SU1172739A2 - Mixer/extruder for polymeric materials - Google Patents

Mixer/extruder for polymeric materials Download PDF

Info

Publication number
SU1172739A2
SU1172739A2 SU843715497A SU3715497A SU1172739A2 SU 1172739 A2 SU1172739 A2 SU 1172739A2 SU 843715497 A SU843715497 A SU 843715497A SU 3715497 A SU3715497 A SU 3715497A SU 1172739 A2 SU1172739 A2 SU 1172739A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
extruder
screw
mixer
kneading element
axial channel
Prior art date
Application number
SU843715497A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Масич
Григорий Павлович Воедило
Александр Иванович Тэнн
Михаил Васильевич Ивасенко
Владимир Николаевич Сочевец
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Машин Для Производства Синтетических Волокон
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Машин Для Производства Синтетических Волокон filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Машин Для Производства Синтетических Волокон
Priority to SU843715497A priority Critical patent/SU1172739A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1172739A2 publication Critical patent/SU1172739A2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/40Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft
    • B29B7/42Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with single shaft with screw or helix
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/51Screws with internal flow passages, e.g. for molten material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/54Screws with additional forward-feeding elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/55Screws having reverse-feeding elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/67Screws having incorporated mixing devices not provided for in groups B29C48/52 - B29C48/66

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

ЭКСТРУДЕР-СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт. св. № 757339, отличающийс  тем, что, с целью повышени , производительности экструдера-смесител , он снабжен закрепленным .на переднем срланце гильзы экструдера месильным элементом, размещенным в осевом кана ле шнека: и выполненным с продольным каналом, сообщакшщм .торец месильйого элемента с выходным отверстием экструдера, причем торцы месильного элемента и осевого канала расположены на участке рабочей зоны экструдера. EXTRUDER-MIXER FOR POLYMERIC MATERIALS by author. St. No. 757339, characterized in that, in order to increase the productivity of the extruder-mixer, it is provided with a kneading element fixed on the front of the extruder sleeve sling placed in the axial channel of the auger channel: extruder, with the ends of the kneading element and the axial channel located on the site of the working zone of the extruder.

Description

Изобретение относитс  к конструкци м экструдеров-смесителей дл  интенсивного перемешивани  расплавов Полимеров и может быть использовано дл  получени  окрашенных в массе синтетических нитей в химической промышленности. Цель изобретени  - повышение производительности экструдера-смесител  путем интенсификации переметивани  благодар  рециркул ции расплава и дополнительного смешени  на динамическом смесителе в полости шнека без увеличени  длины экструдера-смесител , при этом обеспечиваетс  усреднение в зкости расплава и рас-, пределение температуры его частиц. На чертеже изображен предлагаемый экструдер-смеситель, осевое сече ние. Экструдер-смеситель содержит гиль зу 1, охваченную нагревател ми любой известной конструкции (на чертеже не показаны). В полости гильзы -1 раз мещен шнек 2, св занный с приводом вращени  (на чертеже не показан). Шнек 2 образует с гильзой 1 рабочую Q и выходную S зоны и имеет винтовую нарезку с участками 3 и 4. Средство дл  рециркул ции расплава выполнено в виде осевого канала 5 в теле шнека 2, в котором установлен месильный элемент 6, вьшолненньш в виде стержн  с развитой боковой поверхностью, например в виде призмы , преимущественно шестигранной. Ме сильный элемент 6 неподвижно закреплен на очередном фланце 7 гильзы 1 экструдера, а в теле месильного элемента 6 выполнен продольный канал 8, который соедин ет выходное отверстие 9 экструдера со свободным торцом месильного элемента 6 - призмы.- Между участком винтовой нарезки, имеющей направление, противоположное направлению винтовой нарезки участка 4, размещен участок 10, на котором расположен вход осевого канала 5 вьтолненный в виде радиальных каналов 11, а выход осевого каналта 5 раз мещен на конце шнека 2. Участок 10 должен быть вьтолнен в виде призмы, при этом радиальные каналы 11 заканчиваютс  на ее гран х. Длина осевого канала 5 в шнеке 2, а значит и длина месильного элемента 6 (призмы) должна быть большей рассто ни  от радиал ных каналов 11 до переднего торца шн ка 2, т.е. распростран тьс  на всю длину шнека 2, т.е. торцы месильного элемента 6 и осевого канала 5 расположены на участке рабочей зоны а экструдера. В продольном канапе 8 месильного элемента 6 могут быть расположены статические смесители 12 любой известной конструкции. Таким образом, шнек 2 включает две части, .одна из них с месильным элементом 6, т.е. призмой, размещена в осевом канале 5 другой части - самого шнека 2. Экструдер-смеситель работает следуюшзим образом. В процессе работы расплав полимера , транспортируемый, винтовой нарезкой участка 4 вращающегос  шнека 2, в рабочем зазоре экструдера вдоль гильзы 1 попадает в зону участка 10, где винтова  нарезка одного направлени  переходит в винтовую нарезку другого направлени . На этом участке 10 расплав устремл етс  через радиальные каналы 11 в осевой канал 5 в теле шнека 2. Попав в зазор между внутренней поверхностью шнека 2 и месильным элементом 6 - призмой, поток раздел етс  на две части, устремл ющиес  вдоль зазора в противоположные стороны. Одна часть представл ет поток рециркул ции, движушдйс  вдоль зазора к переднему концу шнека 2, захватываетс  винтовой нарезкой участка 3 обратного направлени  и перемещаетс  ими вдоль рабочего зазора в зону участка 10 перехода винтовой нарезки одного направлени  к винтовой нарезки другого направлени . Б этой зоне рециркулирующий поток встречаетс  с потоком расплава, подаваемым витками основной части шнека 2, и, смешива сь, с ним, устремл етс  в радиальные каналы 11. Одновременно друга  часть потока движетс  вдоль зазора между внутренней поверхностью шнека 2 и месильным элементом 6 противоположно рециркулирующему потоку. При этом расплав в зазоре подвергаетс  интенсивному перемешиванию и. приходит к свободному концу месильного элемента призмы 6, Далее расплав попадает в продольный канал 8 и выходит из него через выходное отверстие 9 экструдера. Таким образом, расплав полимера перемешиваетс  прежде всего при транспортировании витками винтовой нарезки участков 3 и 4 (как пр мыми так и обратными), поскольку любой экструдер вообще  вл етс  хорошим смесителем. Кроме этого, перемешивание расплава резко усиливаетс  потоком рециркул ции из за многократного разделени  и сли ни  потока расплава при прохождении рециркулирующим потоком более длинного пути, чем пр мой поток. Наличи участка 10 в зоне изменени  направлени  винтовой нарезки обеспечивает интенсивное перемешивание пр мого и рециркулирующего потоков в зоне их сли ни . Месильный элемент 6, наход пщйс  в осевом канале 5 шнека 2, обеспечивает перемешивание ре циркулируюш;его потока и пр мого пот ка, движущегос  к выходному отверстию 9. Целесообразно, чтобы длина осевого канала 5 в теле шнека 2, а значит и длина месильного элемента 6, т.е. призмы, размещенной в не превьппала рассто ние от радиальных каналов 11 до торца шнека 2. Это по волит рационально использовать всю длину шнека 2, разместив в нем месильный элемент 6, образующий обшир ную рабочую зону, что обеспечивает повьшгение степени гомогенизации расплава. Кроме этого, установка в продольном канале 8, соедин ющем торец месильного элемента 6 (призмы и выходное отверстие 9 экструдера, статического смесител  12 позволит избежать расслоени  потока полимера на пристеночную и сердцевинную зоны при движении, его в данном канале. При этом мес1тьный элемент, а значит и осевой канал в нем должны иметь большую длину. Увеличение производительности без заметного увеличени  габаритов экструдера , т.е. увеличени  длины и диаметра гильзы, достигаетс  тем, что одна половина смесител  размещена в осевом канале другой его половины. В предлагаемом экструдере-смесителе расплав, кроме рециркул ции, подвергаетс  интенсивному перемешиванию на динамическом смесителе, который. образован поверхностью осевого канала 5 в шнеке 2 и месильным элементом 6, закрепленным на переднем фланце 7 экструдера. Поскольку, шнек 2 вращаетс , а месильный элемент 6 неподвижен, между ними образуетс  рабоча  зона динамического смесител . При этом динамический смеситель не требует дополнительного привода, поскольку использует вращение самого шкека 2. Так как динамический смесите ь полностью размещен в осевом канале 5 шнека 2, то длина экструдера не увеличиваетс . Уменьшение длины экструдера сокращает число нагревательных элементов, а значит обеспечивает снижение удельных затрат энергии .The invention relates to the design of extruder mixers for the intensive mixing of polymer melts and can be used to produce bulk-dyed synthetic yarns in the chemical industry. The purpose of the invention is to improve the performance of the mixer extruder by intensifying the transferring due to melt recirculation and additional mixing on a dynamic mixer in the screw cavity without increasing the length of the mixer extruder, while averaging the melt viscosity and distributing the temperature of its particles. The drawing shows the proposed extruder-mixer, axial section. The extruder-mixer contains a sleeve 1 covered by heaters of any known construction (not shown in the drawing). In the cavity of the liner, -1 screw 2 is connected, which is connected with a rotation drive (not shown). The screw 2 forms a working Q and output S zones with the sleeve 1 and has a screw thread with sections 3 and 4. The melt recirculation means is made in the form of an axial channel 5 in the body of the screw 2, in which the kneading element 6 is installed, completely in the form of a rod with developed lateral surface, for example in the form of a prism, mainly hexagonal. Me strong element 6 is fixedly mounted on the next flange 7 of the sleeve 1 of the extruder, and in the body of the kneading element 6 there is a longitudinal channel 8 that connects the outlet 9 of the extruder with the free end of the kneading element 6 - a prism. opposite to the direction of the screw thread of section 4, section 10 is located, on which the entrance of the axial channel 5 is fulfilled in the form of radial channels 11, and the output of the axial channel 5 is located at the end of the screw 2. Section 10 must be completed in the form of a prism, with the radial channels 11 ending at its edges. The length of the axial channel 5 in the screw 2 and, therefore, the length of the kneading element 6 (prism) should be longer from the radial channels 11 to the front end of the screw 2, i.e. extend over the entire length of the screw 2, i.e. the ends of the kneading element 6 and the axial channel 5 are located on the site of the working zone and the extruder. In the longitudinal canap 8 of the kneading element 6 can be located static mixers 12 of any known construction. Thus, the screw 2 comprises two parts, one of them with kneading element 6, i.e. prism placed in the axial channel 5 of the other part - the screw 2 itself. The extruder-mixer works in the following way. During operation, the polymer melt transported by screw-cutting the section 4 of the rotating screw 2, in the working gap of the extruder along the sleeve 1 falls into the area of the section 10, where the screw-cutting of one direction turns into the screw-cutting of another direction. In this section 10, the melt rushes through the radial channels 11 into the axial channel 5 in the body of the screw 2. Once in the gap between the inner surface of the screw 2 and the kneading element 6 - the prism, the flow is divided into two parts, rushing along the gap in opposite directions. One part is the recycle flow, moving along the gap to the front end of the screw 2, is caught by the screw thread of the reverse direction 3 and is moved by them along the working gap to the zone of the screw thread transition 10 of one direction to the screw thread of the other direction. In this zone, the recirculating flow encounters the melt flow supplied by the turns of the main part of the screw 2 and, mixing with it, rushes into the radial channels 11. At the same time, the other part of the stream moves along the gap between the inner surface of the screw 2 and the kneading element 6 opposite to the recirculating flow. In this case, the melt in the gap is subjected to intensive mixing and. comes to the free end of the kneading element of the prism 6, Next, the melt enters the longitudinal channel 8 and exits it through the outlet 9 of the extruder. Thus, the polymer melt is mixed primarily during the transport by turns of screw cutting sections 3 and 4 (both direct and reverse), since any extruder is generally a good mixer. In addition, melt mixing is dramatically increased by the recirculation flow due to multiple separation and melt flow merging when the recirculation flow passes a longer path than the direct flow. The presence of section 10 in the zone of change in the direction of the screw thread ensures intensive mixing of the direct and recirculating flows in the zone of their fusion. The kneading element 6, located in the axial channel 5 of the screw 2, ensures recirculation mixing; its flow and direct flow moving to the outlet 9. It is advisable that the length of the axial channel 5 in the body of the screw 2, and hence the length of the kneading element 6, i.e. the prism placed at the distance from the radial channels 11 to the end of the screw 2. This makes it rational to use the entire length of the screw 2 by placing the kneading element 6 in it, forming an extensive working area, which ensures a reduction in the degree of melt homogenization. In addition, installation in the longitudinal channel 8 connecting the end of the kneading element 6 (prism and outlet 9 of the extruder, static mixer 12 will avoid splitting the polymer flow into the wall and core zones during movement, it is in this channel. At the same time, the core element and This means that the axial channel in it should have a greater length.The increase in productivity without a noticeable increase in the dimensions of the extruder, i.e. an increase in the length and diameter of the sleeve, is achieved by the fact that one half of the mixer is placed in the axial channel the other half of it. In the proposed extruder-mixer, the melt, besides recirculation, is subjected to intensive mixing on a dynamic mixer, which is formed by the surface of the axial channel 5 in the screw 2 and the kneading element 6 mounted on the front flange 7 of the extruder. and the kneading element 6 is stationary, between them a working area of the dynamic mixer is formed. At the same time, the dynamic mixer does not require an additional drive, since it uses rotation of the pin 2 itself. Since the dynamic esite s fully placed in the axial channel 5 of the screw 2, the extruder length is not increased. Reducing the length of the extruder reduces the number of heating elements, and thus reduces the unit cost of energy.

Claims (1)

ЭКСТРУДЕР-СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ по авт. св.EXTRUDER-MIXER FOR POLYMERIC MATERIALS by ed. St. № 757339, отличающийся тем, что, с целью повышения, производительности экструдера-смесителя, он снабжен закрепленным на переднем фланце гильзы экструдера месильным элементом, размещенным в осевом канале шнека и выполненным с продольным': каналом, сообщающим торец месильйо- >·’. го элемента с выходным отверстием экструдера, причем торцы месильного элемента и осевого канала расположены на участке'рабочей зоны экструдера.No. 757339, characterized in that, in order to increase the productivity of the extruder-mixer, it is equipped with a kneading element mounted on the front flange of the extruder sleeve, placed in the axial channel of the screw and made with a longitudinal ': channel communicating the end face of the mesilyo-> · ’. th element with the outlet of the extruder, and the ends of the kneading element and the axial channel are located on the section of the working zone of the extruder. 1 1172739 21 1172739 2
SU843715497A 1984-03-27 1984-03-27 Mixer/extruder for polymeric materials SU1172739A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843715497A SU1172739A2 (en) 1984-03-27 1984-03-27 Mixer/extruder for polymeric materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843715497A SU1172739A2 (en) 1984-03-27 1984-03-27 Mixer/extruder for polymeric materials

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU757339 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1172739A2 true SU1172739A2 (en) 1985-08-15

Family

ID=21109215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843715497A SU1172739A2 (en) 1984-03-27 1984-03-27 Mixer/extruder for polymeric materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1172739A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 757339, кл. В 29 F 3/02, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3271819A (en) Extruder
US7014353B2 (en) Plasticating screw and apparatus
EP0002131A1 (en) Improved self-cleaning type extruder
US5421650A (en) Mixing machinery of the transfermix type
US4447156A (en) Modular mixing apparatus including interchangeable fluid processing means
US4387997A (en) Plasticating extruder screw conveyors
GB1352934A (en) Screw extruder
DE19928870C2 (en) Single-screw extruder
DE60003930D1 (en) EXTRUDER SCREW
US3730492A (en) Mixing of thermoplastic materials
US4324493A (en) Mixer-cooler device for the extrusion of thermoplastic foams
US6497508B1 (en) Plasticating process, apparatus and screw with mixing
US6672753B1 (en) Apparatus for plasticating thermoplastics
US5178458A (en) Extruder screw mixing head
SU1172739A2 (en) Mixer/extruder for polymeric materials
CA1075865A (en) Helical injection extruder for thermoplastics
CN100423931C (en) Planetary screw chaos trigger extruding method and apparatus
SU889462A2 (en) Extruder-mixer for polymeric materials
CN106142486A (en) Jet forming machine and injection screw thereof
BR0214229A (en) Melt Extrusion Apparatus
GB1220664A (en) Extruders
US3756574A (en) Thermoplastic material mixing
US3584340A (en) Extruder
US4140400A (en) Extruder screw
US6814481B2 (en) Screw extruder with improved mixing pins