Шнековый экструдер

 

Использование: переработка полимерных материалов экструзией с вибровоздействием. Сущность изобретения: на конце шнека установлен компенсирующий элемент с винтовым каналом, направленным навстречу винтовой нарезке шнека. Вибровозбудитель установлен на конце шнека, вынесенном за корпус экструдера. Перед компенсирующим элементом размещена кольцевая фильера. Причем частота колебаний выбрана так, чтобы выполнялось соотношение для возбуждения в шнеке стоячей волны: , где - длина волны; L - длина шнека; n - целое число. 1 ил.

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано для переработки полимерных материалов методом экструзии.

Известен шнековый экструдер, содержащий корпус с загрузочной воронкой, расположенный в корпусе шнек и средство вибровоздействия на перерабатываемый материал.

Использование вибрационного воздействия на полимер позволяет снизить нагрузку на двигатель шнека из-за снижения коэффициента трения полимера о поверхность шнека.

Недостатком экструдера является недостаточное качество перерабатываемого полимера из-за различной интенсивности вибрации материала в разных зонах экструдера.

Ближайшим по технической сущности к предложенному решению является шнековый экструдер, содержащий корпус с загрузочной воронкой и кольцевой фильерой и расположенный в корпусе шнек с винтовой нарезкой, соединенный с вибровозбудителем.

Недостатком описанного экструдера является низкая эффективность вибрационного воздействия на полимер при переработке из-за ограниченного диапазона частоты колебаний, получаемой с помощью вибровозбудителя, выполненного в виде электродвигателя с эксцентриком, а также высокого осевого усилия, препятствующего колебаниям шнека, что приводит к снижению производительности экструдера.

Задачей изобретения является увеличение производительности экструдера за счет повышения эффективности вибрационного воздействия на полимер при переработке.

Поставленная задача достигается тем, что в шнековом экструдере, содержащем корпус с загрузочной воронкой и кольцевой фильерой и расположенный в корпусе шнек с винтовой нарезкой, соединенный с вибровозбудителем, согласно изобретению, шнек снабжен расположенным на его конце в корпусе компенсирующим элементом в виде винтовой нарезки, противоположной по направлению винтовой нарезке шнека, кольцевая фильера размещена перед компенсирующим элементом, а вибровозбудитель установлен на конце шнека, выступающем за корпус экструдера, при этом частота колебаний выбрана из условия выполнения соотношения для возбуждения в шнеке стоячей волны: L= L= , где - длина волны; L - длина шнека; n - целое число.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показан общий вид шнекового экструдера.

Шнековый экструдер содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2, расположенный в корпусе 1 шнек 3, состоящий из транспортирующей части 4 и компенсирующего осевое усилие элемента 5, вибровозбудитель 6 и кольцевую фильеру 7. Винтовая нарезка компенсирующего элемента 5 противоположна по направлению винтовой нарезке транспортирующей части 4 шнека 3. Кольцевая фильера 7 размещена перед компенсирующим элементом 5. Вибровозбудитель 6 установлен на конце шнека 3, выступающем за корпус 1 экструдера, при этом частота колебаний выбрана из условия выполнения соотношения для возбуждения в шнеке стоячей волны: L= L= , где - длина волны; L - длина шнека; n - целое число.

Экструдер работает следующим образом. Полимерный материал подается через загрузочную воронку 2, транспортируется шнеком 3, расплавляется и экструдируется через фильеру 7. Осевое усилие шнека 3 компенсируется дополнительным компенсирующим элементом 5 со встречной нарезкой винтового канала. Для снижения коэффициента трения полимера о шнек 3 и снижения потребляемой мощности в шнеке 3 возбуждаются колебания с помощью вибровозбудителя 6. В качестве вибровозбудителя может использоваться как низкочастотный, например электромагнитный, так и высокочастотный, например магнитострикционный. Эффективность использования магнитострикционного вибровозбудителя может быть повышена путем возбуждения в шнеке стоячей волны.

Использование изобретения позволит снизить крутящий момент на 30-50% или в такой же степени повысить производительность экструдера.

Формула изобретения

ШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР, содержащий корпус с загрузочной воронкой и кольцевой фильерой и расположенный в корпусе шнек с винтовой нарезкой, соединенный с вибровозбудителем, отличающийся тем, что шнек снабжен расположенным на его конце в корпусе компенсирующим элементом в виде винтовой нарезки, противоположной по направлению винтовой нарезке шнека, кольцевая фильера размещена перед компенсирующим элементом, а вибровозбудитель установлен на конце шнека, выступающем за корпус экструдера, при этом частота колебаний выбрана из условия выполнения соотношения для возбуждения в шнеке стоячей волны L = , где - длина волны;
L - длина шнека;
n - целое число.

РИСУНКИ

Рисунок 1