Шнек экструдера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ7ЕЛЬОВУ (11) 564).69 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.05. 71 (21) 1655456/05 с присоединением заявки № (51) М. Кл.а

В 29 T 3/02 (23) Приоритет (32) 08.05.70 (31) WP 39 a4/147388 (33) ГДР (43) Опубликовано05.07 77.Бюллетень № 25

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изааретений и открытий (53) УД К 6 78. 05 7.3.. 053. 3 (088. 8 ) (46) Дата опубликования описания 16.08.77

Иностранец

Фритц Эндлер (ГДР) (72) Автор изобретения

Иностранное, предприятие

"ФЕБ Пласт унд Эластферарбайтунгсмашиненкомбинат Карл-Маркс-Штадт" (71) Заявитель (ГДР) (54) ШНЕК ЭКСТРУДЕРА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к шнековым прессам для

Иластикации, гомогенизации и экструдироМания пластических масс.

Известен шнек конструкции Мейлефера, который имеет два независимых нарезанных канала. Ш ир и на пер в ого (пита юш его ) канала постепенно уменьшается, ширина второго канала постепенно увеличивается до полной ширины (1). Недостатком этого 1О шнека является пространственная изоляция обоих каналов, в результате чего отсутствует необходимое для получения высокой производительности давление со стороны участка подачи твердого материала, что ц особенно заметно при так называемых

"смачивающих" материалах, которые плохо перемешаются самостоятельно, Известен также шнек экструдера, выполненный в виде сердечника с винтовой нарезкой и одной или несколькими спиралями, угол подьема винтовой линии которых отличен от угла подьема винтовой линии нарезки шнека (21, В таком шнеке не происходит пространственного разделения рас- о5

2 плавленной части полимера от нерасплавленной, что затрудняет контроль за расходом энергии т.е. расплавленный материал изза неправильного геометрического исп олнения сечений витков, обрабатывается с такой же интенсивностью, Как и расплавленный, 11ель изобретения - повышение степени гомогенизации расплава. Указанная цель достигается тем, что спираль, выполненная на сердечнике шнека примыкает к нитке винтовой нарезки в виде выступа с наружным диаметром,,меньшим наружного диаметра винтовой нарезки шнека,и с шириной, возрастаюшей в направлении перемещения расплава. Благодаря этому обьем между шагом шнека и цилиндром экструдера дели т ся на две или более полости, что обеспечивает равномерное введение энергии в подлежаший плавлению материал с использоваЮ нием создаваемого самим материалом тепла трения и тепла, подводимого извне, а

TGK)KF придает матеоиалу необходимое физическое состояние внутри шнека на относительно коротком участке. Благодаря та- кому конструктивному отличию достигается

564169 высокая степень гомогенизации расплава полимерного материала.

На фиг. 1 изображен однозаходный шнек; HG фиг. 2 — LUHeK co с пир алям,., полненными в виде выступсв„на фиг. 3 шнек со спиралями, выполненными в виде выступов, и углублений; на фиг. 4 - шнек с осевым ч радиальными отверстиями„на фиг. 5 *- дВухзагодный шнек; на фиг. 6два незацепляюшихся шнека; на фиг. 7шнек, со спирачями, выполненными в виде выступов с пазами и канавками „на фиг. 8разрез по А-А на фиг. 7, Однозаходп ".! шне,с имеет сердечник 1 (см, фиг, Х) с ниткой винтовой нарезки 2 и спиралыс 3,, выполи=иной в виде выступа, примыкающего к нитке винтовой нарезки, имеющей угол подъема, отличный от угла подьема винтовой линии нарезки шнека, причем б льше угла подъема линии нарезки шнека начтолько, что после 9 вит ков занимает почти всю ширину шага шне

На. Спираль 3 делит межвитковый обьем шнека на д1:е полости "а и и .

Шнек 4 (см. фиг. 2) выполнен с двумя спиралями 5,6, благодаря чему межвитковый ббьем делится на три полости с, d" и "е

Шнек 7, согласно фиг, 3, имеет cIIHpaли 8, выполненные в виде выступа,и две спирали 9я 10, выполнен„ые в виде углублений. Причем шаг нарезки углублений может быть одинаковым или pG3JIH÷êûмэ

Шнек 11, имеющий сердечник с винтовой нарезкой и спиралью, представленный на фиг„4, имеет отверстия: осевое 12 и радиальные 13.

Шнек 14 (см. $I.:.r. 5) двухзаходный со спиралью 15, выполненной в виде выступа, начинающегося с передней стороны нитки винтовой нарезки.

В двухшнековом экструдере шнеки 16 (см. фиг, 6, выполнены незацепляющимися н каждый снабжен спиралью 17.

Шнек 18 (см.фиг. 7) выполнен с двумя спиралями 19 а 20, снабженными пазами 21. Gc ;. Спиралей 19 и 20 наклонена

K ocB шнека, а между выступом спирали

20 и ни:;кой ьи:;:.товой нарезки 22 выполнены канавки 2,э,. имеющие в сечении фор му полуокружности.

Твердый материал транспортируется шнеком и поп дает в полости "а" и "в", причем по мере продвижения материал расплавляется под действием теплоты трения и тепла, по дво дим ого извне, об ьем его уменьшается, соответственно уменьшается межвятковый обьем, В постепенно увеличивающуюся полостЬ в" в ходе процесса пластикации поступает расплав, Обьемы

2S

3Q

60 полостей "a и "в при их изменении вдоль шнека должны соответствовать изменению обьемов твердого материала и расплава, я смотря на отсутствие пространственного. разделения между полостями "a" и в, осуществляется разделение матер:лла по физическому состоянию на осн:-.; различной закономерности их движения.

Шнек 4 (см. фиг. 2) транспортирует материал в полостях "с", "Д". и е". Твердый материал транспортируется прежде всего в нз.,", roe глубокую полссть "е, Во время пластикации материал принимает вязко-эластичное состояние, переходящее в жидкое.

Такое выполнение шнека представляет интерес для материалов, имеющих, помимо двух физических состояний: твердого и вязкотекучего, промежуточное, например вязко-эластичное.

Расплав материала по мере продвижения поступает в зону выгрузки шнека 18 (см, фиг. 7). При этом вплоть до зоны выгрузки происходит удаленье летучих через отверстия 12,13 (см, фиг. 4). Шнек

18 (см. фит, 7) транспортирует материал, который по мере нагрева частично расплавляется.

Движущийся в углубленной полости к. виткам материал нагревается и частично расплавляется. Расплав материала, образующийся на горячей внутренней поверхности сердечника„ срезается спиралью 19 и собирается íà ее передней боковой поверхности, где он смешивается с неболчи шими твердыми и частично уже расплавленными частицами материала и течет в полость "е".

Благодаря пазам 21 достигаешься наложение двух потоков, вызываемых вращением шнеков, один из которых направлен вдоль пазов 21, а другой - тангенциально к спирали 19, в результате этого в материале создаются высокие усилия сдвига, являющиеся предпосылкой хорошей гомогенизации. Последняя усиливается благодаря смешению обоих ламинарных потоков, проходящих вдоль канавок 23.

По мере того как материал полностью расплавляется, он перетекает в полость к второй спирали 20. В этой полости также происходит наложение двух потоков, вызываемых также пазами 21 и вращением шнека, Благодаря канавке 23, выполненной по технологическим соображениям, здесь также происходит выравнивание потоков, Пазы 2 1 voI yv проходитs KaK. |Io KDHII& шнека, так и заканчиваться за несколько витков до конца шнека: как изображено на фиг. 7. Остаток зоны загрузки выпол-.

564 169

5 няется тогда по обычным для шнеков экструдеров геометрическим соотношениям, Предлагаемый шнек позволяет реализовать такие сложные технологические опера« ции, как окрашивание материалов есте- 5 ствеиного цвета растворимыми и нерастворимыми красителями и пигментами при относительно малых затратах. При етом в таком шнеке достигаются хорошая гомогениэация с качественной пластикацией и 10 стабильностью процесса транспортирования, Формула изобретения

Шнек екструдера, выполненный в виде сердечника с винтовой нарезкой и одной или несколькими спиралями,. угол подъема винтовой линии которых отличен от угла подьема винтовой линии нарезки шнека, отличаюшийся тем, что,с целью повышения степени гомогенизации расплава, спираль, выполненйая на сердечнике шнека, примыкает к нитке винтовой нарезки шнека в виде выступа с наружным диаметром, меньшим наружного диаметра винтовой нарезки шнека, и с шириной, soaрастаюшей в направлении перемещения расплава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе :

1. Журнал " Кидв в оЯе ", 1968, М 11, стр. 781-782, рис, I, поз. 6 и. рис. 2,поэ.12.

2. Авторское свидетельство СССР

Ne 215465, кл. В 29 в 1/06, 1968.