Червячно-дисковый экструдер
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
Ш 4 В 29 С 47/52, 47/38
@ ЕС -77Щр„
73 ,,73
kij . ..., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3783860/23-05 (22) 22. 08. 84 (46) 23.02.86. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт машин для производства синтетических волокон (72) Г. И. Хусед и В. Г. Ильин (53) 678. 057. 33 (088. 8) (56) Патент Великобритании № 1079816, кл. В 5 А, опублик. 1967.
Авторское свидетельство СССР № 362701, кл. В 29 F 3/012, 1971.
„ЯО„„1212833 А (54) (57) ЧЕРВЯЧНО-ДИСКОВЫЙ ЭКС 1 РУДЕР, содержащий корпус, размещенные в нем и соединенные с приводами вращения червяк с винтовой нарезкой и последовательно расположенными зонами транспортирования и дозирования и диск, отлпчаюи ийся тем, что, с целью повышения производительности экструдера при обеспечении оптимальных параметров расплава, отношение диаметра диска к диаметру червяка выбрано в пределах 3 — 6, при этом отношение высот витков винтовой нарезки червяка в зонах транспортирования и дозирования выбрано превышающим 1 и по большей мере равным 3.
1212833
3) эк«1рулер работает
Червячно-диск0в!.1Й следующим образом.
Гранулы полимера через загрузочное OTверстие 4 попадают в транспортируюшук) зону червяка 2. Последний транспортирует полимер и благодаря разности высот вит- 4О кцв червяка 2 в зоне транспортирования и в зоне дозирования сжимает его. На червяке
2 полимер частично плавится и выдавливается в дисковую зону. В дисковой зоне благодаря большим сдвиговым усилиям, 45 создаваемым диском 3, полимер окончательНо плавится, гомогенизируется и подается через выходной канал 5 к потребителю.
Основными факторами, влияющими на производительность экструдера, являются 50 частота и вращения червяка 2, отношение
А диаметра диска 3 к диаметру червяка 2 и степень сжатия полимера К. Степень сжатия полимера К обеспечивается геометрией червяка 2 и выражается как отношение высоты hl витка червяка 2 в зоне транспортирования (фиг. 1) к высоте )) витка червяка 2 в зоне дозирования
К ь(Изобрете
Цель изобретения — повышение производительности экструдера при обеспечении оптимальных параметров расплава.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема червячно дискового экструлера; на фиг. 2 графики зависимости произво-! дитсльности экструдера от частоты вращения червяка одного типоразмера при различной стспени сжатия полимера и при постоянном диаметре диска (192 мм); на фиг. 3 --- графики зависимости пр..:,зги)дительности экструдера от ча«гоги!
НИ Я ЧЕРВЯКа ПОСТОЯННОГО Ди!) 1<1«1 )Цl С !! Спользованием диска разли (ц(ых 1!1110 !»мсров и при постоянстве степени (жп Гц; полимер», равной 1.5. 20
Червячно — дисковый экстрх лср (ф!! Г. 1 ) содержит корпу«1, размещеннь!е в нем червяк 2 с высотой витков 11! винтовой н»резки в зоне транс!)ортирования и !) в зоне дозирования и ли«к 3.
Червяк 2 H диск 3 соединены с индивидуальными привод»ми нра)цення (пе lloK»заны). В корпусе BbllloníåHQ загрузочное отверстие 4 и вь!ходной канал 5.
Отношение диаметра лиска 3 диаметру червяка 2А выбрано в пределах 3 — 6, при ЗГ) этом отношение высот витков винтовой Н»резки червяка 2 в зон»х транспор Гиров»ния и дозирования К = Д выбр»но превып!а)ощим и по боль(!!ей мсрс p»BHH!i)I 3, т. е. 1(К63.
При этом указанные основные факторы в про (ессе работы экс) рудсра взаимосвязаны !фиг. 2 и 3).
Из г!эа(рико<1 il» ф!1Г. 2 H 3 повыше!(ие производительности экструдера цгстигается при степени сжатия полимера более 1 и:!с оолес 3 и Отношении диаметров ц(Ока и черняка 3---6.
1aI, при А==3,44 и постоя!!ной степени сжат)IЯ ИО »имсра К= 1,5 (График и, фи Г. 3) макси I».lb!I»H частота вращения червяка 2, при которой получается качественный расплав, 250 мин и, соответственно, максимально досгип(утая при этом производительность экструдер» 29 кг, ч.
При мвсличеHI!H часто;ы и вращения черняка 2 свыше 250 i,!I!: к 1:(с Г!!О расплаlH. PC !КО, Х < .ТП1»СТСЯ (!Af.) При увеличении А;0 6 частоту и вра)пения червяка 2 возможно увеличить,о 400 мин и, соответственно, производительность экструдера до 56 кг/ч. 3ТО позволяет увеличить время пребывания расплава в дисковой зоне, что необходимо для получения качсствснногo расплава. Дальнсйп!Сс увеличение А нецелесообраз10. TBK как сильно возр»«тают габариты эк«трулсра и з»траты Ii» его !I;II () Гов. )Сни Н(. ОП P» B, I bl Bcl IOTCH Р<)С ГО II «каем ых BKcTp<леров с л11ах)с) ром чсpbлк» 90 мм диаметр диска 3 должен составлять более 600 мм. Р»счет времени пребывания расплава в дисковой зоне приведен в табл. !. Как видно из табл. 1, A целесообразно выбирать в пределах 3 — -6. Аналогичные данные для других частот п вращения червяка 2 могут быть рассчитаны по данным, приведенным на графиках а, б, в, г и д на фиг. 3. Увеличение К более 3 при А = const Нриводит к резкому снижению объемной подачи полимера червяком 2, а следовательно, снижается производительность экструдера. При этом использование червяка с К более 3 приводит к возникновению больших сдвиговых усилий к червячной зоне (особенно при переработке высоковязких полимеров) и, как результат, к перегреву и деструкции перерабатываемого полимера. Использование червяков 2 с К менее 3, наоборот, приводит к увеличению объемной подачи полимера, а следовательно, к увеличению производительности экструдера. Однако снижение степени сжатия полимера возможно только до К)1, так как дальнейшее снижение К превращает червяк 2 из плавиль1212833 Производительность, кг/ч Время пребыДиаметр А червяка, мм Частота Диаметр вращения диска, червяка, мм мин вания в дисковой зоне, с 19,8 15,8 225 1,5 2,8 16,6 23,4 1,5 3,0 96 225 26,1 18,9 1,5 110 225 26,7 4,4 225 1,5 140 33,1 6,0 1,5 192 225 Та блиц а 2 Степень сжатия. К 2,5 1 1,5 3,0 3,5 37,0 29,5 21,0 12,0 6,0 28,6 35,9 50,4 88,3 176,6 М М Ф х т Д 20 лю м zoo заа ааа Cacmumu 3ращаниа, иин Фиг 2 ного устройства в транспортирующее. При этом подаваемый в дисковую зону полимер не успевает доплавляться, что резко снижает качество расплава. Данные испытаний экструдера с использованием червяков 2 с различным К при постоянстве А для частоты Х вращения червяка 2 225 мин приведены в табл. 2. Аналогичные данные для других частот вращения червяка 2 могут быть рассчитаны по данным, приведенным на графиках а, б, в, г и д на фиг. 2. Таким образом, как видно из табл. 1 и 2, экономически целесообразно при малых производительностях использовать диски 3 малого диаметра и червяки 2 с большой Производительность, кг/ч Время пребывания в дисковой зоне, с степенью сжатия полимера, при больших производительностях — диски 3 большого диаметра, а червяки 2 — с малой степенью сжатия полимера. Испытания экструдера проводят»а поликапроамиде, полиэтилентерефталате и полипропилене с использованием трех червяков диаметром 32 мм, обеспечивающих степень сжатия полимера 1; 1,5;2,5; 3,0; 3,5; и пяти типоразмеров дисков диаметрами 90, 96, 110, 10 140 и 192 мм. Результаты испытаний показывают, что производительность экструдера может быть увеличена на 50О при использовании червяков, обеспечивающих степень сжатия поли15 мера более 1 и не более 3, и отношении диаметров диска и червяка 3 — 6. Таблица 1 1212833 Фиг. f Редактор О. Юрковецкая Заказ 707/25 29 1á Е Ъ 12 ф б 1Ю 300 2Я УИ УО ЮО Часпюиа 5раьцения., ти- Составитель Б. Новожилов Техред И. Верес Корректор С. Черни Тираж 640 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4
