Червячно-дисковый экструдер Советский патент 1981 года по МПК B29F3/12 

1

Изобретение относится к полимерному машиностроению, в частности к конструкциям дисковых экструдеров для переработки композиций иа основе полимерных материалов, требующих высокой степени диспергирования и смешения.

Известен червячно-дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержаший корпус, полый транспортирующий червяк и вращающийся диск с индивидуальными приводами, причем торцовые поверхности диска и корпуса выполнены наклонными под острыми углами к нормали оси вращения, а минимальный рабочий зазор по оси вращения равен произведению радиуса диска на сумму тангенсов углов наклона новерхностей 1.

Недостатком экструдера является сложность его изготовления.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является червячнодисковый экструдер, содержащий корнус, снабженные индивидуальными приводами вращения полый транспортирующий червяк и образующий с корпусом рабочий зазор диск, на валу которого в полости транспортирующего червяка смонтирована втулка, выполненная с центральным отверстием, ось которого располол ена под углом к центральной оси диска 2.

Однако для известного червячно-дискового экструдера характерны недостаточная эффективность смещения и гомогенизации полимера и малая надежность, обуслов5 ленпая неравномерностью давления по площади диска, приводящей к мембранным колебаниям за счет изменения рабочего зазора от максимального до минимального; наличием радиальных биений вслед10 ствие качения диска; возможностью появления резонансных колебаний из-за совпадения частоты качения диска с частотой его собственных колебаний. Цель изобретения - повышение надежности экструдера и интенсификация процесса смешения и гомогенизации полимеров.

Достига..ется указанная цель благодаря тому, что в червячно-дисковом экструдере,

20 содержащем корпус, снабженные индивидуальными приводами вращения полый транспортирующий червяк и образующий с корпусом рабочий зазор диск, на валу которого в полости транспортирующего

25 червяка смонтирована втулка, выполненная с центральным отверстием, втулка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения относительно продольной оси экструдера и смонтирована соосно

30 диску.

На чертеже изобралсен предлагаемый червячно-дисковый экструдер, общий вид.

Червячно-дисковый экструдер содержит корпус 1 С загрузочной вороикой 2, нагревателями 3, мундштуком 4 с экструзиоиным отверстием 5, иолый транспортирующий червяк 6 с индивидуальным приводом 7 вращения, диск 8 с валом 9 и индивидуальным приводом 10 вращения, втулку И с центральным отверстием 12, привод 13 возвратно-поступательного перемещения втулки 11 относительно продольной оси экструдера, например кулачковый, уплотнительные элементы 14, пружины 15. Торцовые поверхности диска 8 и корпуса 1 образуют рабочий зазор 16.

Втулка 11 смонтирована соосно диску 8.

Червячно-дисковый экструдер работает следующим образом.

Исходный материал подается из загрузочной воронки 2 корпуса 1 на транспортирующий червяк 6, который перемещает материал, подогреваемый нагревателями 3, в рабочий зазор 16, где под действием деформаций сдвига он плавится, пластицируется и гомогенизируется.

В рабочем зазоре 16 одновременно со сдвиговыми деформациями возникают деформации растяжение-сжатие, которые вызываются изменением величины рабочего зазора 16. Изменение рабочего зазора 16 происходит равномерно по всему радиусу диска 8 за счет поступательного движения последнего, сообщаемому ему от привода 13, например кулачкового, через втулку 11. При этом втулка 11 движется по уплотнительным элементам 14.

Для плавности поступательного движения служит пружина 15. Количество подаваемого материала регулируется приводом вращения 7 транспортирующего червяка 6. Оптимальная величина скорости сдвиговых деформаций регулируется при помощи привода 10 вращения диска 8. Приводом 13 регулируется требуемая величина циклов деформаций растяжение-сжатие.

Возвратно-поступательное перемещение диска 8 приводит к возрастанию нормальных напряжений, действующих в параллельных диску 8 плоскостях, т. е. происходит усиление эффекта Вайссенберга, тем самым повышение качества смешения и степени гомогенизации и увеличение давления на выходе из экструдера. Частота и амплитуда осевых колебаний диска выбирается в зависимости от величины необходимого рабочего зазора, геометрических размеров диска, материала и т. д.

Использование данного червячно-дискового экструдера позволит повысить его надежность, тем самым уменьшая затраты на ремонт и обслуживание оборудования, и обеспечить создание оптимальных условий процесса смешения и гомогенизации в рабочем зазоре между корпусом и диском, обусловленных проявлением эффекта Вайссенберга.

Формула изобретения

Червячно-дисковый экструдер, содержащий корпус, снабженные индивидуальными приводами вращения полый транспортирующий червяк и образующий с корпусом рабочий зазор диск, на валу которого в полости транспортирующего червяка смонтирована втулка, выполненная с центральным Отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности экструдера и интенсификации продесса смешения и гомогенизации полимеров, втулка снабжена приводом возвратно-поступательного перемещения относительно продольной оси экструдера и смонтирована соосно диску.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 514725, кл. В 29F 3/012, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР 582984, кл. В 29F 3/012 1976 (прототип).

6 /f /2 /1 1 7X1