RU2183158C1 - Экструдер - Google Patents
Экструдер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2183158C1 RU2183158C1 RU2001112061/12A RU2001112061A RU2183158C1 RU 2183158 C1 RU2183158 C1 RU 2183158C1 RU 2001112061/12 A RU2001112061/12 A RU 2001112061/12A RU 2001112061 A RU2001112061 A RU 2001112061A RU 2183158 C1 RU2183158 C1 RU 2183158C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screw
- extruder
- spring
- screw conveyer
- channel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/51—Screws with internal flow passages, e.g. for molten material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию. Экструдер содержит корпус и расположенный внутри него шнек с осевым каналом. Вход канала расположен на конце шнека, а выход размещен между витками нарезки шнека. Экструдер содержит также последовательно расположенные зоны загрузки, смешивания, гомогенизации, дозирования и предматричную зоны. В глухом канале шнека соосно расположены пружина большего диаметра, соприкасающаяся с ней промежуточная втулка, находящаяся в ней пружина меньшего диаметра, подпирающая плунжер. Плунжер установлен с возможностью осевого перемещения. Выход канала расположен в зонах гомогенизации и дозирования по длине одного витка шнека в виде сквозных наклонных цилиндрических отверстий. Оси отверстий пересекаются с осью вращения шнека. Изобретение позволяет стабилизировать давление в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса в ходе экструдирования различного исходного сырья. 4 ил.
Description
Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию.
Известен экструдер-смеситель (экструдер) содержащий гильзу (корпус), расположенный внутри него шнек с осевым каналом, выход (вход) которого расположен на конце шнека, а вход (выход) - между витками нарезки шнека. [Авторское свидетельство СССР 757339, кл. В 29 С 47/36, 47/64 11.04.78. Бюл. 31].
Недостатком данного устройства является невозможность регулирования количества отводимого из предматричной зоны в осевой канал расплава экструдата, а следовательно, и величины давления в предматрице, что приводит к нестабильности процесса экструзии и в свою очередь ведет к ухудшению качества получаемого продукта. Кроме того, известная установка является узкоспециализированной, предназначенной только для переработки полимерных материалов при окрашивании в массе синтетических нитей, что ограничивает область се применения.
Технической задачей изобретения является стабилизация давления в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса в ходе экструдирования различного исходного сырья за счет отвода части продукта из предматричной зоны и направления ее в рабочую камеру.
Поставленная задача достигается тем, что экструдере, содержащем корпус, расположенный внутри него шнек с осевым каналом, вход которого расположен на конце шнека, а выход размещен между витками нарезки шнека, новым является то, что экструдер содержит последовательно расположенные зоны загрузки, смешивания, гомогенизации, дозирования и предматричную зону, в глухом канале шнека соосно расположены пружина большего диаметра, соприкасающаяся с ней промежуточная втулка, находящаяся в ней пружина меньшего диаметра, подпирающая плунжер, установленный с возможностью осевого перемещения, при этом выход канала расположен в зонах гомогенизации и дозирования по длине одного витка шнека в виде сквозных наклонных цилиндрических отверстий, оси которых пересекаются с осью вращения шнека.
При нарушении устойчивого режима работы экструдера (пульсации давления, которая может возникнуть, например, при наличии недостаточной однородности состава смеси, изменении режима работы или при смене рецептуры смеси и т.д.) требуется быстрое оперативное вмешательство, направленное на поддержание стабильного давления, за счет отвода части продукта из предматричной зоны.
В этом случае в предлагаемом устройстве предусматривается "автоматическое" регулирование количества отводимого расплава экструдата из предматричной зоне и отвода его в предыдущие зоны экструдера за счет пульсаций давления в предматричной зоне экструдера.
На фиг. 1 изображен разрез рабочей камеры предлагаемого экструдера при положении плунжера в начальном положении, на фиг.2 - разрез рабочей камеры экструдера при полностью сжатой пружине меньшего диаметра, на фиг.3 - разрез рабочей камеры экструдера при полностью сжатых пружинах большего и меньшего диаметров, на фиг.4 - развертка винтовой поверхности шнека в зонах дозирования и гомогенизации.
Экструдер (фиг.1) содержит корпус 2 с загрузочным отверстием (не показано), расположенный в нем шнек 1 с винтовой нарезкой 4 и матрицу 11. В шнеке 1 выполнен глухой цилиндрический канал 9, в котором последовательно расположены пружина большего диаметра 3, промежуточная втулка 5, пружина меньшего диаметра 6 и плунжер 8. Пружина 3 находится между торцом канала 9 и промежуточной втулкой 5 и обеспечивает при необходимости ее перемещение в осевом направлении. Внутри промежуточной втулки 5 расположена пружина 6 меньшего диаметра. Плунжер 8 соприкасается без зазора с внутренней поверхностью канала 9 и рабочим концом перекрывает его входное отверстие, расположенное на торце шнека 1. Пружина 6 опирается на промежуточную втулку 5 и соприкасается с плунжером 8, ограничивая его осевое перемещение.
Жесткость пружин 3 и 6 подобрана таким образом, что пружина 3 большего диаметра начнет сжиматься после того, как пружина 6 меньшего диаметра будет полностью сжата. В зонах гомогенизации и дозирования во впадинах винтовой нарезки 4 по длине одного витка шнека выполнены наклонные цилиндрические отверстия соответственно 7 и 10, оси которых пересекаются с осью вращения шнека. Угол наклона отверстий α выбирается таким образом, чтобы обеспечить захват основным потоком продукта потоков, выходящих из отверстий 7 и 10 (фиг. 4). Линиями 12 показаны направления движения расплава продукта из предматричной зоны в зоны гомогенизации и дозирования.
Длины канала 9, пружин 3 и 6, промежуточной втулки 5 и плунжера 8 подобраны таким образом, что при полностью сжатой пружине 6 меньшего диаметра плунжер 8 находится в положении, обеспечивающем открытие отверстий 10 в зоне дозирования (фиг.2). А при полностью сжатой пружине 3 большего диаметра плунжер 8 находится в положении, обеспечивающем открытие отверстий 7 в зоне гомогенизации (фиг.3).
Предлагаемый экструдер работает следующим образом.
Исходный продукт последовательно перемещается через зоны загрузки, смешивания, гомогенизации и дозирования при помощи вращающегося шнека 1. По мере продвижения продукт перемешивается в зоне смешивания, нагревается и размягчается. Далее в зоне гомогенизации происходит превращение размягченных гранул в однородный расплав за счет возрастания давления. Давление расплава продукта в зоне дозирования достигает желаемого значения, происходит окончательное расплавление мелких включений и образуется расплав, однородный по структуре и температуре. Это позволяет для нормальной работы экструдера иметь заданную, однородную по сечению температуру расплава продукта.
Затем он попадает в предматричную зону и продавливается через выходное отверстие в матрице 12. Так, экструдер работает при давлении продукта в предматричной зоне, не превышающем заданного оптимального значения (фиг.1). Это необходимо, так как величина давления однозначно определяет температуру обработки продукта, от которой в свою очередь зависит качество готового продукта [1. Термопластическая экструзия: научные основы, технология, оборудование/ Под. ред. A.Н. Богатырева, В.П. Юрьева. - М.: "Ступень", 1994. -200 с. 2. Груздев Н.Э., Мирзоев Р.Г., Янков В.И. Теория шнековых устройств. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978. -144 с.].
В случае повышения давления расплава продукта в предматричной зоне сила, действующая па плунжер 8, превысит силу, с которой пружина 6 удерживает его в положении равновесия и плунжер начнет перемещаться в направлении зоны загрузки продукта, открывая отверстия 10 (фиг.2). При этом продукт из предматричной зоны отводится в зону дозирования, и, следовательно, обеспечивается снижение давления в предматричной зоне.
Если этого снижения давления оказывается недостаточно и оно продолжает увеличиваться в предматричной зоне, то в этом случае при полном сжатии пружины 6 плунжер 8 упирается в промежуточную втулку 5. Они совершают совместное движение в том же направлении, сжимая пружину 3 большего диаметра, при этом открывая отверстия 7, тем самым увеличивая количество отводимого продукта из предматричной зоны в зону гомогенизации, также обеспечивая снижение давления в предматричной зоне (фиг.3). Таким образом, во втором случае происходит выход продукта сначала в зону дозирования, а затем в зону гомогенизации.
Такая циркуляция расплава экструдата приводит к уменьшению нагрузки от действующих на плунжер 8 сил со стороны предматричной зоны, и он под действием увеличившихся сил сжатия пружины 6 (или совместного действия сил сжатия пружин 3 и 6) перемещается в обратном направлении, и занимает крайнее положение (пружины 3, 6 имеют наименьшее сжатие), в котором он своим рабочим концом полностью перекрывает доступ продукта из предматричной зоны в канал 9 шнека 1.
Пределы регулирования и форма пружин, размеры канала 9 и расположение отверстий 7 и 10 определяются геометрическими размерами рабочей камеры и реологическими свойствами перерабатываемого сырья. Пружина 6 отрегулирована на определенное усилие отжатия, при превышении которого она сжимается, а пружина 3 отрегулирована так, что начинает сжиматься только при полном сжатии пружины 6.
Чтобы обеспечить перетекание перерабатываемого материала через отверстия 7 и 10 и сохранить достаточную прочность шнека 1, необходимо диаметр отверстий 7 и 10 держать в пределах не более одной трети ширины винтовой нарезки 4 шнека 1. Шаг расположения отверстий 7 и 10 должен быть одинаковым, не менее трех диаметров отверстия с целью устранения изгиба шнека при выходе расплава из отверстий 7 и 10 (фиг.4).
Таким образом, использование изобретения позволит:
- оптимизировать процесс экструдирования различного исходного сырья за счет "автоматического" поддержания оптимального давления вследствие регулирования потока отводимого продукта из предматричной зоны в зоны дозирования и гомогенизации;
- расширить область применения за счет достигнутой универсализации механизма стабилизации давления:
- получать экструдаты высокого качества благодаря решению проблемы стабилизации давления, а следовательно, и температуры обработки.
- оптимизировать процесс экструдирования различного исходного сырья за счет "автоматического" поддержания оптимального давления вследствие регулирования потока отводимого продукта из предматричной зоны в зоны дозирования и гомогенизации;
- расширить область применения за счет достигнутой универсализации механизма стабилизации давления:
- получать экструдаты высокого качества благодаря решению проблемы стабилизации давления, а следовательно, и температуры обработки.
Применение предложенной конструкции шнека в двухшнековых экструдерах также позволит повысить коэффициент наполнения шнеков в зоне дозирования и тем самым повысить качество экструдатов за счет устранения пульсации давления в предматричной зоне, характерного для данного типа машин.
Claims (1)
- Экструдер, содержащий корпус, расположенный внутри него шнек с осевым каналом, вход которого расположен на конце шнека, а выход размещен между витками нарезки шнека, отличающийся тем, что экструдер содержит последовательно расположенные зоны загрузки, смешивания, гомогенизации, дозирования и предматричную зону, в глухом канале шнека соосно расположены пружина большего диаметра, соприкасающаяся с ней промежуточная втулка, находящаяся в ней пружина меньшего диаметра, подпирающая плунжер, установленный с возможностью осевого перемещения, при этом выход канала расположен в зонах гомогенизации и дозирования по длине одного витка шнека в виде сквозных наклонных цилиндрических отверстий, оси которых пересекаются с осью вращения шнека.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112061/12A RU2183158C1 (ru) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Экструдер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112061/12A RU2183158C1 (ru) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Экструдер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2183158C1 true RU2183158C1 (ru) | 2002-06-10 |
Family
ID=20249236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001112061/12A RU2183158C1 (ru) | 2001-05-03 | 2001-05-03 | Экструдер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2183158C1 (ru) |
-
2001
- 2001-05-03 RU RU2001112061/12A patent/RU2183158C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2053121C1 (ru) | Экструдер для обработки и производства каучука и термопластичных пластмасс | |
US3653637A (en) | Apparatus for processing plastic materials | |
CA2593634C (en) | Extruder with feed-back means | |
EP1091798B1 (en) | Mixing device | |
DE102007051923B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Verarbeitung polymerer Werkstoffe | |
US3386131A (en) | Apparatus for the continuous treatment of rubber and plastic material in general | |
US7494264B2 (en) | Method of injection molding or extruding a polymer composition using a low compression screw | |
EP0979719A2 (de) | Verfahren und Plastifizierextruder zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffmassen | |
JP2020525328A (ja) | バルク形態の熱機械的変形可能材料の押出装置および押出方法、ならびにコンパクト・スクリュー押出機 | |
EP2093037A2 (en) | Kneading disc segment and twin-screw extruder | |
US5641227A (en) | Extrusion and refining apparatus and method | |
JPS6249845B2 (ru) | ||
RU2183158C1 (ru) | Экструдер | |
EP0513593A2 (de) | Vorrichtung zur Extrusion von Kunststoff- und Kautschukmischungen | |
US3411179A (en) | Extruder screw mixing section | |
EP0806282A1 (de) | Extruder für Kunststoffgranulat | |
US3295160A (en) | Apparatus for spinning filaments of synthetic thermoplastic fiber-forming polymers | |
AU3788199A (en) | Plasticizing screw | |
JPH04276421A (ja) | ゴムおよび熱可塑性合成物質の加工および製造をするための押出機 | |
RU2214918C1 (ru) | Экструдер | |
JP2005520008A (ja) | 多モードポリマーの均一化 | |
DE3833777A1 (de) | Hochgeschwindigkeitsextrusion mit der extruder-zahnradpumpe-kombination | |
RU2227782C1 (ru) | Шнековый экструдер | |
RU2002626C1 (ru) | Экструдер дл обработки и производства каучука и термопластичных пластмасс | |
RU2185286C1 (ru) | Формующее устройство экструдера |