Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ДВУХШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР (ВАРИАНТЫ) - Патент РФ 2172246
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ДВУХШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР (ВАРИАНТЫ)
ДВУХШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР (ВАРИАНТЫ)

ДВУХШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР (ВАРИАНТЫ)

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию. Двухшнековый экструдер содержит взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, и матрицу. Рабочая камера включает загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни и выходное отверстие. Выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом. В канале установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток. Рабочий конец штока размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием. По первому варианту цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу. По второму варианту канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении. Изобретение позволяет стабилизировать давление в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса при экструзии различного исходного сырья. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172246
Класс(ы) патента: B29C47/40, B29C47/74
Номер заявки: 2000102509/12
Дата подачи заявки: 01.02.2000
Дата публикации: 20.08.2001
Заявитель(и): Воронежская государственная технологическая академия
Автор(ы): Остриков А.Н.; Абрамов О.В.; Рудометкин А.С.
Патентообладатель(и): Воронежская государственная технологическая академия
Описание изобретения: Изобретение относится к переработке термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию.
Известен двухшнековый экструдер, содержащий два шнека, смонтированных в корпусе с возможностью взаимозацепления и вращения в одном направлении для подачи исходного материала через первое и второе шнековые отверстия в корпусе, нагревания его, перемешивания и шприцевания, и устройство, регулирующее степень перемешивания [Авторское свидетельство СССР N 1741606, кл. В 29 С 47/40, 15.05.92, Бюл. N 22].
Недостатком такой конструкции является невозможность регулирования давления в предматричной зоне экструдера.
Наиболее близкой к предложенному является двухчервячная машина (экструдер) для переработки высоковязких полимеров, содержащая материальный цилиндр (рабочую камеру) с разделительными гребнями и загрузочным отверстием, расположенные в материальном цилиндре червяки (шнеки) и фильеру (матрицу), а также выполненный на нижнем разделительном гребне цилиндрический врез (выходное отверстие) [Авторское свидетельство СССР N 1608073, кл. В 29 С 47/40, 23.11.90, Бюл. N 43].
Недостатком данного устройства является невозможность "автоматического" регулирования величины давления (регулирование зазора между запорными шайбами и торцами шнеков производится регулировочными винтами вручную), что приводит к нестабильности процесса экструзии, и в свою очередь ведет к ухудшению качества получаемого продукта. Кроме того, известная установка является узкоспециализированной, предназначенной только для переработки высоковязких полимеров, что ограничивает область ее применения.
Технической задачей изобретения является стабилизация давления в предматричной зоне экструдера при изменении технологических параметров процесса в ходе экструдирования различного исходного сырья за счет отвода части продукта из предматричной зоны и направления ее в рабочую камеру.
Поставленная задача достигается тем, что в двухшнековом экструдере, содержащем взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие и матрицу, по первому варианту новым является то, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием, причем цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу.
В двухшнековом экструдере, содержащем взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, по второму варианту новым является то, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации, причем канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении.
При нарушении устойчивого режима работы экструдера (пульсации производительности и давления, например, при наличии недостаточной однородности состава смеси) или изменении режима работы, при смене рецептуры смеси, требуется изменение количества отводимой части продукта из предматричной зоны.
В этом случае в предлагаемом устройстве предусматривается "автоматическое" регулирование проходного сечения выходного отверстия сквозного канала за счет пульсаций давления в предматричной зоне экструдера.
На фиг. 1 изображена рабочая камера предлагаемого двухшнекового экструдера при вращении шнеков навстречу друг другу; на фиг. 2 - продольный разрез А-А рабочей камеры по разделительным гребням на фиг. 1; на фиг. 3 - поперечный разрез Б-Б рабочей камеры на фиг. 2 при вращении шнеков навстречу друг другу; на фиг. 4 - поперечный разрез Б-Б рабочей камеры на фиг. 2 при вращении шнеков в одинаковом направлении.
Двухшнековый экструдер (фиг. 1) содержит взаимозацепляющиеся, установленные с возможностью вращения навстречу друг другу шнеки 1, находящиеся в корпусе 2, включающем также образующиеся по ходу движения продукта последовательно расположенные зоны загрузки, смешивания, сжатия, гомогенизации и дозирования, загрузочное отверстие (не показано), разделительные гребни 3 и выполненный в нижнем разделительном гребне цилиндрический канал 4 с выходным отверстием 5. В канале находиться шток 6, имеющий возможность осевого перемещения в пределах выходного отверстия 5, контактирующий со стороны загрузочного отверстия корпуса с пружиной 7, сжатие которой регулируется с помощью механизма регулирования 8. Расположение канала 4 в нижней части корпуса обусловлено неравномерным распределением давления продута у верхнего и нижнего разделительных гребней в поперечном сечении рабочей камеры, так как при вращении шнеков 1 навстречу друг другу возникают локальные минимум и максимум давления расплава экструдата у противоположных разделительных гребней.
Таким образом, отбор продукта, в соответствии с целями изобретения, целесообразно производить из зоны с максимальным давлением, то есть у нижнего гребня 3. В случае установки шнеков 1 с возможностью вращения в одну сторону наблюдается равномерное распределение давления продукта в поперечном сечении корпуса экструдера, и, следовательно, цилиндрический канал 4 с выходным отверстием 5 и штоком 6 изготавливается в верхнем и нижнем разделительных гребнях 3 (фиг. 4). Такое расположение каналов 4 обеспечивает более быстрое и точное регулирование величины давления в предматричной зоне за счет увеличения количества отбираемого из предматричной зоны расплава экструдата. К выходному отверстию рабочей камеры крепиться матрица (не показана).
Предлагаемый экструдер работает следующим образом.
Исходный продукт загружается в рабочую камеру экструдера через загрузочное отверстие и перемещается последовательно с помощью вращающихся шнеков 1, приводимых в движение посредством привода (не показан), через зоны загрузки, смешивания, сжатия, гомогенизации и дозирования. Далее он попадает в предматричную зону и продавливается через матрицу. Часть продукта попадает в цилиндрический канал 4 и под действием разности давлений в предматричной зоне и зоне гомогенизации начинает циркулировать через выходное отверстие 5, ограниченное рабочим концом штока 6. Причем величина проходного сечения выходного отверстия устанавливается "автоматически" в зависимости от свойств продукта и развиваемого экструдером давления. Так, в случае повышения давления продукта сила, действующая на шток 6, превысит силу, с которой пружина 7 удерживает его в положении равновесия, и шток начнет перемещаться в направлении зоны загрузки продукта, тем самым увеличивается проходное сечение выходного отверстия, что интенсифицирует отвод продукта из предматричной зоны, а следовательно, обеспечивает снижение давления. Это приводит к уменьшению нагрузки от действующих на шток сил со стороны продукта, и он под действием увеличившихся сил сжатия пружины 7 перемещается в обратном направлении. При достижении баланса силы сжатия пружины и величины давления продукта шток займет новое равновесное положение, соответствующее оптимальному режиму экструдирования пищевого сырья. В крайнем положении шток располагается так, что выходное отверстие имеет минимальное проходное сечение для поддержания постоянной циркуляции продукта с целью устранения запекания его в канале 4. В случае установки шнеков 1 с возможностью вращения в одну сторону отвод расплава экструдата происходит через каналы 4, выполненные в верхнем и нижнем разделительных гребнях 3.
Пределы регулирования, форма, размеры сквозного канала и расположение выходного отверстия определяются геометрическими размерами рабочей камеры и реологическими свойствами перерабатываемого сырья.
Пружина 7 отрегулирована на определенное усилие отжатия, при превышении которого она сжимается. Конструкция узла регулирования сжатия пружины 8 предусматривает возможность настройки срабатывания механизма стабилизации давления на различные значения давления в предматричной зоне при изменении режима работы экструдера или смене состава исходной смеси.
Шток может быть выполнен с возможностью вращательно-поступательного движения в системе винт-гайка. В качестве привода также могут быть использованы электрические, гидравлические и пневматические устройства.
Таким образом, использование изобретения позволит:
- оптимизировать процесс экструдирования различного исходного сырья за счет "автоматического" регулирования количества отводимого продукта;
- расширить область применения за счет достигнутой универсализации механизма стабилизации давления;
- получать экструдаты высокого качества благодаря решению проблемы стабилизации давления и производительности.
Формула изобретения: 1. Двухшнековый экструдер, содержащий взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, отличающийся тем, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации под выходным отверстием, причем цилиндрическое выходное отверстие расположено на нижнем гребне при выполнении шнеков с возможностью вращения навстречу друг другу.
2. Двухшнековый экструдер, содержащий взаимозацепляющиеся вращающиеся шнеки, расположенные в рабочей камере, включающей загрузочное отверстие, зоны сжатия и гомогенизации, разделительные гребни, выходное отверстие, и матрицу, отличающийся тем, что выходное отверстие выполнено цилиндрическим, расположено в зонах гомогенизации и сжатия и соединено со сквозным каналом, в котором установлен с возможностью перемещения параллельно осям шнеков шток, рабочий конец которого размещен в зоне гомогенизации, причем канал с выходным отверстием и штоком расположен в верхнем и нижнем разделительных гребнях при выполнении шнеков с возможностью вращения в одном направлении.