Червячный экструдер для полимерных материалов

Червячный экструдер для полимерных материалов

Иллюстрации

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