположенный

0 коаксиально в цилиндрической полости вращающегос  диска с образованием рабочей зоны с его торцовой поверхностью, причем во вращающемс  диске выполнены сквозные отверсти  дл  прохода материала и со5 общени  рабочей зоны с началом зоны пластикации, а в неподвижном диске выполнен канал дл  выхода расплава, согласно изобретению по наружной поверхности неподвижного диска выполнена винтова  на0 резка дл  подачи материала из выходной части зоны гомогенизации в рабочую зону, канал дл  выхода расплава неподвижного диска размещен по его продольной оси и выполнен сквозным, а сквозные отверсти 

5 вращающегос  диска размещены в области последнего витка винтовой нарезки неподвижного диска дл  сообщени  выхода зоны гомогенизации с началом зоны пластикации , при этом соотношение проходных сё0 чений сквозных отверстий и выходной части зоны гомогенизации выбрано в пределах от 1/3 до 1/2.

Отличительными признаками изобретени   вл ютс : выполнение по наружной по5 верхности неподвижного диска винтовой нарезки дл  подачи материала из выходной части зоны гомогенизации в рабочую зону; размещение канала дл  выхода расплава неподвижного диска по его продольной оси и выполнение канала сквозным, размещение сквозных отверстий вращающегос  диска в области последнего витка винтовой нарезки неподвижного диска дл  сообщени  выхода зоны гомогенизации с началом зоны пластикации, а также выбор соотноше- ни  проходных сечений сквозных отверстий и выходной части зоны гомогенизации в пределах от 1 /3 до 1 /2.

Конструкци  предлагаемого экструдера обеспечивает стабилизацию напорной ха- рактеристики экструдера за счет саморегулируемого перетекани  расплава через отверсти  вращающегос  диска, что в конечном счете приводит к стабилизации производительности (перетекание расплава также обеспечивает его эффективное и интенсивное перемешивание). Наличие винтовой нарезки на неподвижном диске обеспечивает генерирование давлени , что позвол ет использовать головки с высоким гидравлическим сопротивлением.

На чертеже изображен продольный разрез дискового зкструдера.

Экструдер дл  переработки полимер- ных материалов содержит корпус t, имеющий загрузочное 2 и выходное 3 отверсти , установленный в корпусе 1 вращающийс  диск 4, выполненный с цилиндрической полостью со стороны отверсти  3, # также не- подвижный диск 5, имеющий размещенный по его продольной оси сквозной осевой канал 6 дл  выхода расплава, снабженный винтовой нарезкой 7 по наружной поверхности и образующий рабочую зону с торцо- вой поверхностью вращающегос  диска. Вращающийс  диск 4 имеет отбойную нарезку 8, транспортирующую зону а с винтовой нарезкой 9, зону пластикации Ь, а также зону гомогенизации с, конец которой сооб- щаетс  с началом зоны пластикации посредством сквозных отверстий 10, расположенных в области последнего витка 11 винтовой нарезки неподвижного диска 5. Отношение проходных сечений сквозных отверстий 10 к проходному сечению конца зоны гомогенизации выбрано в пределах от 1/3 до 1/2.

Экструдер работает следующим образом ,

Полимерный материал в виде гранул че- рез загрузочное отверстие 2 корпуса 1 поступает в транспортирующую зону а, в которой захватываетс  витками нарезки 9 вращающегос  диска 4, образует постелен- но уплотн ющуюс  пробку и, продвига сь к дискам 4 и 5, начинает плавитьс , В зоне

b осуществл етс  окончательное плавление полимера. В зоне с полимер перемешиваетс  и за счет наличи  нарезки 8 под генерируемым давлением поступает в выходное отверстие 3 корпуса 1, формиру  изделие. Часть расплава полимера, проход  отверсти  10 вращающегос  диска 4, возвращаетс  в начало зоны пластикации и гомогенизации, где, смешива сь с поступающим полимером, способствует его прогреву и качественному перемешиванию. При возрастании давлени  в головке (например, при некотором снижении температуры расплава ) количества полимера, проход щего через отверсти  ТО, также увеличиваетс  (возрастает циркул ци  расплава). Среднее врем  пребывани  полимера в экструдере таким образом повышаетс , температура полимера увеличиваетс , после чего сопротивление головки снижаетс , т.е. имеет место саморегулирование процесса. При падении давлени  в головке наблюдаетс  обратна  картина. Площадь проходного сечени  отверстий 10 задаетс  (варьиру  диаметром отверстий или их количеством) в зависимости от перерабатываемого материала . Так, при переработке полимеров с мелкодисперсным наполнителем (красителем, магнитным порошком и т.п.), где требуетс  максимально возможное равномерное распределение частиц в объеме полимера, отношение проходных сечений сквозных отверстий 10 и конца зоны гомогенизации выбирают около 1/2. При переработке чис тых полимеров, с целью обеспечени  темпе- ратурной однородности расплава, принимают указанное соотношение, близкое к значению 1/3. При отношении площадей менее 1/3 эффективность перераспределени  расплава невелика, что приводит к нестабильной напорной характеристике , а при отношении более 1 /2 резко возрастает врем  пребывани  полимера в рабочей зоне зкструдера, что может привести к перегреву материала.

Конструкци  предложенного экструдера обеспечивает высокую смесительную способность, равномерную температурную и механическую однородность расплава, стабильную напорную характеристику, что гарантирует получение продукции высокого качества.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР №299133, кл. В 29 С 47/52, 1984.

2. Авторское свидетельство СССР № 1171347, кл. В 29 С 47/52, 1985.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с загрузочным и выходным отверсти ми , установленный в корпусе вращающийс  диск, выполненный с цилиндрической полостью со стороны выходного отверсти  и имеющий зоны транспортировани ,пластикациии гомогенизации, неподвижный диск, закрепленный на корпусе и расположенный коаксиально в цилиндрической полости вращающегос  диска с образованием рабочей зоны с его торцевой поверхностью, причем во вращающемс  диске выполнены сквозные отверсти  дл  прохода материала и сообщени  рабочей зоны с началом

   зоны пластикации, а в неподвижном диске выполнен канал дл  выхода расплава, отличающийс  тем, что по наружной поверхности неподвижного диска выполнена

   винтова  нарезка дл  подачи материала из выходной части зоны гомогенизации в рабочую зону, канал дл  выхода расплава неподвижного диска размещен по его продольной оси и выполнен сквозным, а

   сквозные отверсти  вращающегос  диска, размещены в области последнего витка винтовой нарезки неподвижногр диска дл  сообщени  выхода зоны гомогенизации с началом зоны пластикации, при этом соот

   ношение проходных сечений сквозных отверстий и выходной части зоны гомогенизации выбрано в пределах от 1/3 до 1/2.