SU1451040A1 - Экструдер дл переработки порошковых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к переработке полимерных материалов, в том числе и наполненных отходами древесины . Цель изобретени  - повьшение качества перерабатываемых полимерных материалов. Дл  этого экструдер содержит размещенные концентрично в корпусе наружный шнек с винтовой нарезкой по внутренней поверхности и экстру- зионный внутренний элемент, Внутрен- иий элемент установлен в корпусе неподвижно, соединен с дорном и имеет ступенчатую рабочую поверхность. ,( Рабоча  поверхность наружного шнека адекватна поверхности внутреннего элемента. Дорн образует с профилирующими элементами матрицы профнлиру101дий канал. Матрица жестко соединена с корпусом. Глубина винтовой нарезки уменьшаетс  в направлении матрицы. Длина рабочей поверхности наружного шнека равна длине корпуса. Дорн и профилирующие элементы выполнены сменными. При работе материал нз зоны загрузки поступает в экструдер, подвергаетс  сжатию, плавленшо, перемешиванию с наполнител ми и поступает в профилирующий канал. При этом в расплаве отсутствует радиальное скольжение материала, что исключает его пережог. Предотвращение сдвиговых напр жений между неподвижными дорном и матрицей исключает разрушение армирующих элементов, что повьш ает качество изделий. А ил. S (Л йЙь ел

Description

Изобретение относитс  к переработке полимерных материалов и может быть использовано в строительной и, химической промьшшенности, при изго- товлении длинномерных погонажных из- делий как на основе чистых порошковых материалов, так и на основе отходов древесины и порошковых компонентов . .

Цель изобретени  - повьпиение качества перерабатываемых полимерных материалов.

На фиг.1 изображен зкструдер дл  переработки полимерных материалов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (с дорном дл  формовани  ; гладкой внутренней поверхности трубы); на фиг.З - то же, с дорном дл  формовани  , рифленой поверхности трубы; на фиг.4 то же, с дорном дл  формовани  внутренней поверхности издели  - поручн .

Экструдер дл  переработки полимерных материалов содержит корпус 1, в котором концентрично размещены экструдирующие злементы в виде наружного шнека 2 с винтовой нарезкой 3 по внутренней рабочей поверхности и внутреннего злемента 4, жестко .соединенного с корпусом 1, смонтирован- ного. неподвижно относительно наружного шнека 2, выполненного со ступенчатой рабочей поверхностью 5, концентрично расположенного в шнеке 2 и соег диненного, например, при помощи резь- бового соединени , со съемным дорном 6 дл  формовани  внутренней поверхности экструдируемых изделий.

Наружш ш шнек 2 снабжен индивидуальным приводом 7 вращени , распо- ложенным в корпусе 1. Последний со стороны расположени  дорна 6 жестко соединен с матрицей 8, в которой установлены сменные профилирующие элементы 9 и 10, например, в виде полувтулок, образующих с дорном 6 профилирующий канал, а с другой стороны закрыт крьш1кой 11, с ко.торой св зан загрузочный бункер 12. Матрица 8 состоит, например, из основани  13 и обечайки 14 и жестко соединена с корпусом 1 посредством основани  1

- Внутренний элемент 4 крепитс  к крышке 11.при помощи хвостовика 15, :на котодом выполнена резЪба и установлены гайка 16 и контргайка 17. :Ступенчата  рабоча  поверхность 5 внутреннего злемента 4 состоит, например , из крайних цилиндрических

5 О .

д j

5

участков 18 и 19 длиной 1 и 1 и промежуточных (средних) конусных участков 20 и 21 длиной 1,, и l, , плавно переход щих один в другой. При зтом внутренн   поверхность винтовой нарезки 3 наружного шнека 2 адекватна С7упенчатой рабочей поверхности 5 внутреннего элемента 4 и между зти- ми поверхност ми обеспечена, например , скольз ща  посадка.

Участок 1В внутреннего элемента 4 образует с наружным шнеком 2 зону 22 загрузки, участок 20 - зону 23 плавлени  с предварительным уплотнением перерабатываемого материала, участок 21 - зону 24 сжати ,;,участок 19 - зону 25 дозировани .

Величина (длина) рабочих зон 22- 25 зависит от состава перерабатываемого материала. Степень уплотнени  экструдата зависит от конусности участков 20 и 21 внутреннего элемента 4, характеризующихс  соответственно углами 04. и J . Дл  повьш1ени  гомогенизации перерабатываемого материала в зоне 23 плавлени  на участке 20 внутреннего элемента 4 выполнена винтова  канавка 26 противоположного направлени  направлению винтовой нарезки 3 наружного шнека 2.

Внутренний элемент 4 выполнен с вмонтированным вовнутрь его электронагревателем (не показано). Глубина винтовой нарезки 3 выбрана уменьшаю щейс  в направлении матрицы В. Длина рабочей поверхности 3 равна.длине . корпуса 1.

Монтаж зкструдера дл  переработки полимерных материалов осуществл ют следующим образом.

В корпусе 1 устанавливают наружный шнек 2 и соедин ют его с индивидуальным приводом 7 вращени . Затем, вовнутрь наружного шнека 2 ввод т внутренний элемент.4. На хвостовик 15 последнего устанавливают крьш1ку 11, которую креп т к корпусу 1, например , при помощи болтов. Внутренний элемент 4 фиксируют при помощи гайки 16 и контргайки 17, устанавливаемых на хвостовике 15.

К крьшже 11 подсоедин ют загрузочный бункер 12. Далее, к внутрен- нему элементу 4 присоедин ют, например , при помощи резьбового соединени , дорн 6. Затем собирают матрицу 8, дл  чего профилирующие элементы 9 и 10 в виде полувтулок устанавливают

1451040

в обечайке 14, которую креп т, например , при помощи болтов, к основанию 13. После этого к корпусу 1 жестко присоедин ют матрицу 8 с профилирующими элементами 9 и 10, например, при помощи болтов,

Экструдер дл  переработки полимерных материалов работает следующим образом.10

Перед включением экструдера дл  переработки полимерных материалов (фиг.1) подают напр жение к нагревателю , расположенному внутри внутренКроме того,, по мере продвижени  расплава материала пдоль участка 20 происходит его плавление за счет контакта с нагретой поверхностью внутреннего элемента 4, а также за счет энергии диссипации, т.е. сил трени  мехду сло ми расплава в зазо между наружным О1неком 2 и внутренни элементом 4. При этом дпссипативна  составл юща  будет тем больше, чем выше в зкость расплава. В зкость зависит от температуры. Таким образом практически исключаетс  перегре

него элемента 4 (не показано). Нагрев 15 или недогрев массы (экструдата) на

Кроме того,, по мере продвижени  расплава материала пдоль участка 20 происходит его плавление за счет контакта с нагретой поверхностью внутреннего элемента 4, а также за счет энергии диссипации, т.е. сил трени  мехду сло ми расплава в зазор между наружным О1неком 2 и внутренним элементом 4. При этом дпссипативна  составл юща  будет тем больше, чем выше в зкость расплава. В зкость зависит от температуры. Таким образом практически исключаетс  перегрев

или недогрев массы (экструдата) на

последнего осуществл ют до температуры плавлени  перерабатываемого полимерного или древесно-полимерного материала . Затем включают привод 7 вращени  наружного шнека 2 и подают не - (рерабатыв.аемый материал в загрузочный бункер 12. Из последнего материал самотеком поступает в зону 22 загрузки , заполн   межвитковое пространство между наружным шнеком 2 и внутрен- ним элементом 4.

При вращении наружного шнека 2 забор материала и его сжатие осуществл ютс  за счет винтовой нарезки 3, выполненной на внутренней поверхности наружного шнека 2. Равенство шага винтовой нарезки 3 обеспечивает перемещение материала вдоль внутреннего элемента 4. Далее материал поступает в зону 23 плавлени , где за счет изменени  глубины винтовой нарезки 3 наружного шнека 2 (за счет вьшолнени  участка 20 внутреннего элемента 4 конусньш с углом конуса Л происходит предварительное его ежа

тие, а за счет нагрева внутреннего элемента 4 - плавление материала.

Материал в виде втулки, вход щей в зацепление с наружным шнеком 2 (с винтовой нарезкой 3 по его внутренней поверхности), с большим напор ом перемещаетс  вдоль внутреннего элемента 4, При этом в зоне 23 происходит интенсивное перемешивание материала за счет выполнени  на участке внутреннего элемента 4 винтовой канавки 26 противоположно направленной направлению винтовой нарезки 3 наружного

В зону 25 дозировани  расплав поступает в виде полоски монолитной массы, непрерывно движущейс  по периметру участка 19 внутреннего элемента 4. При этом в расплаве отсутствует радиальное скольжеьше материала , что исключает его пережог. Из зоны 25 дозировани  расплав поступает в полость матрицы 8, где сменные профилирующие элементы 9 и 10 формуют наружную поверхность экструшнека 2. Так как.глубина винтовой на-

резки 3 наружного шнека 2 вдоль участ- дируемого издели , а съемный дорн 6 - ка 20 внутреннего элемента 4 уменьша- етс , то происход т сжатие и предварительное уплотнение материала,

внутреннюю поверхность (фиг.2-4). При этом качество поверхности экстру- дируемых изделий зависит только от

выходе из экструдера.

Из зоны 23 плавлени  расплав поступает в зону 24 сжати . При этом за один оборот наружного шнека 2 в зоне 22 загрузки происход т забор перерабатываемого материала по количеству , равному суммарному объему одного шага межвиткового пространства между наружным шнеком 2 и внутренним элементом 4, точнее его участком 18,

а также продольное перемещение материала вдоль внутреннего элемента 4 на Один шаг винтовой нарезки, что обеспечивает его непрерывное поступ- ление в зону 24 сжати .

В зоне 24 расплав за счет дальнейшего более интенсивного уменьшени  глубины винтовой нарезки 3 наружного шнека 2 (за счет выполнени  участка 21 внутреннего элемента 4 конусным с углом конуса , причем угол у угла oi уплотн етс  до необходимой плотности , превраща сь в монолитную массу . Уменьшение зазора между наружным шнеком 2 и внутренним элементом 4 обусловливает увеличение скорости течени  расплава, что сопровождаетс  еформацией, а следовательно, и эффектом перемешивани .

В зону 25 дозировани  расплав оступает в виде полоски монолитной массы, непрерывно движущейс  по периметру участка 19 внутреннего элеента 4. При этом в расплаве отсуттвует радиальное скольжеьше материала , что исключает его пережог. з зоны 25 дозировани  расплав поступает в полость матрицы 8, где сменные профилирующие элементы 9 и 10 формуют наружную поверхность экстру

дируемого издели , а съемный дорн 6 -

внутреннюю поверхность (фиг.2-4). При этом качество поверхности экстру- дируемых изделий зависит только от

V

ности изделий; возможность без исполь- дополиительных сутожных устройств обеспечить переналадку на; получение экструдируемых изделий различ- кого профил .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Экструдер ш  переработки порошковых материалов, содержащий корпус с загрузочным бункером, концентрично размещенные в нем наружный шнек, соединенный с приводом вращени  и выполкачества (чистоты) рабочих (формующих ) поверхностей CMeHiiix элементов 9 и 10 матрицы 8 и съемного дорна 6, так как граничные слои расплава, контактирующие с тми, имеют только осевое перемещение вдоль оси матрицы 8 (вдоль оси экструдера).

   При переработке полимерных материалов , армированных армирующими эле- ю ментами, например, кордным волокном, древесными опилками и.т.п., и поступлении расплава материала в полость

   матрицы 8 из зоны 25 дозировани , не ----- иГто во нар езкой по внутрен- происходит за счет сдвиговьпс деформа-,5 « % Поверхности, и экстру- ций разрушени  армирующих элементов элемент, выполнен- так как сдвиговые напр жеш  в мате- °7о ступенчатой рабочей поверх- риале отсутствуют вследствие того, кыи со „ о :-г .г, .повьшени  качества перерабатываемых

   . -..

   25 М .

   м

   /

   Л / гГ 20

   (ftue.l

   V

   ности изделий; возможность без исполь- дополиительных сутожных устройств обеспечить переналадку на; получение экструдируемых изделий различ- кого профил .

   Формула изобретени 

   Экструдер ш  переработки порошковых материалов, содержащий корпус с загрузочным бункером, концентрично размещенные в нем наружный шнек, соединенный с приводом вращени  и выпол----- иГто во нар езкой по внутрен « % Поверхности, и экстру- элемент, выполнен- °7о ступенчатой рабочей поверх- кыи со /4 22

   7/

   Фиг.З

   Фиг.