Червячно-дисковый экструдер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК1212833 9) 47/52, 47/ 4 В льский синте а уч но- исследо в адля производств н и В. Г. И 88.8) икобритан к. 1967.детельство29 Е 3/012 79816,ССР 971. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзныйинститут машинтических волокон(54) (57) ЧЕРВЯЧНО-ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР, содержащий корпус, размещенные в нем и соединенные с приводами вращения червяк с винтовой нарезкой и последовательно расположенными зонами транспортирования и дозирования и диск, от,тчаюиийся тем, что, с целью повышения производительности экструдера при обеспечении оптимальных параметров расплава, отношение диаметра диска к диаметру червяка выбрано в пределах 3 - 6, при этом отношение высот витков винтовой нарезки червяка в зонах транспортирования и дозирования выбрано превышающим 1 и по большей мере равным 3.35экс рулер работает Червячно-лискОВ.Рйслелующим образом.Гранулы полимера через загрузочное с) г. верстие 4 попадают в транспортируюшук зону червяка 2. Последний транспортирует полимер и благодаря разности высот вит кпв червяка 2 в зоне транспортирования и В зоне дозирования сжимает его, На червяке 2 полимер частично плавится и выдавливается в дисковую зону. В дисковой зоне благодаря болыпим сдвиговым усилиям, создаваемым диском 3, полимер окончательно плавится, гомогенизируется и подается через выходной канал 5 к потребителю. Основными факторами, влияющими на производительность экструдера, являются 50 частота и вращения червяка 2, отношение А диаметра диска 3 к диаметру червяка 2 и степень сжатия полимера К. Степень сжатия полимера К обеспечивается геометрией червяка 2 и выражается как отношение высоты ) витка червяка 2 в зоне транспортирования (фиг. 1) к высоте 2 витка червяка 2 в зоне дозированияК Изобретение относится к переработкеполимерныхматериалов, в частности волокнообразующих полимеров, и может быть использовано в машинах для формовация синтетических волокон в химической промышленности,Цель изобретения - повышецие производительности экструдера при обеспеченииоптимальных параметров расплава.На фиг. 1 приведена принципиальнаясхема червячно дискового экструлера; нафиг. 2 графики зависимости производительцости экструдера от частоты вращения червяка олного типоразмера при различной степени сжатия полимера и припостоянном диаметре диска (192 мх); нафиг. 3графики зависимости и):НРодительности экструдера от ча;огыния черВяка постоянногс) лиам.г цспс)льзовацРРем лиска разли шых )цсо.зхеров и ри постоянстве степени сжагцн полимера, равцой 1,5. 20Червячно - дисковый экстрх ер (фг. 1)содержит корпус . размещенные в нем червяк 2 с вьсотой Витков Ь ВНН 1 свой нарезки В зоне транспортирования и ) в зонедозирования и ли 3.Червяк 2 и иск 3 соелицецы с индивидуальными приводами нраРенн 5 (Нс. показаны). В корпусевыилнено загрузочноеотверстие 4 и выходной канал 5.Отношение диаметра лиска 3 диаметручервяка 2 А выбрано В пределах 3 - 6, при 30этом отношение высот витков винтовой нарезки червяка 2 в зонах транши)ргцроРРция и лозирования К = Д выбрано превыцаощими по богьней мсре равным 3,т. е. 1(КЗ. При этом указанные основные факторы в про;ессе работы экс) рулера взаимосвязаны фиг. 2 ц 3).Из графикОР На фиг. 2 и 3 видно, повышение производительности экструлера .Остигается при степени сжатия полимера более 1 и:е оолес 3 и Отношении диаметров лка и червяка 3-.-6.(Р, Нри А==3,44 и постоянной степени сжатия полимера К=1,5 (график В, фиг. 3) максимальная частота Врапсени 5 червяка 2, при которой получается качественный рас. плав, 250 миц и, соответственно, максимально достипутая при этом производительность экструлера 29 кг, .При увеличении часто; ы п Вращения червяка 2 свьшс 250 мин качесгно распла- В;. (с.,ко , хх,пает 5 Рб)Н) стя нелоп,аВленцый пр)дукт. Г 0,елнес вязаО с х Р л ы х Б 1) с м е ц с х ио . Р, а н н я),с г) а В дисковой зоне. Прп умсцьп спн:, Л ло 2),8 прелл частоты вранения червяка 2 снижае;ся до 175 мин , а производите,ьнось экструдера - ло 14,4 кг (график а, фцг. 3)При увеличении А ло 6 частоту и вращения червяка 2 возможно увеличить ло 400 мин ц, соответственно, производительность экструлера ло 56 кгч. Это позволяет увеличить время пребывания расплава в дисковой зоне, что необходимо для получения качественного расплавР.,(аьцейсс увеличение А непелесообраз-О. так как сильно Возрастают габариты экструдера и затрат а его .Рзгсговлес нс. ОправлыВаются р)сгох Нроизво РН 1,ь. НОт экструдера. Так, лля серийно вып скаехых экстру лерОВ с лиаметрОм чсрБяа 90 мм диаметр лиска 3 должен составлять более 600 мм.Расчет времени пребывания расплава в дисковой зоне приведен в табл. .Как видно из табл. 1, А цесесообразцо выбирать в пределах 3 - -6. Аналогичные данные для других частот п вращения червяка 2 могут быть рассчитаны по данным, приведенным на графиках а, б, в, г и д ца фиг. 3.Увеличение К более 3 при А = сопз( приводит к резкому снижению объемной подачи полимера червяком 2, а следовательно, снижается производительность экструдера. При этом использование червяка с К более 3 приводит к возникновению больших сдвиговых усилий к червячной зоне (особенно при переработке высоковязких полимеров) и, как результат, к перегреву и деструкции перерабатываемого полимера.Использование червяков 2 с К менее 3, наоборот, приводит к увеличению объемной подачи полимера, а следовательно, к увеличению производительности экструлера. Однако снижение степени сжатия полимера возможно только до К)1, так как дальнейшее снижение К превращает червяк 2 из плавиль1212833 Производительность, кг/ч Время пребыДиаметр Ачервяка,мм Частота Диаметрвращения диска,червяка, мммин вания в дисковой зоне, с 19,8 15,8 32 225 2,8 90 16,6 23,4 1,5 3,0 32 96 225 26,1 18,9 4 32 1,5 110 225 28 26,7 4,4 225 1,5 32 140 32 33,1 6,0 32 192 225 Таблиц а 2 Степень сжатия. К 2,5 1 1,5 3,0 3,5 37,0 29,5 21,0 12,0 6,0 28,6 35,9 50,4 88,3 176,6 М Ф й с Д аю м лю заа ю 1 апттю 3 ращаниа, иинФиг 2 ного устройства в транспортирующее. При этом подаваемый в дисковую зону полимер не успевает доплавляться, что резко снижает качество расплава.Данные испытаний экструдера с использованием червяков 2 с различным К при постоянстве А для частоты Х вращения червяка 2 225 минприведены в табл. 2,Аналогичные данные для других частот вращения червяка 2 могут быть рассчитаны по данным, приведенным на графиках а, б,в,гиднафиг.2,Таким образом, как видно из табл. 1 и 2, экономически целесообразно при малых производительностях использовать диски 3 малого диаметра и червяки 2 с большой Производительность, кг/ч Время пребывания в дисковой зоне, с степенью сжатия полимера, при больших производительностях - диски 3 большого диаметра, а червяки 2 - с малой степенью сжатия полимера.Испытания экструдера проводят на поликапроамиде, полиэтилентерефталате и полипропилене с использованием трех червяков диаметром 32 мм, обеспечивающих степень сжатия полимера 1; 1,5;2,5; 3,0; 3,5; и пяти типоразмеров дисков диаметрами 90, 96, 110, 10 140 и 192 мм.Результаты испытаний показывают, чтопроизводительность экструдера может быть увеличена на 50% при использовании червяков, обеспечивающих степень сжатия полимера более 1 и не более 3, и отношении диаметров диска и червяка 3 - 6.Таблица 11212833 б фиг. 5 Редактор О.Заказ 707/25 ковецкая ВНИИПИпо де 113035, Мос илиал ППП 300 200 2 Я ЛЮ УО ЮОспюиа краш,ения тиСоставитель Б. Новожило Техред И. Верес Тираж 640Государственного комитетлам изобретений и открква, Ж - 35, Раушская и Патент, г. Ужгород, ул. вКорректор С. ЧернПодписноеа СССРытийаб., д. 4/5Проектная, 4