PL199018B1

PL199018B1 - Extrusion moulding machine for polymeric materials

Info

Publication number: PL199018B1
Application number: PL351003A
Authority: PL
Inventors: Janusz Sikora
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2008-08-29
Also published as: PL351003A1

Abstract

Wytłaczarka do tworzyw polimerowych, mająca układ uplastyczniający z cylindrem rowkowanym, zwłaszcza z rowkami śrubowymi, korzystnie w strefie zasypu, zasilania, przemiany i dozowania układu uplastyczniającego, zaopatrzony w rowkowaną tuleję skrętną mocowaną jednym końcem na stałe do cylindra wytłaczarki oraz pasowaną obrotowosuwliwie z cylindrem na całej długości współdziałania z cylindrem i drugim końcem znajdującym się poza strefą zasypu układu uplastyczniającego, wyposażony w mechanizm umożliwiający skręcanie tulei w obrębie odkształcenia sprężystego materiału tulei, odpornego na zużywanie tribologiczne, w lewą bądź w prawą stronę w zależności od potrzeby, charakteryzuje się tym, że rowkowana tuleja skrętna ma co najmniej dwa rodzaje segmentów złączonych powierzchniami (3) bocznymi - wzdłużnie ze sobą, przy czym, jeden rodzaj segmentów (4), w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię (5) walcową równoległą do wewnętrznej powierzchni (6) walcowej, a drugi rodzaj segmentów (7), w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię (8) walcową nierównoległą do wewnętrznej powierzchni (9) walcowej, tworząc kliny o dużej smukłości. Segmenty, wchodzące w skład rowkowanej tulei skrętnej, o takim samym kształcie geometrycznym są usytuowane naprzemianlegle z segmentami o innym kształcie geometrycznym, tworząc rowki (10) o zmiennej głębokości.An extruder for polymeric materials, having a plasticizing system with a grooved cylinder, especially with screw grooves, preferably in the zone of feeding, feeding, transformation and dosing of the plasticizing system, provided with a grooved torsion sleeve permanently attached at one end to the extruder cylinder and fitted in a rotational and sliding manner with the cylinder along the entire length of interaction with the cylinder and the other end located outside the feeding zone of the plasticizing system, equipped with a mechanism enabling the sleeve to be twisted within the elastic deformation of the sleeve material, resistant to tribological wear, to the left or to the right depending on the need, characterized in that the grooved torsion sleeve has at least two types of segments connected by their side surfaces (3) - longitudinally with each other, wherein one type of segments (4), in the shape of a longitudinal section of the sleeve, has an outer cylindrical surface (5) parallel to the inner surface (6) cylindrical, and the second type of segments (7), in the shape of a longitudinal section of the sleeve, has an outer cylindrical surface (8) not parallel to the inner cylindrical surface (9), forming wedges of great slenderness. The segments of the grooved torsion sleeve, having the same geometric shape, are arranged alternately with segments of a different geometric shape, forming grooves (10) of variable depth.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wytłaczarka do tworzyw polimerowych, mająca układ uplastyczniający z cylindrem rowkowanym, zwłaszcza z rowkami śrubowymi.The subject of the invention is an extruder for polymers having a plasticizing system with a grooved cylinder, in particular helical grooves.

Dotychczas w technice znanych jest wiele rozwiązań konstrukcyjnych wytłaczarek do tworzyw polimerowych, mających układ uplastyczniający z cylindrem rowkowanym. Rowki znajdują się w strefie zasypu układu uplastyczniającego, gdzie mają największą głębokość i w następującej po niej części strefy zasilania, gdzie zanikają. W tych rozwiązaniach konstrukcyjnych, geometria obszaru rowkowanego jest stała dla danej wytłaczarki, to znaczy zmiana elementów geometrycznych tego obszaru jest niemożliwa bez wymiany cylindra lub tulei, w której znajdują się rowki. W kilku innych znanych rozwiązaniach jest możliwa zmiana elementów geometrycznych obszaru rowkowanego cylindra, polegająca na zwiększaniu lub zmniejszaniu wartości kąta pochylenia rowków, ich głębokości oraz liczby, kąta skręcenia i kierunku skręcenia w czasie trwania procesu wytłaczania. Według amerykańskiego opisu patentowego nr 4462692 w wytłaczarce do przetwórstwa przede wszystkim gumy, w obszarze strefy zasypu i części strefy zasilania układu uplastyczniającego, zamontowano tuleję na obwodzie, której wykonano nacięcie śrubowe o kącie opasania około 480°. Szerokość nacięcia przy otworze zasypowym układu uplastyczniającego jest równa średnicy otworu zasypowego. Szerokość i głębokość tak wykonanego rowka śrubowego, zmniejsza się w kierunku do głowicy wytłaczarskiej, aż do zaniku. Przekładnia ślimakowa zamontowana na tulei z rowkiem śrubowym umożliwia jej skręcanie i poprzez to zmianę kształ tu przekroju poprzecznego rowka. W innym amerykań skim opisie patentowym nr 4678339, w wytłaczarce na długości strefy zasypu i części strefy zasilania są umieszczone, w cylindrze układu uplastyczniającego dwie tuleje, wewnętrzna nieruchoma i zewnętrzna ruchoma mogąca wykonywać ruch obrotowy. W tulei wewnętrznej wykonano przelotowe wiele nacięć, w których umieszczono płytki. Płytki są zamontowane do mechanizmu rolkowo-sprężynowego, umożliwiającego ich opuszczanie lub podnoszenie. Podczas opuszczania płytek nacięcia w tulei tworzą rowki wzdłużne. Opuszczanie i podnoszenie płytek jest przeprowadzane przez obrót tulei zewnętrznej, wykonywany wskutek jej sprzężenia z tłokowym układem regulacyjnym. Rolka mechanizmu rolkowosprężynowego płytki, przesuwając się po specjalnie ukształtowanej powierzchni tulei zewnętrznej, powoduje opuszczanie lub podnoszenie płytki, zapewniając możliwość uzyskania żądanego kąta pochylenia rowków, a tym samym i głębokości rowków. W amerykańskim opisie patentowym nr 5783225, wytłaczarce, w obszarze pod otworem zasypowym i nieco poza nim, są wyodrębnione trzy komory ograniczone powierzchniami zwoju i rdzenia ślimaka oraz powierzchniami cylindra i listew umieszczonych w cylindrze. Układ śrub zamontowanych na końcach listew umożliwia zmianę ich położenia, a poprzez to zmianę głębokości i kąta pochylenia, co w konsekwencji powoduje zmianę objętości komór, wpływając na ilość tworzywa pobieranego z zasobnika tworzywa. W amerykańskim opisie patentowym nr 5909958, wytłaczarka ma tuleję rowkowaną umożliwiającą zmianę liczby rowków, ich głębokości oraz kąta pochylenia w czasie trwania procesu wytłaczania, poprzez opuszczanie lub podnoszenie jednego końca listew umieszczonych w stożkowych wybraniach materiałowych cylindra wytłaczarki. Polski patent nr 174068, zawiera opis wytłaczarki do tworzyw polimerowych, zaopatrzonej w ukł ad uplastyczniają cy z tuleją rowkowaną , umieszczoną na dł ugoś ci strefy zasypu i części strefy zasilania układu uplastyczniającego, mający rowki o zmiennej głębokość na długości tulei i umoż liwiają cy zmianę ką ta oraz kierunku skrę cenia rowków. Mechanizm skrę cają cy tuleję , a wię c i rowki, znajduje się na końcu tulei rowkowanej, poza strefą zasypu, mię dzy otworem zasypowym a układem napędowym wytłaczarki. W zgłoszeniu patentowym polskim nr P-349474 jest przedstawiony opis wytłaczarki do tworzyw polimerowych mającej układ uplastyczniający z tuleją rowkowaną, mocowaną jednym końcem na stałe do cylindra wytłaczarki oraz pasowaną obrotowo-suwliwie z cylindrem na całej długości współdziałania z cylindrem. Drugi koniec tulei rowkowanej, znajdujący się poza strefą zasypu, jest wyposażony w mechanizm umożliwiający skręcanie tulei, w obrębie odkształcenia sprężystego materiału tulei, odpornego na zużywanie tribologiczne, w lewą bądź w prawą stronę. Tuleja ma wykonane, na przeważającej części swojej długości, szczeliny o wysokości równej grubości ścianki tulei oraz dowolnej szerokości. W szczelinach są umieszczone kliny, których szerokość ściśle odpowiada szerokości szczelin, a powierzchnia zewnętrzna, mająca taki sam kształt, jak powierzchnia zewnętrzna tulei, przylega do powierzchni wewnętrznej cylindra wytłaczarki, natomiast powierzchnie boczne klinów mają taki sam kształt, jak powierzchnie boczne szczelin. Szczeliny wraz z klinami tworzą rowki wzdłużne o zmiennej głębokości i stał ym kształcie przekroju poprzecznego wzdłuż długości tulei. Koniec tulei rowkowanej jest mocowany na stałe do cylindra wytłaczarkiUntil now, many design solutions of extruders for polymers with a plasticizing system with a grooved cylinder are known in the art. The grooves are located in the feed zone of the plasticizing system, where they have the greatest depth, and in the part of the feeding zone that follows, where they disappear. In these design solutions, the geometry of the grooved area is constant for a given extruder, i.e. changing the geometric elements of this area is impossible without replacing the cylinder or the sleeve in which the grooves are located. In several other known solutions, it is possible to change the geometry of the grooved area of the cylinder by increasing or decreasing the value of the angle of the grooves, their depth and the number, twist angle and direction of rotation during the extrusion process. According to the US patent no. 4,462,692, in an extruder for processing mainly rubber, in the area of the charging zone and part of the feed zone of the plasticizing system, a sleeve was mounted around the circumference, which had a screw cut with a wrap angle of about 480 °. The width of the notch at the charging opening of the plasticizing system is equal to the diameter of the charging opening. The width and depth of the helical groove thus produced decreases towards the extruding head until it disappears. The worm gear mounted on the sleeve with a helical groove allows it to twist and thus to change the shape of the groove cross-section. In another US Patent No. 4,678,339, in the extruder, along the length of the feed zone and part of the feed zone, two sleeves are placed in the cylinder of the plasticizing system, the inner one is stationary and the outer one, movable, capable of rotating. The inner sleeve has multiple cuts through which the plates have been inserted. The plates are mounted to a roller-spring mechanism, allowing them to be lowered or raised. When the plates are lowered, the cuts in the sleeve form longitudinal grooves. The lowering and lifting of the plates is carried out by the rotation of the outer sleeve made by its engagement with the piston adjustment system. The roller of the plate's roller-spring mechanism, while moving on the specially shaped surface of the outer sleeve, causes the plate to lower or raise, ensuring the possibility of obtaining the desired angle of inclination of the grooves, and thus the depth of the grooves. In US Patent No. 5,783,225, to the extruder, in the area under the feed opening and slightly beyond it, three chambers are separated, delimited by the surfaces of the coil and the screw core and the surfaces of the cylinder and slats placed in the cylinder. The system of screws mounted at the ends of the slats allows you to change their position, and thus change the depth and angle of inclination, which in turn causes a change in the volume of the chambers, influencing the amount of material taken from the plastic container. In US Patent No. 5,909,958, the extruder has a grooved sleeve that allows the number of grooves, their depth and the angle of inclination to be changed during the extrusion process, by lowering or lifting one end of the slats located in the conical material recesses of the extruder cylinder. Polish patent no. 174068, describes an extruder for polymer materials, equipped with a plasticizing system with a grooved sleeve, located along the length of the feed zone and part of the plasticizing system feed zone, having grooves of variable depth along the length of the sleeve and enabling changing the angle and the direction in which the grooves are turned. The sleeve twisting mechanism, and thus the grooves, is located at the end of the grooved sleeve, outside the charging zone, between the charging opening and the extruder drive system. The Polish patent application No. P-349474 describes an extruder for polymers having a plasticizing system with a grooved sleeve, permanently attached to the extruder cylinder at one end and a rotary-slide fit with the cylinder along the entire length of interaction with the cylinder. The other end of the grooved sleeve, located outside the charging zone, is equipped with a mechanism that allows the sleeve to twist, within the elastic deformation of the sleeve material, resistant to tribological wear, to the left or right. Most of its length, the sleeve has slots with a height equal to the wall thickness of the sleeve and any width. There are wedges placed in the slots, the width of which strictly corresponds to the width of the slots, and the outer surface having the same shape as the outer surface of the sleeve adjoins the inner surface of the extruder barrel, while the side surfaces of the wedges have the same shape as the side surfaces of the slots. The slots together with the wedges form longitudinal grooves of variable depth and a constant cross-sectional shape along the length of the sleeve. The end of the grooved sleeve is permanently attached to the extruder barrel

PL 199 018 B1 i znajduje się korzystnie w strefie dozowania układu uplastyczniającego. Pierścień ze ścięciem od wewnątrz skierowanym do osi i do głowicy wytłaczarskiej, liniowym lub nieliniowym, znajduje się w części przedniej na końcu tulei w miejscu, w którym kliny w szczelinach mają największą wysokość.PL 199 018 B1 and is preferably located in the dosing zone of the plasticizing system. A ring with a chamfer on the inside towards the axis and towards the extrusion head, linear or non-linear, is located in the front part at the end of the sleeve where the wedges in the slots have the greatest height.

Istotą wytłaczarki do tworzyw polimerowych, mającej układ uplastyczniający z cylindrem rowkowanym, zwłaszcza z rowkami śrubowymi, korzystnie w strefie zasypu, zasilania przemiany i dozowania układu uplastyczniającego, zaopatrzony w rowkowaną tuleję skrętną mocowaną jednym końcem na stałe do cylindra wytłaczarki oraz pasowaną obrotowo-suwliwie z cylindrem na całej długości współdziałania z cylindrem i drugim końcem znajdującym się poza strefą zasypu układu uplastyczniającego, wyposażony w mechanizm umożliwiający skręcanie tulei w obrębie odkształcenia sprężystego materiału tulei odpornego na zużywanie tribologiczne, w lewą bądź w prawą stronę w zależności od potrzeby jest to, że rowkowana tuleja skrętna ma, co najmniej dwa rodzaje segmentów złączonych powierzchniami bocznymi - wzdłużnie ze sobą, przy czym jeden rodzaj segmentów, w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię walcową równoległą do wewnętrznej powierzchni walcowej, a drugi rodzaj segmentów, w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię walcową nierównoległą do wewnętrznej powierzchni walcowej, tworząc kliny o dużej smukłości. Segmenty, wchodzące w skład rowkowanej tulei skrętnej, o takim samym kształcie geometrycznym są usytuowane naprzemianlegle z segmentami o innym kształcie geometrycznym, tworząc rowki o zmiennej głębokości.The essence of an extruder for polymers, having a plasticizing system with a grooved cylinder, in particular with helical grooves, preferably in the area of charging, feeding, transformation and dosing of the plasticizing system, provided with a grooved torsion sleeve permanently attached to the extruder cylinder at one end and a rotary-slide fit with the cylinder along the entire length of interaction with the cylinder and the other end located outside the feed zone of the plasticizing system, equipped with a mechanism that allows the sleeve to twist within the elastic deformation of the sleeve material resistant to tribological wear, to the left or right, depending on the needs, the grooved sleeve the torsion has at least two types of segments joined by side surfaces - longitudinally with each other, where one type of segments, in the shape of a longitudinal section of the sleeve, has an outer cylindrical surface parallel to the inner cylindrical surface, and the other type of segments, in the shape of a longitudinal section of the sleeve, has an outer cylindrical surface not parallel to the inner cylindrical surface, creating wedges of high slenderness. The segments of a grooved torsion sleeve with the same geometric shape alternate with segments of a different geometric shape to form grooves of varying depth.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że na skręcanie tulei rowkowanej, mającej segmenty złączone powierzchniami bocznymi, jest potrzebny mniejszy moment skręcający a skręcanie jest bardziej efektywne od skręcania tulei litej.The advantageous effect of the invention is that, for twisting a grooved sleeve having segments joined by side surfaces, less twisting torque is required and twisting is more efficient than twisting a solid sleeve.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny fragmentu układu uplastyczniającego wytłaczarki do tworzyw polimerowych, bez grzejników elektrycznych, z zamontowaną tuleją skrętną z dwunastoma segmentami tworzącymi sześć rowków, w położeniu przed skręceniem tulei rowkowanej, fig. 2 - przekrój poprzeczny tego fragmentu układu uplastyczniającego wytłaczarki, w dwukrotnym powiększeniu, w położeniu przed skręceniem tulei rowkowanej, fig. 3 - przekrój wzdłużny tego samego fragmentu układu uplastyczniającego, ale w położeniu po skręceniu tulei rowkowanej, a fig. 4 - przekrój poprzeczny tego fragmentu układu, również w dwukrotnym powiększeniu, w położeniu po skręceniu tulei rowkowanej.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of a fragment of the plasticizing system of an extruder for polymeric materials, without electric heaters, with a torsion bush with twelve segments forming six grooves, in a position prior to twisting the grooved sleeve, 2 - cross-section of this fragment of the plasticizing system of the extruder, twice enlarged, in the position before the twisting of the grooved sleeve, Fig. 3 - longitudinal section of the same fragment of the plasticizing system, but in the position after twisting the grooved sleeve, and Fig. 4 - the cross-section of this fragment system, also at a double magnification, in position after the grooved sleeve has been screwed in.

Wytłaczarka do tworzyw polimerowych ma układ uplastyczniający z cylindrem 1 rowkowanym, zwłaszcza z rowkami śrubowymi, korzystnie w strefie zasypu, zasilania, przemiany i dozowania układu uplastyczniającego, zaopatrzony w rowkowaną tuleję skrętną mocowaną jednym końcem na stałe do cylindra i wytłaczarki oraz pasowaną obrotowo-suwliwie z cylindrem i na całej długości współdziałania z cylindrem 1 i drugim końcem znajdującym się poza strefą zasypu układu uplastyczniającego, wyposażony w mechanizm 2 umożliwiający skręcanie tulei w obrębie odkształcenia sprężystego materiału tulei odpornego na zużywanie tribologiczne, w lewą bądź w prawą stronę w zależności od potrzeby. Rowkowana tuleja skrętna ma, co najmniej dwa rodzaje segmentów złączonych powierzchniami 3 bocznymi - wzdłużnie ze sobą, przy czym, jeden rodzaj segmentów 4, w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię 5 walcową równoległą do wewnętrznej powierzchni 6 walcowej, a drugi rodzaj segmentów 7, w kształcie wzdłużnego wycinka tulei, ma zewnętrzną powierzchnię 8 walcową nierównołegłą do wewnętrznej powierzchni 9 walcowej, tworząc kliny o dużej smukłości. Segmenty, wchodzące w skład rowkowanej tulei skrętnej, o takim samym kształcie geometrycznym są usytuowane naprzemianlegle z segmentami o innym kształcie geometrycznym, tworząc rowki 10 o zmiennej głębokości.The extruder for polymer plastics has a plasticizing system with a grooved cylinder, in particular with helical grooves, preferably in the area of charging, feeding, transformation and dosing of the plasticizing system, provided with a grooved torsion sleeve fixed at one end permanently to the cylinder and extruder, and a rotary-slide fit with cylinder and along the entire length of interaction with the cylinder 1 and the other end located outside the feed zone of the plasticizing system, equipped with a mechanism 2 enabling the sleeve to twist within the elastic deformation of the sleeve material resistant to tribological wear, to the left or right, depending on the needs. The grooved torsion bush has at least two types of segments joined by lateral surfaces 3 - longitudinally with each other, one type of segment 4, shaped like a longitudinal section of the sleeve, has an outer surface 5 cylindrical parallel to the inner surface 6 of cylindrical, and the other type of segments 7 shaped like a longitudinal section of the sleeve, it has an outer cylindrical surface 8 not parallel to the inner cylindrical surface 9, forming wedges of high slenderness. The segments of a grooved torsion sleeve with the same geometric shape alternate with segments of a different geometric shape to form grooves 10 of varying depth.

Claims

1. An extruder for polymers, having a plasticizing system with a grooved cylinder, especially with helical grooves, preferably in the area of charging, feeding, transformation and dosing of the plasticizing system, provided with a grooved torsion bush permanently attached at one end to the extruder cylinder and a rotary-slide fit with the cylinder along the entire length of interaction with the cylinder and the other end located outside the charging zone, equipped with a mechanism that allows the sleeve to twist within the elastic deformation of the sleeve material resistant to tribological wear, to the left or right side, depending on the needs, characterized by that it is grooved the torsion bush has at least two types of segments joined by lateral surfaces (3) - longitudinally with each other, one type of segments (4) in the shape of a longitudinal segment

The sleeve has an outer cylindrical surface (5) parallel to the cylindrical inner surface (6), and the second type of segments (7), in the shape of a longitudinal section of the sleeve, has an outer cylindrical surface (8) not parallel to the inner surface (9) cylindrical roller, creating wedges of high slenderness.

2. The extruder according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the segments of a grooved torsion sleeve having the same geometric shape alternate with segments of a different geometric shape to form grooves (10) of variable depth.