ДИСКОВО-ШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР для ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1972 года по МПК B29C47/52 B29C47/38 

Известен дисково-шиековый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий вращающийся диск, образующий с корпусом рабочий зазор. Диск соединен сощнеком, расположенным в снабженной формующей фильерой цилиндрической втулке, внутренняя поверхность которой в месте соединения с корпусом имеет выпуклый профиль.

В предлагаемом экструдере щнек снабжен по крайней мере одним начинающимся у его основания около вращающегося диска витком резьбы, имеющим форму лопасти с шириной, равной щирине рабочего зазора, начальный участок которого имеет -вогнутый профиль, соответствующий выпуклому профилю участка внутренней поверхности цилиндрической втулки, переходящий в пря.моугольный профиль витков шнека. Благодаря этому увеличивается производительность экструдера.

Лопасть может быть выполнена цилиндрической с ребром для отбора расплава полимера из рабочего зазора между диском и корпусом.

Кроме того, лопасть может быть конической с ребром, наклоненным к корпусу экструдера, а также с ребром, имеющим выпуклую криволи нейную форму.

участок щнека -в увеличенном масштабе; на фиг. 3-часть общего вида экструдера в увеличенном масштабе; па фиг. 4 - то же, со щнеком, находящимся в другом положени-и относительно своей втулки; на фиг. 5 - разрез щнека по А-А на фиг. 3; на фиг. 6 - схематический разрез лопасти шнека, изображенной на фиг. 3; на фиг. 7 и 8 - два варианта выполнения лопасти шнека.

Корпус / дисково-шнекового экструдера выполнен в виде цилиндрической ча-ши с вертикальной осью X-X. На цилиндрической стенке корпуса имеется загрузочная воронка 2 для подачи экструдируемого материала. Воронка прикреплена так, что подаваемый материал течет параллельно оси X-X и выходит против дна корпуса 1 на некотором расстоянии от него. В цилиндрической ПОЛОСТЕ корпуса / расположен диск 5, приводимый во вращение через вал 4 от двигателя, не изображенного на чертеже. Дно корпуса 1 и диск 3 образуют рабочий зазор 5 дискового экструдера.

Корпус снабжен в осевом направлении цилиндрической втул-кой 6, в -которой находится щнек 7. Втулка имеет внутри у своей вершины соединительную зону 8 с выпуклым профилем, соединяющую дно корпуса 1 с цилиндрической полостью, в которой установлен щнек 7. Цилиндрическая втулка 6 заканчивается фильерой 9, снабженной, например, сердечником 10.

Шнек 7 жестко установлен на диске 5, например, с помощью центровочной шайбы 11 и четырехгранной гайки 12 для приведения его во вращение совместно с диском. Шнек имеет резьбу 13 трапецоидальной формы преимущественно двухзаходную.

Каждый -виток резьбы у основания шнека около диска 3 начинается цилиндрической лопастью 14, ширина а которой (фиг. 4) равна ширине рабочего зазора 5 между корпусом / и диском 3. Лоласть 14 имеет ребро 15, нормальное к поверхности корпуса / и диска 3 и служащее для отбора гомогенизированной массы. Перпендикулярно ребру 15 лопасти 14 расположен виток 16, являющийся началом витка резьбы 13. Виток 16 имеет вогнутый профиль, соответствующий профилю выпуклой и суживающейся поверхности 8 -корпуса 1, и постепенно образует -в первой части витка резь-бы вершину профиля этого в-итка. Эта первая часть витка резьбы 13 с вогнутой вершиной постепенно превращается в виток резьбы трапецоидальной формы с прямой вершиной, параллельной оси X-X, причем виток сохраняет этот профиль во всей своей транспортирующей части.

Каждая цилиндрическая лопасть 14 удлиняется винтовой канавкой 17, продолжающейся вокруг шнека 7. Последний заканчивается как обычно, например конусом 18 в зоне фильеры.

Экструдер и шнек 7 снабжены средствами для нагрева и охлаждения известного типа (на чертеже не изображены).

Устройство работает следующим образом. Диск 3 приводится во вращение в направлении, обозначенном стрелкой. Экструдируемый материал, состоящий, например, из твердого зернистого или поро-шкообразного поливинилхлорида, вводится в зазор 5 с помощью загрузочной воронки 2. В зазоре между корпусом / и диском 3 он перемещается от периферии к центру, размягчается под действием тепла и к моменту поступления в зону 8 соединения с полостью втулки 6 становится желатинообразным. В этой зоне материал захватывается ребром 15 каждой лопасти 14 и п-одается в винтовую канавку 17, которая является продолжением другого ребра 15 шнека 7. Пластичная масса, таким образом, заключена в винтовых канавках 17 и направляется щнеком 7 к фильере 9, откуда она выходит, например, в виде трубчатой заготовки.

Благодаря лопастям 14 с вогнутой формой их витка 16, составляющего вер-шину начала резьбы 13, пластичная масса, отбираемая лопастями 14, быстро направляется в сторону винтообразных канавок 17 щнека, не имея возможности течь обратно, т. е. в сторону диска 3. Действительно, ввиду соответствия суживающейся и выпуклой поверхности 8 втулки 6 и ее цилиндрической формы калсдая лопасть 14 частично закрывает зону прохождения зазора 5 у винтовой канавки 17, находящейся впереди этого ребра в направлении вращения шнека, и отбирает значительную часть материала в зазоре.

По этой причине щнек 7 в состоянии подавать пластичный материал в гораздо большем

количестве и под более высоким давлением, чем шнеки известного типа, причем давление доходит до значения 2-300 бар, несмотря на узость фильеры 9. Вь1ход продукции и давление также гораздо более высокие, чем выход

продукции и давление у дисковых экструдеров, в которых отсутствует такой шнек. Таким образом, -по отнощению к такому же дисковому экструдеру расход увеличивается в 10 раз, изменяясь для мощности 15 л. с. в .пределах

60-90 кг/час в зависимости от кольцеобразного сечения между шнеком 7 и втулкой 6, а также в зависимости от скорости вращения диска 3 и шнека 7. У более мощных экструдеров с большими

габаритами, снабженных описанным шнеком, полученные расходы могут быть порядка нескольких сот килограммов в час при давлениях, равных или больших 200-300 бар. Вместо цилиндрической формы лопасть 14

может иметь (см. фиг. 7) коническую форму и заканчиваться наклонным ребром 15. Такое расположение позволяет отбирать пластичный материал дальше от оси X-X в зазоре между корпусом 1 и диском 3, не слишком расширяя

при этом ту часть втулки 6, которая соединяется с корпусом /.

Вместо нормального ребра 15 цилиндрическая лопасть 14 (см. фиг. 8) может быть снабжена криволинейным вогнутым ребром для

лучщего отбора желатинообразной массы.

Предлагаемый шнек можно также использовать с дисковым экструдером, имеющим горизонтальную ось X-X. Он также может быть использован в тех случаях, когда шнек приводится во вращение независимо от диска 3 и, следовательно, может вращаться со скоростью, отличающейся от скорости диска, и даже в противоположном направлении.

Предмет изобретения

1. Дисково-щнековый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий образующий с корпусом рабочий зазор, вращающийся диск, соединенный со шнеком, расположенным в снабженно-й формующей фильерой цилиндрической втулке, внутренняя поверхность которой в месте соединения с корпусом имеет выпуклый профиль, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, щнек снабжен по крайней мере одним начинающимся у его основания около вращающегося диска витком резьбы, имеющ-им форму лопасти с шириной, равной ширине рабочего зазора, начальный участок которого имеет вогнутый профиль, соответствующий -выпуклому профилю участка внутревней поверхности цилиндрической втулки, переходящий в прямоугольный профиль витков шне2. Экструдер . I, отличающийся fQV, что лопасть выполнена цилиндрической с ребром для отбора расплава полимера из рабочего зазора между диском и корпусом. 3. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что 5

Фиг-.f

niV... . . ; -:.:.

бйОЛ;- ,; йл,- ; ::.:,Ч

15

,11

Фиг.2 лопасть выполнена конической с ребром, наклонным к корпусу экструдера. 4. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что лопасть выполнена с ребром, имеющим выпуклую криволинейную форму.

11

Г7 W X Г5 U 3

V

Фиг -4

Гб

Vut.5

3 15 Щ

Риг.6

П 15

9иъ.7

Риг-.в