Червячный экструдер для полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК B29F3/00 B29F3/02 

(5) ЧЕРВЯЧНЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть исполь зовано для смешения, гомогенизации и проведения реакций вязко-текучих полимерных материалов. Известен червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий кор пус, шнек, перемешивающие элементы, выполненные в виде шайб со сквозными эксцентрическими отверстиями, причем шайбы размещены в полости, образованной пазом корпуса и впадиной шнекаflj Недостатком известного червячного экструдера является низкая степень гомогенизации и качество смешения расплава, обусловленные тем, что перемешивающие устройства не создают необходимой турбулизации вихревых, потоков расплава. Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус, шнек, между витками которого МАТЕРИАЛОВ установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде перфорированной перегородки, охватывающей шнек 2J. Недостатком этого червячного экструдера является низкое качество.смешения и степень гомогенизации перерабатываемого материала, обусловленное тем, что неподвижная перегородка не позволяет развиваться вихревым потокам. Целью изобретения является повышение качества смешения и степени гомогенизации перерабатываемого материала. Для достижения поставленной цели в червячном экструдере для полимерных материалов, содержащем корпус, .шнек, между витками которого установлено перемешиваьнцее устройство, выполненное в виде перфорированной перегородки, охватываодей шнек, перфорированная перегородка состоит из ряда секциГ), каждая из которых снабжена механизмом радиального перемещения. 392 Механизм радиального перемещения может быть выполнен в виде подпруие1ненных толкателей, взаимрдействукидих с кулачком, установленным в полости, выполненной в ижеке. На фиг 1 изображен червячный экструдер, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг..1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. - две секционные перфорированные спиральные перегородкиI на фиг. 5 схема циркуляции потока в канале шнека. Червячный экструдер состоит из корпуса 1, внутри которого размещен выполненный с полостью шнек 2 с рас- ts ной положенной между гребнями в виде ряда секций перфорированной спиральной перегородкой 3 с большим количеством отверстий t. Секции перфорированной перегородки 3 снабжены механизмом радиального перемещения, выполненного в виде кулачка 5, толкателей 6, которые крепятся к перегородкам 3 с отверстиями 7 для крепления винтами Толкатели б подпружинены пружинными элементами, например сильфонами 9. Кроме того, механизм радиального перемещения снабжен направляющими штифтами 10, для которых в перфорированных перегородках 3 предусмотрены отверстия 11. Червячный экструдер работает след ющим образом. Расплавленный материал перемещает ся шнеком 2 в корпусе 1, где он учас вует в двух течениях: поступательном, которое является основным для производительности экструдера , и циркуляционном, от которого зависит смешени и гомогенизация расплава. Циркуляционное течение характеризуется двумя потоками: прямым и обратным. Причем существует граничная поверхность, гд эти потоки накладываются и, следовательно, циркуляционное течение здесь отсутствует, что приводит к уменьшению смешения перерабатываемого материала . Радиальное перемещение выполненно в виде ряда секций перфорированной перегородки 3 позволяет отбрасывать полимерный материал из граничной поверхности к периферии, где прямой и обратные потоки имеют максимальные значения. Продавливаясь через отверствия в перфорированной перегородке 3 материал дополнительно гомогениз(ирует ся. 3 Перемещение перфорированной перегородки 3, состоя1дей из ряда секций, происходит при помощи механизма радиального перемещения следующим образом. Вращаясь со шнеком 2, толкатели 6 нижним концом двигаются по поверхности кулачка 5. В зависимости от свойств перерабатываемого материала выбирается геометрия кулачка 5 в обеспечивающая то или иное количество возвратно-поступательных циклов толкателей 6 за один оборот шнека 2, а так как верхний конец толкателя 6 связан жестко с секциями перфорированперегородки 3, то аналогичные перемещения будут совершать и секции перфорированных перегородок. Для направленного перемещения секций перфорированных перегородок 3 в плоскости, диаметрально-противоположной толкателям б предусмотрены по два отверстия 11 для направляющих штифтов 10, по которым перемещается перфорированная перегородка 3. Ось толкателя каждой последующей секции перфорированной перегородки смещена относительно предыдущей в радиальном направлении на угол примерно бО, следовательно, в объеме каждого витка колебания секций перфорированных перегородок 3 происходит в плоскостях, смещенных одна относительно другой на тот же угол. Это достигается тем, что длина одной секции перфорированной перегородки 3 равна 1,2-1,3 длины одного витка шнека 2. Установка в канале шнека перемешивающего устройства, снабженного механизмом радиального перемещения каждой секции перфорированной перегородки, позволит повысить качество смешения в центральной области винтового канала шнека, где практически отсутствует циркуляционное течение. Формула изобретения 1. Червячныйэкструдер для полимерных материалов, содержащий корпус, шнек, между витками которого установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде перфорированной перегородки, охватывающей шнек, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения и степени гомогени;эации перерабатываемого материала, перфорированная перегородка состоит из ряда секций, каждая из которых снабжена механизмом радиального перемещения. 2, Экструдер по п. 1, о т л и ч ю щ и и с я тем, что механизм радиальногб перемещения выполнен в виде подпружиненных толкателей, взаимодействущих с кулачком, установленным в полости, выполненной в шнеке. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Айтгорское свидетельство СССР № 325189, кл. В 29 F 3/00, 1970. 2. Патент СССР tf 306612, кл. В 29 F 3/02, 19б9 (прототип).

Ч /

/

§

Фиг./

Фиг. г

Фиг.Ъ

11

У)

11

Фиг.

1

Фиг. 5