SU385734A1 - Червячная машина для переработки полимерных - Google Patents

Description

1

Известна черв чна  машина дл  перера,ботки полимерных матераалов, например резиновых смесей, содержаща  корпус, в .котором с возможностью осевого перемещени  установлен ступенчатый черв к с переменными шагом, глубиной и :профилем нарезки, имеющий цилиндрический уч асток увеличенного диаметра в зонах питани  и. пластикации , соединенный коническим перех|0дом с цилиндрическим участком меньшего ди,аметра в зонах дегазации и выдавливани .

В предлагаемой черв чной машвне участок черв ка в конце зоны пигга-ни  имеет нарезку с кольцевыми проточками на наружной поверхности витков, образующими кольцевые каналы с кольцевыми, проточками, выполненными на внутренней .поверхности корпуса, переход щую на цилиндрическом участке черв ка увеличенного диаметра в зоне пластикации в нарезку с переменной глубиной, возрастаюш;ей в сторону конического участка и достигающей своего ма.ксимального значени  Б месте перехода цилиндрического участка в конический, и асимметричдым профилем с наклоном его напорной поверхности в сторону зоны питани  и вершиной в форме скребка, переход ш,ую на коническом участке в нарезку с убываю Ш.ей глубиной и трапецеидальным профилем с дополнительным укороченным витком, благодар  чему обеспечиваютс 

оптимальные режимы перер аботки полимерных материалов.

Кроме того, перед зоной дегазации черв к имеет .кольцевой выступ пр моугольного сечени , высота которого меньше диаметра, черв ка в зоне дегазации, а корпус - кольцевой канал, минимальный диаметр которого равен ди,аметру цилиндрического участка черв ка в зонах дегазации и выдавливани , а ширина пр.евышает ш.И|рину выступа черв ка.

На фиг. 1 показан обш,ий вид черв чной машины в разрезе; .на- фиг. 2 - участок черв ка с выступом .перед зоной дегазации; на фиг, 3 - участок черв ка и корпуса с кольцевыми , проточками, в конце зоны питани  (при совмешенных проточках); на фиг. 4 - профиль нарезКИ цилиндрического участка черв ка в зоне пластикации и схема движени  смеси; на фиг. 5 и 6 - профиль нарез.ки конического участка черв ка в зоне пластикации .

Черв чна  мащ.ина содержит черв к /, установленный в корпусе 2, имеющем камеру дегазации 3, загрузочное 4 и выпускное 5 отверсти , механизм осевого перемешени  черв ка 6 и привод 7. Черв к выполнен ступенчатым с цилиндрическим участком увеличенного диаметра в зонах литани  А и пластикации Б с коническим переходом на участке сжати  б зоны пластикации на цилиндрический участок меньшего диаметра в зонах дегазации В и выдавливани  Г. Нарезка черв ка имеет переменные по зонам шаг, глубину и профиль.

В зоне питани  нарезка, имеет универсальный профиль с утоненными витками, минимальные шаг И1 глубину. В зоне пластикации Б на цилиндрическом участке а черв ка нарезка имеет асимметричный профиль € .наклоном его напорной поверхности 8 в сторону зоны питани  и вершиной в форме скребка 9, выполненного в виде лезви , образованного ра,диусом подрезки и наружной поверхностью витка. Глубина нарезки в этой зоне переменна , увеличивающа с  в сторону конического перехода и достигаюш,а  максимального значени  в месте сопр жени  цилиндрического участка черв ка увеличенного ди-аметра с коническим участком. На коническом участке черв ка б зоны пластикации наклонный профиль плавно переходит в трапецеидальный с укороченным витком 10, расположенным в межвитковом канале и имеющим .косые проходы 11 из одной части канала в другую. Дополнительный виток служит дл  повышени  смесительного эффекта. Непосредственно перед зо«ой дегазации В черв к имеет кольцевой выступ 12 пр моугольного сечени , высота которого меньше диаметра, черв ка в зонах дегазации в выдавливали . В месте расположени  выступа на внутренней поверх,ности корпуса выполнен кольцевой канал 13, минимальный диаметр которого равен диаметру цилиндрического участка черв ка в зонад дегазации, и выдавливани , а ширина превышает ширину выступа черв ка. Выступ черв ка и ка ал корпуса образуют между собой кольцевую щель, регулируемую путем осевого перемещени  черв ка.

В конце зоны питани  Лив начале зоны пластикации Б (фиг. 3) на внутренней поверхности корпуса и на наружной поверхности витков черв ка имеютс  кольцевые проточки 14 и 15, образующие между собой замкнутые кольцевые каналы, сдвинутые назад относительно проточек 15 на витках черв ка на величину, несколько большую ширины проточек. Кольцевые проточки служат дл  регулировани  производительности зоны питани  и цилиндринеского участка а черв ка в зависимости от изменени  производительности его конического участка б в зоне пластикадии . При крайнем положении черв ка, когда зазор между его кон-ическим участком и корпусом максимальный, проточки корпуса и черв ка совпадают, как показано на фиг. 3.

В зонах дегазации В и выдавливани  Г зларезка имеет универсальный профиль, максимальные шаг и глубину.

В предлагаемой черв чной машине переработка холодных резиновых смесей производитс  следующим образом.

Холодна  резинова  смесь в виде ленточки автоматически или вручную подаетс  в загрузочную воронку. Измельченна  в зоне питани  резинова  смесь транспортируетс  в цилиндрический участок а зоны пластика,ции Б в количествах меньших, чем производительность зоны пластикации, в результате чего измельченна  смесь, свободно вошедша  в участок пластикации, не образует подпора и не создает обратных потоков в зоне питани , что способствует хорошему захвату смеси без дополнительных, устройств.

Далее, соверша  в межвитковых каналах черв ка вращательно-поступательное движение , смесь зат гиваетс  в затвор, образованный напорными поверхност ми 8 вйтков цилиндрического участка черв ка и внутренней поверхностью 16 корпуса 2. Здесь за счет сил трени  образуютс  местные давлени  смеси, а под действием крут щего момента смесь подверга,етс  интенсивным сдвиговым деформаци м при интенсивном охлаждении за счет контактировани  ее с охлаждаемыми поверхност ми черв ка: и корпуса. Чтобы в обрабатываемом материале не возникали недопустимо высокие напр жени  сдвига, а также не происходило вдагвливани-е смеси в зазор между витками и корпусом, она отводитс  от стенки корпуса скребком 9.

При деформировании в затворе в зкость смеси 11онижаетс  и она непрерывно переходит из относительно высоков зкой смеси 17 в относительно малов зкую смесь 18, на чертеже обозначенную черным. Под действи,ем давлени  в затворе малов зка  смесь движетс  по стрелке Д от стенки цилиндра к сердечнику черв ка; оказыва  давление на высоков зкую часть смеси и поджима  ее к стенке 16 корпуса, в результате чего порции высоков зкой смеси зат гиваютс  по стрелке Е в затвор и подвергаютс  обработке .

Таким образом, на цилиндрическом участке а зоны пластикации обра|ботка смеси в затворе ведетс  с классификацией по в зкости.

По мере приближени  смеси к выходу из конического участка б зоны пластикации объемное давление быстро растет. Быстрый рост давлени  обусловливаетс  убыванием объема межвитковых каналов за счет уменьшени  диаметра и глубины нарезки на коническом участке черв ка. Одновременно с ростом давлени  растет и интенсивность смещени , котора  обеспечиваетс  за счет воздействи  на смесь дополнительного витка 10 и наклонных плоскостей, образованных на дополнительном витке проходами 11. Слои смеси, наход щиес  у сердечника черв ка и имеющие малую скорость, при1вод тс  наклонными плоскост ми проходов iB дополнительное циркул ционное движение.

Под действием образовавшегос  на коническом участке б давлени  смесь продавливаетс  через кольцевую щель в зону дегазации В, из которой при частично заполненных каналах черв ка проходит в зону выдавливани  Г, откуда выдавливаетс  через выпускное отверстие (формующий инструмент) 5.

Легкопластицируемые смеси перерабатываютс  без зазора между черв ком и корпусом на их коническом участке, при не С01вмеще|нных проточках на черв ке и корпусе и при минимальном сеченни кольцевой щели между выступом черв ка и корпусом. Не совмещеплые проточки образуют в два раза меньший зазор между черв ком и корпусом и при высокой в зкости непластицированной смеси не вызывают заметного снижени  производительности зоны питанн  А и цилиндрического участка а зоны .пластикации Б. Нарезка черв ка (шаг и глубина) этих зон принимаетс  с учетом потери производительности в проточках , а увеличенный диаметр черв ка в этих зонах вполне позвол ет создать требуемую Про.иеводительность. Таким образом, Легкопластицируемые смеси перерабатываютс  с максимальной производительностью, котора  определ етс  зоной питани , при минимальном времени обработки смеси, черв ком.

Труднопластицируемые смеси и смеси с пониженной пластичностью перерабатываютс  с пониженными- производительност ми-. При переработке указанных :Смесей в зоне выдавливани  Г и на участках а и б зоны пластикации возникают высокие давлени , и как следствие - большие крут ш,ие моменты на че:рв ке . Основную нагрузку создают зона .выдавливани  и участок б зоны пластикации. Дл  .снижели  крут .щих моментов в этих зонах снижают давление, снижа  производительность зон питани  Л и пла.стикации Б. Дл  ЭТОГО с помош,ью -механизма осевого перемешени  черв ка последний устанавливают в положение,, при котором образуетс  зазор между коническими участками черв ка и корпуса . Нри этом проточки на черв ке и корпусе в зоне питани  частично или полностью совпадают, образу  увеличенные кольцевые зазоры. При снижении производительности конического участка зоны пластикации снижаетс  давление в зоне выдавливани , а следовательно , и ее производительность. Снижение давлени  в зоне выдавливани  и на коническом участке б зоны пластикации, уменьшение заполнени  зазора на цилиндрическом участке а зоны пластикации и уменьшение заполнени  зоны дегазации обеспечивают снижение крут шего момента на черв ке при снижении производительности. Таким образом , можно регулировать крут щий момент, измен   скорости нстеченн  смеси в зонах, и регулировать врем  обработки, (интенсивности пластикации) смеси черв ком при неизменной скорости черв ка, котора  принимаетс , по возмоншости максимальной и снижаетс  только Нри возникновении эластической турбулентности, истечени  смеси через формуюш ,ий инструмент или при чрезмерно больших выделени х тепла. В случае забивани  камеры дегазации 3 питание маш.ины смесью пре.краи1аетс , а после переработки всей смеси производитс  установка черв ка на несколько 1меньшую производительность.

Предмет изобретени 

1. Черв чна  ма.шина дл  переработки полимерных материалов, например резиновых смесей, содержаша  корпус, в котором с возможностью осевого перемеш,ени  установлен ступенчатый черв к с переменным шагом,

глубиной и профилем нарезки, имеюший цилиндрический участок увеличенного диаметра в зонах питани  и пластикации, соединенный коническим переходом с цилиндрическим участком меньшего диаметра в зонах дегазации

и выдавливани , отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  оптимальных режимов переработки полимерных материалов, уча.сток черв ка в конце зоны питани  имеет .нарезку с кольцевыми проточками на наружной поверхности витков, образуюш.ими кольцевые каналы с кольцевыми проточками, выполненными на внутренней поверхности корпуса, нереход ш ,ую на цилиндрическом участке черв ка увеличенного диаметра в зоне пластикации в нарезку с переменной глубиной, возрастаюш ,ей в сторону конического участка и достигающего своего максимального значени  в месте перехода цилиндрического участка в конический, и асимметричным профилем с

наклоном его напорной поверхности в .сторону зоны питани  и вершиной в форме скребка , переход щую на коническом участке в нарезку с убывающей глубиной н трапецеидальным профилем с дополнительным укороченным витком.

2. Машина по н. 1, отличающа с  тем, что перед зоной дегазации черв к имеет выступ пр моугольного сечени , высота которого меньше диаметра черв ка в зоне дегазации,

а корпус - кольцевой канал, минимальный диаметр которого равен диаметру цилиндрического участка черв ка в зонах дегазации и выдавливани , а ширина превышает ширину выступа черв ка.