Двухчервячный экструдер для переработки полимеров

 

Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано для переработки полимерных материалов методом экструзии. Целью изобретения является повышение производительности экструдера и надежности его работы. Экструдер содержит корпус с загрузочным и выходным отверстиями. В корпусе расположены параллельно с возможностью вращения валы с винтовой нарезкой. Валы имеют конический участок. В конце конического участка нарезка имеет уплотняющий профиль витков. Выходные концы валов имеют коническую поверхность в виде усеченного конуса. В зоне загрузки поверхность валов выполнена наклонной к их оси, благодаря этому дно выполнено коническим. По торцовой поверхности гребней нарезки выполнена насечка треугольного сечения. Диаметр витков уплотняющего профиля выбран равномерно уменьшающимся в направлении к выходному отверстию, а их ширина меньше ширины винтовых каналов. Усеченный конус выходных концов валов размещен с зазором в конической втулке. Втулка расположена между валами и выходным отверстием. Насечка может иметь форму равнобедренного треугольника с прямым углом при вершине. Также насечка может иметь форму прямоугольного треугольника, у которого одна из сторон перпендикулярна радиусу. Материал через загрузочное отверстие попадает в винтовую нарезку валов. Благодаря конической форме дна увеличивается объем заполнения. Треугольная насечка дополнительно проталкивает материал. Уменьшение диаметра витков способствует снижению распорного усилия. Усеченный конус исключает консоль. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUHAËÈÑTÈ×ÅÑHÈХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„15023 (51)4 В 29 С 47/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4285474/31-05 (22) 16.07.87 (46) 23.08.89. Бюл. У 31 (71) Волгоградский политехнический инСтитут (72) Н.В. Тябин, Э.И. Уютова, В.М. Ящук и P.P ° Габитов (53) 678.057.32(088.8) (56) Заявка Франции |1 2566700, кл. В 29 С 47/40, опублик. 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 647130, кл. В 29 С 47/40, 1979. (54)ДВУХЧЕРВЯЧНЪ|Й ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ (57) Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано для переработки полимерных материалов методом экструзии.

Целью изобретения является повышение производительности экструдера и надежности его работы. Экструдер содержит корпус с загрузочно и выходным отверстиями. В корпусе расположены параллельно с возможностью вращения валы с винтовой нарезкой. Валы имеют конический участок. В конце конического участка нарезка имеет уплотняющий профиль витков. Выходные концы валов имеют коническую поверхИзобретение относится к области полимерного машиностроения и может быть использовано для переработки полимерных материалов методом экструзии.

Цель изобретения — повышение производительности экструдера и надежности его работы, 2 ность в виде усеченного конуса ° В зоне загрузки поверхность валов выполнена наклонной к их оси, благодаря этому дно выполнено коническим. По торцовой поверхности гребней нарезки выполнена насечка треугольного сечения. Диаметр витков уплотняющего профиля выбран равномерно уменьшающимся в направлении к выходному отверстию, а их ширина меньше ширины винтовых каналов. Усеченный конус выходных концов валов размещен с зазором в конической втулке. Втулка расположена между валами и выходным отверстием. Насечка может иметь форму равнобедренного треугольника с прямым углом при вершине. Также насечка имете форму прямоугольного треугольника, у которого одна из сторон перпендикулярна радиусу. Материал через за- С груэочное отверстие попадает в винтовую нарезку валов. Благодаря конической форме дна увеличивается объем заполнения. Треугольная насечка дополнительно проталкивает материал.

Уменьшение диаметра витков способствует снижению распорного усилия. Усеченный конус исключает консоль. 2 э.п. ф-лы, 4 ил.

На фиг. 1 изображен двухчервячный экструдер для переработки полимеров, общий вид; на фиг. 2 — уэел I на фиг. на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — то же, вариант исполнения.

Двухчервячный экструдер для переработки полимеров содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным 2 и вы3 1502385 ходным 3 отверстиями. В корпусе 1 рас- положены параллельно и с возможностью, вращения валы 4 с винтовой нарезкой

5 в зоне загрузки. Валы 4 имеют конический участок 6, образованный зацепляющимися витками винтовой нарезки

5. В конце конического участка 6 нарезка 5 имеет уплотняющий профиль витков. Валы 4 имеют выходные концы 7 10 с конической поверхностью.

В зоне загрузки поверхность валов 4 выполнена наклонной к продольной оси

8 для образования конического профиля дна 8 в поперечном сечении винто- 5 вой нарезки 5. По торцовой поверхности гребней 9 винтовой нарезки 5 выполнена насечка 10 треугольного сечения. Диаметр витков 11 уплотняющего профиля выбран равномерно уменьшат20 ющимся в направлений выходного отверстия 3. Ширина витков 11 выбрана меньшей ширины винтовых каналов 12.

Коническая поверхность выходных концов 7 валов 4 образована усеченным конусом 13, размещенным с зазором

14 в конических отверстиях втулки 15, которой снабжен экструдер. Втулка 15 расположена между выходными концами

7 валов 4 и выходным отверстием 3. В 30 варианте исполнения насечка 10 в сечении имеет форму равнобедренного треугольника 16 с прямым углом при вершине. В другом варианте исполнений насечка 10 имеет форму прямоугольного 35 треугольника 17, одна иэ сторон которого перпендикулярна радиусу.

Устройство работает следукицим образом.

Полимерный материал через загрузочное отверстие 2 корпуса 1 попадает в загрузочную зону, где захватывается винтовой нарезкой 5 и при помощи треугольной насечки 10 на торцах гребней 9 винтовой нарезки 5 протал- 45 кивается по винтовому каналу 12, постепенно заполняя его полностью.

В конической части 6 валов 4 материал пластицируется и гомогениэируется и поступает на витки уплотняющего профиля, где окончательно уплотняется и через зазоры между усеченным конусом 13 и конической втулкой

15 подается в выходное отверстие 3..

В связи с тем, что в зоне загрузки вместо цилиндрического профиля нарезки 5 валы 4 в поперечном сечении винтовой нарезки 5 имеют конический профиль, сдвиговые деформации по ши4 рине винтового канала 12 различны по величине и обеспечивают дополнительное перемещение вдоль него, умень-! шая циркуляцию. При этом материал протаскивается и подталкивается насечкой 10 треугольного сечения по торторцам гребней 9 винтовой нарезки 5, так как ось насечки 10 направлена нормально к направлению движения материала по винтовому каналу 12. В результате обеспечивается большой объем материала, захватываемого С-о6разными каналами двухчервячного экструдера и повышается степень заполнения канала материалом. Если у базового объекта степень заполнения канала составляет 40-60Х, то у предлагаемого двухчервячного экструдера она достигает 75-80Х.

Насечка 1О по торцам 9 винтовой нарезки 5 может иметь различный профиль треугольного сечения в зависимости от физико-механических свойств перерабатываемого материала. При переработке резиновых смесей эффективней работает насечка 10 сечение которой имеет форму равнобедренного треугольника 16 с углом при вершине

90 . При переработке полимерного материала в виде гранул или влажного порошка более применима насечка 10 в форме прямоугольного треугольника

17, одна из сторон которого перпендикулярна радиусу.

Конический участок валов 4 поэво ляет развивать давление в каналах предлагаемого двухчервячного экстру» дера в 1,5 раза больше давления, чем базовый объект. Это делает расходнонапорные характеристики предлагаемого двухчервячного экструдера более жесткими и обеспечивает увеличение производительности экструдера.

Для компенсации развивающихся pac" порных усилий диаметр витков 11 уплотняющего профиля уменьшается в направлении выходного отверстия, при этом конусность по длине уплотняющего профиля составит 1:20.

Образующегося зазора между гребнями 9 нарезки 5 и корпусом 1 достаточно, чтобы исключить их касание при отклонении валов 4 под действием распорных усилий.

Для уменьшения распорных усилий концы 7 валов 4 выполнены в виде усеченного конуса 13, который размещают точно по центру конической втулки 14, Чтобы оставить степень смещения на уровне базового объекта, которая обеспечивается неэацепляющими витками, в предлагаемом экструдере ширина витков 11 уплотняющего профиля выбрана меньше ширины винтовых каналов 12 ° Ширина витков 11 составляет

0,75-0,8 ширины винтовых каналов 12.

Благодаря зазору на этом участке происходит дополнительное смещение перерабатываемого материала.

Формул а и з о бр е т е ни я

1. Двухчервячный экструдер для переработки полимеров, содержащий цилиндрический корпус с разгрузочным и выходным отверстиями; расположенные в корпусе параллельно и с возможностью вращения валь с винтовой на- 35 резкой в зоне загрузки, с коническим

5 150238 расположенной между концами 7 валов

4 и выходным отверстием 3.

Перерабатываемый материал, выходя иэ каналов червяков, проходит через зазоры 14, а затем продавливается че 5 реэ выходное отверстие. При таком виде течения материал стремится установить конус 13 по центру конического отверстия втулки 15, т.е. максимально уменьшить отклонение валов 4. У

1 алов 4 как бы появляется вторая опора, которая делает валы 4 более жесткими, но пропускает материал к выходному отверстию 3.

5 6 участком,образованным зацеплякнцимися витками винтовой нарезки и уплотняющим профилем витков в конце конического участка, и с выходными концами с конической поверхностью, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности экструдера и надежности его в работе, в зоне загрузки поверхность валов выполнена наклонной к продольной их оси для образования конического профиля дна в поперечном сечении винтовой нарезки, по торцовой поверхности гребней винтовой нарезки выполнена насечка треугольного сечения, причем диаметр витков уплотняющего профиля выбран равномерно уменьшающимся в направлении выходного отверстия, ширина витков выбрана меньшей ширины винтовых каналов, а коническая поверхность выходных концов валов образована усеченными конусами, размещенными с зазором в конических отверстиях втулки, которой снабжен экструдер и которая расположена между выходными концами валов и выходным отверстием.

2. Экструдер по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что насечка имеет в сечении форму равнобедренного треугольника с прямым углом при вершине.

3. Экструдер по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что насечка имеет форму прямоугольного треугольника, одна из сторон которого перпендикулярна радиусу.

1502385 I

Составитель В. Ларютин

Техред М.Ходанич КорректорН. Рогулич

Редактор Е. Папп

Заказ 5022/23 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101