SU688112A3 - Черв чный экструдер дл переработки полимерных материалов - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  оборудовани  дл  переработки полимерных материалов, в частности конструкции черв «шых экструдеров.

Известен черв чный экструдер дл  переработки полимерных материалов, содержащий корпус и установленный в нем с возможностью вращени  черв к, имеющий винтовую нарезку с посто нным шагом и профилем и ребра жесткости, одно из которых имеет посто нный профиль по всей длине, а другое - посто ино возрастающий профиль, прн этом в ребрах выполнены канавки 1.

Недостаток зкструдера - невысокие; производительность и качество зкструдера.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому зкструдеру  вл етс  чбрв чкът зкструдер дл  переработки полимерных материалов, содержащий цилиндр н установленный в нем с зазором черв к с приводом вращени , разделенный по длине по меньшей мере на три последовательные зоны: подачи , пластикации и гомогенизации, причем зона пластикации выполнена с двум  винтовыми нарезками, образующими между собой

входной и выходной каналы с соответственно уменьшающимс  и увеличивакнцимс  в иаправлении перемещени  материала проходным сечением (21.

Такой зкструдер также ие позвол ет повыснть производительность.

Дл  повышени  производительности зкструдера по меньшей мере одна виитова  нарезка в зоне пластикации вьшолнека с проходами,

соедаи ющими входиой и выходной каналы между собой, причем площадь поперечного сечени  проходов составл ет 20% площади поперечного сечши  нарезки, а щнрииа каждого прохода составл ет 1% диаметра черв ка.

Проходы могут быть выполнены в виде прорезей, параллельных продольной оси черв ка , причем глубина лрорезей может быть равна высоте нарезки или меньще высоты нарезки; а щирина - больще величины зазора между черв ком и цилиндром.

Проходы могут быть выполиеиы в обецх нарезках, при зтом они могут быть выполнены в виде сквозных отверстий или прорезей , наклоненных к продольной оси черв ка.

На фиг. 1 изображен предложенный экструдер в разрезе, общий вид; на фиг. 2 и 3 проходы винтовой нарезки, выполненные в виде прорезей, параллельных продольной оси черв ка (фиг. 2), или наклоненных к продольной оси черв ка (фиг. 3); на фиг. 4 то же, в виде сквозных отверстий.

Черв чный зкструдер содержит цилиндр 1 с загрузочиым бункером 2 и черв к 3, входной конец которого снабжен шлицами 4, соедин ющими его с приводом вращени  (на чертежах не показан). Начина  с входного конца , черв к делитс  на несколько зону А 1юдачи, входной конец которой отделен от привода уплотнени ми 5, зону Б пластификации и зону В гомогенизации.

Между зоной А подачи и зоной Б пл стификации размещаетс  промежуточна  зона Г, назьшаема  переходной зоной.

В зоне А подачи черв к имеет две параллельные винтовые нарезки 6 и 7. Зоиа А находитс  под бункером 2 и предназначаетс  дл  подачи гранул полимерного матер 1ала в цилиндр 1 посредством его сжати  до заданного давлени  и сообщени  массе материала усили  обеспечивающего ее перемещение в стороиу выхода. Дл  распределени  гранул во входной части цилиндра 1 предусмотрена переходна  зона Т, в которой находитс  одна из двух нарезок 6 и 7. 1Ь1аметр стержн  черв ка в зтой переходной зоне несколько большнй , чем в зоне подачи. Следовательно стержень имеет соединительную поверхность а между обеими зонами. Непосредственно за переходаой зоной Г следует зона пластикации , в которой черв к содержит две нарезки 8 и 9 посто нного, но различного щага. Нарезка 8 простираетс  в удлинении нарезки 7 с тем же шагом, а иарезка 9 имеет меньщий щаг. Она начинаетс  на входной стороне нарезки 8 в начале зоны Б, постепенно расходитс  так, что в конце зоны пластшсащш она соедин етс  с выходной стороной той же нарезки , описав путь, содержащий на одан виток больше. На Нижнем конце нарезки 8 имеетс  выточка 10. Ее глубина немного меньше вы- соты нарезки. Нарезка 8 простираетс  по крайией мере на два полных витка. Ее входаа  и выходна  стороны имеют наклои относительно цилиндрической поверхности, котора  ограничивает стержень черв ка.

Шрезки 8 и 9 имеют одинаковый профиль, однако высота нарезки 9 может быть несколько больше или несколько меньше, чем высота нарезки 8. Зазор между нарезкой 9 и цилиндром будет меньше или больше, чем зазор между нарезкой 8 и ципинщюм.

Нарезка 8 снабжена большим количеством проходов 11, расположенных в радиалыюм направлении гребней витков нарезки к стержню черв ка.

Проходы 11 параллельны продольной оси черв ка 3, площадь их поперечного сечени  составл ет 20% от площади поперечного сечени  нарезки, а ширина каждого прохода составл ет 1% диаметра черв ка.

Нарезка 8 ограничивает на входной стороне входной канал 12, а на выходной стороне - . канал .13. Входной канал имеет сечение , которое уменьшаетс  до нул  в конце зоны Б пластикации, а выходной канал 13 имеет )шеличивающеес  сечение.

Наличие щюходов, св зьшающий выходную сторону нарезки с ее входной стороной в зоне пластикации, увеличивает производительность зкструдера не только в случае, если зти проходь вьшолиены в черв ке с двум  нарезками посто нного, но различного шага, (см. фиг. 1), но также и в случае, если проходы вьшолнены между выходной и входной

сторонами нарезки 9 или в обеих нарезках 8 и 9. Если одна из нарезок 8 или 9 прерьшаетс  на своем входном конце или на своем выходном конце до соединени  с jspyгой нарезкой, то производительность увеличиваетс  вследствие наличи  проходов 11. Нет необходимости в том, чтобы шаг нарезки бьш различным, ни также в том, чтобы число нарезок отличалось на одну. Во вс кой винтовой нарезке, перемещающей пластицированный материал к выходной стороне, в зоне пластикации наличие узких и многочисленных проходов, непосредственно соедин ющих выходную и входную стороны нарезки, вызывает повышение производительноста при одновременном улучшении пластикации.

Проходы 11 мотут представл ть собой не только радиальные прорези, параллельные продольной оси черв ка, а могут быть вьшол№ны наклоненными к продольной оси черв ка (фиг. 3) или в виде сквозных отверстий б в нарезке (см. фиг. 4). Предпочтительно, чтобы размеры прорезей бьши больше зазора между черв ком и цилиндром, но их максимальные размеры ограничиваютс  размераюл гранул. Ес н прорези радиальные,они могут располагатьс  по радиусу до уровн  стержн  черв ка или же только до промежуточной глубины между стрежнем черв ка и гребнем

витка . Необходимо, чтобы в зоне пласлосации кажда  гранула пересекала предусмотренные прохода, т.е. прорези или зазор между черв ком и цилиндром, что обеспечивает плавление вещества по крайней мере на

поверхности и уменьшение размера гранул. Работает экструдер следующим образом. Материал из бункера 2 поступает на черв к 3 и нарезками б и 7 из зоны А транспортируетс  через зоны пластикации 6 и гомогенизации В к выходу. Не полностью пластицированный материал, наход щийс  в зоне Б, противодействует этому перемещению в сторону выхода и преп тствует созданию давлени  вдоль цилиндра экструдера.

Следовательно, дл  увеличени  расхода материала целесообразно, чтобы нагрев и пластикаци  гранул происходили Ktk можно быстрее дл  того, чтобы уменьщить торможение в резельтате трени . Увеличение поверхности контакта вследствие наличи  прорезей благопри тствует теплопередаче.

При работе черв ка описываемой конструкции сравнительно высокое тепловьщеление происходит начина  от входа цилиндра, когда гранулы наход тс  в твердом состо нии и, следовательно, создают больщое сопротивление перемеидению. Это тепловыделение приводит к на1Т)еву металлических частей и именно стержн  черв ка, температура которого может достичь величины, превыщающей температуру разм гчени  полимерного материала, поэтому вследствие теплопроводности черв к будет нагреватьс  до зоны пластикации, где металл находитс  при температуре, превышающей среднюю температуру массы Б процессе пластикации . Многочисленные проходы, устроенные в винтовой нарезке, позвол ют каждой частице пластического вещества оставатьс  в контакте или в непосредственной близости от поверхности черв ка и нагреватьс  под его воздействием в течение большего промежутка времени , чем если бы одним из каналом  вл лс  зазор между винтовой нарезкой и цилиндром .

При применении предложенного экструдера благодар  наличию проходов в нарезке черв ка ускор етс  пластикаци  материала, при этом сопротивление, коюрое материал оказьшает своему перемещен По в сторону выхода , уменьшаетс . Эффект выдавливани , создаваемый нарезками 6 и 7, обеспечивает более интенсивное течение массы, результатом чего  вл етс  повышение производительности , а также снижение температуры, что позвол ет еще больше увеличить скорость вращени  черв ка и, следовательно, производительность экструдера.

881126

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1.Черв чный зкструдер- дл  переработки полимерных материалов, содержащий цилиндр и установленный в нем с зазором черв к с

   5 приводом вращени , разделенный по длине по меньшей мере на три последовательные зоны подачи, пластикации и гомогенизации, причем зона пластикации вьшолнена с двум  винтовыми нарезками, образующими между

   1 собой входной и выходной каналы с соответственно уменьшающимс  и увеличивающимс  в нанравлении перемещени  материала проходным сечением, отличающийс  тем, что, с цепью повыщени  производитвль1S ности экстрзгдера, по меньшей мере одна винтова  нарезка в зоне пластикации выполнена с проходами, соедин ющими входной и выходной каналы между собой, причем площадь поперечного сечени  проходов составл ет 20%

   20 площади поперечного сечени  нарезки, а щирина каждого прохода - 1% диаметра черв ка.

   2.Экструдер по п. 1, отличающийс   тем, что проходы выполнены в виде прорезей , параллельных продольной оси черв ка. 25 3, Экструдер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с   тем, что глубинапрорезей выполнена равной высоте нарезки.
2. 4.Экструдер по пп. 1 и 2, о т л н ч а ющ и и с   тем, что глубина прорезей выпол30 йена меньшей высоты нарезки.

   5.Экструдер по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и с   тем, что ширина прорезей выполнена большей величины зазора между черв ком и цилиндром.

   35 6. Экструдер по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что проходы выполнены в обеих нарезках.

   7. Экструдер по п. I, о т л и ч а ю щ н йс   тем, что проходы выполнены в виде

   40

   сквозных отверстии.

   8. Экструдер по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что проходы выполнены в виде прорезей , наклоненных к продольной оси черв ка.

   Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе

   1.Патент Великобритании N 1359672, кл. В 5 А (В 29 F 3/02, 3/06), 10.07.74.

   2.Патент ФРГ N 1207074, кл. 39 а 3/02, 1970. (прототип). П 8 , а

   Фи&11

   //

   фи&.З

   г

   ш.