Одношнековий екструдер

Реферат: Галузь застосування: винахід належить до конструкції шнекових машин для переробки полімерних матеріалів методом екструзії, зокрема конструкції одношнекових екструдерів. Суть корисної моделі: одношнековий екструдер містить матеріальний циліндр з завантажувальним отвором, формуючу екструзійну головку, шнек з гвинтовою нарізкою, силовий привід та нагрівані. Додатково він оснащений вільно обертовою вставкою, на торцях якої розміщені центруючі кульки, стопорні та ущільнюючі кільця, і яка розміщена перед формуючою екструзійною головкою між матеріальним циліндром та шнеком і на внутрішній поверхні якої виконана гвинтова нарізка з можливістю контактування бічних поверхонь виступів нарізок вставки і шнека. Технічний ефект: забезпечення відсутності протитоку розтопу матеріалу, підвищення продуктивності одношнекового екструдера. UA 109678 C2 (12) UA 109678 C2 UA 109678 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до конструкції шнекових машин для переробки полімерних матеріалів методом екструзії, зокрема конструкції одношнекових екструдерів. Відомий одношнековий екструдер, що містить матеріальний циліндр на одному кінці якого розмічений завантажувальний отвір, а на іншому формуюча екструзійна головка, шнек з гвинтовою нарізкою, який розміщений в матеріальному циліндрі і з'єднаний з силовим приводом та нагрівачі, розміщені зовні матеріального циліндра. Шнек по ходу руху матеріалу розділений на три зони: зону завантаження, зону пластикації і зону дозування [Ким B.C. Теория и практика экструзии полимеров. - М.: Химия, КолосС, 2005. С. 57]. Однак, в залежності від властивостей матеріалу, що переробляється, такий одношнековий екструдер вимагає використання шнеків різної конструкції. Це викликано необхідністю зменшити величину протитоку розплаву матеріалу, який виникає в зазорі між матеріальним циліндром та виступом гвинтової нарізки шнека в зоні дозування. Наявність такого протитоку зменшує продуктивність одношнекового екструдера. В основу винаходу поставлено задачу створити конструкцію одношнекового екструдера, в якому введення додаткового елементу дасть можливість виключити протитік між матеріальним циліндром та виступом гвинтової нарізки шнека і тим самим підвищить продуктивність одношнекового екструдера. Поставлена задача вирішується тим, що одношнековий екструдер, який містить матеріальний циліндр обладнаний зовнішніми нагрівачами з завантажувальним отвором на одному кінці та формуючою екструзійною головкою на іншому, всередині якого розміщений шнек з гвинтовою нарізкою, з'єднаний з силовим приводом, згідно з винаходом, він додатково оснащений вставкою у вигляді полого циліндра, на внутрішній поверхні якого виконана гвинтова нарізка, при цьому вставка розміщена перед формуючою екструзійною головкою між матеріальним циліндром і шнеком з можливістю вільного обертання та контактування бічних поверхонь виступів гвинтових нарізок вставки і шнека, а на торцях вставки розміщені центруючі кульки, ущільнюючі і стопорні кільця. Це забезпечує щільне контактування бічних поверхонь виступів гвинтових нарізок шнека і вставки, що виключає можливість виникнення протитоку розплаву матеріалу в зоні дозування незалежно від природи матеріалу, що переробляється, та підвищує продуктивність одношнекового екструдера. На кресленні схематично зображено одношнековий екструдер, де: 1 - формуюча екструзійна головка, 2 - стопорні кільця, 3 - центруючі кульки, 4 - вставка, 5 - ущільнюючі кільця, 6 матеріальний циліндр, 7 - завантажувальний отвір, 8 - шнек, 9 - привід, 10 - нагрівачі. Одношнековий екструдер містить матеріальний циліндр 6, на одному кінці якого розміщений завантажувальний отвір 7, а на іншому формуюча екструзійна головка 1. Шнек 8 з гвинтовою нарізкою, розміщений в матеріальному циліндрі 6 і з'єднаний з силовим приводом 9. Вставка 4 розміщена в зоні дозування перед формуючою екструзійною головкою 1 у розширеній частині матеріального циліндра 6 і фіксується за допомогою стопорних кілець 2 та центруючих кульок 3, які також виконують функцію підшипників кочення, забезпечуючи вільне обертання вставки 4. Для центрування вільно обертової вставки 4 в матеріальному циліндрі 6 використовують центруючі кульки 3, які розміщені в канавках на торцевих поверхнях стопорних кілець 2 і вставки 4. Для запобігання попадання розтопленого матеріалу між центруючими кульками 3 і далі в простір між вставкою 4 та матеріальним циліндром 6 передбачено ущільнюючі кільця 5. Для нагріву і топлення матеріалу використовуються нагрівачі 10, які розміщені зовні матеріального циліндра 6. Запропонований одношнековий екструдер працює наступним чином. В матеріальний циліндр 6 через завантажувальний отвір 7 завантажують твердий полімерний матеріал, який в результаті обертання шнека 8 за допомогою приводу 9, захоплюється виступами гвинтової нарізки шнека 8 і транспортується до формуючої екструзійної головки 1. При проходженні матеріалу через матеріальний циліндр 6, він поступово нагрівається нагрівачами 10, топиться і в зону дозування поступає розтоп полімеру. Обертання вставки 4 в матеріальному циліндрі 6 відбувається внаслідок взаємодії бічних поверхонь виступів гвинтових нарізок шнека 8 і вставки 4, а також під впливом напруження зсуву, яке виникає в розтопленому матеріалі при його переміщенні вздовж шнека 8. Присутність на торцевих поверхнях вставки 4 та стопорних кілець 2 канавок, в яких переміщуються центруючі кульки 3, забезпечує легке обертання вставки 4, при цьому для неможливості попадання розтопу матеріалу між центруючі кульки 3 служать ущільнюючі кільця 5. Щільне прилягання бічних поверхонь виступів нарізки шнека 8 і вставки 4 забезпечує запирання потоку, що виключає виникнення протитоку розплаву матеріалу. 60 1 UA 109678 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 Одношнековий екструдер, що містить матеріальний циліндр, обладнаний зовнішніми нагрівачами, з завантажувальним отвором на одному кінці та формуючою екструзійною головкою на іншому, всередині якого розміщений шнек з гвинтовою нарізкою, з'єднаний з силовим приводом, який відрізняється тим, що додатково оснащений вставкою у вигляді полого циліндра, на внутрішній поверхні якого виконана гвинтова нарізка, при цьому вставка розміщена перед формуючою екструзійною головкою між матеріальним циліндром і шнеком з можливістю вільного обертання та контактування бічних поверхонь виступів гвинтових нарізок вставки і шнека, а на торцях вставки розміщені центруючі кульки, ущільнюючі і стопорні кільця. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2