Червячный экструдер для полимерных материалов

Союз СоветснинСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111897554(22) Заявлено 17,04,80 (21) 2913241/23-05с присоединением заявки РЙ -(51) М. Кл, В 29 Р 3/02 В 29 В 1/10 Ъаударстаенный комнтет СССР до делам нзабретеннй н отнрытнй.3 (088.8) Дата опубликования описания 18.01.82(54) ЧЕРВЯЧНЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХМАТЕРИАЛОВ ол 5 ост лага ный лов,воронкв тор в к я и степень гомогени ции перера- словленные и батываемого матерна недостаточной турбул потоков в канале шн эионным отверстием,ла, о изаци вых еред экструие энергозат- мешивание ка и льш раты, расходуемыематериала и связанцией,е с рециркул етение относится к полимерному машиностроению и предназначено для использования при переработке полимерных материалов, требующих высокой степени смешения и гомогениэации.Известен червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус и шнек, выполненный в виде сердечника с основной нарезкой и размещенной между витками основной нарезки дополнительной нарезкой, которая выполнена из упругого материала и снабжена приводом поступательного перемещения относительно продольной оси сердечника 1 1,Недостатками известного червячного экструдера являются невысокое качествосмешения перерабатываемого материала, обусловленное неразвитостью вихревых потоков в канале шнека, большие, затраты энергии, расходуемые на перемешивание материала в зоне доэирования вследствие слабо развитой перемешиваюшей способности и на преодоление местных гидравлических сопротивлений, а также экая долговечность экструдера обуовленная интенсивным износом корпуса ека, вследствие трения по ним доительной нарезки,аиболее близким по технической суши и достигаемому результату к предемому изобретению является червячэкструдер для полимерных материасодержащий корпус с загрузочнойой и экструзионным отверстиемцовой его части, шнек и перемешищее устройство, выполненное в видеолнительного шнека, расположенногонале основного шнека 21,едостатками данного червячного экс тра являются невысокое качество сме 897554Бель изобретения - , повышение качества смешения и эффективности гомогенизации материала.Достигается указанная цель тем, чтов червячном смесителе для полимерных 5материалов, содержащем корпус с загрузочной воронкой и экструзионным отверстием в торцовой его части, шнек и перемешиваюшее устройство, смонтированное на корпусе соосно шнеку, перемеши 10ваюшее устройство выполнено в виде1расположенных между шнеком и торцовой частью корпуса двух лопаточныхзавихрителей, смонтированных друг напротив друга с образованием вихревой15камеры и лабиринтного канала для сообщения вихревой камеры с экструзионнымотверс тием,На фиг, 1 изображен червячный экструдер; на фиг. 2 - лопаточный завихри 30тель 1 на фиг, 3 - развертка лопаточныхзавихрителей; на фиг, 4 - зависимостькомпонентов скорости истечения материала от расположения лопаток.ЮЧервячный зкструдер содержит корпус. 1 с загрузочной воронкой 2, внутренняя поверхность которого образуетпластикационный цилиндр 3 с зонамипитания 1 и сжатия П, шнек 4, и раз 30даточный цилиндр 5, в котором располсжено перемешивающее устройство в видерасположенных соосно шнеку 4 двухлопаточных завихрителей 6, соединенныхмежду собой цилиндрической обечайкой7 (фиг. 1), Лопаточные завихрители 6расположены напротив друг друга исостоят из лопаток 8, одним концомзакрепленных к цилиндрическим сердечникам 9 и 10, другим - к обечайке 7,Сердечник 9 выполнен полым и крепится к мундштуку 11, Лопаточные завихрители 6 смонтированы с образованиемвихревой камеры А, а сердечники 9 и10 образуют лабиринтный канал-дозатор12, связующий вихревую камеру А и 4 Зэкструзионное отверстие 13, Лопатки 8обоазуют между собой межлопаточцоепространство 14 (фиг. 3 и 4).Червячный зкструдер работает следующим образом, 50П ерераба тываемый полимерный ма териал подается через загрузочную воронку 2 на шнек 4 в зону питания ,Далеематериал шнеком 4 подается в зону сжатия 5, где он пластицируется, образуя 55расплавленную полимерную массу, которая затем подается в раздаточный цилиндр 5, Расплавленная полимерная масса в раздаточном цилиндре 5 равномерно поступает к лопаточным завихрителям 6 и продавливается через межлопаточное пространство 14, Выйдя из лопаток 8, полимерный материал закручивается в вихревой камере Д . Степень, закрутки.lзависит от величины тангенциальной составляющей скорости Ф (фиг. 4) вихревого потока в камере А, которая является функцией от угла (, наклона лопаток и скорости потока (фиг. 4) % =ЮС 05 о(.Ю = %. 5)и 3,. Скорость потока зависит от перепада давления д Р между вихревой камерой А и областью раздаточного цилиндра 5, который подбирается разностью проходного сечения на входе Р и выходемежлопаточного пространства 14, а также проходным сечением лабиринтного канала-дозатора 12 и экструзионного отверстия 13 (фиг,4) Для создания различных зпюр тангенциальных составляющих скорости по радиусу осуществляют закрутку лопаток по радиусу, т. е. уголв каждом сечении по радиусу меняется в зависимости от того, какую эпюру скоростей требуется получить. Лопатки 8 в лопаточных завихрителях 6 установлены таким образом, что тангенциальные составляющие скорости потоков расплава, выходящих из межлопаточных пространств 14, направлены в разные стороны (фиг. 4).Таким образом, установка в червячном экструдере двух лопаточных завихрителей, помещенных на входе в зкструзионное отверстие, позволяет значителЬно повысить качество смешения и степеньгомогенизации расплава, а также снизить энергозатраты на перемешивание на 30- 50%,Формула изобретенияЧервячный зкструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и экструзионным отверстием в торцовой его части, шнек и перемешиваюшее устройство, смонтированное на корпусе соосно шнеку, о т л и - чаюши йс я тем, что, с целью повышения качества смешения и эффективности гомогенизации материала перемешиваюиее устройство выполнено в виде расположенных между шнеком и торцовой частью корпуса двух лопаточных завихрителей, смонтированных напротив друг друга с образованием вихревой ка897554 меры и лабиринтного канала для сообшения вихревой камеры с экструзионнымотверстием,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское627994, кл. 2, Авторское716850, кл.Заказ 11828/22 Тираж 672 Подлис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4