Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК B29F3/12 

(54) ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, в частности к дисковым экструдерам. Известен дисковый экструдер, содержащий корпус, неподвижный диск с закрепленным на ием формующим насадком, подвижный диск/с лопастями, взаимодействующими с рабочей пойе)хностью неподвижного диска и образующий с обоими дисками каналы для движения расплава полимер-а, причем каждый канал снабжен установленной да неподвижном перегородкой, образующей с рггбрчей поверхностью неподвижного диска зазор для перетекания расплава полимера 1 . Недостатко.м экструдера является низкая эффективность его работы вследствие малого давления расплава на выходе из экструдера. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является дисковый экструдер, содержащий неподвижный диск, выполненный с входным и выходным отверстиями, у вращающийся диск, снабженный радиальными лопастями на рабочей поверхности, выполненными с уклоном в сторону входного отверстия и образующий с поверхностью неподвижного диска клинообразный рабочий зазор, сужающийся в сторону выходного отверстия. При этом поперечное сечение каждой лопасти имеет форму прямоугольной трапеции, боковая сторона которой наклонена в сторону направления вращения днека 2. Недостатками этого дискового экструдера являются низкое качество смещения, обусловленное малой длиной пути перемешивания, так как перемещивание осуществляется в пределах одной лопасти вследствие контакта верхних кромок лопастей с поверхностью неподвижного диска, в то время как для более качественного смещения материал должен пройти к выходному отверстию по спиральной линии и низкая производительность, обусловленная течением расплава полимера от центра к наружному радиусу диска, при этом течению полимера препятствуют усилия, возникающие за счет эффекта Вайссенберга и направленные к центру диска. Цель изобретения - повышение качества смещения расплава за счет увеличения его пути в рабочем зазоре.

Указанная цель достигается тем, что в дисковом экструдере для переработки полимерных материалов, содержащем неподвижный диск, выполненный с входным и выходными отверстиями, и вращающийся диск, снабженный радиальными лопастями на рабочей поверхности, выполненными с уклоном в сторону входного отверстия и образующий с поверхностью неподвижного диска клинообразный рабочий зазор, сужающийся в сторону выходного отверстия, поперечное сечение каждой лопасти имеет форму треугольника с высотой, меньшей величины рабочего зазора, при этом входное отверстие расположено по наружному радиусу диска, а выходное - в центре диска.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен дисковый экструдер, общий вид; на фиг. 2 - вращающийся диск; на фиг. 3 - развертки цилиндрической части вращающегося диска.

Дисковый экструдер содержит неподвижный диск 1 с загрузочной воронкой 2, с входным отверстием 3 и выходным отверстием 4. Внутри неподвижного диска 1 расположен вращающийся диск 5 с радиальными лопастями 6, имеющими форму поперечного сечения в треугольника. Каждая лопасть 6 имеет верхние кромки 7 и нижние кромки 8. При этом верхние кромки 7 образуют с неподвижным диском 1 клинообразный зазор 9 с углом oL, а нижние кромки 8 - клинообразный зазор 10 с углом (фиг. 1). Лопасти 6 имеют уклон в сторону входного отверстия 3, причем клинообразный зазор между неподвижными диском 1 и вращающимся диском 5 уменьщается от угла в у нижней кромки до угла оС у верхней кромки, образуя подъем лопасти 6 в сторону, обратную направлению вращения диска 5 с углом Y (фиг. 3). В зависимости от габаритов экструдера и вида перерабатываемого материала количество лопастей 6 может меняться. На цилиндрической поверхности вращающегося диска 5 расположена червячная нарезка 11. На внещней стороне неподвижного диска 1 и внутренней стороне вращающегося диска 5 расположены нагреватели 12 (фиг. 1).

Экструдер работает следующим образом.

Полимерный материал через загрузочную воронку 2 подается на червячную нарезку 11, при помощи которой перемещается к входному отверстию 3 и далее в клинообразный рабочий зазор 10, где происходит пластикация и нагрев полимера за счет сдвиговых деформаций и тепловой энергии от нагревателей 12. Попав на лопасть 6, материал в радиальном направлении перемещается к центру диска за счет усилий, вызванных эффектом Вайссенберга, а в тангенциальном направлении в сторону, противоположную направлению вращения, т. е. суммарная траектория движения представляет спиральную кривую, направленную от периферии к центру диска. Подойдя к верхней кромке 7, материал, благодаря, на- ,

личию клинообразного зазора 9 с углом ct, перетекает с одной лопасти на другую. При этом на каждой последующей лопасти материал перетекает через кромку 7 все ближе к центру диска и в конечном итоге выйдет через выходное отверстие 4. Таким образом,

материал проходит до полной траектории, охватывающей всю поверхность вращающегося диска 5, тем самым улучщая качество смещения.

Изобретение, благодаря изготовлению

лопастей в виде треугольника в поперечном сечении с высотой, меньщей величины рабочего зазора, увеличивает путь движения расплава в рабочем зазоре, и тем самым позволяет в 2-4 раза повысить качество смещения полимера.

Формула изобретения

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий неподвижный диск, выполненный с входным и выходным отверстиями, и вращающийся диск, снабженный радиальными лопастями на рабочей поверхности, выполненными с уклоном в сторону входного отверстия и образующий с поверхностью неподвижного

диска клинообразный рабочий зазор, сужающийся в сторону выходного отверстия, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества .смещения расплава за счет увеличения его пути в рабочем зазоре, поперечное сечение каждой лопасти имеет форму

треугольника с высотой, меньщей величины рабочего зазора, при этом входное отверстие расположено по наружному радиусу диска, а выходное - в центре диска.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 526518, кл. В 29 F 3/012, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 642198, кл. В 29 F 3/012, 1977 (прототип).

фиг. 2

we.J