SU700054A3 - Экструдер дл дегазации полимерных материалов - Google Patents

Description

(54) ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ДЕГАЗ АЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 37 смонтирован {ых по оси шнека размещенного под регулировочным поршнем регулировочного кольца, наружный диаметр которого выполнен равным наружному диаметру шнека, запирающе го кольца с диаметром, превышаюищм наружный диаметр шнека, и расположенных ними по винтовой линии по меньшей мере на половине шага винтовой нарезки шнека штырей причем цилиндр на участке замешивани  выполг нен с каналом дл  подачи воды, а витки нарезки цшеков на участках смешени  смешены отно сительно друг друга на половину шага. На фиг. 1 изображен предпоженный экструдер , общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1 ( в увеличеьшом масштабе); на фиг. 5 - сечение Г-Г на фш. 1. На фиг. 1 и 2 представлен предпочтительный вариант практического осуществлени  данного изобретени , где главный пр1шодной вал 1 вращаетс  в одном направлении с не показанных на чертеже приводных устройств, а вспомогательный приводной вап 2 приводитс  во вращение в противоположном направлении с помо1Щ ю приводных устройств, присоедии;енкых при работе соответственно к основном) 3 и вспомогательному 4 шнекам с помощью соответствующих соединительных устройств. Основной и вспомогательный шнеки 3 и 4 установ лены с возможностью врашени  параллельно, цилиндру 5, который окружен внешней рубгшкой 6, предназначенной дл  обеспечени  наГ)рева или охлаждени . В щшиндре 5 предусмотрено верхнее загрузочное отверстие а и нижнее загрузочное отверстие б, расположенное на самом его конце, в результате чего в отаерсти  а и б мохсно загружать расплавленную синтетическую смолу, имеющую температур) 130-320 С, и расплавленную синтетическую смо лу, имеющую очень низкую в зкость. Синтетическа  смола, загружаема  через загрузочное отверстие а или б, перемешаетс  в цилиндре 5 с помощью как основного, так и вспомогательного шнеков 3 и 4, которые вращаютс  В противоположных направлени х, как это пока зано на фиг. 2 стрелкой, и которые обычно выполнены в виде правосторонних или левосторонних винтов. Шнекн 3 и 4 разделены соответственно на различные участки, т.е. участки пода чи , замешивани  г, смешени  , и сжати  е. Основной и вспомогательный шнеки 3 и 4 выполнены (в пор дке направлени  от их концов, расположенных вбли зи приводных валов 1 и 2) так, что участок подачи должен располагатьс  вьшге нижнего загрузочного отверсти  б и ниже верхнего загрузочного отверсти  а, участок г замйши вани  и участок д) смешени  должны распол гатьс  фактически ниже вентил ционного отверсти  ж, участок подачи, участок е сжати , участок смешени  должны размещатьс  фактически ниже вентил ционного отверсти  з. Основной пшек 3 снабжен дополнительно участком и дозировани , расположенным последовательно с участком подачи . При этом наружные поверхности участков винтовой нарезки 7 главного и вспомогательного шнеков расположены так, что прилегают друг к дру1у в тех участках, где шнеки 3 и 4 соприкасаютс  друг с другом соответственно участками BI-BS подачи (см. фиг. 3). На замешивающем участке цшеки 3 и 4 снабжены регулировочными кольцами 8, внеиший днаметр которых равен фактически внешнему диаметру этих шнеков, и запирающими кольцами 9, внешний диаметр которых несколько больше внешнего диаметра регулировочных колец 8, при этом регулировочные 8 и захшрающие 9 кольца установлены соответственно на главном и вспомогательном шнеках 3 и 4 определенным образом в поперечном направлении по отношению друг к другу, так что они фактически сопр гаютс  друг с другом. В центре регулировочных колец 8 обоих шнеков 3 и 4 находитс  регулировочный поршень 10, который размешен с возможностью скольжени  внутри гидравлического цилиндра 11, прикрепленного к цилиндру 5 в его верхней части, так что поршень 10 может перемещатьс  вверх и вниз при работе цилиндра ii (см. фиг. 5). В этом случае следует иметь ввиду, что донна  часть поршн  10 имеет такую конфигурацию, что она фактически сопр гаетс  с внешними периферийными поверхност ми обоих регулировочных колец 8. В дополнение к этому основной и соответственно вспомогательный цшеки 3 и 4 снабжены р дом штырей 12, размещенных между регулировочными 8 и запирающими 9 кольцами , при этом штыри 12 располагаютс  соответстве1шо по спиральной линии, угол которой фактически такой же или противоположный тому, который имеет витки нарезки 7 ишеков 3 и 4, причем они выступают по крайней мере на половину шага нарезки 7. Цилиндр 5 имеет канал 13 дл  воды в сопле 14, расположенный в части, наход шейс  ниже шнеков 3 и 4, где размещены штыри 12 так, как это показано на фиг. 2. Сопло 14 имеет такую конфигурацию, что вода, подаваема  в него по каналу 13 под давлением, толкает в полую камеру клапана 15, выполненную в верхней части сопла 14, шарик 16, и вода впрыскиваетс  в расположенные напротив друг друга участки цшеков 3 и 4 в цилиндре 5 через канал 17 дл  выхода воды, выполненный в стенке камеры клапана 15. 57 Участки д , и д смешени , расположен ные ниже соответственно первого и второго вентил ционных отверстий ж, з, выполнены в верхней части переднего участка щшиндра 5, и нарезки 7 основного и вспомогателького шнеков 3 и 4 смещены на половину шага в тех местах, где витки нарезки сопр гаютс  друг с другом в участках , дЧ смешени , в то врем  как внешние поверхности нарезки 7 обоих шнеков соприкасаютс  снова в участках , подачи, которые непосредственно соедин ютс  с участкалвг , смешени  (см. фиг. 2). На участке е сжати  зазор под шнеком делаетс  постепенно меньше, чем зазор в предшествующих ему участках подачи, так что на нем можно воздействовать давлением непосредственно на смолу перед вторым вентил ционным отверстием з. Участок и дозировани  предусмотрен толь ко на основном шнеке 3, причем в нем зазор между цилиндром и ишеком постепенно сужаетс  по сравнению с предшествующим ему участком поцачи так же, как и на участке е сжати , при этом образуетс  дозирующий участок к. Нижнее загрузочное отверстие б используетс  дл  подачи расплавленной смолы, имеющей низкую в зкость, при этом, когда исполь зуетс  верхнее загрузочное отверстие а, нижнее загрузочное отверстие б закрываетс  соответствующей крышкой. Когда нужно использовать нижнее загрузочное отверстие, верхнее загрузочное отверстие может быть использовано в качестве вентил ционного отверсти  дл  удалени  через него летучих веществ, выход щих из расплавленной смолы. Работает экструдер следующим образом. Поскольку на участках Bi-Вз подачи наружные поверхности нарезки 7 основного и вспомогательного шнеков 3 и 4 выполнены так что они соприкасаютс  друг с другом, обеспечиваетс  возможность передачи расплавленной смолы внутри сопр гающихс  участков нарезки 7 обоих шнеков 3 и 4, как зто показано на фиг. 3, так что можно осуществл ть подачу смолы под давлением. Соответственно расплавленна  смола, подаваема  через верхнее а или нижнее б загрузочные отверсти  принудитель но перемещаетс  вперед за счет реализации этой возможности. На этом зтапе путем регулировани  поршн  10 так, чтобы измен ть количество подаваемой смолы, можно регулировать по желанию количество подаваемой смолы путем при ведени  в действие цилиндра 11. Следовательно регулируемое количество смолы принудительно перемешаетс  через зазор, образованный между регулировочными кольцами 8 и внутренней сте кой цилиндра 5, и далее через зазор, обра-тованный между запирающими кольцами 9 и внут- . рекней стенкой цилиндра 5. Поскольку внешним диат/етр запирающего кольца 9 немного больше, чем диаметр регулировочного колыша 8, расплавленна  смола имеет тенденцию заполн ть зазор, т.е. участок г замешивани , образованный между обоими кольцами 8 и 9, так что она может быть сжата внутри участка г. На зтой стадии осуществлени  способа в имеющую высокую температуру смолу впрыскиваетс  через сопло 14 вода, после чего вода н смола подаергаютс  фактически смешнвакию, так что содержащиес  в смоле летучие вещества унос тс  вместе с паром, образованным при испарении воды под действием тепла, переносимого смолой, и выход щим через первое вентип щонное отверстие ж. Принципиальное значение впрыскивание воды имеет в тех случа х, когда обработке подвергаютс  смолы, имеющие менее летучие компоненты , так как вода обеспечивает их дегазацию . В этом случае, поскольку в смесительных участках д, нарезки 7 основного 3 н вспомогательного 4 шнеков смещены на половину шага, смола, подаваема  этими ишекамн, переворачиваетс  между обоими шнеками 3 и 4, в результате чего обеспечиваетс  значительно лучшее к интенсивное перемешивание. Следовательно , происходит активна  смена поверхностей смолы в смесительных участках и , в результате чего может быть обеспечена эффективна  дегазаци . Когда концентраци  летучих веществ, содержащихс  первоначально в расплавленной смоле настолько велика, что требуемый уровень дегазации не может быть обеспечен только за счет использовани  вентил ционного отверсти  ж и вентил ционного отверсти  з, могут быть предусмотрены, если зто необходимо, дополнительные вентил ционные отверсти , так что количество летучих составл ющих может быть доведено до уровн , который ниже требуемого значени  концентрации згнх веществ. Кроме того, в этом случае в вентил ционное отверстие з, а также в другие отверсти  может впрыскиватьс  вода, поступающа  непосредственно на их передние участки подо&ю тому, как зто осуществл етс  в вентил ционном отверстии ж, д   обеспечени  лучшей дегазации. Может возникнуть необходимость в том, чтобы с помощью ишеков 3 и 4 подавать расплавленную смолу вперед под давлением на участки, расположенные за вторым вентил ционным отверстием з, что определ етс  особеиност ми граиул тора, который присоедин етс  к переднему концу зкструдера. Передние концы основ-, ного н вспомогательного шнеков 3 н 4 могут

быть выполнены так, что давление смолы, развиваемое на участках передних концов указанных шнеков, будет непосредственно прикладыватьс  к ним в виде довольно значительной осевой нагрузки, но поскольку рассто ние между шнеками 3 и 4 относительно небольшое, в двухшнековом экструдере могут быть yciaHOBлены подшипники, выдерживающие такую большую осевую нагрузку, величина которой соответствует нагрузке одношнековых экструдеров. Однако поскольку основной 1ннек 3 согласно изобретению выполнен в передней части к;1к шнек одношнекового зкструдера, давление, которое оказывает смола на переднюю часть вспомогательного шнека 4, невелико. Поэтому осевое усилие, воздействуюшее на шнеки, воспринимаетс  в основном одним основным шнеком 3, а подшипники, устанавливаемые на пере:днем конце основного шнека 3, могут выдержи}8ать высокую oceBjTo нагрузку, создаваемую высоким давлением смолы. Поэтому зазор ме щу основным шнеком 3 и внутренней стенкой цилиндра 5 может быть сделан меньшего размера дл  того, чтобы предотвратить наличие обратного потока смолы и свести его к минимуму.

Следовательно, согласно предложенному изобретению можно легко осушествить дозирование дл  обеспечени  стабильной экструзии на участке основного шнека. Например, при переработке обычного этилена температура последнего понижаетс  путем впрыскивани  во внутрь его большого количества водЬ1, в результате это вешество пёгче поддаетс  сдвиговым деформаци м , что облегчает дегазацию газообразного этилена, причем в это же врем  смола может подвергатьс  воздействию сдвиговых усили:й, осуществл емых в участке и дозировани  основного шнека 3.

Таким образом, данное изобретение позвол ет интенсифицировать процесс дегазации нолимерой и, следовательно, понизить.загр знение окружающей среды и атмосферы.

Claims (2)

1.Шенкель Г. Шнековые прессы дл  пластмасс .-Л., ГХИ, 1962, с. 244-245.

2.Патент США № 3070836, кл. 264-40, опублик. 1963 (прототип),