CS241900B1 - Šnek šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká šneku šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu. Šnek má v přechodovém pásmu, jehož oblast leží uvnitř intervalu vymezeného hodnotami 0,25 až 0,75 délky šneku (měřeno od průsečíku osy plnicího otvoru vytlačovacího stroje s osou šneku ve směru postupu materiálu), šnekový profil vytvořen tak, že poměr jeho hloubky v oblasti hřbetu profilu ku jeho hloubce v oblasti čela profilu leží v intervalu 0,99 : 1 až O : 1. Dno profilu má tvar rotačního tělesa vzniklého rotací přímkového a/nebo křivkového úseku, resp. několika různých úseků, přičemž funkční průběh daný tímto úsekem nebo úseky má v intervalu mezi hřbetem profilu a čelem profilu neklesající charakter. Výhodou této konstrukce šneku je podstatné zlepšení stability celého procesu vytlačování a následně pak zvýšení výkonu vytlačovacího stroje a zlepšení kvality vytlačovaného profilu.

Description

(54)

Šnek šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu

Řešení se týká šneku šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu.

Šnek má v přechodovém pásmu, jehož oblast leží uvnitř intervalu vymezeného hodnotami 0,25 až 0,75 délky šneku (měřeno od průsečíku osy plnicího otvoru vytlačovacího stroje s osou šneku ve směru postupu materiálu), šnekový profil vytvořen tak, že poměr jeho hloubky v oblasti hřbetu profilu ku jeho hloubce v oblasti čela profilu leží v intervalu 0,99 : 1 až O : 1.

Dno profilu má tvar rotačního tělesa vzniklého rotací přímkového a/nebo křivkového úseku, resp. několika různých úseků, přičemž funkční průběh daný tímto úsekem nebo úseky má v intervalu mezi hřbetem profilu a čelem profilu neklesající charakter.

Výhodou této konstrukce šneku je podstatné zlepšení stability celého procesu vytlačování a následně pak zvýšení výkonu vytlačovacího stroje a zlepšení kvality vytlačovaného profilu.

241 900 (51) Int. Cl *

B 65 G 55/00

- 1 241 900

Vynález ee týká šneku šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu·

Funkci šnekového vytlačovacího stroje určuje především šnek· Ve šneku se vytlačováný materiál dopravuje, ohřívá a teplotně i mechanicky homogemzuje. Materiál vstupuje do šneku zpravidla v tuhé fázi - obvykle ve formě granulátu nebo pásku· Ve vstupním pásmu pak materiál postupně zaplňuje zpočátku ne zcela zaplněný šnekový kanál, načež je dopravován do přechodového pásma, ve kterém přechází z tuhé fáze do taveniny· Roztavený materiál je potom za současné homogenizace Šnekem dopravován déle přes výstupní pásmo do hlavy vytlačovacího stroje·

Výše popsaným fuhkcím šneku musí vyhovovat jeho geometrie Z tohoto pohledu se poměry zvlášň zkomplikují, dochází-li u vy tlačovaného materiálu k výrazné fázové změně. Geometrii i vněj ší podmínky je zde totiž nutno volit tak, aby nedocházelo k dispergaci tuhé fáze do taveniny, poněvadž takto vzniklé směs se pak obtížně homogenizuje jak teplotně, tak i mechanicky.

V současné době je nejúčinnějším řešením tohoto problému použití Šneků, které mají v přechodovém pásmu šnekový kanál rozdělen pomocným závitem do dvou částí, z nichž jedna je určena pro dopravu tuhé fáze a druhá pro dopravu taveniny. Nevýhodami tohoto řešení jsou ale omezení efektivního použití šneku pouze na poměrně úzkou oblast pracovních podmínek, náročné výroba šneku a možnost vzniku tzv. mrtvých koutů (vlivem změn tvaru profilu šneku), což se nepříznivě projevuje zejména při vytlačování materiálů citlivých na lokální přehřátí·

Jednoduché šneky a proměnným stoupáním nebo hloubkou profilu po délce jsou sice výrobně podstatně jednodušší, ale nastavení podmínek v přechodovém pásmu je u nich značně citlivé·

To se pak projevuje buď snížením výkonu vytlačovacího stroje (snížením vytlačovaného množství za jednotku času), nebo zhoršením ^vality vytlačovaných profilů· Nesprávné nastavení pracovních podmínek vytlačovacího stroje má totiž často za následek nerovnoměrnosti ve výtoku materiálu z hubice· ♦

Výše uvedené nedostatky známých řešení do značné míry odstraňuje Šnek s proměnnou geometrií závitu podle vynálezu· Podstata vynálezu spočívá v tom, že tento šnek má v přechodovém pásmu, jehož oblast leží uvnitř intervalu vymezeného hodnotami 0,25 & 0,75 délky Šneku (měřeno od průsečíku osy plnicího otvoru vytlačovacího stroje s osou šneku ve směru postupu materiálu), šnekový profil vytvořen tak, že poměr jeho hloubky v oblasti hřbetu profilu ku jeho hloubce v oblasti čela profilu leží v intervalu 0,99 ♦ 1 až 0 : 1· Dno profilu má tvar rotačního tělesa vzniklého rotací přímkového a/nebo křivkového úseku, resp. několika různých úseků, přičemž funkční průběh daný tímto úsekem nebo úseky mé v intervalu mezi hřbetem profilu a čelem profilu neklesající charakter·

Hlavní přínos konstrukce Šneku podle vynálezu spočívá při srovnání s doposud známými řešeními v tom, že umožňuje plynulý přechod tuhé fáze do taveniny, bez lokálního narušování tuhého lože průnikem taveniny· Tato skutečnost se pak přímo odráží v podstatném zlepšení stability celého vytlačovacího procesu a následně pak ve zvýšení výkonu vytlačovacího stroje a zlepšení kvality vytlačovaného výrobku nebo polotovaru.

- 3 241 900

Dvě konkrétní konstrukční varianty šneku podle vynálezu jsou znázorněny na přiloženém výkresu, kde představuje obr. 1 - šnekový profil, jehož dno má tvar rotačního tělesa vzniklého rotací přímkového úseku, obr· 2 - šnekový profil, jehož dno má tvar rotačního tělesa vzniklého rotací úseku exponenciály· (Z důvodů názornosti je tvar profilu zvýrazněn zvětšením měřítka ve směru kolmém k ose šneku)·

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží následující pří kla^ praktické aplikace šneku podle vynálezu. Šnek s konstn/^⁷ fojfe eíf-.Ί tyl použit při vytlačování polypropylénu plněného 56,4% hmot. mikromletého vápence· Konkrétní rozměry šneku byly následující:

- průměr šneku 32 mm

- stoupání závitu šneku 17,65 mm

- poměr hloubky h^šnekového profilu v oblasti hřbetu profilu 1 ku hloubce h₂ šnekového profilu v oblasti čela profilu 2

0,8 : 1.

Dno profilu J mělo tvar rotačního tělesa vzniklého rotací úseku přímky, která svírá s osou šneku úhel 2°35*orientovaný ve směru £ postupu materiálu·

V dané aplikaci bylo při počtu otáček šneku 30 min?^ a při teplotách v jednotlivých zónách pouzdra šneku (ve směru od násypky k hlavě vytlačovacího stroje) 185, 200 a 210 °C dosaženo ostré hranice mezi tuhou a kapalnou fází v přechodovém pásmu. Rychlost tavení tuhé fáze byla rovnoměrná, což se projevilo ve zkrácení délky přechodového pásma a zlepšení kvality vytlačovaného profilu·

Vedle tvaru charakterizovaného v příkladu praktické aplikace šneku podle vynálezu může mít dno profilu J i tvar rotačního tělesa, vzniklého rotací úseku křivky “ např. exponenciály (viz obr· 2), paraboly, apod. V souvislosti s touto skutečností

- 4 241 900 je třeba uvést, že volba konkrétního tvaru dna profilu, resp· tvaru šnekového profilu jako celku, určuje citlivost vnějších podmínek na určení regulárního průběhu procesu vytlačováni pro daný materiál·

Z hlediska druhu zpracovávaného materiálu nejsou možnosti použití šneků podle vynálezu nijak omezeny, výhodnost tohoto konstrukčního řešení šneků obzvláště vynikne v aplikačních oblastech zpracování krystalických a plněných polymerních materiálů·

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Šnek šnekového vytlačovacího stroje s proměnnou geometrií závitu, vyznačený tím, že v přechodovém pásmu, jehož oblast leží uvnitř intervalu vymezeného hodnotami 0,25 0,75 délky Šneku j měřeno od průsečíku osy plnicího otvoru vytlačovacího stroje s osou šneku ve směru (4) postupu materiálu, má šnekový profil poměr hloubky (hp v oblasti hřbetu profilu (1) ku hloubce (h₂) v ob lasti čela profilu (2)v intervalu 0,99 : 1 až O : 1, a dálednopro filu(^)_mé tvar rotačního tělesa vzniklého rotací přímkového a/nebo křivkového úseku, několika různých úseků, přičemž funkční průběh daný tímto úsekem nebo úseky má v intervalu mezi hřbetem profilu (1) a čelem profilu (2) neklesající charakter·