RU207074U1 - Смеситель-пластикатор для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к средствам для пластикации или гомогенизации формуемого материала и нагнетания его через насадки или фильеры.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности смешивания высокого содержания жидких компонентов с полимерным сырьем, который достигается за счет того, что смеситель-пластикатор для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента, характеризующийся тем, что он выполнен в виде цилиндра, внутри которого смонтирован шнековый вал с тремя зонами смешивания, в которых шнек выполнен в виде закрученных по спирали лопастей - по четыре в каждом витке шнека, при этом шнековый вал смонтирован с возможностью совершения вращательных и возвратно-поступательных движений, причем на внутренней поверхности цилиндра между лопастями шнекового вала неподвижно смонтированы четыре цилиндрических штифта, один из которых расположен на удалении от начала полезной длины шнекового вала на L/D = 5-6, где L – длина шнекового вала, D – диаметр шнекового вала, а соотношение длины шнекового вала L к его диаметру D составляет 18/1, и выполнен с возможностью подачи жидкого компонента внутрь цилиндра, при этом стенки цилиндра выполнены с возможностью нагрева с различной температурой в каждой зоне смешивания. 4 ил.

Description

Полезная модель относится к средствам для пластикации или гомогенизации формуемого материала и нагнетания его через насадки или фильеры [B29C 48/00, B29C 48/36].

Из уровня техники известен ПЛАСТИКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР [CN107443712 (A), опубл. 08.12.2017 г.], содержащий систему экструзии, систему передачи и наматывающее устройство, соединенные последовательно, при этом система экструзии включает в себя:

цилиндр, включая канал подачи, впускное отверстие для жидкости и напорную камеру, соединенную с портом подачи и впускное отверстие для жидкости; штамповочная головка, расположенная между цилиндром и системой трансмиссии; винт, расположенный в цилиндре; и система подачи жидкости, соединенная с машиной, впускное отверстие для жидкости в цилиндре, система подачи жидкости включает первую регулировку давления устройство для регулирования давления охлаждающей жидкости, подаваемой на вход жидкости.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности подачи жидкого компонента в производимый расплав.

Также из уровня техники известна ЛИНИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ДВУХСЛОЙНОЙ ОРЕБРЕННОЙ ДВУХЦВЕТНОЙ КОМПОЗИТНОЙ ЛЕНТЫ И СПОСОБ ЕЕ ОБРАБОТКИ [CN107116771 (A), опубл. 01.09.2017 г.], включающая в себя дозирующую машину, экструзионное оборудование и устройство охлаждения калибровки, соединенные последовательно, устройство охлаждения калибровки, выпускное отверстие разъемно соединено с механизмом формирования трубки.

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности смешивания жидких компонентов с полимерным сырьем.

Наиболее близким по технической сущности является ПРОЦЕСС И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ В ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИЕ СМОЛЫ [ES277921(A1), опубл. 16.01.1963 г.], характеризующийся введением термопластической смолы в один пропеллерный эжектор; плавление и продвижение указанной смолы через эжектор путем впрыскивания жидкости в расплавленную смолу и выпуска жидкости, содержащей смолу, через матрицу; и, кроме того, усовершенствованием, включающим нагрев смолы в первой зоне эжектора при такой температуре, чтобы расплавленная смола имела вязкость менее примерно 1,5 × 104 пуаз; воздействие на расплавленную смолу давлением по меньшей мере 119 кг / см² в первой зоне эжектора; подачу расплавленной смолы из первой зоны эжектора во вторую ее зону; сохранение расплавленной смолы практически при температуре, указанной на первой стадии, через вторую зону эжектора; нагнетание жидкости в расплав смолы во второй зоне эжектора; воздействие на расплавленную смолу значительных сил, поперечных к гребному винту, и небольшой или нулевой осевой силы по отношению к гребному винту во второй зоне эжектора; подачу смеси расплавленной смолы и жидкости из второй зоны эжектора в его третью зону; увеличение давления на смесь расплавленной смолы и жидкости в третьей зоне эжектора и подача смеси расплавленной смолы и жидкости из третьей зоны эжектора в матрицу подачу смеси расплавленной смолы и жидкости из второй зоны эжектора в его третью зону; увеличение давления на смесь расплавленной смолы и жидкости в третьей зоне эжектора и подача смеси расплавленной смолы и жидкости из третьей зоны эжектора в матрицу подачу смеси расплавленной смолы и жидкости из второй зоны эжектора в его третью зону; увеличение давления на смесь расплавленной смолы и жидкости в третьей зоне эжектора и подача смеси расплавленной смолы и жидкости из третьей зоны эжектора в матрицу.

Основной технической проблемой прототипа является недостаточно высокая степень смешивания полимерных материалов и жидких компонентов, что существенно ограничивает содержание жидких компонентов в готовом изделии.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности смешивания высокого содержания жидких компонентов с полимерным сырьем.

Указанный технический результат достигается за счет того, что смеситель-пластикатор для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента, характеризующийся тем, что он выполнен в виде цилиндра, внутри которого смонтирован шнековый вал с тремя зонами смешивания, в которых шнек выполнен в виде закрученных по спирали лопастей - по четыре в каждом витке шнека, при этом шнековый вал смонтирован с возможностью совершения вращательных и возвратно-поступательных движений, причем на внутренней поверхности цилиндра между лопастями шнекового вала неподвижно смонтированы четыре цилиндрических штифта, один из которых расположен на удалении от начала полезной длины шнекового вала на L/D = 5-6, где L – длина шнекового вала, D – диаметр шнекового вала, а соотношение длины шнекового вала L к его диаметру D составляет 18/1, и выполнен с возможностью подачи жидкого компонента внутрь цилиндра, при этом стенки цилиндра выполнены с возможностью нагрева с различной температурой в каждой зоне смешивания.

Краткое описание чертежей.

На Фиг.1 показан общий вид смесителя-пластикатора для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента.

На Фиг. 2 показан разрез А-А смесителя-пластикатора для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента.

На Фиг. 3 показан четырехлопастной шнековый вал.

На Фиг. 4 показан разрез Б-Б четырехлопастного шнекового вала.

На фигурах обозначено: 1 – смеситель-пластикатор, 2 – цилиндр, 3 – шнековый вал, 4 – электродвигатель, 5 – лопасти, 6 – штифты, 7 – гравиметрическая система подачи компонентов, 8 – бункеры для сырья, 9 – дозирующий экструдер, 10 – дозирующая экструзионная головка, 11 – точки подачи расплава, 12 – вспомогательный экструдер, 13 – калибрационная ванна, 14 – тянущее роликовое устройство.

Осуществление полезной модели.

Смеситель-пластикатор для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента, содержащий смеситель-пластикатор 1 (см. Фиг. 1,2), выполненный в виде раскрывающегося вдоль своей продольной оси цилиндра 2. Внутри цилиндра 2 по всей его длине установлен шнековый вал 3 (см. Фиг. 3,4) с тремя зонами смешивания №1, №2, №3, приводимый во вращение электродвигателем 4. При этом размеры шнекового вала обусловлены соотношением его длины L к его диаметру D как L/D=18/1. Шнековый вал 3 выполнен с возможностью совершения возвратно-поступательных движений внутри цилиндра 2.

Шнековый вал 3 в зонах смешивания №1, №2, №3 выполнен в виде четырехлопастного шнека, состоящего из изогнутых лопастей 5 с промежутками между ними.

На внутренних стенках цилиндра 2 в соответствии с зонами смешивания установлены неподвижные штифты 6, находящиеся в промежутках между лопастями 5 шнекового вала 3. При этом в начале зоны смешивания №3 один из штифтов 6 выполнен с возможностью впрыска через него жидкого компонента.

Внутренние стенки цилиндра 2 выполнены с возможностью нагрева в соответствии с зонами смешивания №1, №2, №3.

Над экструдером 1 смонтирована гравиметрическая система подачи компонентов 7 с бункерами для сырья 8.

Смеситель-пластикатор 1 гидравлически сообщается с дозирующим экструдером 9, с торцевой стороны которого смонтирована дозирующая экструзионная головка 10 с двумя точками подвода расплава 11. Одна из точек подачи расплава 11 подключена непосредственно к выходу дозирующего экструдера 9, а другая к выходу вспомогательного экструдера 12 для формирования, при необходимости, дополнительного слоя на готовом изделии.

На выходе из дозирующей экструзионной головки установлена калибрационная ванна 13 для формирования и охлаждения готового продукта. На выходе из калибрационной ванны 13 установлено тянущее роликовое устройство 14 для протяжки готового продукта по агрегатам устройства.

Установку для изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента используют следующим образом.

Сырьевые составляющие (полимерные гранулы, химические аддитивы, красящие пигменты, жидкие добавки) подают гравиметрической системой подачи компонентов 8, в соответствии с заданной рецептурой, в смеситель-пластикатор 1, где благодаря возвратно-поступательному движению и вращению четырехлопастного шнекового вала 3 производят перемешивание и пластикацию сырья последовательно в зонах смешивания №1,2,3. Во время перемешивания и пластификации сырья в начале зоны смешивания № 3 через один из штифтов 6 расположенный на удалении от начала полезной длины шнекового вала 3 на L/D = 5-6, где L – длина шнекового вала, D – диаметр шнекового вала, под давлением производят подачу жидкого компонента. Помимо этого, перед зоной смешивания № 3 производят сжатие смешиваемой массы для создания дополнительного давления и улучшения качества смешивания компонентов. При этом шнековый вал 3 своими лопастями 5, во время совершения вращательных и возвратно-поступательных движений, дополнительно взаимодействует с неподвижными штифтами 6, установленными на стенках раскрывающегося цилиндра 2. Тем самым обеспечивают разностороннее перемешивание, благодаря которому молекулы жидкого компонента встраиваются в межмолекулярное пространство полимера. Таким образом, создают однородную вязкую массу (расплав) с высоким содержанием жидкого компонента, не выпадающего в осадок в виде конденсата.

Перемешивание и пластификацию производят в трех последовательно расположенных зонах с разными температурными характеристиками для компенсации дополнительного фрикционного разогрева происходящего в процессе трения компонентов. Температурный режим зон составляет: зона №1 – 40ºС; зона №2 - 43ºС; зона №3 - 38ºС. Температура расплава при этом не превышает 90ºС, тем самым исключают перегрев жидких добавок.

После чего полученную массу под давлением подают в дозирующий экструдер 9, далее расплав подают в формующую экструзионную головку (фильеру) 10, в которой придают форму готовому изделию. Сформированное готовое изделие направляют в калибрационную ванну 13 для окончательного формирования готового изделия и его охлаждения. Далее с помощью тянущего роликового устройства 14 направляют готовое изделие для дальнейшей обработки (резка, упаковка).

При необходимости формирования двухкомпонентного полимерного изделия к дозирующей экструзионной головке 10 через дополнительную точку подвода расплава 11 подают сформированную полимерную массу из вспомогательного экструдера 12, при этом внутри дозирующей экструзионной головки 10 благодаря форме ее каналов уравновешивают давление обоих потоков для равномерного наложения слоев расплава. Расплав в вспомогательном экструдере 14 формируют аналогично формированию расплава в смесителе-пластикаторе 1.

Указанный технический результат полезной модели - обеспечение возможности смешивания высокого содержания жидких компонентов с полимерным сырьем, достигается за счет наличия внутри цилиндра 2 шнекового вала 3, выполненного с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения, разделенного на три зоны смешивания, в которых выполнены лопасти 5, а также наличия неподвижно смонтированных на стенках цилиндра 2 штифтов 6, выполненных с возможностью взаимодействия с лопастями 5. При этом размеры шнекового вала обусловлены соотношением его длины L к его диаметру D как L/D=18/1. При данных размерах полимерное сырье принимает оптимальное состояние для введения в него и перемешивания жидких добавок.

Claims (1)

1. Смеситель-пластикатор для установки изготовления полимерных изделий с высоким содержанием жидкого компонента, характеризующийся тем, что он выполнен в виде цилиндра, внутри которого смонтирован шнековый вал с тремя зонами смешивания, в которых шнек выполнен в виде закрученных по спирали лопастей - по четыре в каждом витке шнека, при этом шнековый вал смонтирован с возможностью совершения вращательных и возвратно-поступательных движений, причем на внутренней поверхности цилиндра между лопастями шнекового вала неподвижно смонтированы четыре цилиндрических штифта, один из которых расположен на удалении от начала полезной длины шнекового вала на L/D = 5-6, где L – длина шнекового вала, D – диаметр шнекового вала, а соотношение длины шнекового вала L к его диаметру D составляет 18/1, и выполнен с возможностью подачи жидкого компонента внутрь цилиндра, при этом стенки цилиндра выполнены с возможностью нагрева с различной температурой в каждой зоне смешивания.

Images