Червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧНжихРЕСПУбЛИН Г 3/ ГОСУД АРСПО ДЕЛ Н АВТОРОНО ВИДЕТЕПЬСТ(54) (57) 1,ЧЕРВЯЧНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЫПУЧИХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛО содержащий цилиндрический корпус с загрузочной воронкой и нагревателем установленные в корпусе вращающийся червяк с зонами питания, сжатия и выдавливания и втулку с продольными пазами на внутренней поверхности и окном, расположенным под загрузочно воронкой, о т л и ч а ю щ и й с я БО 593377 А тем, что, с целью обеспечения постоянной производительности при переработке материалов с различными свойствами, втулка снабжена приводом для ее вращения, устройством регулирования скорости вращения и выполнена с дополнительными окнами, расположенными по ее окружности.2. Червячныйпресс по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что устройство регулирования скорости вращения выполнено в виде датчика давления, установленного в корпусе на выходе иэ зоны питания червяка и регулятора, соединенного с датчиком и приводом втулкит - щой 3. Червячный пресс по и. 1, о л и ч а ю щ и й с я тем, что устр ство регулирования скорости враще ния выполнено в виде датчика крут щего момента червяка и регулятора соединенного с датчиком .и лриводоИзобретение относится к областипереработки пластмасс,а именно кчервячным прессам, и может быть использовано при производстве изделийи полуфабрикатов с точными геометрическими размерами и однородной структурой из сыпучих полимерных материалов.Известен червячный насос для перерабтки сыпучих полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого расположенчервяк и питающее приспособление,выполненное в виде двух соприкасающихся и вращающихся навстречу другдругу барабанов, один из которыхрасположен на червяке и перфориро".ван, а другой снабжен радиальнымилопастями, совершающими возвратнопоступательное движение (1,Недостатком червячного пресса является сложность конструктивноговыполнения питающего приспособленияа также колебание производительности,Известен также червячный прессдля переработки сыпучих полимерныхматериалов, содержащий цилиндрический корпус с загрузочной воронкой инагревателями и установленные в корпусе червяк с зонами питания, сжатияи выдавливания и втулку с продольными пазами на внутренней поверхности с окном, расположенную под загрузочной воронкой (2,Однако практического примененияданная конструкция не получила. Применение втулок с продольными пазамипривело к увеличению транспортирующей способности червяка в зоне питания. Материал в зоне питания имелпроскальзывание только по направлению пазов вдоль цилиндра и скручивался с червяка как гайка с винта.Последующие же зоны червяка, находящиеся в корпусе с гладкой внутренней поверхностью, развивали меньшуюпроизводительность и препятствовалипродвижению материала. В результатеисходный твердый материал чрезмерноуплотнялся на этих участках, что приводило к перегрузке привода.Цель изобретения - обеспечениепостоянной производительности при переработке материалов с различнымисвойствами;Указанная цель достигается тем,что втулка снабжена приводом для еевращения, устройством регулированияскорости ее вращения и выполнена сдополнительными окнами, расположенными по ее окружности.При этом устройство для регулирования скорбсти вращения втулки может быть выполнено в виде датчикадавления, установленного вцилиндрическом корпусе на выходе иэ зоныпитания червяка, или датчика крутящего момента червяка и регулятора,соединенного с соответствующим датчиком и приводом втулки. На чертеже изображен предлагаемый 5 червячный пресс для переработки сыпучих полимерных материалов.Червячный пресс для переработкисыпучих полимерных материалов содержит загрузочную воронку 1, цилинд рический корпус 2, втулку 3, имеющуюпродольные пазы на внутренней поверхности и установленную в корпусе подзагрузочной воронкой, и червяк 4.Втулка 3 с продольными пазами (начертеже не показаны) установлена вподшипниках 5 и имеет реверсивныйрегулируемый привод для ее враще-.ния относительно червяка 4 (начертеже не показан). Для равномерного приема материала иэ загрузочной воронки 1 втулка имеет окна О,равномерно расположенные по ее ок-,ружности. Червячный пресс снабженустройством для регулирования скоу 25 Рости вРащения втулки 3 относительно червяка 4, состоящим из дат-чика б давления исходного матери 1 ала, установленного в корпусе 2 навыходе иэ зоны питания червяка, ирегулятора 7, соединенного с датчиком б и приводом втулки.Согласно второму варианту выполнения устройство для регулированияскорости вращения втулки 3 относительно червяка 4 состоит иэ датчика8 крутящего момента червяка и регулятора 9, соединенного с датчиком иприводом втулки. Привод (на чертежене показан) состоит из электродвигателя и редуктора.40 Червячный пресс работает следующимобразом.Термопластичный полимерный материал в гранулированном, дробленомили порошкообразном виде подаетсячерез загрузочную воронку и окна вращающейся втулки с пазами в корпус 2.Червяк подает полимерный материал понаправлению пазов втулки 3, Производительность зоны питания червяка зависит от относительной скорости вращения червяка 4 втулки 3, которуюможно изменять при постоянной скорости вращения червяка изменениемскорости вращения втулки. Из втулки 3 полимерный материал поступаетв обогреваемый корпус 2, по мерепродвижения в котором он нагревается, плавится, уплотняется, гомогенизируется, превращается в однороднуювязкую массу и подается червяком на 60 профилирование изделия. Производительность зоны выдавливания зависит отскорости вращения червяка и подачиполимера зоной питанияТаким образомпри заданной угловой скорости враще ния червяка, которая является одина593377 Редактор А. Аристова Техред М, Тепер Корректор И, Ватрушкина Заказ 6976/4 Тираж 645 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ковой на всех участках корпуса, стабильность производительности червячного пресса зависит от стабильностиподачи материала зоной питания. Стабильности подачи материала зоной питания способствуют пазы во втулке 3.Однако подача материала может колебаться во времени из-эа изменений на.сыпного веса полимера. В зависимостиот его величины при постояннойскорости вращения червяка зона питания 0будет развивать производительность,которая может быть больше или меньше производительности эоны выдавливания червяка. Для приведенияпроизводительности зоны питания червяка в соответствие с производительностью зоны выдавливания червяка выбирают направление и скорость вращения втулки 3. Причем, если втулка спазами вращается с угдовой скоростью, рОравной скорости вращения червяка,то в этом случае производительностьчервяка в зоне питания будет равнанулю, так как относительная скорость червяка и втулки равна нулю. 25Увеличение подачисыпучего полимерного материала производится путемувеличения относительной скоростичервяка и втулки с пазами. Соответствие производительности червяка взонах питания и выдавливания виднопо показаниям датчика 6 давления,установленного на выходе иэ зоны питания червяка в цилиндрическом корпусе. Если давление отсутствует, этозначит, что производительность эоны 3питания червяка меньше, чем производительность эоны выдавливания, и червячный пресс еще не выведен на рабочий режим. Для увеличения производительности зоны питаний червяка увеличивают относительную скорость вращения втулки и относительно червякадо тех пор, пока не возникнет давление в начале гладкого цилиндрического корпуса. Это давление увеличиваютдо требуемого уровня путем дальнейшего изменения скорости вращениявтулки. Заданный уровень давленияв дальнейшем поддерживают автоматически следующим образом. Датчик 6давления передает сигнал на регулятор 7 который следит за сохранением постоянного давления материала в начале гладкого цилиндрического корпусаПри увеличении или уменьшении насыпного веса исходного полимера устройство для регулирования, построенное на принципе стабилизации дав. ления в конце зоны питания, соответственно уменьшает или увеличивает подачу материала зоной питания червяка эа счет плавного изменения скорости вращения втулки 3 с пазами относительно червяка и, таким образом, поддерживает сбалансированный режим экструзии.В случае регулирования подачи полимерного материала зоной питания по крутящему моменту, датчик 8 крутящего момента подает сигнал на ре-, гулятор 9, который следит эа сохранением постоянного крутящего момента на червяке. При изменении крутящего момента на червяке 4 система регулирования, построенная на принципе стабилизации крутящего момента, в зависимости от изменения момента уменьшает или увеличивает подачу материала зоной питания эа счет плавного изменения скорости вращения втулки с пазами относительно червяка и, таким образом, поддерживает сбалансированный режим экструзии.В предлагаемой конструкции в связи с тем, что давление в начале глад. кого корпуса и скорость вращения чер вяка всегда постоянны, все тепловые процессы плавления и гомогениэации расплава проходят без тепловых колебаний, и расплав выдавливается с постоянной температурой и вязкостью.Предлагаемая конструкция червяч" ного пресса позволит согласовать производительность зоны питания и остальных зон на одной конструкции червяка в широком диапазоне изменения насыпного веса исходного полимера. Такое решение позволит создать универсальный червячный пресс, пригодный для качественной переработки в изделия практически всех сыпучих полимерных материалов, независимо от их гранулометрического состава и колебаний насыпного веса.