Экструдер-смеситель для полимерных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 07. 81 (21) 3316372/23-05

Р М Кп з

В 29 F 3/02.

В 29 В 1/10 сприсоединеииемзаявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано.1502.83. &оллетень Йо 6 (53) УДК 678. 057..3(088.8) Дата опубликования описания 15. 02. 83 (72) Авторы изобретения

Г.П.Воедило .и В.А.Масич

Всесоюзный научно-исследовательский институт машйн: для производства синтетических волокон,: (71) Заявитель (54) ЭКСТРУДЕР-СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, а именно к конструкциям месильных элементов экструдеров, и может быть преимущественно использовано для полученияокрашенных в массе синтетических нитей, где требуется особо высокая равномерность свойств получаемой продукции. 10

Известен экструдер-смеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, шнек с винтовой нарезкой и месильными элементами, привод вращения шнека Г11.

Недостаток известного экструдера состоит в низкой эффективности перемешивания, что обусловлено наличием только прямых потоков расплава материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является экструдерсмеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, связанный с приводом вращения шнек, снабженный месильной насадкой на его конце и выполненный с осевым каналом для рециркуляции расплава, вход которого размещен между витками винтовой на- резки шнека, а выход — на конце шнека в виде .сквозных радиальных от= верстий, причем направление винтовой нарезки на участке между входом и выходом осевого канала противоположно направлению винтовой нарезки на основной части шнека 2 .

Данный экструдер-смеситель имеет простую и технологичную конструкцию, обеспечивает интенсивное перемешивание по длине потока за счет рециркуляции части потока. Однако, в некоторых случаях (малые концентрации добавок или резкие различающиеся свойства смешиваемых веществ) требуется более высокая степень перемешивания. Это обусловлено тем,что в зоне сливания прямого и обратного. потоков (при входе в осевой канал) наблюдается ламинарное течение потоков без проникновения друг в друга, т.е. без перемешивания.

Целью изобретения является интенсификация перемешивания материала. указанная цель достигается тем, что в экструдере-смесителе для по-. лимерных материалов, содержащем гильзу, связанный с приводоч вращения шнек, снабженный месильной насадкой на его конце и выполненный с осевым каналом для рециркуляции расплава, 996222 вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выход « на конце его в виде сквозных радиальных отверстий, причем направление винтовой нарезки шнека на участке между входом и выходом осевого канала противоположно направлению вин-. товой нарезки на основной части шнека, радиальные отверстия выхода осе- . вого канала выполнены в месильной насадке. 10

Кроме того, радиальные отверстия выхода осевого канала могут быть удалены друг от друга по продольной оси месильной насадки.

На фиг. 1 изображено осевое сечение выходного конца экструдера-сме15 сителя1 на фиг. 2 - осевое сечение месильной насадки с вариантом расположения радиальных отверстий.

Экструдер-смеситель содержит гильзу 1 и шнек 2, связанный с приводом вращения (не показан),на переднем конце которого расположена месильная насадка 3, например призма с шестью гранями 4.. Передний конец шнека 2 и часть месильной насадки 3 снабже- 25 ны осевым каналом 5 для рециркуляции расплава, который заКанчивается на входе радиальными отверстиями 6, выходящими в межвинтовое пространство шнека 2, а на выходе — сквозными ра- 30 диальными отверстиями 7, выходящими на поверхность месильной насадки 3.

Направление витков 8 винтовой нарезки шнека 2 на переднем его конце, т.е. между месильной насадкой 3 и 35 входом осевого канала 5, выполнено обратным направлению витков 9 на основной части шнека 2. Радиальные отверстия 7 в теле месильной насадки

3 могут быть расположены в одной 40 плоскости (см. фиг. 1) или в разных плоскостях, удаленных друг от друга по ее продольной оси (см. фиг.2).

Наиболее простой формозе выполнения месильной насадки 3 является шестигранная призма, однако может быть использована и более сложная форма рабочей поверхности месильной насадки 3, что позволяет интенсифицировать перемешивание, но вызывает затруднения при изготовлении. При расположении радиальных отверстий 7 в двух поперечных сечениях и выполнении месильной насадки 3 в виде призмы, они могут заканчиваться на соседних гранях. 55

В процессе работы экструдера-смесителя расплав полимера транспортируется шнеком 2 к переднему концу экструдера и через радиальные отверстия 6 попадает в осевой канал 5, g0 пройдя который расплав выходит на грани 4 месильной насадкИ 3. Поскольку витки 8 шнека 2 перед призмой имеют обратное направление, они захватывают часть расплава и транспортируют 65 его против основного потока в зону входа в осевой канал 5, В этой зоне прямой и обратный потоки расплава сливаются и . ерез радиальные отверстия б попадают восевой канал 5.

Этим достигается продольное перемешиван1:е потоков, что способствует усреднению свойств полимера. Ðàñплав, выходящий через радиальные отверстия 7 в теле месильной насадки

3, попадает в пространство, ограниченное гранями 4 и внутренней поверхностью гильзы 1 и разделяется на две части, движущиеся вдоль граней

4 в противоположные стороны. При этом одна из них движется к выходу иэ экструдера, а другая - к началу обратных витков 8, образуя обратный поток. За счет вращения месильной насадки 3 расплав, движущийся вдоль его граней, интенсивно перемешивается в поперечном направлении. В случае расположения радиальных отверстий

7 в двух плоскостях, расплав разделяется на два потока: сначала в осевом канале 5, а затем раздваивается при выходе на грани 4 месильной насадки 3. Расположение радиальных отверстий 7 в двух отстоящих друг от друга плоскостях приводит к тому, . что потоки расплава проходят вдоль месильной насадки 3 разные расстояния. (войное разделение потока расплава и прохождение ими разных расстояний интенсифицирует процесс перемешивания.

Таким образом, предложенная конструкция экструдера-смесителя позволяет сохранить все его положительные качества и одновременно обеспечивает простыми средствами более интенсивное перемешивание расплава,а значит получение более равномерного продукта.

Формула изобретения

1. Экструдер-смеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, связанный с приводом вращения . шнек, снабженный месильной насадкой на его конце и выполненный с осевым каналом для рециркуляции расплава, вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выходна конце его и выполнен в виде сквозных радиальных отверстий, причем направление винтовой нарезки шнека на участке между входом и выходом осевого канала противоположно направлению винтовой нарезки на основной части шнека, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью интенсификации перемешивания материала, радиальные отверстия выхода осевого канала выполнены в месильной насадке.

2. Экструдер-смеситель по и. 1, отличающийся тем, что

9.96222

Составитель Л.Кольцова

Редактор Н.Горват Техред Ж.Кастелевич Корректор Г.Огар

Заказ 808/26 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 радиальные отверстия выхода осевого канала удалены одно от другого по продольной оси месильной насадки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. J1, Госхимиздат, 1962> с. 57.

2. Авторское свидетельство СССР

9 757339, кл. В 29 F. 3/02, 1978, (прототип1.