PL227724B1

PL227724B1 - Extrusion machine for polymer compounds

Info

Publication number: PL227724B1
Application number: PL416327A
Authority: PL
Inventors: Janusz Wojciech Sikora; Jerzy Runowicz
Original assignee: () Twórca(Y) Wynalazku Janusz Wojciech Sikora; (74) Pelnomocnik Rzecz Pat Tomasz Milczek Pl 227; Jerzy Runowicz; Politechnika Lubelska
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2018-01-31
Also published as: PL416327A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest wytłaczarka do tworzyw polimerowych przeznaczona, zwłaszcza do intensywnego uplastyczniania i mieszania tworzyw termoplastycznych.The subject of the invention is an extruder for polymers intended, in particular, for intensive plasticization and mixing of thermoplastics.

Znane są dotychczas i stosowane różne konstrukcje ślimaków i cylindrów wytłaczarskich tworzących wytłaczarkę do tworzyw polimerowych.Various designs of extrusion screws and cylinders forming an extruder for polymers are known and used so far.

Znane są z niemieckiego opisu zgłoszenia patentowego DE 3150719 kołki mieszające umieszczone w cylindrze, których wysokość można zmieniać poprzez ich wykręcanie lub wkręcanie. W innym niemieckim opisie zgłoszenia patentowego DE 3003615 na obwodzie cylindra wykonane są otwory, do których wprowadzono elementy ścinające w postaci kołków walcowych wchodzących prostopadle do osi ślimaka, których odległość od powierzchni ślimaka może być zmieniana za pomocą urządzenia z gwintem. Z kolei w jeszcze innym niemieckim opisie zgłoszenia patentowego DE 4012612 cylinder wytłaczarki zaopatrzony jest w zestawy kołków ułożonych w kilku płaszczyznach prostopadłych do osi cylindra i umieszczonych promieniowo nad powierzchnią rdzenia ślimaka. Połączone zestawy kołków wskutek mechanizmu śrubowego mogą opuszczać się i podnosić, a więc może być regulowana ich wysokość zagłębienia. Z kolei w europejskim patencie EP 0179315 opisany jest cylinder, który wyposażono w promieniowo wystające do wewnątrz nieruchome elementy mieszające, a sam cylinder składa się z pierścieni, co ułatwia wymianę elementów mieszających.Known from the German patent application DE 3150719 are mixing pins placed in a cylinder, the height of which can be changed by unscrewing or screwing in. In another German patent application DE 3003615, holes are made on the circumference of the cylinder, into which shear elements in the form of cylindrical pins are introduced perpendicular to the axis of the screw, the distance of which from the screw surface can be changed by means of a device with a thread. In turn, in yet another German patent application DE 4012612, the extruder cylinder is provided with sets of pins arranged in several planes perpendicular to the cylinder axis and placed radially above the surface of the screw core. The connected sets of pins can be lowered and raised by the screw mechanism, and thus the height of the recess can be adjusted. In turn, the European patent EP 0179315 describes a cylinder that is equipped with radially inwardly projecting stationary mixing elements, and the cylinder itself consists of rings, which facilitates the replacement of the mixing elements.

W książce R. Sikory pt. „Przetwórstwo tworzyw wielkocząsteczkowych”, wydanej przez Wydawnictwo Edukacyjne w Warszawie w 1993 r., strony 13-21, oraz z książki J. W. Sikory pt. „Selected problems of polymer extrusion”, wydanej przez Politechnikę Lubelską w Lublinie w 2008 r., strony 1214 oraz 28-32, a także książki Ch. Rauwendaala pt. „Understanding extrusion” wydanej przez Hanser Publishers w Monachium w 1998 r., strony 84-96, oraz książki J. L. White i H. Potente pt. „Screw extrusion” opublikowanej przez Hanser Publishers w Monachium w 2002 r., strony 110-114, ślimaki układów uplastyczniających wytłaczarek mają elementy intensywnego mieszania i ścinania umieszczone w strefie intensywnego mieszania i ścinania, w strefie dozowania i na końcu strefy przemiany w postaci kołków, płytek jednostronnie i dwustronnie ściętych, rombów, wąskich lub szerokich pierścieni, otworów w zwojach, ułożonych losowo lub w rzędach. Jest znana z polskiego opisu patentowego PL 170848 wytłaczarka do przetwórstwa tworzyw mająca ślimak podzielony na swej długości na odcinki różniące się elementami geometrycznymi. Głębokość kanału śrubowego w tej wytłaczarce zmienia się według określonego algorytmu. Z innego polskiego opisu patentowego PL 172892 jest znana wytłaczarka ślimakowa ze ślimakiem umieszczonym w cylindrze, w którym są wykonane otwory dla umieszczonych w płaszczyznach promieniowych kołków, których osie są styczne do ściany cylindra. Kołki są umieszczone ukośnie w obszarach, w których ślimak jest zaopatrzony w pierścieniowe zgrubienia, a cylinder w pierścieniowe wybrania.In the book by R. Sikora entitled "Processing of macromolecular materials", published by Wydawnictwo Edukacyjne in Warsaw in 1993, pages 13-21, and from the book by J. W. Sikora entitled "Selected problems of polymer extrusion", published by the Lublin University of Technology in Lublin in 2008, pages 1214 and 28-32, as well as books by Ch. Rauwendaal Fri Understanding extrusion published by Hanser Publishers in Munich in 1998, pages 84-96, and the books by J. L. White and H. Potente entitled "Screw extrusion" published by Hanser Publishers in Munich in 2002, pages 110-114, the screws of the plasticizing systems of the extruders have intensive mixing and shear elements placed in the intensive mixing and shear zone, in the dosing zone and at the end of the transformation zone in the form of pins, one-sided and two-sided cut tiles, diamonds, narrow or wide rings, holes in coils, arranged randomly or in rows. It is known from the Polish patent description PL 170848 an extruder for processing plastics having a screw divided along its length into sections differing in geometric elements. The screw channel depth in this extruder varies according to a certain algorithm. Another Polish patent specification PL 172892 discloses a screw extruder with a screw placed in a cylinder, in which holes are made for pins arranged in radial planes, the axes of which are tangent to the cylinder wall. The pins are positioned obliquely in the areas where the screw is provided with annular beads and the cylinder is provided with annular recesses.

Wspólną cechą wszystkich przedstawionych i znanych rozwiązań konstrukcyjnych ślimaków jest niezmienność cech konstrukcyjnych oraz brak regulacji zmian geometrii elementów intensywnego mieszania i ścinania umieszczonych na powierzchni rdzenia ślimaka, i znajdujących się w strefie intensywnego mieszania.The common feature of all the presented and known design solutions of screws is the unchanging design features and the lack of regulation of changes in the geometry of the intensive mixing and shear elements located on the surface of the screw core and located in the intensive mixing zone.

Celem wynalazku jest zwiększenie intensywności uplastyczniania, w szczególności mieszania wytłaczanej masy w wytłaczarkach do tworzyw polimerowych oraz zwiększenie zdolności samooczyszczania wytłaczarki w stosunku do istniejących rozwiązań.The aim of the invention is to increase the intensity of plasticization, in particular the mixing of the extruded mass in extruders for polymers, and to increase the self-cleaning capacity of the extruder in relation to the existing solutions.

Istotą wytłaczarki do tworzyw polimerowych posiadającej cylinder z zamocowanymi kołkami i ślimak według wynalazku jest to, że na cylindrze zamontowana jest obrotowa tuleja o pofalowanej powierzchni wewnętrznej, do której przylega podstawa kołka zamocowanego suwliwie w otworze znajdującym się w ściance cylindra. Korzystnie pomiędzy podstawą kołka a ścianką cylindra znajduje się sprężyna.The essence of the extruder for polymer materials having a cylinder with attached pins and a screw according to the invention is that a rotating sleeve with an undulating inner surface is mounted on the cylinder, to which the base of the pin slidably mounted in the hole in the cylinder wall adjoins. Preferably, a spring is provided between the pin base and the cylinder wall.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest zwiększenie intensywności uplastyczniania i mieszania wytłoczonej masy w wytłaczarkach do tworzyw według określonej przez wewnętrzną powierzchnię tulei i jej prędkość obrotu, częstotliwości wysuwania oraz chowania kołków mieszających.The advantageous effect of the invention is to increase the intensity of plasticization and mixing of the extruded mass in plastic extruders according to the internal surface of the sleeve and its speed of rotation, frequency of extension and retraction of the mixing pins.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania zastał uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półwidok-półprzekrój wytłaczarki z boku, natomiast fig. 2 - przekrój poprzeczny wytłaczarki wzdłuż linii A-A.The subject of the invention in an exemplary embodiment has been shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a half-view-half section of the extruder from the side, while Fig. 2 - a cross section of the extruder along the line A-A.

Działanie wytłaczarki do tworzyw polimerowych według wynalazku przebiega w ten sposób, że podczas procesu wytłaczania, na cylindrze 1 obraca się tuleja 4 o pofalowanej powierzchni 5 wewnętrznej. Kolejne wypusty pofalowanej powierzchni 5 wewnętrznej dociskają i odciążają kołki 2 zaPL 227 724 Β1 mocowanego suwliwie w ściance cylindra 1. Pod wpływem ciśnienia wytłaczanego materiału oddziałującego na kołki 2 przemieszczają się one po odciążeniu przez powierzchnię tulei 4. Na postawę kołka 2 może oddziaływać również siła sprężyny 6 znajdującej się pomiędzy ścianką cylindra 1 a podstawą kołka 2.The operation of the polymer extruder according to the invention is such that, during the extrusion process, a sleeve 4 with an undulating inner surface 5 rotates on the cylinder 1. Successive projections of the corrugated inner surface 5 press against and relieve the pins 2 zaPL 227 724 Β1 slidably mounted in the wall of the cylinder 1. Under the influence of the pressure of the extruded material acting on the pins 2, they move after being unloaded through the surface of the sleeve 4. The base of the pin 2 can also be influenced by the spring force. 6 located between the wall of cylinder 1 and the base of the pin 2.

Claims

1. Extruder for polymeric materials having a cylinder (1) with attached pins (2) and a screw (3), characterized in that a rotating sleeve (4) with an undulated inner surface (5) adjoins the cylinder (1). base of the pin (2) slidably mounted in the hole in the wall of the cylinder (1).

2. The extruder according to claim 1 A spring (6) as claimed in claim 1, characterized in that a spring (6) is provided between the base of the pin (2) and the wall of the cylinder (1).