Червячная машина для переработки полимерных материалов Советский патент 1979 года по МПК B29F3/02 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, например резиновых смесей, методом шпр цевания (экструзии). Оно может найти применение в шинной, резинотехнической и родственных им отраслях промьш1леннос ти. Известна червячная машина для переработки полимерных материалов, содержащая цилиндр, в котором смонтированы два или более взаимозацепляющихся червяка с уплотнительным профилем нарезки 1. Недостаток такой машины - неш юокая производительность. Наиболее близкой к предложенной машине по технической сущности является червячная машина для переработки полимерных материалов, содержащая снабженный загрузочной воронкой и разгрузочным отверстием цилиндр, в котором смонтированы снабженные приводом вращения два взаимозацепляющихся червяка с уплотни- тельным профилем нарезки витков и умен шающейся у одного и увеличивающейся у другого в направлении движения материала шириной винтовых каналов 2. Недостаток этой машины - также невысокая производительность. Это объясняется тем, что производительность машины вследствие специфичности конструкции червяков определяется производительностью червяка с уменьшакьшейся шириной винтового канала, так как он имеет в загрузочной воронке максимальный межвитковый объем и поэтому практически принимает весь поступающий в загрузочную воронку материал. Червяк с увеличивающейся шириной винтового канала имеет в загрузочной воронке незначительный межвитковый объем и фактически не участвует в приеме материала. Поскольку червяк с уменьшающейся шириной винтового канала принимает поступающий в загрузочную воронку материал и через зазоры между гребня1.1и витков и охватывающей их поверхностью цилиндра переданэтивает его в винтор.ой канал увеличи- 3 ваюнтейся ширины сопряженного с ним червяка, то первый червяк выполняет рол питающего червяка, а второй - роль выдавливающего червяка. Таким образом, производительность двухчервячной машины такой конструкции определяется межвитковым объемом одного червяка, т. е. по производительности такая двухчервячная машина при прочих равных условиях равнозначна одночервячной машине. Цель изобретения - повышение производительности машины. Это достигается тем, что витки червяков выполнены с дополнительными винтовыми каналами с увеличивающейся у одного и уменьшающейся у другого в нап равлении движения материала шириной. Так как в отличие от основных винтовых каналов дополнительные винтовые ка налы не сопрягаются с витками, то для обеспечения самоочищения они выполнены с глубиной, изменяющейся прямо пропорцио нально изменению их ширины. В результате выполнения на витках червяков дополнительных винтовых канало оба червяка стали осуществлять прием материала в загрузочной воронке и его выдавливание через разгрузочное отверстие. При этом характер зацепления червяков, принцип их взаимодействия не иэменяются. Дополнительные винтовые каналы обеспечивают червякам равные условия работы и увеличивают межвитковый объем, обеспечивая тем самым повышени производительности машины. На фиг. 1 изображена червячная машина в продольном разрезе, общий вид; на фиг. 2 - разрез А -А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез на фиг. 1. Червячнйя содержит цилиндр 1 с загрузочной воронкой 2 и разгрузочным отверстием а и вращающиеся внутри цилиндра взаимозацепляющиеся червяки 3 и 4 с уплотнительньг (беззазорным) проф лем нарезки. У червяка 3 винтовой канал 5 выполнен в напраплении движения материала уменьшающейся ширины от величины Bj до В2 , а виток 6 - соответственно увеличивающейся ширины от величины Е д Еу . У червяка 4 винтовой канал 7 выполнен в направлении движения материала увеличиваютцейся ширины от величины Bj до Вл , а виток 8 уменьшающейся шир11ны от вел1ршны Е до Е . Виток 6 червяка 3 ограничивает винтовой канал 7 червяка , а виток 8 чер924вяка 4 огранимг воет винтовой канал червяка 3. Цилиндр 1 охватывает червяки 3 и 4 с зазором б. На витках 6 и 8 червяков 3 и 4 нарезаны дополнительные винтовые каналы 9 и 10. Поскольку витки б и 8 имеют в направлении движения материала увеличивающуюся и уменьшающуюся ширину, то дополнительные винтовые каналы ггмеют также соответственно увеличивающуюся у канала 9 ширину от величины , а у канала 10 уменьшающуюся ширину от величины By до Bg . Так как дополнительный винтовой канал 9 червяка 3 не имеет соответствующего витка для сопряжения на червяке 4, а дополнительный винтовой канал 10 червяка 4 не имеет соответствующего витка для сопряжения на червяке 3, то для обеспечения самоочищения дополнительные винтовые каналы 9 и 10 выполнены с глубиной, изменяющейся прямо пропорционально изменению их ширины. У канала 9 глубина изменяется от О до величины п.,а у канала 10 от величины k до О. Черв5гчная машина работает следующим образом. Перерабатываемый материал, например резиновая смесь, в виде ленты или гранул подается в загрузочную воронку 2 цилиндра 1, захватывается основными винтовыми каналами 5 и 7 червяков 3 и 4 соответственно,а также дополнительным винтовым каналом 10 на витке 8 червяка 4 и транспортируется к разгрузочному отверстию а. Так как основной винтовой канал 5 у червяка 3 и дополнительный винтовой канал 1О у червяка 4 имеют в направлении движения материала уменьшающуюся ширину и вследствие этого уменьшающийся межвитковый объем, а дополнительный винтовой канал 9 у червяка 3 и основной винтовой канал 7 у червяка 4 имеют в направлении движения материала увеличивающуюся ширину и, соответственно, увеличивающийся межвитковой объем, то материал из основного винтового канала 5 червяка 3 через зазор б между поверхностью цилиндра и червяком перетекает в дополнительный винтовой канал 9 этого же червяка, а из дополнительного винтового канала 10 и червяка 4 через тот же зазор б - в основной винтовой канал 7 этого же червяка. При перекоде из канала в канал материал подвергается интенсивному сдвиговому деформированию, что 568 обеспечивает хорошую его пластикацию. Поскольку дополнительный винтовой канал 9 червяка 3 сообишется с основным винтовым каналом 7 червяка 4 и оба канала в направлении движения материала имеют увеличивающийся межвитковой объем а дополнительный винтовой канал 10 червяка 4 сообщается с основным винтовым шналом 5 чеовяка 3 и оба канала имеют уменынающийся межвитковой объем в направлении движения материала, то последНИИ в процессе движения совершает сложные траектории, что обеспечивает его тщательное перемешивание и подачу к разгрузочному отверстию с высокой степенью пластикации, механической и температурной гомогенности, что обеспечивает высокое качество профиля, выходящего из разгрузочного отверстия. При использовании предложенной червячной машины в качестве смесителя в загрузочную воронку 2 подают ингредиенты смеси. Процесс их смешения до получения готовой смеси производится аналогично. Данное изобратеяие позволяет на 5О70% повьгсить производительность известных Червячных машин с взаимосцепляюпщмися червяками, имеющих уплотнительный (безаазорный) профиль нарезки, убыЕ1ающу1о у одного и одновременно увеличиваюпгуюся пропор1 юнально у другого з направлении движения материала ширину винтопих каналов. При этом принцип работы машин и их преимущества сохраняются, а стоимость их за счет необходи2мости нарезания на витках червяков дополнительных винтовых каналов порышается незначительно. Формула изобретения 1. Червячнай машина для переработки полимерных материалов, сх)держащая снабженный загрузочной воронкой и разгрузочць1м отверстием 1шлиндр, в котором смонтированы снабженные приводом вращения два взаимозанепляющихся червяка с уплотнительным профилем нарезки витков и уменьшающейся у одного и увеличивающейся у другого в направлен ™ движения материала шириной винтовых каналов, о тличающаяся тем, что, с целью повышения производительности машины. витки червяков выполнены с дополнительными винтовыми каналами с увеличивак щейся у одного и уменьшающейся у другого в направлении движения материала шириной. 2. Машина поп. 1,отлича ющ а я с я тем, что, с целью обеспечения самоочищаемости дополнительных винтовых каналов, они выполнены с глубиной, изменяющейся прямо пропорционально изменен по vix ширины. Источники информашти, принятые во внимание при экспертизе 1.Герман К. Шнековые машины в технологии. Л., Химия, 1975,с, 22,рис, 9. 2.Патент Франщга № 2257409, кл. В 29 F 3/02, 1975 (прототип).