Червячный экструдер для полимерных материалов

Союз СоветскнзСоцмелиетическкзРеслублнк ггг 903172 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(6) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 230680 (21) 2943317/23-05 131) М. Кд.з с присоединением заявки гго(23) Приоритет -В 29 Г 3/01 В 29 Г 3/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(3 УДК 679. 057. . 3 (088.8) Опубликовано 0702.82. Бюллетень Мо 5 Дата опубликования описания 079282(5 гг)чеРВЯчный экстРУДеР ДлЯ пОлимеРны МАТЕРИАЛОВпо внутреныполненаз для перено на е вастиц,Изобретение относится к полимерному машиностроению и может быть использовано при переработке текучих, в особенности вязкотекучих материалов или их смесей.Известен червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус и шнек, выполненный в виде сердечника с основной нарезкой и размещенной между ее витками доголнительной нарезки, которая выполнена из упругого материала и сггабжегга гриводомпоступательного перемещения относительно гродольной оси сердечника г,1.Сложность конструкции экструдера обусловлена наличием доголнительй перемещающейся в процессе работырезки.Блигкайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с экструзионным отверстием,шнек с винтовым каналом и перемешивающие устройство с перемешиваю- шими элементами 2",г.Перемешивающие элементы в таком экструдере выполнены в виде шариков, расположенных в замкнутом наклоннсм пазу сердечника шнека, аней поверхности корпуса внаправляющий продольный пмешивающих элементов.Недостатком известного червячного экструдера является низкое качество смешения и степень гомогенизации перерабатываемого материала,обусловленные недостаточной турбулизацией перемешивающим устройствомвихревых потоков в винтовом каналешнека.Целью изобретения является повышение качества смешения и степенигомогенизации материала,Достигается эта цель благодарятому, что в червячном экструдере дляполимерных глатериалов, содержащеглкорпус с экструзионным отверстием,шнек с винтовым каналом и перемешивающее устройство с перемешивающимиэлементами, перемешивающее устройство выполнено в виде генераторапеременного электромагнитного поля,2 з охватывакщего часть корпуса, которая выполнена из немагнитного материала и в которой размещены перемешивающие элементы, выголненнывиде пластин или неравноосных чЗ 0 из ферромагнитного материала.Перемешивающие элементы могут быть размещены в зоне выдавливания экструдера.В корпусе экструдера выполнены обводные каналы, в которых размещены перемешивающие элементы,Перемешивающие элементы размещены в винтовом канале шнека и установлены на его гребне.На фиг. 1 изображен червячный экструдер с перемешивающиии элементами в Форме пластин, расположенными в зоне выдавливания на фиг. 2 - червячный экструдер с перемешивающими элементами в форме цилиндрических частиц, размещенных в зоне выдавливания на Фиг. 3 - перемешивающие элементы-пластины, расположенные в обводных каналах на фиг. 4 - пластины, закрепленные на гребнях шнека иа фиг. 5.- разрез А-А на Фиг. 1; на фиг. б - разрез Б-Б на Фиг. 3; ва фиг. 7 показан вариант крепления пластины ва гребне шнека.Червячный экструдер содержит корпус 1, шнек, выполненный в виде сердечника 2 с гребнями 3, образующими винтовой канал. К сердечнику 2 жестко крепится обойма 4 с торцовыми стенками 5, имеющими отверстия б. В зоне смешения внутри обоймы 4 расположены перемешивающие элементы,имеищие Форму пластин 7(см.фиг.1) или неравноосных частиц 8 (см.фиг.2). Пластины 7 крепятся к торцовым стенкам 5, а частицы 8 находятся в свободном состоянии. Корпус 1 соединен через втулку 9 с крохой 10, имеющей Экструзионное отверстие 11, Между крышкой 10 и обоймой 4 расположена зона выдавливания.а фиг, 3,6 изображен вариант червячного экструдера, в котором перемешивающие элементы-пластины 7 расположены в обводных каналах 12, выполненных в цилиндрической втулке 13 в зоне разделительного участка 14 шнека. Пластины 7 крепятся к шайбам 15.В червячном экструдере, показанном на фиг. 4, 7, пластины 7 крепятся к гребням 3 одним концом и обра" зуют консоль. Расстояние от поверхности сердечника 2 до пластины 7 со" ответствует расположению граничной поверхности, разделяющей области с прямым и обратным потоками и соответствующей наименьшей интенсивности перемешивания полимера, Это расстояние меняется в зависимости от индекса течения полимера. При изменении индекса течения в диапазоне 0,125-2,0 соответственно 0,6666 ВЕ (0,859 . Участок шнека, где установлены пластины 7, охватывается цилиндрическим стаканом 16. Втулки 9, 13 и стакан 16 выполнены из немагнитного материала, Снаружи этих элементов установлен генератор 17 переменного, например вращающегося, электромагнитного поля. Пластины 7 и частицы 8 выполнены из ферромагнитногоматериала. Пластины 7 могут бытьвыполнены перфорированными для прохода через них расплава полимерас целью интенсификации перемешивания.Червячный экструдер. работаетследующим образом,Расплавленный материал перемещается шнеком в корпусе 1 к обойме 4.Затем он проходит через отверстияб в торцовой стенке 5 и попадает взону смешения, где подвергаетсяинтенсивному перемешиванию за счетколебаний пластин 7(см.фиг.1,5) или12 частиц 8 (см.фиг.2). Колебания пластин 7 или частиц 8 происходит засчет воздействия на них переменного,например вращающегося, электромагнитного поля, создаваемого генератором26 17. Далее материал выходит из зонысмещения через отверстия 6 и попадает в зону выдавливания, откуда выходит через экструзионное отверстие 11;. шнеком в корпусе 1 до разделительногоучастка 14 и далее проходит черезобводные каналы 12, в которых размещены пластины 7, в зону выдауливания. Под действием переменного вращающегося поля, создаваемого генератором 17,пластииы 7 совершают колебательные движения, вследствие чегоосуществляется интенсивное перемешивание расплава полимерного материала.В экструдере, показанном на фиг.4,7,расплавленный полимерный.материал, перемещаясь в винтовом канале,образованном между сердечником 2 и46 гребнями 3,участвует наряду с поступательным и в циркуляционном движении с прямым 18 и обратным 19потоками. Второе движение являетсяосновным при смешении и гомогевиза 45 ции расплава.Чем ближе потоки подходят н граничной поверхности, разделяющей прямой 18 и обратный 19потоки, тем меньшее циркуляционноедвижение ови совершают и, как следствие, в этой зоне уменьшается качество смешения полимера.Перемешивание, создаваемоев этой зоне колебаниями пластин 7, устраняет этотнедостаток,Выбор того или иного варианта55 перемешива 1 ощего устройства связан срядом факторов. Если шнек имеет малый диаметр(до 63 мм), то предпочтительны варианты, червячного экструдера, изображенные на фиг.1,2,прибб большом диаметре шнека(свыше 65 мм)- вариант, показанный на фиг.3. Есциматериал склонен к термодеструкциипри незначительном перепаде температур, то предпочтителен вариант червя 65 чного экструдера, .показанный ва,фиг.4, в котором можно осуществлять тонкую температурную регулировку вобводных каналах экструдера.Таким образом, использование в червячном экструдере перемешивающего устройства, выполненного в виде генератора переменного, например вращающегося электрбмагнитного поля,охватывающего корпус из немагнитного материала, внутри которого помещены перемешивающие.элементы из ферромагнитного материала, имеющие форму пластин или неравноосных частиц, позволяет значительно повысить качество смешения и степень гомогенизации полимерных композиций. формула изобретенияо1. Червячный экструдер для полимерных материалов, содержащий корпус с экструзионным отверстием, шнек с винтовым каналом и перемешивающее устрбйство с перемешивающими элементами, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества смешения и степени гомогенизации материала, перемешивающее устройствовыполнено в виде генератора перемен"ного электромагнитного поля, охватывающего часть корПуса, которая выполнена из немагнитного материала и вкоторой размещены перемешивающиеэлементы, выполненные в виде пластинили неравноосных частиц из ферромагнитного материала.2. Экструдер по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перемешивающиеэлементы размещены в зоне выдавливания экструдера.3. Экструдер по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в корпусе еговыполнены обводные каналы, в которыхразмещены перемешивающие элементы.4. Экструдер по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что перемешивающиеэлементы размещены в винтовом каналешнека и установлены на его гребне.20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское .свидетельство СССР627994,кл. В 29 Г 3/02, 1977.2. Авторское свидетельство СССР547364, кл. В 29 Г 3/01, 1975 (прототип).903172 ВНИИПИ Заказ 12537/2 Тираж 672 Подписное илиал ППП "Патент", .Ужгород, ул.Проектная,4