Червячный экструдер для полимерных материалов Советский патент 1981 года по МПК B29F3/02 B29B1/06 

Изобретение относится к полимерному машиностроению и предназначено для переработки термопластичных материалов. Известен червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с каналом и пазом, в которых расположены перемешивающие элементы, вьшолненные в виде шайб со сквозными эксцентричными отверстиями, и червяк 1. Недостатком червячного экструдера является сложность его, обусловленная вьшолнением кашша и паза в корпусе, и ненадежность, вызываемая возможностью заклинивания перемещивающих шайб. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный экструдер для полимерных мате риалов, содержащий корпус, шнек с винтовой нарезкой и размещенный между витками винтовой нарезки гибкий элемент, смонтированный с возможностью вращения относительно продоль ной оси шнека. Гибкий элемент в указанном экструдере соединен с приводом возвратно-поступательного перемещения относительно сердечника щнека для лучшего перемешивания расплава 2. Недостатком известного червячного экструдера является невысокое качество перерабаршаемого материала вследствие недостаточного качества смешения, степени гомогенизации, а также значительного перепада температур в винтовом канале шнека в радиальном направлении, обусловленное тем, что вихревые потоки развиваются недостаточно и только в области, прилегающей к сердечнику шнека. Цель изобретения - повышение качества перерабатьшаемого полимера за счет интенсификации степени гомогенизации расплава и {выравнивания его температурного поля. Указанная цель достигается тем, что червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус, шнек с винтовой нарезкой и размещенный между витками винтовой нарезки гибкий элемент, смонтированный с возможностью вращения относительно продольной оси шнека, снабжен приводом вращения гибкого элемента относительно продольной его оси

и перемешивающими элементами, смонтированными на гибком элементе.

Кроме того, привод вращения габкого элемента выполнен в виде эакрепленной на шнеке шестерни, взаимодействующей с эубчатой нарезкой, выполненной по внутренней поверхности корпуса.

На чертеже показан червячньш экструдер, общий вид.

Червячный экструдер содержит обогреваемый корпус 1 с зубчатой нарезкой 2 по его внутренней поверхности и приводным шнеком 3, между витками винтовой нарезки которого размещен смонтированный с возможностью вращения относительной продольной оси щнека 3 гибкий элемент 4, соединенный с приводом вращения относительно продольной его оси, вьшолненным в виде шестерни 5, ук репленной на опоре 6, соединенной со шнеком 3, На гибком элементе 4 смонтированы перемепшвающие элементы 7.

Устройство работает следующим образом. При работе червячного экструдера вместе со шнеком 3 вращается гибкий элемент 4 и шестерня 5. Последняя, обкатьшаясь по внутренней зубчатой нарезке 2, приводит во вращение вокруг своей оси гибкий элемент 4, приводящий-во вращательное движение перемешивающие элементы 7. Таким образом, гибкий элемент 4 участвует в двух движениях: первое вращение вместе со щнеком 3, второе - вращение вокруг своей оси. В результате первого вида движения перемешивающие элемент:ы 7 за счет центробежных сил отбрасываются к внутренней поверхности корпуса 1, тем самым улучшая теплопередачу от обогреваемого корпуса 1 к расплаву полимера. Вращение гибкого элемента 4 вокруг своей оси повышает качество перемешивания материала. Это вызвано следующими причинами. Смешение материала зависит от положения его в канале шнека. Материал, находящийся в центре канала (область минимальных сдвиговых деформаш1Й), смешивается хуже, чем расположенный вблизи поверхности шнка или стенки корпуса, так как в последнем случае длина пути материала больше и величина сдвиговых деформаций достигает максимальных значений.

Введением гибкого элемента с перемешивающими элементами, вращающегося в винтовом канале шнека, устраняется область минимальных сдвиговых деформаций, как наиболее не лагоприятная для смешения, а скорость циркуйяционного потока в канале шнека, определяюшая качество смешения, увели1швается, пропорционально скорости вращения гибкого элемента, что при одном и TciM же времени пребьшания

материала в экструдере приводит к значительному увеличению пути, пройденного расплавом.

Таким образом, установка в канале шнека перемешивающего устройства типа гибкого элемента-вала позволяет интенсифицировать процесс смешения, свести к минимуму перепад температзф в радиальном направлении, что ведет к повышению качества получаемого изделия.

Формула изобретения

1. Червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус, шнек с винтовой нарезкой и размещенный между витками винто2J вой нарезки гибкий элемент, смонтированный с возможностью вращения относительно продольной оси шнека, отличающийся тем, что, с целью повь1шения качества пёрерабатьшаемогр полимера за счет интенсификации степени гомогенизации расплава и выравнивания его

3 температурного поля, экструдер снабжен приводом вращения гибкого элемента относительно продольной его оси и перемешиваюпдами элементами, смонтированными на гибком элементе.

35 2. Экструдер по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, привод вращения гибкого элемента выполнен в виде закрепленной на шнеке шестерни, взаимодействующей с зубчатой нарезкой, выполненной по внутренней поверхности

40 корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 325189, 45 кл. В 29 F 3/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 627994, кл. В 29 F 3/02, 1977 (прототип).