SU990073A3 - Экструзионна машина дл переработки термопластичного материала - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к химической прО1(«э1шленности и может быть использовано в полимерном машиностроении дл  экструзионной переработки полимерного термопластичного матери ла, Известна экструзионна  машина дл переработки термопластичного матери ла, содержаща  корпус, выполненный с расточкой по его продольной оси, ротор, снабженный по меньшей мере од ной спиральной лопастью и смонтированный с возможностью вращени  в расточке корпуса, загрузочный и раз грузочный штуцеры и неподвижные перегородки в канале ротора. В этой машине сдвигающее воздейс вие на термопластичный материал улучшено обратным давлением, которо обеспечиваетс  благодар  неподвижным , леоегородкам 9 канале ротора Cl Недостаток,известной экструзионной машины состоит в Мошой эффективности механического сдвига термопластичного полимера из-за отсутстви  перетекани  полимера из одног канала в другой. Наиболее близка к изобретению экструзионна  машина дл  переработки термопластичного материала, содержаща  корпус, выполненный с расточкой по его продольной оси, ротор , снабженный по.меньшей мере одной спиральной лопастью и смонтированный с возможностью вращени  в расточке корпуса, загрузочный штуцер , размещенный на одном конце корпуса и сообщенный с расточкой, и разгрузочный штуцер, расположенный на противоположном конце корпуса, по меньшей мере одну разделительную перегородку, размещенную между загрузочным и разгрузочным штуцерами,. и примыкающую к разделительной перегородке и расположенную в винтовом канале по меньшей мере между одной парой спиральных лопастей поперечную перегородку. В такой экструзионной машине термопластичный полимер в процессе его перемещени  посредством ротора подвергаетс  плавлению, гомогенизации и сдвиговым деформаци м , интенсивность которых увеличена благодар  созданию.обратного давлени  и возможности перетекани  полимера через разделительную и поперечную перегородки из одного винтового канала в другой 2.

Недостаток известной экструзион .ной машины состоит в том, что в ней не предусмотрена возможность изменени  о(5ратного давлени  и степени гомогенизации, что необходимо при переработке различных типов термопластичного материала ( полиэтилена )

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей машины за счет обеспечени  эффективного изменени  степени гомогенизации.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в экструзионной машине дл  переработки термопластичного материала , содержащей корпус, выполненный с расточкой по его продольной оси, ротор, снабженный по меньшей мере одной спиральной лопастью и смонтированный с возможностью вращени  в расточке корпуса, загрузочный штуцер размещенный на одном конце корпуса и сообщенный с расточкой, и разгрузочный штуцер, расположенный на противоположном конце корпуса, по меньшей мере одну разделительную перегородку, размещенную между загрузочным и разгрузочным штуцерами, и примыкающую к разделительной перегородке и расположенную в винтовом канале по меньшей мере между одной парой спиральных лопастей поперечную перегородку, разделительна  перегородка выполнена в виде кольца, расположенного вокруг ротора, а поперечна  перегородка смонтирована с возможностью регулировани  ее положени  . в радиальном направлении относительно продольной оси ротора.

Кроме того, поперечна  перегородка смонтирована с возможностью регулировани  ее положени  в угловом направлении относительно продольной оси ротора посредством поворота ее относительно оси, расположенной радиапьно к продольной оси ротора.

Поперечна  перегородка выполнена с отверсти ми дл  крепежных болтов и смонтирована в отверстии которое выполнено в роторе.

Поперечна  перегородка установлена на регулировочных .прокладках, размещенных в отверстии ротора.

Поперечна  перегородка имеет наружную поверхность криволинейной формы, COOT нет ствутощую контуру расточки корпуса.

На фиг, 1 показана экструзионна  машина, общий вид, разрез ; на фиг.2- участок ротора с разделительной и поперечной перегородками ; на фиг.3 поперечна  перегородка.

Экструзионна  машина содержит корпус 1, выполненный с расточкой 2 по его продольной оси, и ротор 3, размещенный в расточке 2 корпуса 1. В корпусе 1 выполнены каналы 4 дл  потока переда.Ю1цей тепло текучей среды, примыкающие к расточке 2. Гс-тор 3 смонтирован с возможностью вращени  от двигател  5 и зубчатой передачи 6. Загрузочный штуцер 7, расположенный ка одном конце корпуса 1, сообщен с расточкой 2 посредством

отверсти  8 дл  подачи материала, , На противоположном конце корпуса 1 размещен разгрузочный штуцер 9 дл  разгрузки обрабатываемого материала и подачи его в приемное устройство

(не показано.

Основна  часть корпуса 1 и ротор 3 экструзионной машины содержат множество отдельных секций, которые включают питающую и гомогенизирующую

( смешивающую ) секцию 10, гомогенизирующие (смешивающие )секции 11 - 13 и конечную секцию 14 нагнетани .Отдельные секции, в основном, разделены между собой разделительными перегородками, выполненными в виде колец 15. Ротор 3 снабжен одной или более первичными спиральными лопаст ми 16 и одной или более вторичными спиральными лопаст ми 17, которые имеют одинаковую прот женность с ротором 3 по его питающей , смешивающей и нагнетающей

секци м. Первичные лопасти 16 в одной секции могут без разрывов включать вторичные лопасти 17 в смежных секци х. Ротор 3 и лопасти

16 и 17 предназначены дл  приема

материала, загруженного через загрузочный штуцер 7, такого как расплавленный или полурасплавленный термопластичный материал, например

полиэтилен, чтобы смешать его и перекачать вперед по потоку в гомогенизирующие секции 11 - 13 экструзионной машины.

Кажда  из нижних по потоку гомогенизиругадих (смешивающих ) секций 11 - 13 содержит по меньшей мере одну пару лопастей, предпочтительно две-четыре пары лопастей Дна фиг. 2 показаны две пары: первичные 16 и

вторичные 17 лопаст. Последние определ ют чередующиес  первичные 18 и вторичные 19 кангшы. Первичный канал 18 проходит вниз по потоку и после определенных ограничителей становитс  вторичным каналом 19. В это

врем , как материал проходит продольно по расточке 2, ему приходитс  проходить, например, один из первич-f ных каналов 18. Давление, возникающее в термопластичном материале в

канале 18, перекрываетс  в конце секции , в основном, круглым кольцом 15. В зоне размещени  кольца 15 расположена по крайней мере одна регулируема  поперечна  перегородка

20, смонтированна  в отверстии 21 ротора 3, котора  определ ет конец вторичного канала на роторе 3, позвол   потоку материала во вторичном канале 19 проходить в дросселирукшкЧ

манере через поперечное сечение т первичный канал 18. Ротор 3 может иметь множество регулируемых перегородок 20 между смежными лопаст ми tна фиг. 2 показана только одна.перегородка ), причем регулируемые перегородки 20 допускают широкое изменение смешивани  и гомогенизации экструзионной машины. Регулируема  перегородка 201фйг содержит основание 22, предпочтительно круглое. Перегородка 20 проходит поперек основани  22, в основном перпендикул рна ему и имеет криволинейную верхнюю повер5сность 23, котора   вл етс  радиально наиболее удаленной регулируемой перегородки 20, когда она установлена на роторе 3. Основание 22 имеет по меньшей мере одну пару отверстий 24 дл  коепежных болтов 1не показаны ). Регулировочна  прокладка 25 (фиг. 3) расположена под регулируемой перегородкой 20, а также имеет по меньшей мере одну пару отверстий 26 дл  болтов, которые соответствуют отверсти м 24 дл  болтов в основании 22 регули руемой перегородки 20. Кажда  регулируема  перегородка 20 размещена в отверстии 21. В роторе 3 выполнен отверсти  27 (фиг. 2) под болты дл  креплени  перегородки 20. Регулируе мые перегородки 20 регулируютс  при помощи извлечени  болтов, которые проход т через основание 22 в резьбовые отверсти , посредством добавлени  или извлечени  одной или боле регулировочных прокладок 25, благод р  чему измен етс  положение поверх ности 23 регулируемой перегородки 20 относительно ротора 3. Регулируемые перегородки 20 могут быть вращающимис  подобно винту около радиально направленнрй оси по отношению к продольной оси ротора 3. дл  обеспечени  других способов изменени  степени гомогенизации, осуществл емой на экструдируемом материале . Кажда  регулировочна  прокладка 25 имеет ту же )игурацию, что и отверстие 21, в котором она расположена в роторе 3 дл  обеспечени  простой регулировки перегород ки 20. Дл  осуществлени  регулировани  положени  перегородок 20 радиальным или вращательным их движением экстр зионна  машина включает механическую св зь котора  проходи через канал 28 в роторе 3 и внутр ним концам регулируемых перегородок 20, позвол   дистанционное регулиру емое движение перегородок 20 без приложени  чрезмерного усили , Экструэионна  машина работает следующим образом. Материал, подаваемый из загрузоч ного штуцера 7, захватываетс  ротором 3 и перемещаетс  через питающие и гомогенизирующие секции 10 - 14 к выгрузочному штуцеру 9, проход , по первичным и вторичным каналам 18 и 19, образованным первичными и вторичными лопаст ми 16 и 17. Канал 18 перекрываетс  кольцои 15, а конец вторичного канала 19 определ етс  поперечной перегородкой 20. Нижн   часть вторичной лопасти 17, смежна  с вторичным каналом 19, и разность давлений между первичным 18 и вторичным 19 каналами заставл ет экструдируемый материал течь по вторичной лопасти 17. Материал, который течет от вторичного канала 19 через регулируемую перегородку 20, протекает в первичный канал 18. Поэтому материал течет по лопасти 17 ( стрелки А на фиг. 2 ), котора  раздел ет первичный 18 и вта-, ричный 19 каналы, и затем через регулируемую перегородку 20 (стрелки Б на фиг. 2 ) . Вторична  лопасть 17. между двум  каналами имеет больший зазор между ней и стенками расточки 2, чем между кольцом 15 или первичной лопастью 16 и стенками расточки 2. Величина напр жени  сдвига, необходима  дл  гомогенизации обрабатываемого материала (например, полиэтилена ) определ ет число лопастей и, следовательно, число каналов и гомогенизирующих секций, требуемых в роторе 3. Величина нап15 жени  сдвига , котора  может быть сообщена материалу в любой гомогенизирующей секции 11 - 13, ограничиваетс  способностью каналов дл  потока текучей среды, передающих тепло, обес- / печивает достаточное охлаждение. Теплопередача между обрабатываемым термопластичным материалом и охлаждающей средой, наход щейс  в каналах 4 дл  мекучей среды, передающей тепло, улучшена посредством использовани  ротора 3 с по меньшей мере от 2 до 4 пар лопастей в основном спиргшьно размещенных вокруг него. дл  увеличени  частоты, с которой стенка расточки 2 очищаетс  от материала . Скорость сдвига - это скорость при которой материал деформируетс  посредством сдвига. Она зависит от геометрии и скорости рот-ора 3, обратного давлени , вызываемого регулируемыми перегородками в фиграничных районах каждой гомогенизирующей секции. Размер внешнего зазора перегородки 20 может быть подсчитан дл  установлени  равновеси  между способностью к охлаждению (возможности в передаче тепла ) и затрачиваемой работой 1операци  сдвига ) в материале дл  установлени  оптимальных параметров. Зазор между

лопастью 17 в промежутке первичного 18 и вторичного 19 каналов имеет вли ние на материал, так как он пересекает их поперек в гомогенизирующих секци х. Глубина первичных 18 и вторичных 19 каналов может быть различной дл  того, чтобы вызвать обмен материала между каналами. Однако при производстве полимеров, таких как полиэтилен, с низкой плотностью полна  гомогенизаци  нежелательна . С этой целью ротор 3 может иметь несколько регулируемых перегородок 20.

Дл  высоков зких материалов гомогенизаци  производитс  в экструзионной машине с полностью извлеченной регулируемой перегородкой 20 и замененной множеством прокладок 25 дл  обеспечени  плавного прохода экструдируемого материала.

Таким образом, данна  экструзионг на  машина обеспечивает эффективное Изменение степени гомогенизации обрабатываемых термопластиков. Это осуществл ют при помощи установки радисшьно регулируемой перегородки в роторе зкструзионной машины дл  обеспечени  определенных зазоров между перегородкой и стенками расточки корпуса и при помощи вращени  перегородки дл  изменени  блокировки потока экструдируемого материала в каналах ротора, благодар  чему экструзионна  машина имеет возможность регулировани  смешивани  и экструзии дл  широкой гаммы термопластиков экономичным и эффективным образом.

Claims (5)

1. Экструзионна  машина дл  переработки термопластичного материала, содержаща  корпус, выполненный с расточкой по его продольной оси, ро .тор, снабженный по меньшей мере одной спиральной лопастью и смонтированный с возможностью вращени  в расточке корпуса, загрузочный штуцер, размещенный на одном конце корпуса и сообщенный с расточкой, и разгру3очныйштуцер , расположенный на противоположном конце корпуса, по меньшей мере одну разделительную перегородку , размещенную между загрузочным и разгрузочным штуцерами, и примыкающую к разделительной перегородке и расположенную в винтовом канале по меньшей мере между одной паро спиральных лопастей поперечную перегородку , отличающа с  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей машины за счет обеспечени  эффективного изменени  степени гомогенизации, разделительна  перегородка выполнена в виде кольца, расположенного вокруг ротора, а поперечна  перегородка смонтирована с возможностью регулировани  ее положени  в радиальном направлении относительно продольной оси ротора.

2.Машина по п. 1, отличающа с  тем, что поперечна  перегородка смонтирована с возможностью регулировани  ее положени  в угловом направлении относительно продольной оси ротора посредством поворота ее относительно оси, расположенной радиально к продольной оси ротора.

3.Машина по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что поперечна  перегородка выполнена с отверсти ми дл  крепежных болтов

и смонтирована в отверстии, которое выполнено в роторе.

4.Машина по пп. 1-3, о т л и -. чающа с  тем, что попереч- на  перегородка установлена на ре гулировочных прокладках, размещенных в отверстии ротора.

5.Машина по пп. 1-4, отличающа с  тем, что поперечна 

перегородка имеет наружную поверхность криволинейной формы, соответствующую контуру расточки корпуса.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3850414, кл. 259-191, опублик. 1974.

2.Патент СССР 349145,

кл. В 29 F 3/02, 1970 (прототип).

J 13

17

ff