Черв’як екструдера для виготовлення спінених полімерів

1. Черв'як екструдера для виготовлення спінених полімерів, що містить вал з послідовно роз 3 В основу пропонованої корисної моделі покладено задачу покращити якість змішування розплаву полімерних композицій при одержані спінених виробів та підвищити продуктивності черв'ячного екструдера. Поставлена задача вирішується тим, що черв'як екструдера поділяється на зони подачі, плавлення, компресії, вакуумування та гомогенізації та має одну основну нарізку у зоні подачі і плавлення та додаткову сегментну нарізку у зоні гомогенізації. Зона компресії виконана у вигляді динамічного змішувального елемента у вигляді зворотної криволінійної шестірні, а на початку зони гомогенізації, безпосередньо за зоною вакуумування, розташовано короткий змішувальний елемент типу «шестірня», який являє собою циліндричний виступ з поздовжніми пазами, розташованими рівномірно навколо осі черв'яка. Зона вакуумування, розташована за зоною компресії, виконана без нарізки із зменшенням діаметра осереддя черв'яка, що забезпечує раптове зменшення тиску розплаву для можливості введення спінювального агента. Згідно з пропонованою корисною моделлю новим є те, що на початку зони гомогенізації розташований динамічний змішувальний елемент, а додаткова нарізка, що має нижчу висоту, ніж основна, розділена на окремі однакові сегменти для забезпечення кращого перемішування у зоні гомогенізації. Покращення якості змішування розплаву полімерних композицій із спінювальним агентом досягається створенням умов для турбулізації потоку розплаву у каналі зони гомогенізації за рахунок зсувних зусиль, що виникають у каналі змішувального елемента та між сегментами нарізки. Така конструкція не призведе до різкого перегрівання полімеру у короткому змішувальному елементі та не створює значний опір транспортуванню матеріалу. Поряд із цим додаткова навивка дозволить підвищити продуктивність екструдера за рахунок зростання осьової складової швидкості потоку. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг. 1 - загальний вигляд черв'яка, на Фіг. 2 - розріз А-А на Фіг. 1, на Фіг. 3 - розріз Б-Б на Фіг. 1. Черв'як екструдера умовно поділений на зони подачі 1, плавлення 2, компресії 3, вакуумування 4 та гомогенізації 5, містить вал 6 з шліцьовою нарізкою 7, осердя 8, основну гвинтову нарізку 9 з постійним кроком, змішувальні елементи 10 та 11, кільцевий канал 12 та сегменти 13 додаткової нарізки, виконані посередині гвинтового каналу ос 60303 4 новної нарізки 9. Змішувальний елемент 10 зони компресії 3 виконаний у вигляді зворотної криволінійної шестірні. Змішувальний елемент 11, розташований на початку зони гомогенізації 5, має тип «шестірня» та за конструктивним оформленням може бути виконаний прямозубим, косозубим чи криволінійним. Кільцевий канал 12 має глибину більшу, ніж глибина каналу у зоні подачі. Осердя 8 у зоні плавлення 2 має конічну форму з поступовим зменшенням глибини каналу від зони подачі 1 до зони компресії 3. У зоні гомогенізації 5 осердя має конічну форму із поступовим зменшенням площі поперечного перерізу каналу. На кінці зони плавлення 2, перед змішувальним елементом 10 виконано технологічну проточку 14 для виходу металообробного інструменту для нарізання пазів елементу 10. Пристрій працює в такий спосіб. Перероблюваний термопластичний матеріал транспортується у каналі екструдера за рахунок обертання черв'яка, що забезпечується приводом через шліцьову нарізку 7. Матеріал подається основною нарізкою черв'яка 9 із зовнішнім діаметром D, з зони подачі 1 до зони плавлення 2, де за рахунок стискання відбувається ущільнення, нагрівання та плавлення матеріалу. Розплавлений полімерний матеріал надходить у змішувальний елемент 10 зони компресії 3, де за рахунок малої глибини каналу та зворотної навивки виникає значний тиск. Різке збільшення глибини каналу у кільцевому каналі 12 зони вакуумування 4 виникає різке зниження тиску. У цю зону вводиться спінювальний агент, що зазвичай являє собою низькокиплячу рідину. Попереднє змішування спінювального агента відбувається у змішувальному елементі 11 при значних напруженнях зсуву. Подальше поступове перемішування забезпечується у каналі зони гомогенізації, де за рахунок сегментів 13 додаткової нарізки відбувається додаткова турбулізація потоку розплаву. Оскільки після введення спінювального агента розплав охолоджений, то короткий динамічний змішувальний елемент не призведе до різкого перегрівання матеріалу внаслідок зсувних напружень, проте забезпечить якісне перемішування. Для якісного перебігу процесу екструзії спінених полімерних виробів доцільно застосовувати довгі черв'яки (довжина 45÷50D). Запропонована корисна модель реалізує задачу покращення якості змішування розплаву полімерних композицій із спінювальним агентом без значного підвищення гідравлічного опору, що дозволяє збільшити продуктивність обладнання. 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 60303 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601