Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

 

J ..

О П И С А Н И Е 34I2II

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. В 29f 3/012

Заявлено 06 1Х.1968 (№ 1269498/23-5)

Приоритет 14.IX.1967, № 120998, Франция

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 678.057.3(088.8) Опубликовано 05.V1.1972. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 7Х11.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Клод Леду и Бернар Невиль (Франция) Иностранная фирма

«Продюи Шимик Пешинэ-Сен-Гобэн» (Франция) Заявитель

ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Известный дисковый экструдер для переработки полимерных материалов содержит неподвижный и вращающийся диски, торцовые поверхности которых, образующие между собой рабочий зазор, сообщающийся с загрузочным устройством, снабжены канавками.

В предлагаемом экструдере канавки направлены в сторону, обратную траектории перемещения материала в зазоре между дисками, и расположены преимущественно тангенциально к окружностям, проходящим соосно с вращающимся диском, по всей его внутренней поверхности. Благодаря этому повышается степень гомогенизации материала.

На фиг. 1 изображен описываемый экструдер, осевой разрез; на фиг. 2 — неподвижный диск экструдера; на фиг. 3 — его вращающийся диск; на фиг. 4 — вариант исполнения неподвижного диска; на фиг. 5 — вариант исполнения вращающегося диска; и на фиг, 6 — участок поверхности диска с канавками, профиль одной из которых показан, разрез.

На корпусе 1 экструдера укреплен неподвижный диск 2, параллельно с которым рас положен вращающийся диск 3 с валом 4 для приведения его во вращение вокруг оси 5 от электродвигателя (на чертежах не показан).

При этом последний в случае необходимости соединяется с валом диска 3 вариатором скорости (на чертежах не показан). С внутренней стороны диска 2 предусмотрена полость б, ограниченная сбоку стенкой 7, которая имеет почти цилиндрическую форму и расположена эксцентрично оси вращающегося диска. Ра5 диус указанной стенки меньше радиуса этого диска. Выступающие кромки вращающегося и неподвижного дисков скошены.

Скошенные кромки 8 и 9 можно устанавливать в непосредственной близости друг от

10 друга. Они могут враш,аться относительно друг друга без трения, но с минимально возможным зазором. Следовательно, оси образующихся при этом поверхностей, которые имеют форму усеченного конуса, совмещаются с

15 осью гращающегося диска. В наиболее удаленной от центра части полости б между дисками 2 и 3, т. е. в верхней части экструдера, предусмотрен загрузочный бункер 10. Он сообщается с рабочим зазором между дисками

20 через отверстие 11, которое частично ограничивается расположенным в зазоре выступом

12. В диске 2 сделано отверстие 13 в виде усеченного конуса, соосное с диском 3 и сообщающееся с фильерой 14. Выступ 5 диска 3 мо25 жет иметь небольшие ребра или канавки.

Часть выступа 15 расположена непосредственно внутри отверстия 13.

Внутренняя поверхность диска 2 снабжена канавками 1б, расположенными тангенциальЗО но по отношению к окружностям, проходящим

341211

d or:hei . «o oTHoc»Te ibHo zzcI

Канавки 7, предусмотренные на внутренней поверхности диска 8, расположены тангенциально относительно окружностей, которые проходят соосно с диском по всей его внутренней поверхности. Те канавки, которые проходят по основанию центрального выступа 1б, имеют наибольшую глубину. Стрелка показывает направление вращения диска.

Как вариант диск 2 может иметь четыре изогнутых ребра 8, расположенных в зоне, окружающей выходное отверстие 8. Вокруг указанной зоны и тангенциально относительно ее границы проходят канавки 1б.

Диск 8 также может быть снабжен четырьмя дугообразными ребрами 9. Канавки 17 предусмотрены как во внутренних, так и во внешних ="îíàõ относительно участка, где расположены ребра 19. При этом канавки 17 проходят до основания центрального выступа 1б.

Кроме того, по основанию этого выступа идут канавки, имеющие большую глубину, но числом значительно меньше числа канавок в других зонах.

Полимерный материал в процессе экструдирования перемсщается относительно канавки, изображенной на фиг. 6, в направлении стрелки.

Зкструдер может быть выполнен и с другими изменениями. Например, в нем можно использовать диски без ребер, только с канавками. Кроме того, ребра могут находиться либо на одном из дисков, либо на них обоих.

Наличие указанных ребер позволяет повысить производительность экструдера. Наиболее предпочтителен вариант, когда ребра, а также канавки выполнены на одном из дисков, например неподвижном, тогда как на вращающемся предусмотрены только канавки.

Предлагаемый экструдер предназначен специально для экструзии полимеров, способных к термическому разложению, которые содержат в своем составе смазывающие вещества.

В соответствии с количеством последних, а также в зависимости от оказываемого ими действия на адгезионную способность экструдируемого полимера перемещение его с нормальной скоростью в экструдере обеспечивают канавки большей или меньшей глубины. Более конкретно эта зависимость между глубиной канавок и количеством содержащегося в полимерном материале смазывающего вещества указана в примере. Кроме того, канавки необходимы при переработке полимерных композиций, содержащих ингредиенты, которые оказывают на адгезионную способность полимеров действие, аналогичное действию смазывающих веществ. В частности, это имеет место при экструдировании желатинизированных полимерных материалов, содержащих некоторые пластификаторы или стабилизаторы.

Пример. Экструдер содержит вращающийся диск с диаметром 180 мм и скошенной

65 кромкой шириной 15 мл, составляющей угол

30 с поверхностью диска. При этом диск 8 расположен против неподвижного диска 2 и образует с ннм минимально возможный зазор в 5 мм. Диск 2 снабжен четырьмя ребрами дугообразной формы длиной 30 мм, которые расположены вокруг отверстия. Через них вышеупомянутый зазор сообщается с фильерой.

Имеющиеся на внутренней поверхности диска

2 канавки проходят тангенциально относительно окружности, ограничивающей зону расположения ребер. Кроме того, канавки должны присутствовать и на поверхности скошенной кромки. Вращающийся диск тоже снабжен канавками, которые точно так же распределены по его поверхности. Фильера предусматривает наличие одного отверстия с внутренним диаметром 6 мм. Канавки диска 8 проходят тангенциально относительно окружностей, соосных с ним, а также по поверхности основания выступа в виде усеченного конуса, наличие которого предусматривает вращающийся диск.

Глубина этих последних канавок, количество которых благодаря их размерам незначительно, 5 мм. Глубина канавок, которые находятся на поверхности дисков, а также скошенной кромки, причем эти канавки, расположенные на этой последней, образуют почти продолжение канавок периферийного участка плоской поверхности, составляет 0,2 л л . Профиль этих канавок показан на фиг. 6. Полные двугранные углы, которые образуют стороны канавок с поверхностью диска, составляют 165 в месте поступления полимерного материала в начале его перемещения. 105 составляет двугранный угол, образуемый другой стороной каждой из этих канавок с поверхностью диска.

После обогрева экструдера нагревательными приспособлениями, смонтированными внутри дисков, в результате чего зона зазора нагревается до 200 С, диск 8 приводят во вращение со cKopocTblo 120 об1мин. Через загрузочный бункер в экструдер вводят полимерную композицию, состоящую из 100 ч. поливинилхлорида в виде массы, вязкость которой по нормам AF NOR 80 (kwert=57), и 2,5 ч. тех-« ес«oro стабилизатора, приготовленного на основе гликолята олова. Обогрев прекращают.

Тепло, необходимое для перевода материала в пластическое состояние, выделяется в результате деформации подаваемого перерабатываемого материала. Через несколько минут, необходимых для введения экструдера в работу, из фильеры начинают выдавливать чистый прозрачный пруток постоянного поперечного сечения. Температура материала указанного прутка 240 С. Производительность такого экструдера 28,5 кг1час.

Если скорость вращения диска снизить до

80 об(мин, производительность устройства также уменьшится до 20,5 кг/час. При этом тсмпература экструдируемого материала при выходе его из формующего отверстия будет

230 С.

341211

sI IA

У 7

Фиг.4

Предмет изобретения

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий неподвижный и вращающийся диски, торцовые поверхности которых, образующие между собой рабочий зазор, сообщающийся с загрузочным устройством, снабжены канавками, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения степени гомогенизации материала, канавки направлены в сторону, обратную траектории перемещения материала в зазоре между дисками, и расположены преимущественно тангенциально к окружностям, проходящим соосно с вращающимся диском, по всей его внутренней поверхности.

Редактор Л. Ильина

Составитель Э. Гольтякова

Техрсд Л. Богданова

Корректор С. Сатагулова

Заказ 1938/7 Изд. № 816 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4.5

Типография, пр. Сапунова, 2