Червячно-дисковый экструдер

 

Использование, переработка полимеров и производство пленочных изделий с помощью червячно-диековых экарудеров Сущность изобретения: экструдер снабжен упорным элементом в виде двух концентрических колец Они зафиксированы в осевом направлении и смонтированы с возможностью независимого поворота относительно продольной оси Наружное кольцо установлено на резьбе внутри дисковой головки. Внутреннее - на неподвижном диске. К неподвижному диску посредством упорного элемента поджато уплотнительное кольцо Между концентрическими кольцами могут быть размещены тела качения 3 зпф-лы, 2 ил

(в RRU U(1ц 2003467 С1 (51) Я В 29 С 47/38

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

,: 1, t

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

ЬЭ

СР

CO

4М

4м

О\

4 (21) 502B753/05 (22» 25.0292 (46) 30.1193 Ьол. Йа 43-44

P5) Зелинский О.Е. Микуленок И.О„Рог АИ.; Сумский АИ„ Тыгипко МД (УЗ) Производственно-коммерческая фирма "ПолиЗк" (54) ЧЕРВЯЧНО-ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР (67) Использование: переработка полимеров и производство пленочных изделий с помощью червячно-дисковых экструдеров. Сущность изобретения: зкструдер снабжен упорным элементом в виде двух концентрических колец. Они зафиксированы в осевом направлении и смонтированы с возможностью независимого поворота относительно продольной оси. Наружное кольцо установлено на резьбе внутри дисковой головки Внутреннее — на неподвиж— ном диске. К неподвижному диску посредством упорного элемента поджато уплотнительное кольцо. Между концентрическими кольцами могут быть размещены тела качения. 3 злф-пы, 2 ил.

2003467 навыков и значительного времени. Кроме того, растягивающие усилия, достигающие при переработке полимеров нескольких тонн, требуют значительного по величине предварительного нагружения болтов с целью исключения е процессе работы оборудования разгерметизации рабочей полости экструдера. Наконец, уплотнение данного типа при высоком гидравлическом сопротивлении головки не обеспечивает герметичности соединения "неподвижный диск — дисковая головка".

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей, поеышение надежности работы и упрощение сборки-разборки зкструдера.

Поставленная цель достигается тем, что червячно-дисковый зкструдер. содержащий полый корпус с загрузочной воронкой и размещенным в нем приводным рабочим органом, выполненным в виде червяка с диском на конце, дисковую головку, неподвижный диск и размещенное между ним и дисковой головкой уплотнительное кольцо, .согласно изобретению, снабжен упорным элементом, выполненным в виде двух концентрических резьбоеых колец, зафиксированных от вз".èìíîãî смещения s осевом напраелении и имеющих возможность независимого поворота 0THocèãåëû o продольной оси.

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимеров, в частности к экструзионным прессам. и может быть использовано в линиях по производству пленочных изделий из полимеров. 5

Широкое распространение в промыш ленности получения заготовок, полуфабрикатов и изделий из полимеров получили червячно-дисковые экструзионные установки, отличающиеся компактностью и высокой производительностью (1).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является червячно-дисковый экструдер для переработки полимерных материалов (2). содержащий полый корпус с загрузочной воронкой и размещенным в нем приводным рабочим органом, выполненным в аиде червяка с диском на конце, дисковую голо- 20 вку, закрепленный на ней посредством откидных болтов неподвижный диск и размещенное между ним и дисковой головкой уплотнительное кольцо. Экструдер описанной конструкции предназначен для переработки узкого круга полимерных материалов, поскольку не позволяет регулировать рабочий зазор между дисковой головкой и диском, Сборка-разборка экструдера вызывает определенные трудности,. ® т.е. равномерная затяжка болтов требует при этом наружное кольцо посредством резьбового соединения установлено внутри головки, внутреннее — на неподвижном диске, а уплотнительное кольцо своими торцовыми поверхностями взаимодействует с упорным элементом и неподвижным диском, B предпочтительном варианте исполнения экструдера между концентрическими резьбоеыми кольцами упорного элемента размещены тела качения, уплотнительное кольцо взаимодействует с упорным элементом через упорное кольцо и выполнено из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов неподвижного диска, дисковой головки и упорного кольца.

Отличительными признаками заявляемого технического решения являются: снабжение экструдера упорным элементом; выполнЕние упорного элемента в виде двух концентрических резьбовых колец; наличие у укаэанных колец фиксации от взаимного смещения е осевом направлении и возможности независимого поворота относительно продольной оси; установка наружного кольца посредством резьбового соединения внутри дисковой головки, внутреннего — на неподвижном диске; взаимодействие уплотнительного кольца своими торцовыми поверхностями с упорным элементом. и неподвижным диском; размещение между концентрическими резьбовыми кольцами упорного элемента тел качения; взаимодействие уплотнительного кольца с упорным элементом через упорное кольцо и выполнение уплотнительного кольца из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов неподвижного диска, дисковой головки и упорного кольца.

Выполнение упорного элемента в виде двух концентрических резьбовых колец, зафиксированных от взаимного смещения в осевом направлении и имеющих возможность независимого поворота относительно продольной оси, обеспечивает удобство в сборке-разборке экструдера и регулировании величины дискового зазора. 8 процессе работы полимер в аиде гранул поступает из загрузочной воронки в полость корпуса экструдера, захватывается витками червяка и перемещается к диску, За счет дисеипации механической энергии и нагревателей, установленных на корпусе, полимер плавится.

Расплав полимера, достигнув диска. воздействует давлением на дисковую головку и неподвижный диск. При этом усилия передаются на кольца и упорные элементы, а через них — на уплотнительную прокладку, сжимая и увеличивая ее толщину (при уменьшении ее ширины) и тем самым обес2003467 печивая дополнительное уплотнение при увеличении давления в дисковой зоне экструдера. Таким образом, обеспечивается самоуплотнение соединения "дисковая головка — неподвижный диск", полностью исключается проход расплава полимера через укаэанное соединение при любом давлении в дисковой зоне экструдера и вязкости расплава. Размещение между кольцами упорного элемента тел качения, а также наличие упорного кольца существенно снижает усилия, необходимые при сборочно-разборочных работах и регулировании рабочего дискового зазора. Выполнение уплотнительного кольца из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чвм у материалов неподвижного диске, дисковой головки и упорного кольца, приводит к дополнительному уплотнению соединения в условиях высоких рабочих температур.

Таким образом, посредством совокупности отличительных признаков заявляемого технического решения обеспечивается достижение поставленной цели. В патентной и технической литературе не имеется сведений о совокупности отмеченных отличитЕльных признаков с указанной целью.

На фиг. 1 изображен экструдер, продольный р83ре3, вариант; HG фиг. 2 — 3KcTpYдер, продольный разрез, вариант.

Экструдер содержит полый корпус 1 с загрузочной воронкой 2 и размещенным в нем приводным рабочим органом, выполненным в виде червяка 3 с диском 4 нз конце, дисковую головку 5, неподвижный диск 6 и размещенное между ним и дисковой головкой уплотнительное кольцо 7. Зкструдер снабжен упорным элементом 8, выполненным в виде двух концентрических резьбовых колец 9 и 10. имеющих возможность независимого поворота относительно продольной оси 11. Наружное кольцо 9 посредством резьбового соединения устзновлено внутри дисковой головки 5, внутреннее — также посредством реэьбового соединения — на неподвижном диске 6, а уплотнительное кольцо 7 своими торцовыми поверхностями взаимодействует с упорным элементом 8 и неподвижным диском 6. Между концентрическими реэьбовыми кольцами 9 и 10 упорного элемента 8 могут быть размещены тела качения 12. Уплотнительное кольцо 7 взаимодействует с упорным элементом 8 через упорное кольцо 13. При этом уплотнительное кольцо 7 может быть выполнено из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов неподвижного диска 6, дисковой головки 5 и упорного кольца 13.

Подготовка экструдера к работе осуществляется в следующей последовательности. В зависимости от перерабатываемого материала, гидравлического сопротивления

5 формующей головки (не показана) и необходимой производительности экструдера обеспечивается требуемъ и зазор между диском 4 и неподвижным диском 6. Собранный упорный элемент 8 внутренним

10 кольцом 10 устанавливается на неподвижный диск 6. После этого укаэанный узел посредством наружного кольца упорногс элемента устанавливается в дисковую головку 5. Выставив необходимый дисковый за15 зор, относительным проворотом колец 9 и

10 стопорят упорный элемент 8, тем самым фиксируя положение дисковой головки и неподвижного диска в осевом направлении.

При этом на торцовые поверхности уплотни20 тельного кольца 7 действуют сжимающие усилия, расклинивающие его и обеспечивающие, таким образом, уплотнение дисковой полости экструдера.

Экструдер работает следующим обра25 зом.

Полимер в виде гранул поступает иэ загрузочной воронки 2 в полость корпуса 1, захватывается витками червяка 3 и перемещается к диску 4. 3а счет диссипации меха30 нической энергии и теплоты нагревателей, установленных на корпусе 1 (не показаны), полимер плавится, Расплав полимера, достигнув диска 4, воздействует на дисковую головку 5 и неподвижный диск 6. При этом

35 усилия передаются на кольца 9 и 10упорного элемента 8, а через них — на уплотнительное кольцо 7, сжимая ее и тем самым обеспечивая дополнительное уплотнение при увеличении давления в дисковой зоне

40 зкструдера. Таким образом, обеспечиваемое самоуплотнение соединения "дисковая головка — неподвижный диск", полностью исключается проход расплава полимера через указанное соединение при любом дав45 лении в дисковой зоне экструдера и вязкости расплава. Размещение между кольцами упорного элемента тел качения, а также наличие упорного кольца существенно снижает усилия, необходимые при сбо50 рочно-разборочных работах и регулировании рабочего дискового зазора.

Выполнение уплотнительного кольца из материала с коэффициентом линейного расширения большим, чем у материалов

55 неподвижного диска, дисковой головки и упорного кольца, приводит к дополнительному уплотнению соединения в условиях высоких температур (от 120 до 220 С при переработке полиэтилена высокой, низкой плотности, полипропилена, полистирола

2003467 различных марок и композиций на их основе).

Эксплуатация опытно-промышленных образцов экструдера показала его высокую эффективность по сравнению с известными техническими решениями, Использование предлагаемого экструдера, доступного в изготовлении на неспециалиэированном предприятии, простого в обслуживании и обладающего высокой удельной производительностью, расширит

Формула изобретения

1. ЧЕРВЯЧНО-ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР, содержащий полый корпус с загрузочной воронкой и размещенным в нем приводным рабочим органом, выполненным в виде червяка с диском на конце, дис«овую головку, неподвижный диск и размещенное между ним и дисковой головкой уплотнительное кольцо, отличающийся тем, что он снабжен упорным элементом, выполненным s виде двух концентрических резвбовых колец. зафиксированных от взаимного смещения в осевом направлении и смонтированных с возможностью независимого поворота относительно продольной оси; при этом наружное кольцо посредством резьбового соединения установлено внутри дисковой технологические возможности, повысит надежность работы и упростит сборку-разборку при получении качественной продукции широкого ассортимента.

6 (56) Лукан Ю.E. Оборудование для производства полимерных пленок. М.: Машиностроение, 1981, с. 8.

Авторское свидетельство СССР

10 %939269, кл, 8 29 С47/62, 1982. головки, внутреннее - на неподвижном диске, а уплотнительное кольцо по его торце 16 вым поверхностям поджато посредствам упорного элемента к неподвижному диску, 2, Экструдер по п.1. отличающийся тем, что упорный элемент снабжен телами качения, размещенными между концентрическими резьбовыми кольцами, 3. Экструдер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен упорным кольцом, размещенным между уплотнительным

26 кольцом. и упорным элементом.

4, Зкструдер по пп.1 - 3, отличающийся тем, что уплотнительное кольцо выполнено иэ материала е коэффициентом линейного расширения больше, чем у материалов не ЗО подвижного диска, дисковой головки и упорного кельце.

20034б7

Составитель О. Зелинский

Редактор Т. Пилипенко Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор В. Петраш

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5.

Заказ 3298

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101