Шнековый пластикатор литьевой машины

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 200380 (21) 2901774/23-05 В 29 Г 1/04 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(54) ШНЕКОВЫЙ НЛАСТИКАТОР ЛИТЬЕВОЙ МАШИНЫ Изобретение относится к переработке полимерных материалов литьем под давлением и предназначено для использования в литьевом оборудовании для переработки резиновых смесей.Известен шнековый пластикатор литьевой машины, содержащий пластикационный цилиндр и размещенный в нем шнек (1).В известном пластикаторе при вращении шнека происходит накопление дозы расплава в полости между концом шнека , который перемешается в осевом направлении, и стенками пластикационного цилиндра.Недостатком пластикатора является то, что разность температур материала в накопленной дпя впрыскивания дозе составляет 20 - 50 С и поле. температур неоднородно как в радиальном, так и аксиальном направлениях,Неоднократность температуры полимерного материала в дозе ухудшает качество и вызывает брак изде" лий,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шнековый пластикатор литьевой машины, содержащий пластихационный цилиндр сосредствами термо татировання и размещенный в нем шнек с наконечником (2).В последнем пластикаторе температурное поле в дозе накапливаемогодля впрыскивания материала выравнивается за счет дополнительного дисспативного нагрева при его прохождении через малый зазор между стенкойпластикационного цилиндра и наконечником на конце шнека, выполняющимроль торпеды.К недостаткам известного пластикатора относится снижение производительности шнекового пластикатораво время набора дозы, вызванноевынужденным уменьшением сечения выходного канала, которое определяетсязазором между наконечником и стенкойпластикационного цилиндра; отсутствиевозможности регулирования температуры накапливаемой дозы материала безизменения конструкции (величины зазора, длины торпеды) и производительности пластикатора; неуниверсальность данного типа пластикатора, таккак конструкция наконечника и величина зазора между наконечником и ЗО пластикационным цилиндром находятся.в большой зависимости от перерабатываемого материала; предрасположенность к перегреву полимерного материала во время его прохождения в зазоре наконечником и пластикационнымцилиндром пластикации,Цель изобретения - повышение качества продукции из резины за счетобеспечения температурной однородности материала.Достигается укаэанная цель тем,что в шнековом пластикаторе литье:вой машины, содержащем пластикационный цилиндр со средствами термостатирования и размещенный в немшнек с наконечником, наконечник шнека снабжен, по меньшей мере, двумяизогнутыми лопастями, вогнутая боковая поверхность которых имеет цилиндрический участок с образующей,параллельной оси шнека, и участок,ограниченный отрезком логарифмической спирали с полюсом на оси шнека,причем длина наконечника выбрана впределах от 1 до 2,5 диаметров шнека.На фиг. 1 изображен шнековыйпластикатор, поперечный разрез; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - касание одной иэ лопастейшнека со стенкой цилиндра пластикатора.Шнековый пластикатор содержитпластикационный цилиндр 1 со средствами 2 термостатирования, выполненными в виде рубашек для термостатирующего агента, шнек 3 с жесткосоединенным с ним наконечником 4,имеющим лопасти 5, и запорное кольцо б,Длина наконечника 4 выбирается впределах .1 - 2,5 диаметра шнека 3,так как увеличение размеров наконечника 4 шнека 3 приводит к увеличению крутящего момента на шнеке 3 иповышению приводной мощности, а применьших длинах наконечника 4 шнека3 снижается смесительное воздействиена перерабатываемый материал. Опытным путем установлено, что в случае переработки резиновых смесейоптимальными являются размеры наконечника в указанных пределах.Лопасти 5 наконечника 4 изогнутыв целях создания при его вращениициркуляционных потоков в поперечныхсечениях каналов наконечника 4, Дляснижения гидродинамического сопротивления циркуляционному движению материала вогнутая боковая поверхностьлопасти 5 выполнена цилиндрической,образующая которой параллельна осишнека 3, а ее направляющая кривая(фиг. 2) представляет собой отрезоклогарифмической спирали с полюсом О(фиг, 3) на оси шнека 3.Использование в качестве направляющей логарифмической спирали длябоковой поверхности лопастей 5, испытывающей максимальное динамическое воздействие потока, обусловлено ее свойством, заключающемся в том, что в любой точке спирали угол 9 между касательной 1 к лопасти 5(фиг. 3) и прямой, проходящей через данную точку и полюс О спирали, имеет постоянную величину, не зависящую от перемещения точкй по спирали, В силу этого потери энергии на изменение направления течения в потоке вдоль вогнутой поверхности лопасти 5 наконечника 4 будут минимальными, так как гидродинамическое сопротивление изогнутой стенки прямо пропорционально углу поворота потока, а этот угол в данном случае не возрастает и остается постоянным при переходе частиц полимера в потоке поперечных сечениях каналов наконечника 4 от поверхности пластикационного цилиндра 1 к его оси.- касательная к пластикационному цилиндру 1 (фиг. 3) .1 аботает шнековый пластикатор следующим образом. Полимерный материал шнеком 3 транспортируется в переднюю часть пластикационного цилиндра 1, при этом полимерный материал из канала шнека 3 проходит через кольцевой зазор запорного кольца б и попадает в каналы, образованные изогнутыми поверхностями лопастей 5 наконечника 4 и пластикационным цилиндром 1 (фиг. 2) . Вращение наконечника 4 совместно со шнеком 3 вызывает циркуляцию полимерного материала в поперечных сечениях этих каналов в направлении по часовой стрелке, Материал, находящийся у внутренней стенки пластика" ционного цилиндра 1, при вращении наконечника 4 перемещается в направлении по часовой стрелке вдоль вогнутой боковой поверхности лопасти 5 наконечника 4 к оси пластикационного цилиндра 1 и затем вдоль выпуклой боковой поверхности ближайшей лопасти 5 наконечника 4 возвращается к стенке пластикационного цилиндра 1. Кроме того, под давлением, развиваемым вращающимся шнеком 3, полимерный материал течет в этих каналах и вдоль оси пластикационного цилиндра 1.Таким образом, полимерный материал в каналах наконечника 4 шнека 3 перемещается в выходную часть пластикационного цилиндра 1 по сложной винтовой траектории, многократно меняя свою радиальную координату. В результате происходит перемещение материала,его диссипативный разогрев, улучшение условий теплообмена между полимером и термостатирующей пластикационный цилиндр жидкостью. Все это повышает однородность подготавливаемого для впрыскивания полимерного материала, а улучшение условий теплообмена исключает перегрев по88276 3 Формула изобретения иг,7 иг. Р лимерного материала, облегчает контроль и регулирование его температуры. После накопления в пластикационном цилиндре необходимой дозы материала производится впрыскивание полимера в Форму.5Производительность шнековогопластикатора определяется в основном производительностью шнека 3, потому что поток материала в полостях наконечника 4 вдоль оси шнека 3 не испытывает существенного гидродинамического сопротивления, так как суммарное поперечное сечение каналов между лопастями 5 наконечника 4 превышает поперечное сечение канала шнека 3.Выбранная форма наконечника 4 поз воляет, кроме, того, очищать поверхность пластикационного цилиндра 1 в зоне накапливаемого для впрыскивания материала, в результате чего происходит полный обмен материала 20 после каждого цикла пластикации,Таким образом, улучшение условий термост атировани я и повышен и е смесительной способности шнекового пластикатора позволяет получить в накопленном полимерном материале однородное температурное поле, что обеспечивает высокие литьевые свойства материала, устраняет брак и повышает качество изделий из резины.Использование изобретения повышает качество изделий за счет достижения температурной однородности в накапливаемой для впрыскивания дозе полимерного материала без снижения производительности пластикации,Предполагаемый эффект от использования изобретения в литьевом прессе за счет повышения качества при производстве резино-металлической детали-поршня составит 10 тыс. руб, в год. Шнековый пластикатор литьевоймашины, содержащий пластикационныйцилиндр со средствами термостатирования и размещенный в нем шнек снаконечником, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениякачества продукции из резины за счетобеспечения температурной однород фности материала, наконечник шнекаснабжен, по меньшей мере, двумяизогнутыми лопастями, вогнутая боковая поверхность которых имеет цилиндрический участок с образующей,параллельной оси шнека, и участок,ограниченный отрезком логарифмической спирали с полюсом на оси шнека,причем длина наконечника выбрана впределах от 1 до 2,5 диаметров шнека.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 163344, кл. В 29 Р 1/04, 1962.2, Патент ФРГ Р 2529 707,кл, В 29 Г 1/02, выкл . 1977 (прототип),882763 оставитель Л, Кольцоехред М.голинка Редактор С. Патрушева ор С, Щомак Эаказ 10065/17 филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 697 ИНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, Ж Подписноекомитета СССРи открытийшская наб., д, 4/5 ого ний Рау