Экструдер

 

Использование: в экструдерах с нагревом материала с помощью СВЧ-энергии в процессе его экструдирования. Сущность изобретения: отношение внутреннего радиуса корпуса экструдера к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера. При этом корпус и червяк выполнены металлическими и изолированы друг от друга. В другом варианте исполнения экструдер снабжен возбудителем, размещенным между хвостовиком червяка и корпусом. Возбудитель выполнен в виде петли связи. При этом другой вывод генератора соединен с возбудителем. Отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера. Корпус и червяк выполнены металлическими. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкциям устройства для экструзионного формирования изделий путем пропускания нагретого материала через фильеры или насадки, которые придают изделию требуемую форму поперечного сечения, т.е. к конструкции экструдера с нагревом материала с помощью СВЧ-энергии в процессе его экструдирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство с хвостовиком червяка.

Однако в известном экструдере наблюдается скачок волнового сопротивления, обусловленный разными волновыми сопротивлениями линии передачи генератора и линии образованной выносными электродами, что влияет на скорость нагрева материала.

Изобретение позволяет улучшить согласование линии передачи с линией, образованной корпусом и червяком экструдера. Достигается это тем, что в экструдере, содержащем цилиндрический корпус с бункером, размещенным соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство с хвостовиком червяка, согласно изобретению, отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, при этом корпус и червяк выполнены металлическими и изолированы друг от друга.

В другом варианте исполнения экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты с двумя выводами, один из которых соединен с корпусом, согласно изобретению, он снабжен возбудителем, размещенным между хвостовиком червяка и корпусом и выполненным в виде петли связи, при этом другой вывод генератора соединен с возбудителем, а отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, причем корпус и червяк выполнены металлическими.

Технический результат достигается по причине непосредственного нагрева материала СВЧ-энергией за счет электрических потерь в нем. Части экструдера нагреваются от контакта с материалом. Нагрев материала до заданной температуры происходит на длине вдоль оси корпуса порядка 1-2-х длин волн генератора. Скорость нагрева зависит от мощности СВЧ-генератора, которая легко управляется. При отключении генератора происходит быстрое охлаждение материала. Регулируя мощность генератора, можно легко регулировать температурный режим экструдирования.

Известно, что волновое сопротивление коаксиальной линии передачи определяется по формуле Z_o= 138 lg[Oм] где μ и ε магнитная и электрическая постоянные материала, заполняющего пространство между проводами линии передачи; r_o внутренний радиус внешнего проводника линии; r_i внешний радиус внутреннего проводника линии.

Уменьшая постепенно отношение r_o/r_i можно согласовать волновое сопротивление выхода генератора с волновым сопротивлением линии передачи, образованной корпусом и червяком. Хорошего согласования можно добиться на длине порядка одной длины волны генератора.

На фиг.1 изображено продольное сечение экструдера в первом варианте исполнения; на фиг.2 продольное сечение экструдера во втором варианте исполнения.

Экструдер содержит цилиндрический корпус 1 с фланцем 2, бункером 3 и изолятором 4, размещенный соосно в корпусе 1 с возможностью вращения червяк 5, и СВЧ генератор 6 с двумя выводами. При этом отношение внутреннего радиуса корпуса 1 к радиусу хвостовика 7 червяка 5 выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера 3. Причем корпус 1 и червяк 5 выполнены металлическими.

В первом варианте исполнения экструдера один вывод генератора 6 соединен с корпусом 1, а другой через контактное устройство 8 с хвостовиком 7 червяка 5. Корпус 1 и червяк 5 изолированы друг от друга. Во втором варианте исполнения экструдер снабжен возбудителем 9, размещенным между хвостовиком 7 червяка 5 и корпусом 1 и выполненным в виде петли связи. При этом один вывод генератора 6 соединен с корпусом 1, а другой с возбудителем 9.

Экструдер работает следующим образом.

После подачи материала в бункер 3 и включения привода вращения червяка (на чертеже не изображен) включают СВЧ генератор. СВЧ энергия распространяется вдоль корпуса 1 и нагревает экструдируемый материал, который имеет существенно большие электрические потери, чем корпус 1 и червяк 5. Для нагрева материала до заданной температуры достаточно взаимодействия материала с СВЧ-энергией на протяжении 1-2-х длин волн генератора 6. При отключении генератора 6 материал отдает тепло частям экструдера и быстро остывает.

Формула изобретения

1. ЭКСТРУДЕР, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство - с хвостовиком червяка, отличающийся тем, что отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, при этом корпус и червяк выполнены металлическими и изолированы друг от друга.

2. Экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты с двумя выводами, один из которых соединен с корпусом, отличающийся тем, что он снабжен возбудителем, размещенным между хвостовиком червяка и корпусом и выполненным в виде петли связи, при этом другой вывод генератора соединен с возбудителем, а отношение внутренного радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, причем корпус и червяк выполнены металлическими.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2