Червячный экструдер для полимерных материалов

Иллюстрации

Червячный экструдер для полимерных материалов (патент 897554)
Червячный экструдер для полимерных материалов (патент 897554)
Червячный экструдер для полимерных материалов (патент 897554)
Червячный экструдер для полимерных материалов (патент 897554)
Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11 897554 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 17.04,80 (21) 2913241/23-05 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.82, Бюллетень М 2 (51 ) М. Кл.

В 29 F 3/02 !

В 29 В 1/10

1вауАарственный комитет

СССР ио делам нза4ретеннй н открытий (Ы) УДК 678.057, .3 (088,8) Дата опубликования описания 18.01.82 (72) Авторы изобретения

В. А. Успенский, И. N. Кузяев, С. В, Портненко и И. И. Начовный

Днепропетровский химико-технологический ин им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) ЧЕРВЯЧНЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к полимерному машиностроению и предназначено для использования при переработке полимерных материалов, требующих высокой степени смешения и гомогенизации.

Известен червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус и шнек, выполненный в виде сердечника с основной нарезкой и размещенной между витками основной нарезки дополнительной нарезкой, которая выполнена из упругого материала и снабжена приводом поступательного перемещения относительно продольной оси сердечника f lj, Недостатками известного червячного экструдера являются невысокое качество смешения перерабатываемого материала, обусловленное неразвитостью вихревых потоков в канале шнека, большие,затраты энергии, расходуемые на перемешивание материала в зоне дозирования вследствие слабо развитой перемешивающей способности и на преодоление местных гидравлических сопротивлений, а также низкая долговечность экструдера, обусловленная интенсивным износом корпуса и шнека, вследствие трения по ним дополнительной нарезки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и экструзионным отверстием в торцовой его части, шнек и перемешивающее устройство, выполненное в виде дополнительного шнека, расположенного в канале основного шнека (21 .

Недостатками данного червячного экст рудера являются невысокое качество смещения и степень гомогенизации перераб батываемого материала, обусловленные недостаточной турбулизацией вихревых потоков в канале шнека и перед экструзионным отверстием, большие энергозатраты, расходуемые на перемешивание материала и связанные с его рециркуляцией.

897554

Бель изобретения —, повышение качества смешения и эффективности гомогенизации материала.

Достигается указанная цель тем, что в червячном смесителе для полимерных 5 материалов, содержашем корпус с загрузочной воронкой и экструзионным отверстием в торцовой его части, шнек и перемешиваюшее устройство, смонтированное на корпусе соосно шнеку, перемеши10 ваюшее устройство выполнено в виде

1 расположенных между шнеком и торцовой частью корпуса двух лопаточных завихрителей, смонтированных друг напротив друга с образованием вихревой

15 камеры и лабиринтного канала для сообшения вихревой камеры с экструзионным отверс тием.

На фиг. 1 изображен червячный экструдер; на фиг. 2 — лопаточный завихри30 тель, на фиг. 3 — развертка лопаточных завихрителей; на фиг, 4 - зависимость компонентов скорости истечения материала от расположения лопаток.

Ю

Червячный зкструдер содержит корпус. 1 с загрузочной воронкой 2, внутренняя поверхность которого образует пластикационный цилиндр 3 с зонами питания I и сжатия и, шнек 4, и раз30 даточный цилиндр 5, в котором располсжено перемешиваюшее устройство в виде расположенных соосно шнеку 4 двух лопаточных завихрителей 6, соединенных между собой цилиндрической обечайкой

7 (фиг. 1 ) . Лопаточные завихри тели 6 расположены напротив друг друга и состоят из лопаток 8, одним концом закрепленных к цилиндрическим сердечникам 9 и 10, другим — к обечайке 7.

Сердечник 9 выполнен полым и крепится к мундштуку 11. Лопаточные завихрители 6 смонтированы с образованием вихревой камеры А, а сердечники 9 и

10 образуют лабиринтный канал-дозатор

12, связующий вихревую камеру А и экструзионное отверстие 13. Лопатки 8 образуют между собой межлопаточыое пространство 14 (фиг. 3 и 4).

Червячный зкструдер работает следуюшим образом. S0

П ерераба тываемый полимерный ма териал подается через загрузочную воронку 2 на шнек 4 в зону питания .Далее материал шнеком 4 подается в зону сжатия li, где он пластицируется, образуя И расплавленную полимерную массу, которая затем подается в раздаточный цилиндр 5. Расплавленная полимерная масса в раздаточном цилиндре 5 равномерно поступает к лопаточным завихрителям 6 и продавливается через межлопаточное пространство 14. Выйдя из лопаток 8, полимерный материал закручивается в вихревой камере A . Степень, закрутки

V зависит от величины тангенциальной составляюшей скорости (фиг. 4) вихревого потока в камере А, которая является функцией от угла (, наклона лопаток и скорости потока (фиг. 4)

Я, =%СО с(9(g = 9/- g1 . Скорость потока зависит от перепада давления A Р между вихревой камерой А и областью раздаточного цилиндра 5, который подбирается разностью проходного сечения на входе . Р и выходе межлопаточного пространства 14, а также проходным сечением лабиринтного канала-дозатора

12 и экструзионного отверстия 13 (фиг.4)

Для создания различных зпюр тангенциальных составляюших скорости по радиусу осуществляют закрутку лопаток по радиусу, т. е. угол в каждом сечении по радиусу меняется в зависимости от того, какую эпюру скоростей требуется получить. Лопатки 8 в лопаточных завихрителях 6 установлены таким образом, что тангенциальные составляющие скорости потоков расплава, выходящих из межлопаточных пространств 14, направлены в разные стороны (фиг. 4).

Таким образом, установка в червячном экструдере двух лопаточных завихрителей, помещенных на входе в зкструзионное отверстие, позволяет значителЬно повысить качество смешения и степень гомогенизации расплава, а также снизить энергозатраты на перемешивание на 3050%, Формула изобретения

Червячный зкструдер для полимерных материалов, содержаший корпус с загрузочной воронкой и экструзионным отверстием в торцовой его части, шнек и перемешиваюшее устройство, смонтированное на корпусе соосно шнеку, о т л и— чаюши йс я тем, что, с целью повышения качества смешения и эффективности гомогенизации материала, перемешиваюшее устройство выполнено в виде расположенных- между шнеком и торцовой частью корпуса двух лопаточных завихрителей, смонтированных напротив друг друга с образованием вихревой ка897554 меры и лабиринтного канала для сообшения вихревой камеры с экструзионным отверстием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское № 627994, кл.

2. Авторское № 716850, кл. (прототип). свидетельство СССР

В 29 F 3/02, 1977, свидетельство СССР

В 29 Р 3/02, 1978

837554

Составитель Л. Кольцова

Редактор К. Болошук Техред М. Тенер Корректор N Шароши

Заказ 1 1828/22 Тираж 672 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4