SU937204A1 - Двухчерв чный экструдер дл переработки пластмасс - Google Patents

Description

(54) ДВУХЧЕРВЯЧНЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТМАСС

Изобретение относитс  к устройствам дл  переработки пластических масс, а именно к двух- и многочерв чным экструдерам дл  пластикации, смешени , окрашивани , стабилизации, наполнени , вакуумировани  и выдавливани  полимерных материалов и композиций на их основе. Известен двухчерв чный экструдер дл  переработки пластмасс, содержащий цилиндр и размещенные в нем черв ки с винтовой нарезкой 1. Недостатком данного экструдера  вл етс  низкое качество смешени  материала из-за различных условий напр жени  сдвига дл  различных объемов пластмассы, вследствие чего снижаетс  смесительный эффект экструдера. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  двухчерв чный экструдер дл  переработки пластмасс, содержащий размещенные в нем черв ки с винтовой нарезкой и чередующимис  с ней входными и выходными месильными блоками, образованными попарно сопр женными смесительными элементами с выступами и впадинами по наружНОИ поверхности и расположенными вдоль черв ков с угловым смещением относительно соседних смесительных элементов дл  обеспечени  подпора, а по крайней мере перва  в направлении экструзии пара смесительных элементов в каждом блоке выполнена с зубчатыми гребн ми на наружной поверхности 2. Недостатком известного экструдера  вл етс  то, что материал, локализу сь во впадинах между зу-бчатыми гребн ми, перемещаетс  под действием давлени , развиваемого черв чными секци ми, враща сь без интенсивного сдвига вместе с зубчатыми элементами на большей части дуги их окружности и перемешива сь только в зоне зацеплени  зубчатых секций смежных черв ков . Вне зоны зацеплени , котора  дл  зубчатых элементов как таковых не превышает 7-10°, перекос материала осуществл етс  путем простого вращени  вместе с черв ком и ламинарного сдвига вдоль впадин, что снижает производительность экструдера и качество смешени  полимерного материала. Цель изобретени  - повышение производительности экструдера и качества издеЛИЙ за счет интенсификации процесса смеи1ени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в двухчерв чном экструдере дл  переработки пластмасс, содержащем размещенные в нем черв ки с винтовой нарезкой и чередующимис  с ней входными и выходными месильными блоками, образованными попарно сопр женными смесительными элементами с выступами и впадинами по наружной поверхности и расположенными вдоль черв ков с угловым смещением относительно соседних смесительных элементов дл  обеспечени  подпора, а по крайней мере перва  в направлении экструзии пара смесительных элементов в каждом блоке выполнена с зубчатыми гребн ми по наружной поверхности, в каждом месильном блоке втора  пара сопр женных смесительных элементов установлена с аксиальным смещением в направлении экструзии относительно первой, и ее смесительные элементы, наход щиес  на смежных черв ках, аксиально смещены относительно друг друга с образованием бокового зазора, причем зубчатые гребни смесительных элементов первых пар входных и выходных месильных блоков выполнены с наклонными в противоположные стороны одноименными рабочими поверхност ми. На фиг. 1 схематически представлены черв ки экструдера; на фиг. 2 - в увеличенном масштабе входные и выходные месильные блоки (узел I на фиг. 1); на фиг. 3 и 4 - взаимное расположение впадин и выступов смесительных элементов черв ков экструдера (сечени  А-А и Б-Б на фиг. 2); на фиг. 5 - вариант исполнени  входных смесительных элементов (разрез В-В на фиг. 2); на фиг. 6 - вариант исполнени  выходных смесительных элементов (разрез Г-Г на фиг. 2). Экструдер содержит черв ки 1 и 2, разделенные (дл  каждого из черв ков) на секции 3 и 4 загрузки и пластикации, секции 5 и 6 вакуумировани  с увеличенным xoxiOM нарезки и секции 7 и 8 выдавливани . Черв ки 1 и 2 выполнены с винтовой нарезкой 9 и 10, чередующейс  с месильными блоками, образованными (дл  каждого из черв ков) входными 11 и 12 и выходными 13 и 14 смесительными элементами, на наружных поверхност х которых выполнены соответственно зубчатые гребни 15-18, и установленными за ними по направлению экструзии входными 19 и 20 и выходными 21 и 22 смесительными элементами, на наружных поверхност х которых выполнены соответственно выступы 23, разделенные впадинами 24. Смесительные элементы 19 и 21 черв ка 1 расположены между сопр женными смесительными элементами 20 и 22 черв ка 2, причем каждый из пары входных 19 и 20 и выходных 21 и 22 смесительных элементов смежных черв ков 1 и 2 установлен с боковым зазором 25. Входные 19 и 20 и выходные 21 и 22 смесительные элементы расположены таким образом, что каждому выступу 23 соответствует впадина 24 сопр женного смесительного элемента. Рабочие поверхности зубчатых гребней 15 входного 11 смесительного элемента черв ка 1 выполнены с противоположным наклоном по отношению к рабочим поверхност м гребней 17 его выходного 13 смесительного элемента, а рабочие поверхности зубчатых гребней 16 входного 12 смесительного элемента черв ка 2 выполнены с противоположным наклоном по отношению к рабочим поверхност м зубчатых гребней 18 его выходного 14 смесительного элемента; причем зубчатые гребни 15 и 16 входных 11 и 12 смесительных элементов черв ков 1 и 2 также выполнены с противоположным наклоном друг по отношению к другу. Входные смесительные элемент;ы И и 12 и выходные смесительные элементы 13 и 14 могут зацепл тьс  своими зубчатыми гребн ми (фиг. 1 и 2) или устанавливатьс  с зазором (не показано) аналогично смесительным элементам 19 и 20 или 2 и 22, причем в каждом из месильных блоков против выступов 23 всех смесительных элементов расположены впадины 24 сопр женных с ними смесительных элементов (фиг. 2 и фиг. 3-6). Предпочтительное место установки входных и выходных месильных блоков - перед секци ми 5 и 6 вакуумировани  и на выгрузных концах черв ков после секций 7 и 8 выдавливани  или в разрывах винтовой нарезки этих зон. Черв ки в количестве не менее двух образуют комплект, которым оснащаетс  экструдер . Работа экструдера осуществл етс  следующим образом. Вращающиес  черв ки 1 и 2 (фиг. 1) своими секци ми 3 и 4 с винтовой нарезкой захватывают перерабатываемую пластическую массу или ее композицию, уплотн ют ее и осуществл ют предварительное смешение и пластикацию, а затем подают в первую пару входных и выходных месильных блоков. Под нагнетающим воздействием секций 3 и 4 материал продавливаетс  через зазоры, образованные гребн ми 15 и 16 входных 11 и 12 смесительных элементов черв ков 1 и 2 и цилиндром экструдера (не показан) и через зазоры, образованные входными 19 и 20 смесительными элементами и цилиндром экструдера, подхватываетс  участками с винтовой нарезкой 9 и 10 и продавливаетс  через зазоры между цилиндром и зубчатыми гребн ми 17 и 18 выходных 13 и 14 смеситель ных элементов и далее через зазоры между цилиндром и выходными 21 и 22 смесительными элементами. При этом происходит смешение, гомогенизаци  материала и распределение в нем различных добавок.

. После прохождени  первой пары смежных месильных блоков черв ков 1 и 2 перерабатываема  пластмасса поступает в секции 5 и 6 вакуумировани , где происходит отсос летучих веществ, и в секции 7 и 8 выдавливани . Секции 7 и 8 продавливают материал через дополнительные месильные блоки, установленные, например на выгрузных концах черв ков, и осуществл ющие окончательные гомогенизацию материала и распределение в нем добавок (красителей, стабилизаторов, наполнителей и других ингредиентов ), после чего обработанный материал под избыточным давлением поступает на выход экструдера к формующему инструменту .

В месильных блоках перерабатываема  пластмасса совершает сложное движение, сопровождаемое интенсивным сдвигом слоев потока с их многократным переформированием и перемешиванием.

При обтекании материалом первой пары входных 11 и 12 смесительных элементов, имеющих по наружной поверхности зубчатые гребни 15 и 16, выполненные с противоположным наклоном друг по отношению к другу (фиг. 5), материал вальцуетс  и интенсивно сдвигаетс  в зазорах между цилиндром экструдера (не показан) и пологими рабочими поверхност ми гребней 16 черв ка 2 и соскребаетс  с цилиндра скошенными рабочими поверхност ми гребней 15 черв ка 1, завихр  сь и объемно перемешива сь. Одновременно поток пластмассы дробитс  на отдельные потоки, число которых равно числу промежутков между гребн ми смесительных элементов, которые соедин ютс  в зазоре между цилиндром экструдера и кольцевыми выступами первой пары входных смесительных 19 и 20 элементов с одновременным сдвигом в этом зазоре. Поскольку впадины подпорных элементов расположены против гребней смесительных элементов, материал не может запитать их, не претерпев дополнительного сдвига и искажени  профил  скоростей.

Далее, по ходу экструзии перерабатываема  пластмасса захватываетс  участками 9 и 10 с винтовой нарезкой с переформированием профил  скоростей потока. Дополнительный сдвиг на этих участках обусловлен также возникновением циркул ционных потоков, св занных с набором давлени , необходимого дл  преодолени  сопротивлени  выходных 13 и 14 смесительных элементов и выходных 21 и 22 смесительных элементов .

Выходные 13 и 14 смесительные элементы оказывают противонаправленное по сравнению с входными 11 и 12 смесительными элементами воздействие на перерабатываемый материал, а именно: материал вальцуетс  и интенсивно сдвигаетс  в зазорах между цилиндром экструдера (не показан) и пологими рабочими поверхност ми rpeoiic;; ; черв ка 1 и соскребаетс  скошенными ptioi) чими поверхност ми гребней 18 черв ка 2, что существенно .повышает равномерность смешени  и .интенсивность воздействи  на материал в пределах смежных месильных блоков черв ков 1 и 2. Выходные 21 и 22 подпорные элементы работают аналогично входным 19 и 20 подпорным элементам.

Поскольку все впадины подпорных элементов рсположены против гребней, примыкающих к ним смесительных элементов, и подпорные элементы одного из черв ков расположены между смежными подпорными элементами другого черв ка, образу  с ними боковой зазор 25, а каждому выступу подпорного элемента, наход щемус  между черв ками , соответствует примыкающа  к нему выемка подпорного элемента смежного черв ка , т. е. все выходные подпорные и смесительные элементы развернуты по отношению к входным смесительным и подпорным элементам. Указанное выполнение черв ков экструдера обеспечивает выравнивание сопротивлени  течению перерабатываемой пластмассы, исключает предпочтительные направлени  ее течени  на участке расположени  месильных блоков, создает дополнительное зигзагообразное течение материала , интенсифицирует его сдвиг, повышает равномерность смешени , гомогенность расплава и равномерность распределени  вводимых добавок в объеме, перерабатываемой пластмассы.

Использование изобретени  позвол ет пoвыcиtь производительность экструдера при сохранении высокого качества изделий за счет применени  предлагаемой конструкции черв ков, обеспечива  тем самым получение технико-экономического эффекта.

Claims (2)

1.Шенкель Г. Шнековые прессы дл  пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 356.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 276380, кл. В 29 F 3/02, 1968 (прототип). 2ft

гц

Фиг.3

гч

Фиг. н fZ/ ЮZQ и I-У г г /-V// г5 гэ / Фиг2