Дисково-шнековый экструдер для переработки полимерных материалов

 

341 2I2

OllMCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ехАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

M. Кл. В 29f 3/012

Заявлено 20.Х|.1970 (№ 1491965/23-5) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 678.057 З(088 8) Опубликовано 05.Ч1.1972. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 11 Ч11.1972

Автор изобретения

Иностранец

Полет Мари )Козефин Вагнер (Франция) Иностранная фирма

«Сидель» (Франция) Заявитель

ДИСКО ВО-Ш Н ЕКО ВЫ Й ЭКСТРУДЕР

ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЪ|Х МАТЕРИАЛОВ

Известен дисково-шнековый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий вращающийся диск, образующий с корпусом рабочий зазор. Диск соединен со шнеком, расположенным в снабженной формующей фильерой цилиндрической втулке, внутренняя поверхность которой в месте соединения с корпусом имеет выпуклый профиль.

В предлагаемом экструдере шнек снабжен по крайней мере одним начинающимся у его основания около вращающегося диска виткам резьбы, имеющим форму лопасти с шириной, равной ширине рабочего зазора, начальный участок которого имеет вогнутый профиль, соответствующий выпуклому профилю участка внутренней поверхности цилиндрической втулки, переходящий в прямоугольный профиль витков шнека. Благодаря этому увеличивается производительность экструдера.

Лопасть может быть выполнена цилиндри ческой с ребром для отбора расплава полимера из рабочего зазора между диском и корпусом.

Кроме того, лопасть может быть конической с ребром, наклоненным к корпусу экструдера, а также с ребром, имеющим выпуклую криволинейную форму.

На фиг. 1 схематически изображен дисковошпековый экструдер, общий вид; на фиг. 2— участок шнека в увеличенном масштабе; на фиг. 3 — часть общего вида экструдера в увеличенном масштабе; на фиг. 4 — то же, со шнеком, находящимся в другом положении относительно своей втулки; на фиг. 5 — разрез шнека по А — А на фиг. 3; на фиг. 6 — схематический разрез лопасти шнека, изображенной на фиг. 3; на фиг. 7 и 8 — два варианта выполнения лопасти шнека.

Корпус 1 дисково-шнекового экструдера выполнен в виде цилиндрической чаши с вертикальной осью Х вЂ” Х. На цилиндрической стенке корпуса имеется загрузочная воронка 2 для подачи экструдируемого материала. Во15 ранка прикреплена так, что подаваемый материал течет параллельно оси Х вЂ” Х и выходит против дна корпуса 1 на некотором расстоянии от него. В цилиндрической полости корпуса 1 расположен диск 8, приводимый во вращение через вал 4 от двигателя, не изображенного на чертеже. Дно корпуса 1 и диск 8 образуют рабочий зазор 5 дискового экструдера.

Корпус снабжен в осевом направлении цилиндрической втулкой б, в которой находится

25 шнек 7. Втулка имеет внутри у своей вершины соединительную зону 8 с выпуклым профилем, соединяющую дно корпуса 1 с цилиндрической полостью, в которой установлен шнек 7. Цилиндрическая втулка б заканчивается фильс О рой 9, сн-бренной, например, сердечником 10.

341212

3

Шнек 7 жестко установлен на диске 8, например, с помощью центровочной шайбы 11 и четырехгранной гайки 12 для приведения его во вращение совместно с диском. Шнек имеет резьбу 18 трапецоидальной формы преимущественно двухзаходную.

Каждый виток резьбы у основания шнека около диска 8 начинается цилиндрической лопастью 14, ширина а которой (фиг. 4) равна ширине рабочего зазора 5 между корпусом 1 и диском 8. Лопасть 14 имеет ребро 15, нормальное к поверхности корпуса 1 и диска 8 и служащее для отбора гомогенизированной массы. Перпендикулярно ребру 15 лопасти 14 расположен виток 16, являющийся началом витка резьбы 18. Виток 1б имеет вогнутый профиль, соответствующий профилю выпуклой и суживающейся поверхности 8 корпуса 1, и постепенно образует в первой части витка резьбы вершину профиля этого витка. Эта первая часть витка резьбы 18 с вогнутой вершиной постепенно превращается в виток резьбы трапецоидальной формы с прямой вершиной, параллельной оси Х вЂ” Х, причем виток сохраняет этот профиль во всей своей транспортирующей части.

Каждая цилиндрическая лопасть 14 удлиняется винтовой канавкой 17, продолжающейся вокруг шнека 7. Последний заканчивается как обычно, например конусом 18 в зоне фильеры.

Экструдер и шнек 7 снабжены средствами для нагрева и охлаждения известного типа (на чертеже не изображены), Устройство работает следующим образом.

Диск 8 приводится во вращение в .направлении, обозначенном стрелкой. Экструдируемый материал, состоящий, например, из твердого зернистого или порошкообразного поливинилхлорида, вводится в зазор 5 с помощью загрузочной воронки 2. В зазоре между корпусом 1 и диском 8 он перемещается от периферии к центру, размягчается под действием тепла и к моменту поступления в зону 8 соединения с полостью втулки 6 становится желатинообразным. В этой зоне материал захватывается ребром 15 каждой лопасти 14 и подается в винтовую канавку 17, которая является продолжением другого ребра 15 шнека 7. Пластичная масса, таким образом, заключена в винтовых канавках 17 и направляется шнеком 7 к фильере 9, откуда она выходит, например, в виде трубчатой заготовки.

Благодаря лопастям 14 с вогнутой формой их витка 1б, составляющего вершину начала резьбы 18, пластичная масса, отбираемая лопастями 14, быстро направляется в сторону винтообразных канавок 17 шнека, не имея возможности течь обратно, т. е. в сторону диска 8. Действительно, ввиду соответствия суживающейся и выпуклой поверхности 8 втулки б и ее цилиндрической формы каждая лопасть 14 частично закрывает зону прохождения зазора 5 у винтовой канавки 17, находящейся впереди этого ребра в направлении вра5

40 щения шнека, и отбирает значительную часть материала в зазоре.

По этой причине шнек 7 в состоянии подавать пластичный материал в гораздо большем количестве и под более высоким давлением, чем шнеки известного типа, причем давление доходит до значения 2 — 300 бар, несмотря на узость фильеры 9. Выход продукции и давление также гораздо более высокие, чем выход продукции и давление у дисковых экструдеров, в которых отсутствует такой шнек. Таким образом, по отношению к такому же дисковому экструдеру расход увеличивается в 10 раз, изменяясь для мощности 15 л. с. в пределах

60 — 90 кг/час в зависимости от кольцеобразного сечения между шнеком 7 и втулкой б, а также в зависимости от скорости вращения диска 8 и шнека 7.

У более мощных экструдеров с большими габаритами, снабженных описанным шнеком, полученные расходы могут быть порядка нескольких сот килограммов в час при давлниях, равных или больших 200 — 300 бар.

Вместо цилиндрической формы лопасть 14 может иметь (см. фиг. 7) коническую форму и заканчиваться наклонным ребром 15. Такое расположение позволяет отбирать пластичный материал дальше от оси Х вЂ” Х в зазоре между корпусом 1 и диском 8, не слишком расширяя при этом ту часть втулки б, которая соединяется с корпусом l.

Вместо нормального ребра 15 цилиндрическая лопасть 14 (см. фиг. 8) может быть снабжена криволинейным вогнутым ребром для лучшего отбора желатинообразной массы.

Предлагаемый шнек можно также использовать,с дисковым экструдером, имеющим горизонтальную ось Х вЂ” Х. Он также может быть использован в тех случаях, когда шнек приводится во вращение независимо от диска 8 и, следовательно, может вращаться со скоростью, отличающейся от скорости диска, и даже в противоположном направлении.

Предмет изобретения

1. Дисково-шнековый экструдер лля переработки полимерных материало в, содержащий образующий с корпусом рабочий зазор, вращающийся диск, соединенный со шнеком, расположенным в снабженной формующей фильерой цилиндрической втулке, внутренняя поверхность которой в месте соединения с корпусом имеет выпуклый профиль, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, шнек снабжен по крайней мере одним начинающимся у его основания около вращающегося диска витком резьбы, имеющим форму лопасти с шириной, равной ширине рабочего зазора, начальный участок которого имеет вогнутый профиль, соответствующий -выпуклому профилю участка внутренней поверхности цилиндрической втулки, переходящий в прямоугольный профиль витков шнека.

341212

14

1о

1б

10 Риг.1

0 ".2

17 1 Õ 15 v 3

Фиг.3!

Х

Quz 4

2. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что лопасть выполнена цилиндрической с ребром для отбора расплава полимера из рабочего зазора между диском и корпусом.

3. Экструдер по п. 1, отличающийся тем,что лопасть выполнена конической с ребром, наклонным к корпусу экструдера.

4. Экструдер по и. 1, отличающийся тем, что лопасть выполнена с ребром, имеющим выпук5 лую криволинейную форму.

34)212

4-4

15 д Риг.7 т. иа.8

Корректор Е. Михеева

Редактор О. Кузнецова

Заказ 2016/1О Изд. № 848 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

7 Риг.G

Составитель Э, Гольтякова

Техред Л. Богданова