экструдер для переработки термопластичных материалов
Классы МПК: | B29C47/38 с использованием червяков B29C47/66 барабаны или цилиндры |
Автор(ы): | Остриков А.Н., Абрамов О.В. |
Патентообладатель(и): | Воронежская государственная технологическая академия |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-10-23 публикация патента:
27.08.1998 |
Изобретение относится к переработке термопластичных материалов, требующих непрерывного перемешивания и гомогенизации. Экструдер для переработки термопластичных материалов содержит корпус, загрузочную воронку, шнек и профилирующую головку с фильерой. На внутренней поверхности корпуса за счет изменения ее профиля и конфигурации образованы шесть последовательно расположенных зон, плавно переходящих одна в другую по винтовой линии. Характер изменения формы внутренней поверхности корпуса в каждой зоне зависит от ее функционального назначения. В зоне загрузки внутренняя поверхность корпуса имеет постоянный номинальный диаметр. В зоне смешивания на внутренней поверхности корпуса выполнен по винтовой линии паз прямоугольной формы, глубина и шаг которого постоянны по всей длине зоны. В зоне сжатия внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющимся диаметром, причем диаметральный зазор между витком шнека и корпусом уменьшается от начала к концу зоны. В зоне гомогенизации на внутренней поверхности корпуса выполнен паз с постоянным шагом и глубиной, образующий овальный винтовой канал, причем его направление противоположно направлению винтовой нарезки шнека. В зоне постепенного возрастания давления внутренняя поверхность корпуса выполнена с уменьшающимся зазором между наружным диаметром витка шнека и внутренним диаметром корпуса в направлении движения потока материала. В зоне стабилизации давления на внутренней поверхности корпуса номинального диаметра выполнен паз, образующий конический винтовой канал с изменяющейся глубиной. Проходное сечение винтового канала увеличивается в направлении движения продукта пропорционально величине возрастания давления. Изобретение позволяет улучшить качество готового продукта за счет интенсификации процессов смешения и гомогенизации, а также заданного темпа нарастания давления. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1 Экструдер для переработки термопластичных материалов, содержащий корпус, загрузочную воронку, шнек, профилирующую головку с фильерой, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса за счет изменения ее профиля и конфигурации образованы шесть последовательно расположенных зон, плавно переходящих одна в другую по винтовой линии, причем характер изменения формы внутренней поверхности корпуса в каждой зоне зависит от ее функционального назначения: в зоне загрузки внутренняя поверхность корпуса имеет постоянный номинальный диаметр, в зоне смешивания на внутренней поверхности корпуса выполнен по винтовой линии паз прямоугольной формы, глубина и шаг которого постоянны по всей длине зоны, в зоне сжатия внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющимся диаметром, причем диаметральный зазор между витком шнека и корпусом уменьшается от начала к концу зоны, в зоне гомогенизации на внутренней поверхности корпуса выполнен паз с постоянным шагом и глубиной, образующий овальный винтовой канал, причем его направление противоположно направлению винтовой нарезки шнека, в зоне постепенного возрастания давления внутренняя поверхность корпуса выполнена с уменьшающимся зазором между наружным диаметром витка шнека и внутренним диаметром корпуса в направлении движения потока материала, в зоне стабилизации давления на внутренней поверхности корпуса номинального диаметра выполнен паз, образующий конический винтовой канал с изменяющейся глубиной, причем проходное сечение винтового канала увеличивается в направлении движения продукта пропорционально величине возрастания давления.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к переработке термопластичных материалов, требующих непрерывного перемешивания и гомогенизации. Известна червячная машина (экструдер) для переработки полимерных материалов, содержащая корпус с винтовыми каналами по его внутренней поверхности, выполненными эксцентрично оси червяка, загрузочную воронку, червяк (шнек), профилирующую головку с фильерой (авт. св. СССР N 509446, кл. B 29 C 47/38, 1976). Недостатком известной червячной машины является низкое качество переработки материала, обусловленное недостаточной эффективностью процесса перемешивания и гомогенизации. Эксцентричная нарезка корпуса с винтовыми каналами по всей длине представляется нецелесообразной, так как процессы, протекающие внутри корпуса по его длине, различны по характеру и поэтому для каждой зоны червячной машины требуется обоснованный выбор формы исполнения внутренней поверхности цилиндра, обеспечивающий надежное и стабильное протекание процессов в червячной машине. Технической задачей изобретения является улучшение качества готового продукта. Поставленная задача достигается тем, что в экструдере согласно изобретению на внутренней поверхности корпуса за счет изменения ее профиля и конфигурации образованы шесть последовательно расположенных зон, плавно переходящих одна в другую по винтовой линии, причем характер изменения формы внутренней поверхности корпуса в каждой зоне зависит от ее функционального назначения. В зоне загрузки внутренняя поверхность корпуса имеет постоянный номинальный диаметр; в зоне смешивания на внутренней поверхности корпуса выполнен по винтовой линии паз прямоугольной формы, глубина и шаг которого постоянны по всей длине зоны; в зоне сжатия внутренняя поверхность корпуса выполнена с изменяющимся диаметром, причем диаметральный зазор между витком шнека и корпусом уменьшается от начала к концу зоны; в зоне гомогенизации на внутренней поверхности корпуса выполнен паз с постоянным шагом и глубиной, образующий овальный винтовой канал, причем его направление противоположно направлению винтовой нарезки шнека; в зоне постепенного возрастания давления внутренняя поверхность корпуса выполнена с уменьшающимся зазором между наружным диаметром витка шнека и внутренним диаметром корпуса в направлении движения потока материала; в зоне стабилизации давления на внутренней поверхности корпуса номинального диаметра выполнен паз, образующий конический винтовой канал с изменяющейся глубиной, причем проходное сечение винтового канала увеличивается в направлении движения продукта пропорционально величине возрастания давления. При таком исполнении внутренней поверхности корпуса материал в процессе движения подвергается воздействию значительных сдвиговых деформаций, обеспечивающих требуемую степень термообработки продукта. Зоны, расположенные по длине корпуса, выполнены последовательно переходящими одна в другую по винтовой линии для обеспечения заданного изменения давления материала при его перемещении шнеком. Обрабатываемый продукт одновременно течет как по винтовым каналам шнека, так и по каналам на внутренней поверхности корпуса, без образования застойных зон и значительного обратного перетока материала, в особенности в зоне стабилизации давления, благодаря обоснованному выбору формы исполнения внутренней поверхности цилиндра. В зоне загрузки внутренняя поверхность корпуса постоянного номинального диаметра выполнена с шероховатостью не более Rz20, обеспечивающая хорошую подающую способность шнека. В зоне смешивания паз прямоугольной формы, выполненный по винтовой линии, представляется наиболее целесообразным решением, так как он может вместить наибольшее количество подводимого продукта. Постоянные глубина и шаг винтового паза в полной мере обеспечивают хорошее смесительное действие и необходимую производительность экструдера, а значения шага S1 и глубины h зависят от свойств перерабатываемого материала и технологического режима переработки. Угол подъема винтовой линии паза равен углу винтовой нарезки шнека (![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118019/981.gif)
![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118019/981.gif)
![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118209/948.gif)
![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118019/981.gif)
![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118019/981.gif)
![экструдер для переработки термопластичных материалов, патент № 2118257](/images/patents/353/2118209/948.gif)
Класс B29C47/38 с использованием червяков