Червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов Советский патент 1983 года по МПК B29F3/00 

Изобретение относится к области. переработки пластмасс,а именно к червячным прессам, и может быть использовано при производстве изделий и полуфабрикатов с точными геометри ческими размерами и однородной стру турой из сыпучих полимерных материалов . Известен червячный насос для перерабтки сыпучих полимерных материа лов, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого расположен червяк и питающее приспособление, выполненное в виде двух соприкасающихся и вращающихся навстречу другу барабанов, один из которых расположен на червяке и,перфорирог ван, а другой снабжен радиальными лопастями, совершающими возвратнопоступательное движен ие Qlj . Недостатком червячного пресса является сложность конструктивного выполнения питающего приспособления а также колебание производительности. Известен также червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с загрузочной воронкой и нагревателями и установленные в кор пусе червяк с зонами питания, сжати и выдавливания и втулку с продольными пазами на внутренней поверхнос ти с окном, расположенную под загру зочной воронкой 2 . Однако практического применения данная конструкция не получила. При менение втулок с продольными пазами привело к увеличению транспортирующей способности червяка в зоне питания. Материал в зоне питания имел проскальзывание только по направлению пазов вдоль цилиндра и скручивался с червяка как гайка с винта. Последующие же зоны червяка, находя щиеся в корпусе с гладкой внутренней поверхностью, развивали меньшую производительность и препятствовали продвижению материала. В результате исходный твердый материал чрезмерно уплотнялся на этих участках, что пр водило к перегрузке привода. Цель изобретения - обеспечение постоянной производительности при п реработке материалов с различными свойствами.- , Указанная цель достигается тем, что втулка снабжена приводом для ее вращения, устройством регулирования скорости ее вращения и выполнена с дополнительными окнами, расположенными по ее окружности. При этом устройство, для регулиро вания скорЬсти вращения втулки может быть выполнено в виде датчика давления, установленного вцилиндри ческом корпусе на выходе из зоны питания червяка, или датчика крутящего момента червяка и регулятора, соединенного с соответствующим датчиком и приводом втулки. На чертеже изображен предлагаемый червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов. Червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов содержит загрузочную воронку 1, цилиндрический корпус 2, втулку 3, имеющую продольные пазы на внутренней поверх ности и установленную в корпусе под загрузочной воронкой, и червяк 4. Втулка 3 с продольными пазс1ми (на чертеже не показаны) установлена в подшипниках 5 и имеет реверсивный регулируемый привод для ее вращения относительно червяка 4 (на чертеже не показан). Для равномер-ного приема материала из загрузочной воронки 1 втулка имеет окна а , равномерно расположенные по ее ок-, ружности. Червячный пресс снабжен устройством для регулирования ско рости вращения втулки 3 относи тельно червяка 4, состоящим из датчика 6 давления исходного матери|ала, установленного в корпусе 2 на выходе из зоны питания червяка, и регулятора 7, соединенного с датчиком 6 и приводом втулки. Согласно второму варианту выполнения устройство для регулирования скорости вращения втулки 3 относительно червяка 4 состоит из датчика 8 крутящего момента червяка и регулятора 9/ соединенного с датчиком и приводом втулки. Привод (на чертеже не показан) состоит из электродвигателя и редуктора. Червячный пресс работает следующим образом. Термопластичный полимерный материал в гранулированном, дробленом или порошкообразном виде подается через загрузочную воронку и окна враЩсхющейся втулки с пазами в корпус 2. Червяк подает полимерный материал по направлению пазов втулки 3. Производительность зоны питания червяка зависит от относительной скорости вращения червяка 4 втулки 3, которую можно изменять при постоянной скорости вращения червяка изменением скорости вращения втулки. Из втулки 3 полимерный материал псиступает в обогреваемый корпус 2, по мере продвижения в котором он нагревается, плавится, уплотняется, гомогенизируется, превращается в однородную вязкую массу и подается червяком на профилирование изделия. Производительность зоны выдавливания зависит от скорости вращения червяка и подачи полимера зоной питания. Таким образом при заданной угловой скорости вращения червяка,, которая является единановой на всех участках корпуса, стабильность производительности червячного пресса зависит от стабильности подачи материала зоной питания. Стабильности подачи материала зоной питания способствуют пазы во втулке 3 Однако подача материала может колебаться во времени из-за изменений на сыпного веса полимера. В зависимости от его величины при постояннойскорости вращения червяка зона питания будет ра звивать производительность, которая может быть больше или меньше производительности зоны выдавливания червяка. Для приведения производительности зоны питания червяка в соответствие с производительностью зоны выдавливания червяка выбирают направление и скорость вращения втулки 3. Причем, если втулка с пазами вращается с угровой скоростью равной скорости вращения червяка, то в этом случае производительност з червяка в-зоне питания будет равна нулю, так как относительная скорость червяка и втулки равна нулю. Увеличение подачисыпучего полимёрного материала производится путем увеличения относительной скорости черврка и втулки с -пазами. Соответствие производительности червяка в зонах питания и выдавливания видно rib показаниям датчика б давления, установленного на выходе из зоны питания червяка в цилиндрическом корпусе. Если давление отсутствует, это значит, что производительность зоны питания червяка меньше, чем производительность зоны выдавлив-ания, и чер вячный пресс еще не выведен на рабочий режим. Для увеличения производи тельности зоны питания червяка увеличивают относительную скорость вращения втулки и относительно червяка до тех пор, пока не возникнет давление в начала гладкого гдилиндрическо го корпуса. Это давление увеличиваю до требуемого уровня путем дальнейшего изменения скорости вращения втулки. Заданный уровень давления в дальнейшем поддерживают автоматически следующим образом. Датчик б давления передает сигнал на регулят 7, который следит за сохранением постоянного давления материала в начале гладкого цилиндрического корпуса. При увеличении или уменьшении на ;ыпного веса исходного полимера устройство для регулирования, построенное на принципе стабилизации давления в конце зоны питания, соответственно уменьшает или увеличивает подачу материала зоной питания червяка за счет плавного изменения скорости вращения втулки 3 с пазами относительно червяка и, таким образом, поддерживает сбалансированный режим экструзии. В случае регулирования подачи полимерного материала зоной питания по крутящему моменту, датчик 8 крутящего момента подает сигнал на регулятор 9, который следит за сохранением постоянного крутящего момента на червяке. При изменении крутящего момента начервяке 4 система регулирования, построенная на принципе стабилизации крутящего момента, в зависимости от изменения момента уменьшает или увеличивает подачу материала зоной питания за счет плавного изменения скорости вращения вт.улки с пазами относительно червяка и, таким образом, поддерживает сбалансированный режим экструзии. В предлагаемой конструкции в связи с тем, что давление в начале Гладкого корпуса и скорость вращения чер вяка всегда постоянны, все тепловые процессы плавления и гомогенизации расплава проходят без тепловых колебаний, и расплав выдавливается с постоянной температурой и вязкостью. Предлагаемая конструкция червячного пресса позволит согласовать производительность зоны питания и остальных зон на одной конструкции червяка в широком диапазоне изменения насыпного веса исходного полимера. Такое решение позволит создать универсальный червячный пресс, пригодный для качественной переработки в изделия практически всех сыпучих полимерных материалов, независимо от их гранулометрического состава и колебаний насыпного веса.

^^*'^^^^^^'^*^'^ ПРЕСС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ содержащий цилиндрический корпус с загрузочной воронкой и нагревателем, установленные в корпусе вращающийся червяк с зонами питания, сжатия и выдавливания и втулку' с продольными пазами на внутренней поверхности и окном, расположенным под загрузочной воройкой, отличающийсятем, что, с целью обеспечения постоянной производительности при переработке материалов с различными свойствами, втулка снабжена приводом для ее вращения, устройством регулирования скорости вращения и выполнена с дополнительными окнами, расположенными по ее окружности.2.Червячный'пресс по п. 1, о т - личающийся тем, что устройство регулирования скорости вращения выполнено в виде датчика давления, установленно^го в корпусе на выходе из, зоны пита^ния червяка и регулятора, соединенного с датчиком и приводом втулки.3.Червячный пресс по п. 1, о т - личающийся тем, что устройство регулирования скорости вращения выполнено' в виде датчика крутя-•щего момента червяка и регулятора, соединенного с датчиком ,и приводом.(О(Лс:елсо со оо •^ •-J