Червячный пресс для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1595668 29 С 47 64 ТЕНИ К АВТ ОМ ЕТЕЛЬСТ Изобретен полимерных ма сах и может быт ния качества с полимер-поли лимеров с разл же высо коди наполнителям ния, грануляци олимерных материервячных прессов. в в изделия на ба феклоем повышение эфижение металного пресса.рвячный пресс дляпродольный разеречный разрез. в,опГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССРЬ АНИЕ ИЗОБ(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ЧЕРВЯЧНЫЙ ПРЕСС ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к области переработки полимерных материалов на червячных прессах, Оно м.б. использовано при переработке полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для скрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов в изделия на базе червячных прессов, Цель ие относится к переработке териалов на червячных пресь использовано для повышемешения при переработке мерных композиций, поичными пигментами, а таксперсными минеральными и в линиях для окрашиваи, получения и переработки изобретения - повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса. Для этого червяк и корпус снабжены, по меньшей мере, одной секцией с полостями и отверстиями для впуска и выпуска расплава. В полости секции червяка установлен статический ,смеситель. В полости секции корпуса установлен дополнительный статический смеси- тель. На корпусе и на червяке выполнены выступы, В винтовой нарезке червяка выполнены кольцевые прорези. Выступы корпуса смещены относительно выступов червяка. Отверстия для впуска расплава полимера корпуса смещены относительно соответствующих отверстий червяка. На червяке выполнены клиновые выступы. В кольцевой и дополнительной кольцевой прорезях выполнены профильные выступы и клинья, При работе червячного пресса расплав полимера проходит через статические смесители. Выступы срезают расплав полимера на выходе из отверстий и обеспечивают подачу в статические смесители малых доз расплава полимера, Это ведет к повышению эффективности смешения,.4 з.п,флы,2 ил,Цель изобретения ивности смешения и с ости и габаритов червНа фиг.1 показан ч олимерных материало рез; на фиг.2 - то же, и5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 Червячный пресс для полимерных материалов (фиг.1) содержит корпус 1 и установленный в орусе 1 с озоносю вращения червяк 2 с винтовой нарезкОЙ 3, причем корпус 1 и червяк 2 снабжены по меньшей мере одной секцией 4 и 5 соответственно полостями б и 7 и отверстиями 8 и 9 для впуска и 10,11 для выпуска расплава, полимера, расположенными по разные стороны подпорных элементов 12, установленных на червяке 2 и корпусе 1, и образующих упло 1 нительный зазор 13, а в полости 7 секции 5 чеовяка 2 установлен статический смеситель 14. В полости б секции 4 корпусаустановлен дополнитеЬныЙ статический см 8 сит 8 ль 5, г 1 а корпусе 1 и ч 8 рвяке 2 Выполнены выстугы 16 и 17, расположенные напротив отверстий 8 и 9 для впуска расплаВа полимеОа соответств 8 нно В полосги 7 и б секций 4 и 5 червяка 2 и корпуса 1, причем в винтовой нарезке 3 червяка 2 в зоне 18 располож 8 ния Выступов 16 4 17 и ОтВеостиЙ 8 и 9 для впуска расплава полимера выполнены кольцевые прорези 19, а Выступы 16 корпуса 1 смещены вдоль оси червячного пресса относительно выступов 17 червяка 2 (фиг.2) и отверстия 8 для впуска расплава полимера в полость б секции 4 корпуса 1 смещены вдоль оси червячного г ресса атносит 8 льно ОТВЯОстий 9 для Впуска расплава полимера в полость 7 секции 5 червяка 2, На червяке 2 между винтовой нарезкой 3 и подпорным элементом 12 з зоне 20 расположения отверстий 10 и 11 для выпуска расплава полимера из полостей б и 7 секций 4 и 5 червяка 2 и корпуса 1 вь;лолнены клиновые выступы 21, Обрзующие вдоль противостоящих боковых поверхностей 22 и 23 винтовой нарезки 3 и подпорного элемента 12 чередующиеся выступы 24 и впадины 25, причем ОТВ 8 рстия О и1 для Выпуска расплава полимеоа выполнены во Впадинах 25 между клиновыми выступами 21.В винтовой нарезке 3 червяка 2 выполнена дополнительная кольцевая прорезь 26, расположенная в зоне 20 отверстий 11 для выпуска расплава полимера из полости 7 секции 5 червяка 2, В кольцевой прорези 19 и в дополнительной кольцевой прорези 26 чеовяка 2 и на корпусе 1 выполнены профильные вьСтупы 27 и 28, образующие между собой профильные каналы 29, сообщенные с отверсиями 8 - 11 червяка 2 и корпуса 1 для впуска и выпуска расплава лолймера. Со стороны входа расплава полимера, перед лрофильньми выступами 27 и 28, а кольцевой прорези 19 и дополнительной кольцевой прорези 26 червяка 2 и на корпусе 1 выполнены клинья 30 и 31, образуОщие между собой дополнительные каналы 32 для прохода расплава полимера. Профильные Выступы 27 и клинья 30, установленные в кольцевой прорези 19 и дополнительной кольцевой прорези 26 червяка 2 и отверстия 9 и 11 для впуска и выпуска расплава полимера, расположены напротив соответствующих профильных выступов 28 и клиньев 31, установленных на корпусе 1 и отверстий 8 и 10 для впуска и выпуска расплава полимера.Работа червячного пресса для полимерных материалов (фиг,1 и 2) заключается в следующем, Расплав полимера, состоящий из различных компонентов и движущийся в корпусе 1, предварительно перемешиваешься под действием вращающегося червяка 2 с винтовой нарезкой 3, Уплотнительный зазор 13, образованный подпорным элементом 12 и корпусом 1, препятствует движению расплава полимера и заставляет его через отверстия 8 и 9 для впуска расплава полимерадвигаться в полости б и 7 секций 4 и 5, В полостях 6 и 7 расплав полимера проходит через статический смеситель 14 и дополнительный статический смеситель 16, в которых реализуется процесс интенсивного смешения, и выходит по другую сторону подпорного элемента 12 через отверстия 10 и 11, При этом выступы 16 и 17, расположенные в зоне 18 поперек потока расплава полимера, поочередно перекрывают соответствующие отверстия 8 и 9, подавая расплав полимера в статический смеситель 14 и дополнительный статический смеситель 15, Выступы 16 и 17, срезая расплав полимера на входе в отверстия 8 и 9, обеспечивают подачу в статические смесители 14 и 15 достаточно малых для хорошего смешения порций расплава полимера. Выступы 16 и 17 не перекрывают одновременно все отверстия 8. и 9, а обеспечивают постепенное увеличение расхода полимера в статических смесителях 14 и 15 от 0 до максимального значения, которое имеет место в том положении, когда, например, выступ 16 и 17 перекрывает все отверстия 9 или 8, а отверстия 8 или 9 при этом все открыты. Таким образом обеспечивается пульсирующая подача расплава полимера в статические смесители 14 и 15. Через статические смесители 14 и 15 проходит приблизительно половина общего расхода полимера через каналы червячного пресса, так как происходит разделение потока расплава полимера при входе в отверстия 8 и 9. В статических смесителях 14 и 15 происходит интенсивное смешение полимера. который сливается при выходе из отверстий 10 и 11 в зоне 20, При этом снижаются гидравлические потери энергии, которые зависят50 55 от расхода полимера через смеситель и уменьшаются с уменьшением расхода. Снижаются металлоемкость и габариты червячного пресса, так как отсутствует необходимость увеличивать длину смешения и время пребывания полимера в смесителе за счет длины и габаритов червяка, Размещение дополнительного смесителя 15 в корпусе 1 червячного пресса,как правило,не связано с каким-либо существенным увеличением габаритов корпуса 1. Таким образом обеспечивается повышение эффективности смешения и снижение металлоемкости и габаритов червячного пресса. 8 вариантах конструкции расплава полимера в зоне 20 при слиянии потоков полимера, выходящих из отверстий 10 и 11 для выпуска полимера, попадает под действие клиновых выступов 21 и перемещается в чередующихся выступах 24 и впадинах 25 между противостоящими боковыми поверхностями 22 и 23 винтовой нарезки 3 и подпорного элемента 12. При этом расплав полимера вовлекается в винтовое движение в указанном канале, Под действием выходящего из отверстий 10 и 11 (на фиг.1 из отверстий 11) расплава полимера увеличивается закрутка потока полимера, С целью устранения возможности образования застойных зон отверстия 11 и 10 целесообразно располагать во впадинах 25.Если профильные выступы 27 и 28, выполненные в кольцевой прорези 19 и дополнительной кольцевой прорези 26, развернуть по потоку, то они могут организовать движение расплава полимера в профильных каналах 29, сообщенных с отверстиями 8 и 9 для впуска и 10 и 11 для выпуска расплава полимера. В варианте конструкции расплав полимера движется через дополнительные каналы 32 клиньями 30 и 31, а затем перетекает в профильные каналы 29, При этом существенно улучшается смешение, так как расплав полимера проходит диффузорно-конфузорный переход, образованный неподвижными и вращающимися профильными выступами 27, 28 и клиньями 30 и 31,В варианте конструкции расплав полимера может двигаться через профильный канал 29 и дополнительный канал 32, который образуют диффузорно-конфузорный переход как по длине смесителя, так и в зазоре между корпусом 1 и червяком 2. При этом профильные выступы 27 и клинья 30 расположены напротив профильных выступов 28 и клиньев 31, также как и отверстия 9 и 11 червяка 2 для впуска и выпуска рас 5 1015203040 45 плава полимера расположены напротив отверстий 8 и 10 корпуса 1.В предлагаемой конструкции для повышения эффективности смешения осуществлен процесс одновременного смешения полимера в смесителях корпуса и червяка, Интенсификация процесса смешения осуществляется за счет пульсирующей подачи малых порций полимера в каналы смесителей, многократного слияния и разделенияпотоков расплава полимера, создания областей интенсивных сдвиговых деформаций с одновременным переворачиванием закручиванием) расплава полимера, движения расплава полимера в диффузорно-конфузорных переходах. При этом происходит увеличение поверхности раздела полимера и более интенсивное распределение контакта по всему объему смеси, а следовательно, повышение качества смешенияи качества получаемой полимерной композиции и изделий. Процесс смешения проводится как с использованием наружной поверхности червяка с винтовой нарезкой и внутренней поверхности корпуса, так и встатических смесителях, установленных в полостях секций корпуса и червяка, Это приводит к уменьшению металлоемкости и габаритов конструкции,Таким образом в червячном прессе дляполимерных материалов достигается повышение эффективности смешения по сравнению с известными конструкциями.Зкономический эффект от использованиячервячного пресса обеспечивается за счетповышения качества изделий, снижения себестоимости и капитальных, затрат при смешении и окрашивании композиционных материалов.Формула изобретения 1, Червячный пресс для полимерных материалов, содержащий корпус и установленный в нем с возможностью вращения червяк с винтовой нарезкой, причем корпус и червяк снабжены по меньшей мере одной секцией с полостью и отверстиями для впуска и выпуска расплава полимера, расположенными по разные стороны подпорныхэлементов, установленных на червяке и корпусе, а в полости секции червяка установлен статический смеситель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности смешения и снижения металлоемкости и габаритов червячного пресса, онснабжен дополнительным статическим смесителем, установленным по меньшей мере в одной полости секции корпуса, на корпусе ичервяке выполнены выступы, расположенные напротив отверстий для впуска расплава полимера соответственно в полостях1595668. 7,10 секций червяка и корпуса, причем в винтовой нарезке червяка в зоне расположения выступов и отверстий для впуска расплава полимера выполнены кольцевые прорези, при этом выступы корпуса смещены вдоль оси червячного пресса относительно выступов червяка, а отверстия для впуска расплава полимера в полость секции корпуса смещены вдоль оси червячного пресса относительно отверстий для впуска расплава полимера в полости секций червяка.2. Пресс по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на червяке между винтовой нарезкой и подпорным элементом в зоне распрложения отверстий для выпуска расплава полимера из полостей секций червяка и корпуса выполнены клиновые выступы, между которыми размещены отверстия для выпуска расплава полимера,3. Пресс по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в винтовой нарезке червяка выполнена дополнительная кольцевая прорезь, расположенная в зоне отверстий для выпуска расплава полимера из полости секциичервяка, а в червяке и на корпусе выполненыпрофильные выступы, размещенные в кольцевых прорезях, с образованием между ни 5 ми профильных каналов, сообщенных сотверстиями червяка и корпуса для впуска ивыпуска расплава полимера,4, Пресс по п.З, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что перед профильными выступами со10 стороны входа расплава полимера в кольцевой и дополнительной кольцевых прорезяхи на корпусе выполнены клинья, размещенные с образованием между ними дополнительных каналов для прохода расплава15 полимера,5. Пресс по пп 3 и 4, отл ич а ю щи йс я тем, что профильные выступы и клиньяна червяке и отверстия для впуска и выпускарасплава полимера червяка расположены20 напротив соответствующих профильных выступов и клиньев на корпусе и отверстийдля впуска и выпуска расплава полимеракорпуса.1595668Составитель И;Скопинцевактор М.Товтин Техред М.Моргентал Корректор М,Самборская Заказ 2877 Тираж 539 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101