Червячный пресс для полимерных материалов

Червячный пресс для полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов на червячных прессах. Оно может быть использовано при переработке полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов в изделия на базе червячных прессов. Цель изобретения - повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса. Для этого червяк и корпус снабжены, по меньшей мере, одной секцией с полостями и отверстиями для впуска и выпуска расплава. В полости секции червяка установлен статический смеситель. В полости секции корпуса установлен дополнительный статический смеситель. На корпусе и на червяке выполнены выступы. В винтовой нарезке червяка выполнены кольцевые прорези. Выступы корпуса смещены относительно выступов червяка. Отверстия для впуска расплава полимера корпуса смещены относительно соответствующих отверстий червяка. На червяке выполнены клиновые выступы. В кольцевой и дополнительной кольцевой прорезях выполнены профильные выступы и клинья. При работе червячного пресса расплав полимера проходит через статические смесители. Выступы срезают расплав полимера на выходе из отверстий и обеспечивают подачу в статические смесители малых доз расплава полимера. Это ведет к повышению эффективности смешения. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 29 С 47/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) 4451188/31-05 (22) 27.06.88 (46) 30.09.90. Бюл. ¹ 36 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И,Сивецкий, А,С.Сахаров, А.Я.Малкин, Д.Д.Рябинин, В,В,Клявлин, С.О.Пристайлов и Д.Э.Сидоров (53) 678.057.3(088.8) (56) Патент Японии № 60-51417, кл. В 29 С 47/80, опублик. 1985.

Патент Швейцарии № 592515, кл. В 29 F 1/02, опублик, 1977.

) (54) ЧЕРВЯЧНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области переработки полимерных материалов на червячных прессах, Оно м.б. использовано при переработке полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для скрашивания, грануляции, получения и пе. реработки полимерных материалов в изделия на базе червячных прессов, Цель

Изобретение относится к переработке полимерных материалов на червячных прес" сах и может быть использовано для повышения качества смешения при переработке полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для скрашивания, грануляции, получения и переработки!

Ж«, 1595668 А1 изобретения — повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса. Для этого червяк и корпус снабжены, по меньшей мере, одной секцией с полостями и отверстиями для впуска и выпуска расплава. В полости секции червяка установлен статический ,смеситель. В полости секции корпуса установлен дополнительный статический смеситель. На корпусе и на червяке выполнены выступы. В винтовой нарезке червяка выполнены кольцевые прорези. Выступы корпуса смещены относительно выступов червяка. Отверстия для впуска расплава полимера корпуса смещены относительно соответствующих отверстий червяка. На червяке Bыполнены клиновые выступы. В кольцевой и дополнительной кольцевой прорезях выполнены профильные выступы и клинья. При работе червячного пресса расплав полимера проходит через статические смесители. Выступы срезают расплав полимера на выходе иэ отверстий и обеспечивают подачу в статические смесители малых доз расплава полимера, Это ведет к повышению эффективности смешения,-4 з.п.флы, 2 ил. полимерных материалов в изделия на базе червячных прессов.

Цель изобретения — повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса.

На фиг.1 показан червячный пресс для полимерных материалов, продольный разрез; на фиг.2 — то же, поперечный разрез.

1595668.

20

Червячный пресс для полимерных материалов (фиг.1) содержит корпус 1 и установленный В корпусе 1 с Возможностьго вращения червяк 2 с BvlIIT080A нарезкой 3, причем корпус 1 и червяк 2 снабжены по меньшей мере одной секцией 4 и 5 соответственно полостями б и 7 и отверстиями 8 и

9 для впуска и 10,11 для выпуска расплава, полимера, располо>кенными по разные стороны подпорных элементов 12, установленных на червяке 2 и корпусе 1, и образующих упло1нительный зазор 13, а в полости 7 секции 5 червяка 2 установлен статический смеситель 14. В полости 6 секции 4 корпуса

1 установлен,Г!ог1олн ITellbI4hlA статический смеситель 5. I-Ia коопус8 1 M ч8рвяке 2 Выполнены выстугы 16 и 17, расположенные напротив отверстил 8 и 9 для впуска расплаВа полимера соответственно в полости 7 и 6 секций 4 и 5 червяка 2 v, корпуса 1, причем в винтовой нарезке 3 червяка 2 в зоне 18 расположения выступов 16 и 17 и отверстий

8 и 9 для впуска расплава полимера Выполнены кольцевые прорези 19, а выступы 16 корпуса 1 смещены вдоль оси червячного пресса относительно выступов 17 червяка 2 (фиг.2) и отверстия 8 для впуска расплава полимера в полость 6 секции 4 корпуса 1 смещены вдоль осл червячного г ресса относительно сп BepcT IA 9 дas, впуска расплава полимера в полость 7 секции 5 червяка 2. На червяке 2 между вин",îâîé нарезкой 3 и подпорным элементом 12 з зоне 20 расположения отверстий 10 и 1 для выпуска расплава полимера из полостей 6 и 7 секций 4 и 5 червяка 2 и корпуса выполнены клиновые выступы 21, образующие вдоль противостоящих боковых поверхностей 22 и 23 винтовой нарезки 3 И подпорного элемента

12 чередую циеся выступы 24 и впадины 25, причем отверстия 10 и I1 для выпуска расплава полимеоа выполнены ВО впадинах 25 между _#_PNHQBIL Выступами 21.

В Винтовой нарезке 3 червяка 2 выполHeI4Ia дополнительная кольцевая прорезь

26, расположенная В зоне 20 отверстий 11 для выпуска расплава полимера из полости

7 секции 5 червяка 2. В <оль;esoA прорези

19 и в дополнительной кольцевой прорези

26 червяка 2 и на корпусе 1 выполнены профильные выступы 27 и 28, образующие между собой профильные каналы 29, сооб щенные с отверстиями 8 — 11 червяка 2 и корпуса 1 для впуска и выпуска расплава полимера. Со стороны входа расплава полимера, перед профильными выступами 27 и 28, а кольцевой прорезл 19 и дополнительной кольцевой прорези ?6 червяка 2 и на корпусе 1 выполнены клинья 30 и 31, образующие между собой дополнительные каналы 32 для прохода расплава полимера.

Профильные выступы 27 и клинья 30, установленные в кольцевой прорези 19 и дополнительной кольцевой прорези 26 червяка 2 и отверстия 9 и 11 для впуска и выпуска расплава полимера, расположены напротив соответствующих профильных выступов 28 и клиньев 31, установленных на корпусе 1 и отверстил 8 и 10 для впуска и выпуска расплава полимера.

Работа червячного пресса для полимерных материалов (фиг,1 и 2) заключается в следующем. Расплав полимера, состоящий из различных компонентов и движущийся в корпусе 1, предварительно перемешивается под действием вращающегося червяка 2 с винтовой нарезкой 3. Уплотнительный зазор 13, образованный подпорным элементом 12 и корпусом 1, препятствует движению расплава полимера и заставляет его через отверстия 8 и 9 для впуска расплава полимерадвигаться в полости б и 7 секций 4 и 5, В полостях 6 и 7 расплав полимера проходит через статический смеситель 14 и дополнительный статический смеситель 16, в которых реализуется процесс интенсивного смешения, и выходит по другую сторону подпорного элемента 12 через отверстия 10 и 11. При этом выступы

16 и 17, расположенные в зоне 18 поперек потока расплава полимера, поочередно перекрывают соответствующие отверстия 8 и

9, подавая расплав полимера в статический смеситель 14 и дополнительный статический смеситель 15. Выступы 16 и 17, срезая расплав полимера на входе в отверстия 8 и

9, обеспечивают подачу в статические смесители 14 и 15 достаточно малых для хорошего смешения порций расплава полимера.

Выступы 16 и 17 не перекрывают одновременно все отверстия 8 и 9, а обеспечивают постепенное увеличение расхода полимера в статических смесителях 14 и 15 от 0 до максимального значения, которое имеет место в том положении, когда, например, выступ 16 и 17 перекрывает все отверстия 9 или 8, а отверстия 8 или 9 при этом все открыты. Таким образом обеспечивается пульсирующая подача расплава полимера в статические смесители 14 и 15. Через статические смесители 14 и 15 проходит приблизительно половина общего расхода полимера через каналы червячного пресса, так как происходит разделение потока расплава полимера при входе в отверстия 8 и 9.

В статических смесителях 14 и 15 происходит интенсивное смешение полимера. который сливается при выходе из отверстий 10 и 11 в зоне 20, При этом снижаются гидравлические потери энергии, которые зависят

1595668

10

20

50

55 от расхода полимера через смеситель и уменьшаются с уменьшением расхода.

Снижаются металлоемкость и габариты червячного пресса, так как отсутствует необходимость увеличивать длину смешения и время пребывания полимера в смесителе за счет длины и габаритов червяка, Размещение дополнительного смесителя 15 в корпусе 1 червячного пресса, как правило, не связано с каким-либо существенным увеличением габаритов корпуса 1. Таким образом обеспечивается повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса. 8 вариантах конструкции расплава полимера в зоне 20 при слиянии потоков полимера, выходящих из отверстий 10 и 11 для выпуска полимера, попадает под действие клиновых выступов

21 и перемещается в чередующихся выступах 24 и впадинах 25 между противостоящими боковыми поверхностями 22 и 23 винтовой нарезки 3 и подпорного элемента

12. При этом расплав полимера вовлекается в винтовое движение в указанном канале.

Под действием выходящего из отверстий 10 и 11 (на фиг.1 из отверстий 11) расплава полимера увеличивается закрутка потока полимера, С целью устранения возможности образования застойных зон отверстия

11 и 10 целесообразно располагать во впадинах 25.

Если профильные выступы 27 и 28, выполненные в кольцевой прорези 19 и дополнительной кольцевой прорези 26, развернуть по потоку, то они могут организовать движение расплава полимера в профильных каналах 29, сообщенных с отверстиями 8 и 9 для впуска и 10 и 11 для выпуска расплава полимера.

В варианте конструкции расплав полимера движется через дополнительные каналы 32 клиньями 30 и 31, а затем перетекает в профильные каналы 29, При этом существенно улучшается смешение, так как расплав полимера проходит диффузорно-конфузорный переход, образованный неподвижными и вращающимися профильными выступами 27, 28 и клиньями 30 и 31, В варианте конструкции расплав полимера может двигаться через профильный канал 29 и дополнительный канал 32, который образуют диффузорно-конфузорный переход как по длине смесителя, так и в зазоре между корпусом 1 и червяком 2. При этом профильные выступы 27 и клинья 30 расположены напротив профильных выступов 28 и клиньев 31, также как и отверстия

9 и 11 червяка 2 для впуска и выпуска расплава полимера расположены напротив отверстий 8 и 10 корпуса 1.

В предлагаемой конструкции для повышения эффективности смешения осуществлен процесс одновременного смешения полимера в смесителях корпуса и червяка.

Интенсификация процесса смешения осуществляется за счет пульсирующей подачи малых порций полимера в каналы смесителей, многократного слияния и разделения потоков расплава полимера, создания областей интенсивных сдвиговых деформаций с одновременным переворачиванием (закручиванием) расплава полимера, движения расплава полимера в диффузорно-конфузорных переходах. При этом происходит увеличение поверхности раздела полимера и более интенсивное распределение контакта по всему объему смеси, а следовательно, повышение качества смешения и качества получаемой полимерной композиции и изделий. Процесс смешения проводится как с использованием наружной поверхности ервяка с винтовой нарезкой и внутренней поверхности корпуса, так и в статических смесителях, установленных в полостях секций корпуса и червяка. Это приводит к уменьшению металлоемкости и габаритов конструкции.

Таким образом в червячном прессе для полимерных материалов достигается повышение эффективности смешения по сравнению с известнь.ми конструкциями.

Зкономический эффект от использования червячного пресса обеспечивается за счет повышения качества изделий, снижения себестоимости и капитальных, затрат при смешении и окрашивании композиционных материалов.

Формула изобретения

1. Червячный пресс для полимерных материалов, содержащий корпус и установленный в нем с возможностью вращения червяк с винтовой нарезкой, причем корпус и червяк снабжены по меньшей мере одной секцией с полостью и отверстиями для впуска и выпуска расплава полимера, расположенными по разные стороны подпорных элементов, установленных на червяке и корпусе, а в полости секций червяка установлен статический смеситель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности смешения и снижения металлоемкости и габаритов червячного пресса, он снабжен дополнительным статическим смесителем, установленным по меньшей мере в одной полости секции корпуса, на корпусе и червяке выполнены выступы, расположенные напротив отверстий для впуска расплава полимера соответственно в полостях

1595668.

7, 2У

lj

27

1Ю гг

fg секций червяка и корпуса, причем в винтовой нарезке червяка в зоне расположения выступов и отверстий для впуска расплава полимера выполнены кольцевые прорези, при этом выступы корпуса смещены вдоль оси червячного пресса относительно выступов червяка, а отверстия для впуска расплава полимера в полость секции корпуса смещены вдоль оси червячного пресса относительно отверстий для впуска расплава полимера в полости секций червяка.

2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что на червяке между винтовой нарезкой и подпорным элементом в зоне распрложения отверстий для выпуска расплава полимера из полостей секций червяка и корпуса выполнены клиновые выступы, между которыми размещены отверстия для выпуска расплава полимера.

3. Пресс по и 1, отличающийся тем, что в винтовой нарезке червяка выполнена дополнительная кольцевая прорезь, расположенная в зоне отверстий для выпуска расплава полимера из полости секции червяка, а в червяке и на корпусе выполнены профильные выступы, размещенные в кольцевых прорезях, с образованием между ни5 ми профильных каналов, сообщенных с отверстиями червяка и корпуса для впуска и выпуска расплава полимера, 4, Пресс по п.З, отличающийся тем, что перед профильными выступами со

10 стороны входа расплава полимера в кольцевой и дополнительной кольцевых прорезях и на корпусе выполнены клинья, размещенные с образованием между ними дополнительных каналов для прохода расплава

15 полимера.

5. Пресс по пп 3 и4, о тл и ч а ю щи йс я тем, что профильные выступы и клинья на червяке и отверстия для впуска и выпуска расплава полимера червяка расположены

20 напротив соответствующих профильных выступов и клиньев на корпусе и отверстий для впуска и выпуска расплава полимера корпуса.

1595668

10

Составитель И;Скопинцев

Техред М.Моргентал Корректор М,Самборская

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2877 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5