PL219984B1

PL219984B1 - Extruder for polymer materials

Info

Publication number: PL219984B1
Application number: PL401976A
Authority: PL
Inventors: Janusz W. Sikora; Olech Suberlach; František Greškovič
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2015-08-31
Also published as: PL401976A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest wytłaczarka do tworzyw polimerowych mająca układ uplastyczniający z aktywnym cylindrem rowkowanym.The subject of the invention is an extruder for polymers having a plasticizing system with an active grooved cylinder.

W amerykańskim opisie patentowym nr 4462692 znana jest wytłaczarka do przetwórstwa zwłaszcza gumy. Ma ona w obszarze strefy zasypu i części strefy zasilania układu uplastyczniającego zamontowaną tuleję na obwodzie, której wykonano śrubowe nacięcie o kącie opasania około 480°. Szerokość nacięcia przy otworze zasypowym 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 kształtu przekroju poprzecznego rowka. W innym amerykańskim opisie patentowym nr 4678339 w wytłaczarce na długości strefy zasypu i części strefy zasilania umieszczono w cylindrze układu uplastyczniającego dwie tuleje, wewnętrzną nieruchomą i zewnętrzną ruchomą - mogącą wykonywać ruch obrotowy. W tulei wewnętrznej wykonano przelotowo wiele nacięć, w których są usytuowane płytki. Płytki zamontowano 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 napędowym. 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. Z kolei w amerykańskim opisie patentowym nr 5783225 w cylindrze wytłaczarki, 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 tym samym zmianę głębokości i kąta pochylenia, co w konsekwencji powoduje zmianę objętości komór. W amerykańskim opisie patentowym nr 5909958 wytłaczarka ma tuleję rowkowaną umożliwiającą zmianę liczby rowków, ich głębokości oraz kąta pochylenia rowków w czasie trwania procesu wytłaczania, poprzez opuszczanie lub podnoszenie jednego końca listew umieszczonych w stożkowych wybraniach materiałowych wzdłuż cylindra wytłaczarki.U.S. Patent No. 4,462,692 discloses an extruder for processing, in particular, rubber. In the area of the charging zone and a part of the feed zone of the plasticizing system, it has a sleeve mounted around its circumference, the circumference of which is made with a screw cut with a wrap angle of approx. 480 °. The width of the notch at the charging hole is equal to the diameter of the charging hole. 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 the helical groove allows it to twist and thus change the shape of the groove cross-section. In another US patent no. 4,678,339 in the extruder, along the length of the hopper zone and part of the feed zone, two sleeves were placed in the cylinder of the plasticizing system, the inner one being fixed and the outer one, movable - capable of rotating. A plurality of cuts have been made through the inner sleeve in which the plates are positioned. The plates are attached to a roller-spring mechanism that allows 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, performed by its engagement with the piston drive system. The roller of the plate's roller-spring mechanism, 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. On the other hand, in the American patent no. 5,783,225, in the extruder cylinder, in the area under the charging opening and slightly beyond it, three chambers are separated, delimited by the surfaces of the coil and the screw core as well as 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. 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 the grooves to be changed during the extrusion process, by lowering or lifting one end of the slats placed in conical material recesses along the extruder cylinder.

Znane jest z polskiego opisu patentowego nr 174068, rozwiązanie, w którym wytłaczarka do tworzyw polimerowych jest zaopatrzona w układ uplastyczniający z tuleją rowkowaną umieszczoną na długości strefy zasypu i części strefy zasilania układu uplastyczniającego, mającą rowki o zmiennej głębokość na długości tulei, co umożliwia zmianę kąta oraz kierunku skręcenia rowków. Z innego polskiego opisu patentowego nr 174623 jest znane rozwiązanie, w którym wytłaczarka do tworzyw polimerowych ma zespół płytek wahliwych, zamontowanych przelotowo, suwliwie w cylindrze układu uplastyczniającego wytłaczarki w obszarze strefy zasypu i w następującym po niej odcinku strefy zasilania, łącznej długości od 0,5 do 6 średnic wewnętrznych ślimaka. W innym polskim opisie patentowym nr 198263 jest przedstawiona wytłaczarka do tworzyw polimerowych mająca 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 danej szerokości. W szczelinach są umieszczone wzdłużne kliny, których szerokość ściśle odpowiada szerokości szczelin, a ich 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 stałym kształcie przekroju poprzecznego wzdłuż długości tulei. Koniec tulei rowkowanej jest mocowany na stałe do cylindra wytłaczarki 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. Z kolei w opisie patentowym polskim nr 199019 jest przedstawiona wytłaczarka do tworzyw polimerowych mająca układ uplastyczniający z tuleją rowkowaną której mechanizm skręcający znajduje się między otworem zasypowym układu uplastyczniającego a końcem wytłaczarki, zaopatrzonym w głowicę wytłaczarską. Odcinek tulei rowkowanej o długości od 5d do 15d, obejmującyIt is known from the Polish patent description No. 174068, a solution in which the extruder for polymer materials is provided with a plasticizing system with a grooved sleeve located along the length of the feed zone and a part of the plasticizing system feed zone, having grooves of variable depth along the sleeve length, which enables the angle to be changed. and the direction in which the grooves are twisted. Another Polish patent specification No. 174 623 discloses a solution in which an extruder for polymeric materials has a set of self-aligning plates, slidably mounted, in the cylinder of the extruder plasticizing system in the area of the charge zone and in the following section of the feeding zone, with a total length of 0.5 to 6 screw internal diameters. Another Polish patent specification No. 198263 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 a given width. Longitudinal wedges are placed in the slots, the width of which strictly corresponds to the width of the slots, and their outer surface having the same shape as the outer surface of the sleeve adjoins the inner surface of the extruder cylinder, 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 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. In turn, the Polish patent specification No. 199019 shows an extruder for polymers having a plasticizing system with a grooved sleeve, the twisting mechanism of which is located between the feed opening of the plasticizing system and the end of the extruder equipped with an extrusion head. 5d to 15d length of a grooved sleeve, encompassing

PL 219 984 B1 koniec tulei, znajdujący się poza strefą zasypu uplastyczniającego i obejmujący szerokość mechanizmu skręcającego jest obracany, natomiast odcinek tulei o długości od 5d do 30d od mechanizmu skręcającego do końca tulei, mocowanej do cylindra wytłaczarki jest skręcany.The end of the sleeve, located outside the plasticizing charge zone and covering the width of the twisting mechanism, is rotated, while the section of the sleeve 5d to 30d in length from the twisting mechanism to the end of the sleeve attached to the extruder barrel is twisted.

W polskim opisie patentowym nr 199018 jest przedstawiony opis wytłaczarki do tworzyw polimerowych mającej układ uplastyczniający z tuleją rowkowaną, składającą się z co najmniej dwóch rodzajów usytuowanych naprzemiennie względem siebie segmentów złączonych powierzchniami bocznymi - wzdłużnie ze sobą. Segmenty, wchodzące w skład rowkowanej tulei, o takim samym kształcie geometrycznym są usytuowane naprzemian z segmentami o innym kształcie geometrycznym, tworząc rowki o zmiennej głębokości.In the Polish patent specification No. 199018 there is presented a description of an extruder for polymers having a plasticizing system with a grooved sleeve, consisting of at least two types of alternating segments connected with each other by side surfaces - longitudinally with each other. The segments of a grooved sleeve having the same geometric shape alternate with segments of a different geometric shape to form grooves of varying depth.

Istotą wytłaczarki do tworzyw polimerowych posiadającej układ uplastyczniający z aktywnym cylindrem rowkowanym z rowkami wzdłużnymi w strefie zasypu i w części strefy przemiany układu uplastyczniającego następującej bezpośrednio po strefie zasypu, zaopatrzony w tuleję rowkowaną skręcaną za pomocą mechanizmu skręcającego i pasowaną suwliwie-obrotowo w cylindrze na całej długości współpracy z cylindrem, jest to, że układ uplastyczniający składa się z cylindra, w którym w strefie zasypu i w części strefy przemiany układu uplastyczniającego następującej bezpośrednio po strefie zasypu znajduje się rowkowana segmentowa tuleja składana stopniowo-obrotowa z rowkami wzdłużnymi, składająca się z poprzecznych segmentów pierścieniowych pasowanych suwliwie-obrotowo względem siebie oraz względem cylindra na całej powierzchni współpracy z segmentem i cylindrem. Poprzeczne segmenty pierścieniowe mają wycięte na całej szerokości wzdłużne otwory przelotowe o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu, których liczba zależy od średnicy D wewnętrznej cylindra i wynosi od 4 do 32, tworząc w segmentowej tulei składanej stopniowo-obrotowej rowki wzdłużne o kącie a pochylenia. Dwa przeciwległe boki o równoległych powierzchniach otworu przelotowego o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu są położone w płaszczyznach przechodzących przez oś cylindra układu uplastyczniającego wytłaczarki i skierowane są w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara lub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara. Pozostałe dwa przeciwległe boki o zbieżnych powierzchniach otworu przelotowego o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu są obwodowymi wycinkami powierzchni walcowych i stanowią obwodowy wycinek powierzchni wewnętrznej poprzecznego segmentu pierścieniowego oraz obwodowy wycinek powierzchni walcowej zbieżnej do powierzchni wewnętrznej segmentu, zmniejszając wysokość otworu przelotowego na całej szerokości poprzecznego segmentu pierścieniowego. Poprzeczne segmenty pierścieniowe, których liczba wynosi od 2 do 16 są umieszczone jeden koło drugiego w osi cylindra układu uplastyczniającego tworząc rowkowaną segmentową tuleję składaną stopniowo-obrotową o długości od 3 do 10D - średnicy wewnętrznej cylindra, w ten sposób, że boki o zbieżnych powierzchniach otwory przelotowe stanowiące obwodowy wycinek powierzchni walcowych segmentu poprzedzającego tworzą z bokami otworu przelotowego stanowiącymi obwodowy wycinek powierzchni walcowych segmentu następnego jedną powierzchnie ciągłą. Poprzeczne segmenty pierścieniowe tulei składanej stopniowo-obrotowej są uruchamiane niezależnie od siebie za pomocą koła zębatego, przy czym pierwszy segment pierścieniowy znajdujący się od strony strefy zasypu tulei składanej jest nieruchomy, a pozostałe są ruchome. Poprzeczne segmenty pierścieniowe mają szerokość co najwyżej równą szerokości wierzchołka zęba koła zębatego segmentu pierścieniowego. Kolejne ruchome segmenty pierścieniowe obracają się proporcjonalnie o kąt γ w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara lub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara tworząc rowki śrubowe o kącie β lub β₁ skręcenia i zmiennej głębokości na długości rowkowanej segmentowej tulei składanej stopniowo-obrotowej.The essence of the extruder for polymers having a plasticizing system with an active grooved cylinder with longitudinal grooves in the charging zone and in a part of the transformation zone of the plasticizing system immediately after the charging zone, equipped with a grooved sleeve twisted by a twisting mechanism and slidably rotated in the cylinder along the entire length of the cooperation with the cylinder, it is that the plasticizing system consists of a cylinder in which in the charging zone and in the part of the transformation zone of the plasticizing system immediately after the charging zone there is a grooved segmented gradually-rotating folding sleeve with longitudinal grooves, consisting of transverse ring segments fitted slidably rotatable in relation to each other and in relation to the cylinder over the entire surface of cooperation with the segment and the cylinder. The transverse ring segments have longitudinal through holes cut across their entire width with a cross-sectional area and a longitudinal trapezoidal cross-section, the number of which depends on the inner diameter D of the cylinder and ranges from 4 to 32, creating longitudinal grooves in the segmented gradually-rotating folded sleeve with an angle α of inclination . The two opposite sides with parallel faces of the through-hole with a cross-sectional area and a longitudinal trapezoidal cross-section are situated in planes passing through the axis of the cylinder of the extruder plasticizing system and directed clockwise or counterclockwise. The other two opposite sides with converging surfaces of the through hole with a cross-sectional area and a longitudinal trapezoidal cross-section are circumferential segments of cylindrical surfaces and constitute the circumferential segment of the inner surface of the transverse ring segment and the circumferential segment of the cylindrical surface converging to the internal surface of the segment, reducing the height of the through hole along the entire width transverse annular segment. Transverse ring segments, the number of which is from 2 to 16, are placed one next to the other in the axis of the plasticizing system cylinder, forming a grooved segmented gradually-rotating collapsible sleeve with a length of 3 to 10D - the inner diameter of the cylinder, so that the sides of the holes the through holes constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the preceding segment form, with the sides of the through hole constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the next segment, one continuous surface. The transverse ring segments of the step-rotating collet are actuated independently of each other by means of a gear wheel, the first ring segment on the side of the collapsible collet's charging zone being stationary and the others movable. The transverse ring segments have a width at most equal to the tooth tip width of the ring segment. Successive movable ring segments rotate proportionally through the angle γ in the clockwise or counterclockwise direction, creating helical grooves with an angle β or β ₁ twist and variable depth along the length of the grooved segmented step-turn collapsible sleeve.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że można w czasie trwania procesu wytłaczania zmieniać w sposób ciągły i zgodny kąt i kierunek skręcenia rowków zmieniając je z wzdłużnych w śrubowe bez potrzeby kłopotliwej wymiany tulei rowkowanej. Wpływa to korzystnie na proces wytłaczania poprzez świadome oddziaływanie na efektywność procesu wytłaczania, zwiększając natężenie przepływu tworzywa, oraz sprawność energetyczną wytłaczarki, a także zmniejszając jednostkowe zużycie energii oraz polepszając jakość otrzymanej wytłoczyny poprzez lepszą homogenizację i ujednorodnianie jej właściwości cieplnych i mechanicznych.A beneficial effect of the invention is that during the extrusion process the angle and direction of the groove twist can be changed continuously and in a consistent manner from longitudinal to helical without the need for the cumbersome replacement of the grooved sleeve. This has a positive effect on the extrusion process by consciously influencing the efficiency of the extrusion process, increasing the flow rate of the material and the energy efficiency of the extruder, as well as reducing the unit energy consumption and improving the quality of the extrudate obtained through better homogenization and homogenization of its thermal and mechanical properties.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdłużny fragmentu układu uplastyczniającego wytłaczarki do tworzyw polimerowych z zamocowaną rowkowaną segmentową tuleją składaną stopn iowo-obrotową składającą się z sześciu segmentów pierścieniowych, fig. 1a - przekrój poprzeczny układu uplastyczniającego, fig. 2 - przekrój wzdłużny układu uplastyczniającego z segmentową tuleją składaną stopniowo-obrotową,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 polymer materials with an attached grooved segmented collapsible sleeve and rotational step consisting of six ring segments, Fig. 1a - cross-section of the plasticizing system , fig. 2 - longitudinal section of the plasticizing system with a gradually-rotating segmented sleeve,

PL 219 984 B1 w której pierwszy segment pierścieniowy pozostał nieruchomy a pozostałe zostały kolejno proporcjonalnie obrócone o stałą wartość kąta względem poprzedniego w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara tworząc cztery rowki śrubowe o kącie skręcenia β, fig. 2a - przekrój poprzeczny układu uplastyczniającego z rowkowaną segmentową tuleją składaną stopn iowo-obrotową z czterema rowkami śrubowymi skręconymi w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara, fig. 3 - przekrój wzdłużny układu uplastyczniającego z rowkowaną segmentową tuleją składaną stopniowo-obrotową w której pierwszy segment pierścieniowy pozostał nieruchomy a pozostałe zostały kolejno proporcjonalnie obrócone o stałą wartość kąta względem poprzedniego w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara tworząc cztery rowki śrubowe o kącie skręcenia β1, fig. 3a - przekrój poprzeczny układu uplastyczniającego z rowkowaną segmentową tuleją składaną stopn iowo-obrotową z czterema rowkami śrubowymi skręconymi w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara, fig. 4 - przekrój wzdłużny pierwszego segmentu pierścieniowego, fig. 4a - widok pierwszego segmentu pierścieniowego od strony strefy zasypu układu uplastyczniającego wytłaczarki, fig. 5 - przekrój wzdłużny drugiego segmentu pierścieniowego, a fig. 5a - widok drugiego elementu pierścieniowego od strony strefy zasypu układu uplastyczniającego po obróceniu o kąt γ.PL 219 984 B1 in which the first ring segment remained stationary and the remaining ones were successively rotated by a constant value of the angle relative to the previous one in the clockwise direction, creating four helical grooves with a twist angle β, Fig. 2a - cross-section of a plasticizing system with a grooved segmental Fig. 3 - longitudinal section of the plasticizing system with a grooved segmented gradually-rotating folding sleeve in which the first ring segment remained stationary and the remaining ones were successively proportionally rotated by a constant value of the angle relative to the previous one in the counter-clockwise direction, forming four helical grooves with a twist angle β1, Fig. 3a - cross-section of the plasticizing system with a grooved segmented collapsible sleeve, a step-rotating step with four helical grooves twisted in the direction counterclockwise, fig. 4 - longitudinal section of the first annular segment, fig. 4a - view of the first annular segment from the charge zone side of the extruder plasticizing system, fig. 5 - longitudinal section of the second annular segment, and fig. 5a - view of the second the ring element from the side of the charging zone of the plasticizing system after rotation by the angle γ.

Wytłaczarka do tworzyw polimerowych składa się z układu uplastyczniającego z aktywnym cylindrem rowkowanym z rowkami wzdłużnymi w strefie zasypu i w części strefy przemiany układu uplastyczniającego następującej bezpośrednio po strefie zasypu, zaopatrzony w tuleję rowkowaną skręcaną za pomocą mechanizmu skręcającego i pasowaną suwliwie-obrotowo w cylindrze na całej długości współpracy z cylindrem. Układ uplastyczniający składa się z cylindra 1, w którym w strefie I zasypu i w części strefy |I przemiany układu uplastyczniającego następującej bezpośrednio po strefie zasypu znajduje się rowkowana segmentowa tuleja |II składana stopniowo-obrotowa z rowkami 3 wzdłużnymi, składająca się z poprzecznych segmentów 4 pierścieniowych pasowanych suwliwie-obrotowo względem siebie oraz względem cylindra 1 na całej powierzchni współpracy z segmentem 4 i cylindrem 1. Poprzeczne segmenty 4 pierścieniowe mają wycięte na całej szerokości wzdłużne otwory 7 przelotowe o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu, których liczba zależy od średnicy wewnętrznej cylindra D i wynosi od 4 do 32, tworząc w segmentowej tulei III składanej stopniowo-obrotowej rowki 3 wzdłużne o kącie α pochylenia. Dwa przeciwległe boki 8 o równoległych powierzchniach otworu 7 przelotowego o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu są położone w płaszczyznach przechodzących przez oś 10 cylindra 1 układu uplastyczniającego wytłaczarki i skierowane są w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara lub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara. Pozostałe dwa przeciwległe boki 9 o zbieżnych powierzchniach otworu 7 przelotowego o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu są obwodowymi wycinkami powierzchni walcowych i stanowią obwodowy wycinek powierzchni 11 wewnętrznej poprzecznego segmentu 4 pierścieniowego oraz obwodowy wycinek powierzchni walcowej zbieżnej do powierzchni 11 wewnętrznej segmentu 4, zmniejszając wysokość otworu 7 przelotowego na całej szerokości poprzecznego segmentu 4 pierścieniowego. Poprzeczne segmenty 4 pierścieniowe, których liczba wynosi od 2 do 16 są umieszczone jeden koło drugiego w osi 10 cylindra 1 układu uplastyczniającego tworząc rowkowaną segmentową tuleję |II składaną stopniowo-obrotową o długości od 3 do 10D - średnicy wewnętrznej cylindra, w ten sposób, że boki 9 o zbieżnych powierzchniach otworu 7 przelotowego stanowiące obwodowy wycinek powierzchni walcowych segmentu 4 poprzedzającego tworzą z bokami otworu 7 przelotowego stanowiącymi obwodowy wycinek powierzchni walcowych segmentu 4 następnego jedną powierzchnie ciągłą. Poprzeczne segmenty 4 pierścieniowe tulei |II składanej stopniowo-obrotowej są uruchamiane niezależnie od siebie za pomocą koła 6 zębatego, przy czym pierwszy segment 4a pierścieniowy znajdujący się od strony strefy zasypu I tulei III składanej jest nieruchomy, a pozostałe są ruchome. Poprzeczne segmenty 4 pierścieniowe mają szerokość co najwyżej równą szerokości wierzchołka zęba 5 koła 6 zębatego segmentu 4 pierścieniowego. Kolejne ruchome segmenty 4 pierścieniowe obracają się proporcjonalnie o kąt γ w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara lub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara tworząc rowki 2 śrubowe o kącie β lub β1 skręcenia i zmiennej głębokości na długości rowkowanej segmentowej tulei III składanej stopniowo-obrotowej.The extruder for polymers consists of a plasticizing system with an active grooved cylinder with longitudinal grooves in the charging zone and in a part of the transformation zone of the plasticizing system immediately after the charging zone, equipped with a grooved sleeve twisted with a twisting mechanism and slidably rotated in the cylinder along its entire length cooperation with the cylinder. The plasticizing system consists of a cylinder 1, in which, in the zone I of the charging and in part of the zone | I of the transformation of the plasticizing system immediately after the charging zone, there is a grooved segmented sleeve | II folded gradually and rotating with 3 longitudinal grooves, consisting of transverse 4 ring segments slid-rotating in relation to each other and in relation to cylinder 1 over the entire surface of cooperation with the segment 4 and cylinder 1. The transverse ring segments 4 have longitudinal through holes 7 cut across their entire width, with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section, the number of which depends on the inner diameter cylinder D and ranges from 4 to 32, forming longitudinal grooves 3 with the inclination angle α in the segmented sleeve III of the stepwise-rotating folded sleeve. Two opposite sides 8 with parallel surfaces of the through hole 7 with a cross-sectional area and a longitudinal trapezoidal cross-section are located in the planes passing through the axis 10 of the cylinder 1 of the extruder plasticizing system and are directed clockwise or counterclockwise . The other two opposite sides 9 with converging surfaces of the through hole 7 with a cross-sectional and longitudinal trapezoidal cross-sectional area are peripheral sections of cylindrical surfaces and constitute the peripheral section of the inner surface 11 of the transverse ring segment 4 and the peripheral section of the cylindrical surface converging to the inner surface 11 of the inner section 4, reducing the height of the through hole 7 over the entire width of the transverse ring segment 4. Transverse ring segments 4, the number of which is from 2 to 16, are placed one next to the other in the axis 10 of the cylinder 1 of the plasticizing system, forming a grooved segment sleeve | II folded gradually and rotating with a length from 3 to 10D - the inner diameter of the cylinder, in such a way that the sides 9 with converging surfaces of the through hole 7 constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the preceding segment 4 form with the sides of the through hole 7 constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the next segment 4 one continuous surface. The transverse ring segments 4 of the step-swivel sleeve II II are actuated independently of one another by means of a gear wheel 6, the first ring segment 4a located on the side of the charging zone I of the folding sleeve III is stationary and the others are movable. The transverse ring segments 4 have a width at most equal to the width of the tooth top 5 of the toothed wheel 6 of the ring segment 4. The successive movable 4 ring segments rotate proportionally by the angle γ in the clockwise or counterclockwise direction, creating 2 helical grooves with the angle β or β1 twisting and variable depth along the length of the grooved segment sleeve III folded gradually-rotating.

Tworzywo polimerowe w postaci granulatu wprowadzane jest przez otwór zasypowy do układu uplastyczniającego wytłaczarki, w którym w strefie I zasypu i w części strefy II przemiany znajduje się rowkowana segmentowa tuleja III składana stopniowo-obrotowa z czterema rowkami 3 wzdłużnymi o kącie α pochylenia, składająca się z sześciu poprzecznych segmentów 4 pierścieniowych pasowanych suwliwie-obrotowo względem siebie oraz względem cylindra 1, umieszczonych jeden koło drugiegoThe polymer material in the form of granules is introduced through the charging opening to the extruder plasticizing system, in which in the charging zone I and in the transformation zone II part there is a grooved segmented sleeve III folded gradually-rotating with four longitudinal grooves with an angle α of inclination, consisting of six transverse 4 ring segments with sliding-rotation fit in relation to each other and in relation to cylinder 1, placed one next to another

PL 219 984 B1 w osi 10 cylindra 1 układu uplastyczniającego. Poprzeczne segmenty 4 pierścieniowe mają wycięte na całej szerokości cztery wzdłużne otwory 7 przelotowe o polu przekroju poprzecznego i wzdłużnego w kształcie trapezu, przy czym segment 4a od strony strefy I zasypu jest nieruchomy, natomiast pozostałe segmenty 4 są ruchome i uruchamiane niezależnie od siebie za pomocą koła 6 zębatego, szerokość segmentów 4 jest co najwyżej równa szerokości wierzchołka zęba 5 koła 6 powodującego obrót segmentu 4. Dwa przeciwległe boki 8 o równoległych powierzchniach otworu 7 przelotowego są położone w płaszczyznach przechodzących przez oś 10 cylindra 1 układu uplastyczniającego wytłaczarki i skierowane są w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara lub w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów zegara. Pozostałe dwa przeciwległe boki 9 o zbieżnych powierzchniach otworu 7 przelotowego są obwodowymi wycinkami powierzchni walcowych i stanowią obwodowy wycinek powierzchni 11 wewnętrznej poprzecznego segmentu 4 pierścieniowego oraz obwodowy wycinek powierzchni walcowej zbieżnej do powierzchni 11 wewnętrznej segmentu 4, zmniejszając wysokość otworu 7 przelotowego na całej szerokości poprzecznego segmentu 4 pierścieniowego. W czasie procesu wytłaczania segment bezpośrednio następujący po segmencie 4a nieruchomym jest obracany o kąt χ w kierunku zgodnym z kierunkiem obrotów zegara. Z kolei, następujący po nim segment pierścieniowy jest obracany proporcjonalnie o stałą wartość kąta i tak do wyczerpania wszystkich segmentów, co skutkuje utworzeniem w tulei III składanej rowków 2 śrubowych o kącie fi skręcenia i zmiennej głębokości na długości segmentowej tulei NI składanej, co powoduje zwiększenie natężenia przepływu tworzywa oraz sprawności energetycznej wytłaczarki, a także zmniejszenie jednostkowego zużycia energii oraz polepsza jakość otrzymanej wytłoczyny poprzez lepszą homogenizację i ujednorodnianie jej właściwości cieplnych i mechanicznych.In the axis 10 of the cylinder 1 of the plasticizing system. The transverse ring segments 4 have four longitudinal through holes 7 cut across their entire width with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section, while the segment 4a from the side of the charging zone I is stationary, while the remaining segments 4 are movable and actuated independently of each other by means of a wheel 6, the width of the segments 4 is at most equal to the width of the top of the tooth 5 of the wheel 6 causing the rotation of the segment 4. Two opposite sides 8 with parallel surfaces of the through hole 7 are located in planes passing through the axis 10 of the cylinder 1 of the plasticizing system of the extruder and directed in the direction corresponding to clockwise or counter-clockwise. The other two opposite sides 9 with converging surfaces of the through hole 7 are the circumferential segments of the cylindrical surfaces and constitute the circumferential segment of the inner surface 11 of the transverse segment 4 and the circumferential segment of the cylindrical surface converging to the internal surface 11 of the segment 4, reducing the height of the through hole 7 over the entire width of the transverse segment 4 ring. During the extrusion process, the segment immediately following the stationary segment 4a is rotated through an angle χ in the clockwise direction. On the other hand, the following ring segment is rotated proportionally by a constant value of the angle and so until all segments are exhausted, which results in the formation of 2-screw grooves in the folding sleeve III with the angle fi twist and variable depth along the length of the segmented NI collapsible sleeve, which increases the intensity material flow and the energy efficiency of the extruder, as well as reducing the unit energy consumption and improving the quality of the obtained extrudate through better homogenization and homogenization of its thermal and mechanical properties.

Claims

Patent claims

1. It extrudes the hand for polymers, has a plasticizing system with an active grooved cylinder with longitudinal grooves in the charging zone and in the part of the transformation zone of the plasticizing system immediately after the charging zone, equipped with a grooved sleeve twisted by a twisting mechanism and slidably rotated in the cylinder on the entire length of cooperation with the cylinder, characterized in that the plasticizing system consists of a cylinder (1) in which in the zone (I) of the charging and in the part of the transformation zone (II) of the plasticizing system immediately after the charging zone there is a grooved segmented sleeve (III) folded gradually-rotary with longitudinal grooves (3), consisting of transverse ring segments (4) slidably rotatable in relation to each other and in relation to the cylinder (1) over the entire surface of cooperation with the segment (4) and the cylinder (1),

2. The extruder according to claim 1 The method of claim 1, characterized in that the transverse annular segments (4) have longitudinal through holes (7) cut across their entire width with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section, the number of which depends on the inner diameter of the cylinder (D) and ranges from 4 to 32, creating longitudinal grooves (3) with the inclination angle (a) in the segmented sleeve (III) of the gradually-rotating folding.

3. The extruder according to claim 1 2. The method of claim 2, characterized in that the two opposite sides (8) with parallel surfaces of the through hole (7) with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section are located in planes passing through the axis (10) of the cylinder (1) of the extruder plasticizing system and directed towards the extruder. clockwise.

4. The extruder according to claim 1 2. The method of claim 2, characterized in that the two opposite sides (8) with parallel surfaces of the through hole (7) with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section are located in planes passing through the axis (10) of the cylinder (1) of the extruder plasticizing system and directed towards the extruder. anti-clockwise.

5. The extruder according to claim 1 2, 3 and 4, characterized in that the two opposite sides (9) with converging surfaces of the through hole (7) with a trapezoidal cross-sectional area and longitudinal section are circumferential segments of cylindrical surfaces and constitute a circumferential segment of the inner surface (11) of the transverse segment ( 4) annular and circumferential section of the cylindrical surface converging to the inner surface (11) of the segment (4), reducing the height of the through hole (7) over the entire width of the transverse segment (4),

6. The extruder according to claim 1 2, 3, 4 and 5, characterized in that transverse ring segments (4), the number of which is from 2 to 16, are arranged one next to another in the axis (10) of the cylinder (1)

PL 219 984 B1 of the plasticizing system, forming a grooved segmented sleeve (III) folded gradually and rotating with a length from 3 to 10D - the inner diameter of the cylinder, in such a way that the sides (9) with converging surfaces of the through hole (7) constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the preceding segment (4) form one continuous surface with the sides of the through hole (7) constituting the circumferential segment of the cylindrical surfaces of the next segment (4).

7. The extruder according to claim 1 1, 2, 3, 4, 5 and 6, characterized in that the transverse ring segments (4) of the step-swivel sleeve (III) are actuated independently of each other by means of a toothed wheel (6), the first segment (4a) the ring one on the side of the charging zone (I) of the folding sleeve (III) is stationary, and the others are movable.

8. The extruder according to claim 1 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the transverse ring segments (4) have a width at most equal to the width of the tooth tip (5) of the gear (6) of the toothed ring segment (4),

9. The extruder according to claim 1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, characterized in that the successive movable ring segments rotate proportionally through the angle (γ) clockwise, forming (2) screw grooves with the angle (0) twisting and variable depth along the length of the grooved segmented sleeve (III) of a step-and-turn folding.

10. The extruder according to claim 1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8, characterized in that the successive movable ring segments (4) rotate proportionally by the angle (γ) counterclockwise, creating screw grooves (2) with an angle of (0) twisting and variable depth along the length of the grooved segmented sleeve (III) of the step-rotating folding.