Червячный экструдер для полимерных материалов

Червячный экструдер для полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнз

Соцмелиетическкз

Реслублнк

<,>903172

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 230680 (21) 2943317/23-05 (11М g> з с присоединением заявки Мо (23) Приоритет—

В 29

В 29 F 3/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t$3) УДК 678. 057. .3(088.8) Опубликовано 070282. Бюллетень Мо 5

Дата опубликования описания 079282 (72) Авторы изобретения

И.М. Кузяев, Н.И.Иишков, В.A. Успенски и Н.В. Довгопол

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

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано при переработке текучих, в особенности вязкотекучих материалов или их смесей.

Известен червячными экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус и шнек, выполненный в виде сердечника с основной нарезкой и размещенной между ее витками доголнительной нарезки, которая выполнена из упругого материала и снабжена гриводом поступательного пере лещения относительно гродольной оси сердечника 13 ..

Сложность конструкции экструдера обусловлена наличием доголнительной перемещающейся в процессе работы нарезки.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с экструзионньпл отверстием,шнек с винтовым каналом и перемешивающие устройство с перемешиваюшими элементами 2 .

Перемешивающие элементы в таком экструдере выполнены в виде шариков, расположенных в замкнутом наклоннсм пазу сердечника шнека, а по внутренней поверхности корпуса выполнен направляющий продольный паз для перемешивающих элементов.

Недостатком известного червячного экструдера является низкое качество смешения и степень гомогенизации перерабатываемого материала, обусловленные недостаточной турбулизацией перемешивающим устройством вихревых потоков в винтовом канале шнека.

Целью изобретения является повышение качества смешения и степени гомогенизации материала.

Достигается эта цель благодаря тому, что в червячном экструдере для полимерных латериалов, содержаще л корпус с экструзионным отверстием, шнек с винтовым каналом и перемешивающее устройство с перемешивающими элементами, перемешивающее устройство выполнено в виде генератора переменного электромагнитного поля, охватывакщего часть корпуса, которая выполнена из немагнитного материала и в которой размещены перемешивающие элементы, выголненные в виде пластин или неравноосных частиц, из ферромагнитного материала.

903172

Перемешивающие элементы могут быть размещены в зоне выдавливания экструдера.

В корпусе экструдера выполнены обводные каналы, в которых размещены перемешивающие элементы.

Перемешивающие элементы размещены в винтовом канале шнека и установлены на его гребне.

На фиг. 1 изображен червячный экструдер с перемешивающиии элементами в форме пластин, расположенными в зоне выдавливания на фиг. 2 - червячный экструдер с перемешивающими элементами в форме цилиндрических частиц, размещенных в зоне выдавливания на фиг. 3 — перемешивающие элементы-пластины, расположенные в обводных каналаху на фиг. 4 - пластины, закрепленные на гребнях шнека иа фиг. 5.- разрез A A на фиг. 1; на фиг. б — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 7 показан вариант крепления пластины на гребне шнека.

Червячный экструдер содержит корпус 1, шнек, выполненный в виде сердечника 2 с гребнями 3, образующими винтовой канал. К сердечнику 2 жестко крепится обойма 4 с торцовыми стенками 5, имеющими отверстия б.

В зоне смешения внутри обоймы 4 расположены перемешивающие элементы,имеищие форму пластин 7 (см.фиг.1) или неравноосных частиц 8 (см.фиг.2}.

Пластины 7 крепятся к торцовым стенкам 5, а частицы 8 находятся в свободном состоянии. Корпус 1 соединен через втулку 9 с крьмкой 10, имеющей

Экструзионное отверстие 11. Между крышкой 10 и обоймой 4 расположена зона выдавливания.

На фиг. 3,6 изображен вариант червячного экструдера, в котором перемешивающие элементы-пластины 7 расположены в обводных каналах 12, выполненных в цилиндрической втулке 13. в зоне разделительного участка 14 шнека. Пластины 7 крепятся к шайбам 15.

B червячном экструдере, показанном на фиг. 4, 7, пластины 7 крепятся к гребням 3 одним концом и образуют консоль. Расстояние от поверхности сердечника 2 до пластины 7 соответствует расположению граничной поверхности, разделяющей области с прямым и обратным потоками и соответствующей наименьшей интенсивности перемешивания полимера. Это расстоянце меняется в зависимости от ин-. декса течения полимера. При изменении индекса течения в диапазоне

0,125-2,0 соответственно 0,669 6 В Е

<0,859 . Участок шнека, где установлены пластины 7, охватывается цилиндрическим стаканом 16. Втулки 9, 13 и стакан 16 выполнены из немагнитного материала. Снаружи этих элементов установлен генератор 17 переменного, например вращающегося, электромагнитного поля. Пластины 7 и частицы 8 выполнены из ферромагнитного материала. Пластины 7 могут быть выполнены перфорированными для прохода через них расплава полимера с целью интенсификации перемешивания.

Червячный экструдер. работает следующим образом.

Расплавленный материал перемещается шнеком в корпусе 1 к обойме 4.

Затем он проходит через отверстия

6 в торцовой стенке 5 и попадает в зону смешения, где подвергается интенсивному перемешиванию за счет колебаний пластин 7(см.фиг.1,5) или частиц 8 (см.фиг.2). Колебания пластин 7 или частиц 8 происходит за счет воздействия на них переменного, например вращающегося, электромагнитного поля, создаваемого генератором

29 17. Далее материал выходит из зоны смещения через отверстия 6 и попадает в зону выдавливания, откуда выходит через экструзионное отверстие 11;

;щ В экструдере,показанном на фиг.3 б,расплавленный материал перемещается шнеком в корпусе 1 до разделительного участка 14 и далее проходит через обводные каналы 12, в которых размещены пластины 7, s зону выдауливания. Под действием переменного вращающегося поля, создаваемого генератором 17,пластины 7 совершают колебательные движения, вследствие чего осуществляется интенсивное перемешивание расплава полимерного материала.

В экструдере, показанном на фиг.4, 7,расплавленный полимерный. материал, перемещаясь в винтовом канале, образованном между сердечником 2 и

49 гребнями З,участвует наряду с поступательным и в циркуляционном движении с прямым 18 и обратным 19 потоками. Второе движение является основным при смешении и гомогениза4 ции.расплава.Чем ближе потоки подходят н граничной поверхности, разделяющей прямой 18 и обратный 19 потоки, тем меньшее циркуляционное движение они совершают и, как следствие, в этой зоне уменьшается качество смешения полимера.Перемешивание, создаваемое в этой зоне колебаниями пластин 7, устраняет этот недостаток.

Выбор того или иного варианта перемешива1ощего устройства связан с рядом факторов. Если шнек имеет малый диаметр(до 63 мм), то предпочтительны варианты, червячного экструдера, изображенные на фиг.1,2 ° при ф©, большом диаметре шнека(свыше 65 мм)вариант, показанный на фиг.3. Если материал склонен к термодеструкции при незначительном перепаде температур, то предпочтителен вариант червя65 чного экструдера, .показанный на

1,;, 903172,фиг.4, в котором можно осуществлять тонкую температурную регулировку в обводных каналах экструдера.

Таким образом, использование в червячном экструдере перемешивающего устройства, выполненного в виде генератора переменного, например враща- . ющегося электрбмагнитного поля,охватывающего корпус из немагнитного материала, внутри которого помещены перемешивающие.элементы из ферромагнитного материала, имеющие форму пластин или неравноосных частиц, позволяет значительно повысить качество смешения и степень гомогенизации полимерных композиций.

Формула изобретения о

1. Червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с экструзионным отверстием, шнек . с винтовым каналом и перемешивающее устрбйство с перемешивающими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения и степени гомогенизации

1 материала, перемешивающее устройство выполнено в виде генератора переменt ного электромагнитного поля, охватывающего часть корПуса, которая выполнена из немагнитного материала и в которой размещены перемешивающие элементы, выполненные в виде пластин . или неравноосных частиц из ферромагнитного материала.

2. Экструдер по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что перемешивающие элементы размещены в зоне выдавливания экструдера.

3. Экструдер по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что в корпусе его выполнены обводные каналы, в которых размещены перемешивающие элементы.

4. Экструдер по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что перемешивающие элементы размещены в винтовом канале шнека и установлены на его гребне.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское .свидетельство СССР

627994, кл. В 29 F 3/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

2 547364, кл. В 29 F 3/01, 1975 (прототип).