Экструдер для переработки полимерных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Саветскин Социалистических РеспубликЗависимый от патентаЗаявлено 19,Ч 111,1970 ( 1473538/23-5)Приоритет. Кл. В 291 3/О Комитет по делам аобретений и открытипри Совете МинистровСССР бликовано 23.Ч 111.1972, Бюллетень25 8.057.3 (088.8) а опубликования описания 1.1 Х.1972 Авторыизобретения Иностранц Хайнц Кох и Ойген Ма (Федеративная РеспублИностраннаяВернер и Пфля (Федеративная Республ ыртин ферингерика Германии)фирмайдерерика Германии) аявител КСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЬ МАТЕРИАЛОВработки поли- которого расперегородками, ами в некотоИзвестен экструдер для перемерных материалов, в корпусеположен шнек с поперечнымивыполненными между его виткрых шагах нарезки. 5В предлагаемом экструдере в шагах нарезки шнека с поперечными перегородками по периметру его витков выполнены образующие с поперечными перегородками угол с общей вершиной продольные перегородки, расстоя ние наружных краев которых до внутренней стенки корпуса больше зазора между витками нарезки шнека и внутренней стенкой корпуса; причем поперечная и продольная перегородки, образующие между собой угол 15 с общей вершиной, служащий узлом разделения потока материала, могут быть выполнены в каждом шаге нарезки шнека. Кроме того, указанные узлы разделения потока материала соседних шагов нарезки шнека могут 20 быть расположены со смещением друг относительно друга в направлении подачи так, что конец поперечной перегородки одного узла разделения потока связан с началом продольной перегородки расположенного в со седнем шаге нарезки шнека узла разделения потока посредством непрерывного участка витка нарезки шнека, в зоне которого расположена по крайней мере одна поперечная перегородка, Витки нарезки шнека могут быть выполнены с изгибом, предпочтительно в узлах разделения потока материала, а продольные и поперечные перегородки - с пологим подъемом в 15 - 30 в направлении вращения шнека, благодаря чему интенсифицируется процесс смешения и гомогенизации полимерных материалов, так как поперечная перегородка создает подпор перерабатываемого материала с высокоэффективным срезывающим воздействием, а продольная перегородка в соединении с создавшимся подпором обеспечивает переход части потока материала в следующий виток резьбы.На фиг, 1 показан участок шнека экструдера в пространственном изображении; на фиг. 2 - вариант выполнения поперечных перегородок на шнеке; на фиг. 3 - 6 - развертка участков поверхности шнеков с различным расположением перегородок.На фиг. 1 изображен участок шнека 1 с четырьмя шагами нарезки Аь А 2, Аз и Аразделенными витками 2 шнека, между которыми расположены поперечные перегородки 3. В витках 2 шнека выполнены продольные перегородки 4. Расстояние наружного края продольных перегородок 4 и поперечных перегородок 3 до внутренней стенки корпуса 5 больше зазора между витками нарезки шнека и внутренней стенкой корпуса. Продольные перегородки 4 и поперечные перегородки 3 расположены под углом с общей вершиной б, и образуют между собой узел 7 разделения потока.Каждые два взаимодействующих узла разделения потока материала соседних шагов нарезки шнека расположены в направлении подачи (по стрелке Б) так, что конец поперечной перегородки 3 первого узла 7 разделения потока связан с началом продольной перегородки 4 второго узла 7 разделения потока, расположенного в соседнем шаге нарезки шнека, непрерванным участком В витка нарезки шнека. За каждой срезывающей, месильной и очищающей продольной перегородкой 4 и поперечной перегородкой 3 в этом случае по периметру расположен виток 2 шнека или участок В витка, не оказывающий срезывающего действия на расплав полимера. Эти витки являются только транспортирующими.В описанном примере исполнения шнека между двумя соседними узлами 7 разделения потока предусмотрена одна дополнительная поперечная перегородка 3, причем стрелками показано повторное разделение потока материала и его соединение.На фиг. 2 изооражен вариант выполнения шнека, поперечные перегородки 3 которого установлены с зазором а по отношению к корпусу 5, причем ширина зазора колеблется, например, от 0,5 лл до нескольких миллиметров в зависимости от перерабатываемого материала и других технологических условий. В направлении вращения шнека (по стрелке Г) поперечные перегородки 3 выполнены с пологим подъемом а, равным 15 - 30, который зависит от условий переработки и требований к перераоатываемому материалу, Аналогично могут быть выполнены и продольные перегородки 4,На фиг. 3 - 6 изображена развертка поверхности шнека с различным расположением перегородок,На фиг. 3 показаны зоны питания Д и переходная зона Е, расположенные перед зоной среза (в развернутом изображении), развернутого п-заходного шнека с дополнительными поперечными перегородками в количестве п - 1 между следующими один за другим узлами 7 разделения потока (стрелками показаны направления потоков перерабатываемого материала). Шнек трехзаходный, т. е. п=З, поэтому количество дополнительных поперечных перегородок между узлами 7 равно 2 (3 - 1).Соединенные между собой участками В витков 2 шнека узлы 7 разделения потоков соседних шагов шнека расположены рядами Ж, показанными пунктирными линиями. Количество этих рядов также равно и - 1, т, е.3 - 1.=2. В переходной зоне Е, расположен 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ной перед зоной среза, перед каждым первым узлом 7 разделения потока А шага (причем 1 (А (п) расположены а - 1 дополнительных поперечных перегородок 3, Это значит, что если шаг, в котором, смотря по направлению подачи по стрелке Б, находится первый узел 7 разделения потока, обозначен через Аь а последующие шаги через Аз и А то перед первым узлом 7 в шаге А не предусмотрена дополнительная поперечная перегородка, так как здесь а - 1, т. е. 1 - 1=0. В шагах Аз и Аз количество дополнительных поперечных перегородок 3 составляет 2 - 1=1 или 3 - 1=2, расположенных, смотря по обстоятельствам, перед первым узлом 7 шагов Аг или АзНа фиг. 4 изображена развертка другого варианта исполнения шнека. Здесь узлы 7 разделения потока разделены на несколько групп 3, обозначенных пунктирными линиями, причем эти узлы расположены на общей окружности. Сами группы смещены в осевом направлении к направлению подачи по стрелке Б, Между двумя следующими друг за другом в шагах Аз узлами 7 расположены две группы дополнительных поперечных перегородок 3. Эти две группы вместе содержат нечетное количество г поперечных перегородок (здесь их 3). Одна группа расположена перед узлом 7, находящимся в направлении подачи шнека в следующем шаге Ас, вторая группа расположена в направлении подачи шнека позади узла 7. Первая из упомянутых группг-) 1 3-)1содержит = =2 дополнитель 2 2ные перегородки, дополнительная группа сог - 1 3 - 1держит =, т. е. одну попереч 2 2ную перегородку, Узел 7, перед которым расположена группа с поперечными перегород 2-)1ками в количестве соединен своим2началом с концом первого узла 7 обоих следующих друг за другом узлов разделения потока в одном и том же шаге Аз посредством непрерывного участка В витка 2 шнека.Переходная зона Е от зоны питания Д к зоне среза в шнеке, показанном на фиг. 4, выполнена не так как на фиг, 3. В зоне среза этот шнек имеет четное количество шагов п (здесь п=Я). Зона питания Д имеет числоишагов - (т. е. 2). В переходной зоне Е на2каждый второй шаг в зоне среза поступает не прямой поток материала, а поток, прошедший через первый зел 7 разделения потока, расположенный в направлении подачи материала по стрелке Б в следующем шаге, например в шаг А 7 через первый узел 7 шага А,. Кроме того, после первого узла 7 в шаге Л 7г - 1выполнены дополнительные перегород 2ки 3 (одна), где г - число поперечных перегородок, выполненных между соседними узлами в одном и том же шаге шнека (здесь г равно 3).349145 А и 7 А Ау У 7Фиг. 1 Длительность обработки частицы продукта в описываемом экструдере можно увеличить за счет прохода этой частицей только правой половины срезывающей перегородки каждого узла разделения потока, благодаря чему она проходит по кратчайшему пути, а сократить - тем, что описываемая частица массы будет проходить только по левой половине срезывающей перегородки каждого узла разделения потока, вследствие чего она пройдет по наиболее длинному пути, Этим определяется длительность обработки (пребывания материала в экструдере). Несмотря на то, что отдельные частицы продукта проходят различную длительность обработки, обеспечивается одинаковая степень обработки каждой частицы продукта в экструдере, благодаря тому, что она всегда проходит через одинаковое количество продольных и поперечных перегородок.На фиг. 5 показана развертка отрезка шнека с изогнутыми витками 2, направление которых показано пунктирной линией; места изгиба витков - 8. Здесь также имеются узлы 7 разделения потока и дополнительные поперечные перегородки 8, аналогичные описанным. Этот вариант конструкции экструдера приведен для того, чтобы показать расположение большего количества узлов 7 разделения потока на отрезке шнека. Чем больше узлов разделения потока можно разместить на одном и том же отрезке шнека или отрезке зоны сдвига, тем больше интервалы обработки материала в экструдере.На фиг. б изображен вариант, аналогичный описанному. Здесь также направление витков шнека 2 обозначено пунктирной линией; места изгиба витков - 8, В описываемом варианте исполнения экструдера поперечные перегородки узлов 7 разделения потока соединены с дополнительными поперечными перегородками 3 или группами этих перегородок, как это имеет место в описанных примерах, и образуют структуру 9, Это обеспечивает максимальное количество узлов разделения потока на равных отрезках шнека. Предмет изобретения 1. Экструдер для переработки полимерныхматериалов, в корпусе которого расположен 5 шнек с поперечными перегородками, выполненными между его витками в некоторых шагах нарезки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов смешения и гомогенизации полимерных материалов, в ука занных шагах нарезки шнека по периметруего витков выполнены образующие с поперечными перегородками угол с общей вершиной продольные персгородки, расстояние наружных краев которых до внутренней стенки 15 корпуса больше зазора между витками нарезки шнека и внутренней стенкой корпуса,2. Экструдер по п. 1, отличающийся тем,что поперечная и продольная перегородки, образующие между собой угол с общей вер шиной, служащий узлом разделения потокаматериала, выполнены в каждом шаге нарезки шнека.3. Экструдер по пп. 1 - 2, отличающийсятем, что узлы разделения потока материала 25 соседних шагов нарезки шнека расположенысо смещением друг относительно друга в направлении подачи так, что конец поперечной перегородки одного узла разделения потока связан с началом продольной перегородки 30 расположенного в соседнем шаге нарезкишнека узла разделения потока посредством непрерывного участка витка нарезки шнека.4. Экструдер по пп, 1 - 3, отличающийсятем, что в зоне непрерывного участка витка 35 нарезки шнека, соединяющего два узла разделения потока материала, расположена по крайней мере одна поперечная перегородка.5, Экструдер по пп. 1 - 4, отличающийсятем, что витки нарезки шнека выполнены с 40 изгибом, предпочтительно в узлах разделения потока материала.б. Экструдер по пп. 1 - 5, отличающийсятем, что продольные и поперечные перегородки выполнены с пологим подъемом в 15 - 30 45 в направлении вращения шнека.349145 г б г. б Редактор акова митет Типография, пр. Сапунова,Заказ 26 ЦНИИП Б4 ю Составитель Э. Гольтякова Техред Л. Богданова Корректор Е, Зимина Изд.1168 Тираж 406 Подписноеелам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 45