183902. lajstromszámú szabadalom • Torlasztó és keverő elem kétcsigás extruderhez
1 183 902 2 A találmány tárgya a torlasztó és keverő elem kétcsigás extruderhez, amely extrudernek egymással kapcsolódó, műanyagot előkészítő csigái vannak. A műanyagok extrudáláshoz való előkészítésének területén általános törekvés, hogy különféle konstrukciós megoldások révén javítsák a műanyag nyírásának, képlékenyítésének és keverésének műveletét annak érdekében, hogy az extrudált anyag minősége javuljon, a mennyiségi teljesítmény nőjön és a gyártó berendezés költségei csökkenjenek. Ismertek olyan extruderek, amelyeknek a fölsorolt műveletek hatásosságának fokozására, főként a plasztikus massza gáztalanításának javítására a csigatengelyen csonkakúp alakú elemek vannak elhelyezve. Ezek az elemek különbözőképpen vannak kialakítva, például a tengellyel párhuzamos furatokkal vannak kiképezve, vagy kerületükön tengelyirányú hornyok vannak kialakítva abból a célból, hogy a masszát a gáztalanítási szakasz előtt átrendezzék és intenzíven átkeverjék. Ilyen megoldásokat ismertetnek például a 2 155 855 és a 2 526 739 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírások. Ezek az ismert elemek és ezeknek csiga tengelyén való elrendezése azonban nem hozta meg azokat a hatásokat, amiket szerettek volna elérni. A találmány célja a műanyagok előkészítésénél az extrudált anyag minőségének javítása, illetve az extrudált anyag azonos minősége mellett a csiga tengelyek és a henger hosszának lehetséges csökkentése, ami az extruder anyagköltségeinek és gyártási költségeinek csökkenését vonná maga után. A találmány feladata tehát kétcsigás extruderhez használható olyan torlasztó és keverő elem létrehozása, amely lehetővé teszi, hogy ennek, illetve ezeknek a csigatengelyeken, a szállítást végző részek között való változtatható elhelyezése következtében a keverési és homogenizálási folyamatot a sokféle lehetséges feladathoz optimálisan állíthassuk be. A találmány a kitűzött feladatot azáltal oldja meg, hogy a torlasztó és keverő elem sima köpeny felületű, csonkakúp alakú testként van kiképezve, valamint a csigatengelyen a szállítást, anyagmozgatást végző csigamenetek között egymás után, meghatározott kombinációban több elem van elhelyezve. A kombinációs elrendezésben levő torlasztó és keverő elemek kúpszögei különböző nagyságúak és az egyforma nagyságú kúpszöggel kiképzett elemek párjaiban az elemek a tengelyeken mindig egymással ellentétesen helyezkednek el. A torlasztó és keverő elemek célnak megfelelő méretezése következtében ezek köpenyfelületei között, a tengelyekkel való kapcsolódás terében egy meghatározott nagyságú rés van képezve, amelyben az olvadt műanyagot nyírási, képlékenyítési és keverési folyamatnak vetjük alá. E folyamatok intenzitásának befolyásolására és e folyamatoknak a mindenkori adott eljárás-feladatokhoz való illesztésére a rés nagysága beállítható azáltal, hogy a torlasztó és keverő elemeket a tengelyükön megfelelő vastagságú és átmérőjű távolságtartó tárcsák közbeiktatása révén tengely irányban eltoljuk. A kombinációs elrendezés torlasztó és keverő hatása részben a kombinációban elrendezett elemek száma révén, részben az elemek párjainak kúpszög-nagysága révén szabályozható. A kombinációs elrendezésben levő, kétcsigás extruderhez használható, találmány szerinti torlasztó és keverő elem előnyös tulajdonsága, hogy a keverő és homogenizáló folyamat hatásosságát növeli és ezáltal javítja az extrudált anyag minőségét. Ezeknek az elemeknek a szállítást, anyagmozgatást végző csigamenetek közötti, változtatható kombinációban való elrendezése lehetővé teszi, hogy a műanyag előkészítésénél az extruder optimálisan illeszkedjen, alkalmazkodjon a sokoldalú előkészítési feladatok bármelyikéhez. A találmány szerinti torlasztó és keverő elemet részleteiben egy a rajzon vázolt példaképpeni kiviteli alakkal kapcsolatban ismertetjük. Az ábra egy extrudáló henger vázlatos hosszmetszete, amely a találmány szerinti torlasztó és keverő elemeknek a tengelyeken elrendezett egy példaképpeni kombinációját is mutatja. A rajzon látható kombinációs elrendezésben egy kétcsigás extruder 2 hengerében levő 1 tengelyeken a 3 és 8 csigamenetek között a torlasztó és keverő 5 elemekből négy pár van elhelyezve. A torlasztó és keverő 5 elemek csonkakúp alakú testekként vannak kialakítva. Ezek kúpszögei páronként azonos nagyságúak, a különböző párokban levő 5 elemek kúpszögei azonban különbözők. A párokban levő, azonos kúpszögű elemek egymással ellentétesen vannak az 1 tengelyeken elhelyezve úgy, hogy a tengelyekkel való kapcsolódásuk terében a sima köpenyfelületeik között 6 rés van, amelybe a 3 csigamenetek által 9 nyíl irányában szállított plasztikus massza nyíró és képlékenyítő hatásnak tehető ki. A torlasztó és keverő 5 elemek között 7 távolságtartó tárcsák vannak elhelyezve, amelyek révén a nyíró és képlékenyítő folyamat intenzitásának szabályozására a 6 rés nagysága változtatható úgy, hogy a távolságtartó tárcsák cseréje révén vagy hasonló módon az 5 elemeket az 1 tengelyen tengelyirányban eltoljuk. A találmány szerinti torlasztó és keverő elemek kombinációjának hatása és működésmódja a következő: Az egymással kapcsolódó 3 csigamenetek a plasztikus masszát a 2 hengerben a 9 nyíl irányában a torlasztó és keverő szakaszba szállítják. A torlasztó és keverő szakasz két kamrából áll (bal oldali hengerfúrat, illetve jobb oldali hengerfúrat) és a plalsztikus anyag először a 9 nyíl irányában nézve bal oldali nyitott kamrába jut. A jobb oldali zárt kamra előtt levő 4 háromszögű gyúrólap a 9 nyű irányában szállított massât áttereli a bal oldali szabad, illetve nyitott kamrába úgy, hogy a massza lerakódását engedő holt terek nincsenek a henger belsejében. A torlasztó és keverő 5 elemek az egész masszaáramot állandóan az egyik kamrából a másikba terelik. A plasztikus masszának kamrák közötti mozgatása közben föllépő anyag és hő átkeverés intenzitása a kombinációs elrendezésben levő elemek párjai számának megválasztásával és az elemek kúpszöge nagyságával határozható meg. A masszának torlasztó és keverő 5 elemek köpenyfelületei közötti nyírása és képlékenyítése a 6 rés 7 távolságtartó tárcsák által szabályozott nagysága révén befolyásolható. A masszaáramnak a torlasztó és képlékenyítő, illetve keverő 5 elemek szállítást lényegében nem végző szakaszában való állandó elterelése következtében a masszában torlasztás, túlnyomás jön létre, amely túlnyomás a 3 csigamenetekig ér. Ez a jelenség a homogenizálási folyamatot kedvezően befolyásolja. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
