CH558251A - Extruder screw for pasty or viscous materials - producing less frictional heat and requiring less power - Google Patents

Description

  
 



   La présente invention concerne une extrudeuse à vis destinée à réduire l'énergie mécanique transformée en chaleur par la vis dans les extrudeuses.



   Il est intéressant, pour augmenter les débits des extrudeuses, de faire tourner les vis aux vitesses les plus élevées possible. On possède actuellement des dispositifs pour que la matière extrudée reste homogène à ces hauts régimes. Un inconvénient majeur de ces grandes vitesses réside dans l'élévation de la température du produit extrudé. Ces hautes températures conduisent à une décomposition de la matière ou à une tenue insuffisante lorsque le profil quitte la filière à l'aval du processus. L'utilisateur se voit alors obligé de réduire la vitesse, avec comme conséquence, perte du débit et de production.



   En étudiant différentes extrudeuses connues, destinées au travail de matières pâteuses ou visqueuses telles que plastique, caoutchouc, argile, produits alimentaires, etc., on a constaté que la largeur  a  du ou des filets de la vis avait une influence sur la température de la matière, dans le sens que des filets larges donnent une plus haute température que des filets étroits.



   Ce phénomène s'explique lorsqu'on considère que le jeu entre la vis et le cylindre, plus exactement entre le sommet du filet et l'intérieur du cylindre, est occupé par de la matière à extruder qui constitue ce que certains auteurs appellent un   flux de perte   (Leckstrom). Cette matière est soumise à un cisaillement intense, dû au mouvement de la vis par rapport au cylindre et dû à la faible épaisseur de la couche. La force de cisaillement nécessite une puissance mécanique qui se transforme en chaleur par frottement. Malheureusement, il n'est pas possible de réduire la largeur du filet sans un inconvénient majeur, celui d'augmenter l'usure de la vis.



   En effet, la vis est centrée dans le cylindre par son filet. Vis et cylindre constituent donc une sorte de palier. La largeur du filet  a  varie pratiquement entre 5 et 10% du diamètre de la vis.



  Ainsi, par exemple, on observe fréquemment une largeur de 8 mm environ pour des vis de 100 mm de diamètre.



   L'invention a pour but de diminuer l'effet du cisaillement de la matière le long des filets des vis d'extrudeuses, ceci sans entraîner une usure plus rapide des filets de la vis. D'une part, on économise la puissance nécessaire à faire tourner la vis, et d'autre part on obtient une température plus basse de la matière extrudée.



   L'extrudeuse à vis selon l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un palier situé vers la fin de la vis, entre celle-ci et le cylindre.



   Le palier est destiné à centrer la vis dans le cylindre, tout en laissant passer la matière, le tout afin de permettre la réduction de la largeur du ou des filets sans en augmenter l'usure.



   La présente invention peut s'adapter à tout type de vis, tel que vis à compression radiale, vis à pas progressif, vis avec zone d'homogénéisation, vis selon brevet suisse   N    363149.



   Un ou plusieurs de tels paliers peuvent également être prévus ailleurs qu'à l'extrémité de la vis, par exemple entre les différentes
 zones de la vis, telles que zones d'alimentation, de fusion, de
 décompression, de compression, de progression, etc. Ils sont spé
 cialement utiles pour les extrudeuses ayant des vis longues, par
 exemple supérieures à 15D (15 x le diamètre de la vis), à cause de
 la flexibilité relative des longues vis. Ils peuvent être du type pas
 soire tournante, où la lubrification peut être assurée par la matière
 elle-même ou par un lubrifiant propre, avec ou sans joints d'étan
 chéité. Les paliers peuvent être du type à bille ou encore du type à
 patin où la matière se fait pincer par effet de coin et  lubrifie  le
 palier comme l'huile dans les paliers à lubrification dynamique.



   Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécu
 tion de l'extrudeuse:
 La fig. 1 est une vue en coupe axiale partielle de l'extrudeuse,
 ceci à la partie terminale de la vis.



   La fig. 2 est une vue en coupe selon II-II de la fig. 1.



   Les fig. 3 et 4 sont des vues correspondantes aux fig. I et 2
 d'une seconde forme d'exécution.



   La première forme d'exécution, représentée aux fig. 1 et 2, comprend une vis (I) présentant un filet (2) et qui est destinée à tourner dans un cylindre (3). La vis (1) est centrée par rapport au cylindre (3) par des billes (4) logées dans un renfoncement (5) du cylindre (3). Ces billes sont maintenues à distances égales les unes des autres par des éléments non représentés sur la figure mais qui permettent le passage de la matière entre les billes (4).



   La seconde forme d'exécution comprend la même vis (1) et son filet (2) tournant dans un cylindre (3). Ici, toutefois, le palier est constitué d'un corps (7) présentant des patins (8), le passage de la matière se faisant entre ces patins.



   Ces formes d'exécution permettent de réduire la largeur des filets à moins de 5% du diamètre de la vis, jusqu'à ne former qu'une crête ou une lame de couteau en cas extrême. 

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Extrudeuse à vis, caractérisée par le fait qu'elle comprend un palier situé vers la fin de la vis, entre celle-ci et le cylindre, qui est destiné à centrer la vis dans le cylindre, tout en laissant passer la matière, le tout afin de permettre la réduction de la largeur du ou des filets sans en augmenter l'usure.

   SOUS-REVENDICMIONS 1. Extrudeuse selon la revendication, caractérisée en ce que le palier est constitué par des billes.

   2. Extrudeuse selon la revendication, caractérisée en ce que le palier est constitué par une pièce formée d'un collier présentant des patins espacés circonférentiellement les uns des autres.

   3. Extrudeuse selon la revendication, caractérisé en ce que la largeur du ou des filets est inférieure à 5% du diamètre de la vis.