Экструдер-смеситель для полимерных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата 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) ЗаявительИзобретение относится к переработ-. ке полимерных материалов, а именно к конструкциям месильных элементов экструдеров, и может быть преимущественно использовано для получения окрашенных в массе синтетических нитей, где требуется особо высокая равномерность свойств получаемой продукции.1 ОИзвестен экструдер-смеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, шнек с винтовой нарезкой и месильными элементами, привод вращения шнека 1 1.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 ме сильной 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 шне- З 0 ка 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 достигаетея 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, 996222вход которого размещен между витками винтовой нарезки шнека, а выходна конце его 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, радиальные отверстия выхода осе-, вого канала выполнены в месильной насадке. 10Кроме 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-сме 15 сителя 1 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 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 диальными отверстиями 7, выходящими Иа 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 формой 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. 55В процессе работы экструдера-смесителя расплав полимера транспортируется шнеком 2 к переднему концу экструдера и через радиальные отверстия 6 попадает в осевой канал 5, щ 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 перемешиван 1 е потоков, что способствует усреднению свойств полимера. Расплав, 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. Двойное 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 изобретения1, 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 й с я тем, что, с целью интенсификации перемешивания материала, радиальные отверстия выхода осевого канала выполнены в месильной насадке.2. Экструдер-смеситель по и, 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоз 8 ногий илиал ППП "Патеит", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 радиальные отверстия выхода осевогоканала удалены одно от другого попродольной оси месильной насадки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе4/26 Тираж 645 ВНИИПИ Государств по делам изобрет 113035, Москва, Ж 1. Шенкель Г. Шнековые прессы дляпластмасс. Л., Госхимиздат, 1962,с, 57.2. Авторское свидетельство СССРР 757339, кл. В 29 Г. 3/02, 1978,5 (прототип). Подписякомитета СССРоткрытийаушская наб., д,