Экструдер-смеситель для полимерных материалов Советский патент 1983 года по МПК B29F3/02 B29B1/10 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, а именно к конструкциям месильных элементов экструдеров, и может быть преимущественно использовано для получения ; окргииенных в массе синтетических нитей, где требуется особо высокая равномерность свойств получаемой продукции./

Известен экструдер-смеситель для полимерных материало1а, содержащий гильзу, шнек с винтовой нарезкой и месильными элементами/ привод вращения шнека Си.

Недостаток известного экструдера состоит в низкой -эффективности перемешивания, что обусловлено наличием только прямых потоков расплава материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является экструдерсмеситель для полимерных материалов, содержащий гилв(3у, связанный с приводом вращения шнек, снабженный месильной насадкой на.его конце и выполненный с осевым каналом для рециркуляции расплава, вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выход - на конце шнека в виде сквозных радиальных отверстий, причем направление винтоврй нарезки на участке между входом и выходом осевого канала противоположно Направлению винтовой нарезки на основной части шнека 23Данный экструдер-смеситель имеет простую и технологичную конструкцию, обеспечивает интенсивное пере10мешивание по длине потока за счет рециркуляции части потока. Однако, в некоторых случаях (малые концентрации добавок или резкие различающиеся свойства смешиваемых веществ)

15 требуется более высокая степень перемешивания. Это обусловлено тем,что в зоне сливания прямого и обратного, потоков (при входе в осевой канал) наблюдается ламинарное течение пото20ков без проникновения друг в друга, т.е. без перемешивания.

Целью изобретения является интенсификация перемешивания материала. Указанная цель достигается тем,

25 что в экструдере-смесителе для по- лимерных материалов, содержащем гильзу, связанный с приводом вращения шнек, снабженный месильной насадкой на его конце и выполненный с осевым

30 каналом для рециркуляции расплава. вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выход на конце его в виде сквозных радиальных отверстий, причем направлени винтовой нарезки шнека на участке , между входом и выходом осевого кана ла противоположно направлению винтовой нарезки на основной части шне ка, радиальные отверстия выхода осе вого канала выполнены в месильной н садке. Кроме того, радиальные отверстия выхода осевого канала могут быть уд лены друг от друга по продольной ос месильной насадки. На фиг. 1 изображено осевое сече ние выходного конца экструдера-смесителя; на фиг. 2 - рсевое сечение месильной насадки с вариантом расположения радиальных отверстий. Экструдер-смеситель содержит гиль зу 1 и шнек 2, связанный с приводом вращения (не показан), на переднем конце которого расположена месильная насадка 3, например призма с шестью гранями 4.. Передний конец шнека 2 и часть месильной насадки 3 снабжены осевым каналом 5 для рециркуляции расплава, который заканчивается на входе радиальными отверстиями б, выходящими в межвинтовое пространство шнека 2, а на выходе - сквозными радиальными отверстиями 7, выходящими На поверхность месильной насадки 3. Направление витков 8 винтовой нарезки шнека 2 на переднем его конце, т.е. между месильной насадкой 3 и входом осевого канала 5, выполнено обратным направлению витков 9 на основной части шнека 2. Радиальные отверстия 7 в теле месильной насадки 3 могут быть расположены в одной плоскости (см. фиг. 1) или в разных плоскостях, удаленных друг от друга по ее продольной оси (см. фиг.2). Наиболее простой формой выполнения месильной насадки 3 является шестигранная призма, однако может быть использована и более сложная форма рабочей поверхности месильной насадки 3, что позволяет интенсифицировать перемешивание, но вызывает затруднения при изготовлении. При рас положении радиальных отверстий 7 в двух поперечных сечениях и выполнении месильной насадки 3 в виде призмы, они могут заканчиваться на соседних гранях. В процессе работы экструдера-смесителя расплав полимера транспортируется шнеком 2 к переднему концу экструдера и через радиальные отверстия 6 аопадает в осевой канал 5, пройдя который расплав выходит на гр ни 4 месильной насадки 3. Поскольку витки 8 шнека 2 перед призмой имеют обратное направление, они захватывают часть расплава и транспортируют его против основного потока в зону входа в осевой канал 5. в этой зоне прямой и обратный потоки расплава сливаются и lepea радиальные отверстия б попадают в осевой канал 5. Этим достигается продольное перемешиван;ге потоков, что способствует усреднению свойств полимера. Расплав, выходящий через радиальные отверстия 7 в теле месильной насадки 3, попадает в пространство, ограниченное гранями 4 и внутренней поверхностью гильзы 1 и разделяется на две части, движущиеся вдоль граней 4 в противоположные стороны. При этом одна из них движется к выходу из экструдера, а другая - к началу обратных витков 8, образуя обратный поток. За счет вращения месильной насадки 3 расплав, движущийся вдоль его граней, интенсивно перемешивается в nonej5e4HOM направлении. В случае расположения радиальных отверстий 7 в двух плоскостях, расплав разделяется на два потока: сначала в осевом канале 5, а затем раздваивается при выходе на грани 4 месильной насадки 3. Расположение радиальных отверстий 7 в двух отстоящих друг от друга плоскостях приводит к тому, что потоки расплава проходят вдоль месильной насадки 3 разные расстояния. Двойное разделение потока расплава и, прохождение ими разных расстояний интенсифицирует процесс перемешивания. Таким образом, предложенная кон.струкция экструдера-сМесителя позволяет сохранить все его положительные качества и одновременно обеспечивает простыми средствами более интенсивное перемешивание расплава,а значит получение более равномерного продукта. Формула изобретения 1.Экструдер-смеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, связанный с приводом вращения шнек, снабженный месильной насадкой на его конце и выполненный с осевым каналом для рециркуляции расплава, вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выходна конце его и выполнен в виде сквозных радиальных отверстий, причем направление винтовой нарезки шнека на участке между входом и выходом осевого канала противоположно направлению винтовой нарезки на основной части шнека, отличающийс я тем, что, с целью интенсификации перемешивания материала, радиальные отверстия выхода осевого канала выполнены в месильной насадке. 2.Экструдер-смеситель ijo п. 1, отличающийся тем, что радиальные отверстия выхода осевого канала удалены одно от другого по продольной оси месильной насадки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шенкель Г. ашековые прессы для пластмасс. Л., Госхимиэдат, 1962, с. 57. 2.Авторское свидетельство .СССР 757339, кл. В 29 F 3/02, 1978 (прототип).