BG64085B1

BG64085B1 - Пластифициращ шнек

Info

Publication number: BG64085B1
Application number: BG104911A
Authority: BG
Inventors: Yves LEVEQUE; Karl SCHIRMER
Original assignee: E.I.Du Pont De Nemours And Company
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2003-12-31
Also published as: JP2002513693A; AU3788199A; ES2184449T3; NO20005373L; IL139414A0; EA001998B1; PL189797B1; KR20010043308A; SK16472000A3; IL139414A; TR200003255T2; CA2328848A1; CN1299316A; EP1085969A1; CN1168594C; BR9910348A; WO1999056937A1; AU740820B2; DE69904047T2; ATE228054T1

Abstract

Шнекът (27) се използва при инжекционно формоващамашина или екструдер и включва шнекова ос (39) с витки (41), спирално установени около нея така, чеда се оформят множество лопатки (43, 45, 47). Шнекът (27) има три участъка (29, 31, 33) - захранващ(29), уплътняващ (31) и дозиращ (33), а височината и стъпката на лопатките (43, 45, 47) са конструирани на основата на материала, който ще бъде използван в шнека (27) така, че разликата в съотношението на действителния към теоретичния съпротивителенпоток от материал в захранващия участък (29) и съотношението на действителния към теоретичния съпротивителен поток от материал в дозиращия участък (33) е по-малка от 0,2, по-специално по-малка от 0,1 и по-точно - по-малка от 0,05. Шнекът (27) има поток с балансирана маса и, следователно, постояннонарастващо налягане по дължината си, без максимално налягане.

Description

(54) ПЛАСТИФИЦИРАЩ ШНЕК

Област на техниката

Изобретението се отнася до пластифициращ шнек, по-специално до шнекове, които се използват, например, при разтопяване или омекотяване на полимер, като това се осъществява в машина за инжекционно формоване на полимер или машина за екструдиране на полимер.

Предшестващо състояние на техниката

Използването на шнекове за инжекционно формоване или екструдиране на полимер е добре известно. Известният от състоянието на техниката стандартен шнек за използване при инжекционно формоване включва три участъка: захранващ, уплътняващ или преходен и дозиращ участък. Шнекът е поместен в кух цилиндричен вал, имащ постоянен вътрешен диаметър и за предпочитане гладка вътрешна повърхност. Полимерната смола, която може да бъде във всякаква форма, например топченца, гранули, люспи или прах, се подава през отвор на вала в захранващия участък, където шнекът се върти, сбива и изтласква топченцата в уплътняващия участък. Топченцата се стопяват в уплътняващия участък и се изтласкват към дозиращия участък, където стопеният материал се хомогенизира. След това хомогенизираната стопилка е инжекционно формована или се обработва допълнително.

Шнекът има шнекова ос, имаща витки, спирално установени около оста, за да се оформят лопатки. Лопатките се характеризират чрез дълбочината си, която е височината на лопатките над оста, и чрез стъпката, която е дължина Р на разстоянието между две съседни лопатки плюс широчината на една лопатка. Външният диаметър DO на шнека включва височината на лопатките над и под оста, докато основният диаметър RD на шнека е само диаметъра на оста, без да включва височината на лопатките. Общоизвестните лопатки на шнека имат еднаква стъпка във всеки от захранващия уплътняващия и дозиращия участък, но имат проме няща се дълбочина от участъка до участък. По-специално, лопатките имат постоянна дълбочина х в захранващия участък, постоянна дълбочина у в дозиращия участък, при което у < х, и постепенно намаляваща дълбочина от х до у в уплътняващия участък. Шнековете често се характеризират чрез коефициента си на уплътняване, който е съотношение, използвано, за да се определи количеството, което шнека сгъстява, или количеството смола, което се уплътнява. Идеята на коефициента на уплътняване е да се раздели обема на лопатката в захранващата част на обема на лопатката в дозиращата част, като съществуващият стандарт използва опростен метод, основан на следното уравнение:

дълбочина на лопатката в захар.у-к коефициент - ------------------------------на уплътняване дълбочина на лопатката в дозир.у-к

Този коефициент на уплътняване се отнася до коефициент уплътняване в дълбочина. Високо уплътняващите шнекове, които обикновено се използват за кристални или полукристални материали, например полимери, имат коефициенти на уплътняване, поголеми от около 2,5. Стандартните уплътняващи шнекове, които обикновено се използват за аморфни материали, имат коефициенти на уплътняване от около 1,8 до около 1,5, по-често 2,2.

Различните проблеми с високо уплътняващите шнекове включват: прегряване, породено при уплътняването, което е прекалено високо или неконтролируемо; “свързване”, което се получава, когато полимерната стопилка се върти с шнека и не се изтласква напред; натрупване по шнека, което се получава в уплътняващия и дозиращия участък. Тези проблеми ограничават максималната скорост на въртене на шнека и като резултат - продукцията от стопен материал. В опита да преодолеят тези проблеми някои ползуватели се насочват към стандартни шнекове, но дълбочината на лопатките в захранващия участък на стандартния шнек е прекалено голяма, за да се получи добра хомогенност на стопилката при някои усло2 вия, по-специално при кристални материали.

Много опити са направени, за да се усъвършенства работата на шнековете. US N 4129386 разкрива екструдиращо устройство, което включва шнек, имащ ъглова спирала или стъпка D в захранващия участък, която постоянно нараства през преходен участък до ъглова спирала F в дозиращия участък. Захранващият участък има постоянна височина G на лопатките, дозиращият участък им постоянна височина I на лопатките, а преходният участък В има постоянно намаляваща височина I на лопатките от височина G при захранващия участък до височина на лопатките в дозиращия участък. Тази конструкция на шнека има недостатъка на презахранване с мтериала който трябва да бъде екстурдиран и изисква жлебов вал, за да се предпази шнека от прекомерното нарастване на налягането по неговата дължина.

Следователно, необходимо е да се създаде шнек, който ще произвежда хомогенизирана стопилка без проблемите, присъщи на шнековете, имащи висок коефициент на уплътняване.

Техническа същност на изобретението

Изобретението се отнася до шнек за използване, например, при инжекционно формоваща машина или екструдер. Шнекът включва шнекова ос, имаща витки, спирално установени около шнековата ос, така че да се оформят множество лопатки, които са разпределени в три участъка: захранващ, уплътняващ и дозиращ участък.

Височината, широчината и стъпката на лопатките на шнека са конструирани, базирайки се на материала, който ще бъде използван при работа на шнека, така че разликата в съотношението на действителния поток материал към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток материал към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък да е по-малка от 0,2, за предпочитане помалка от 0,1, и по-специално по-малка от 0,05. В предпочитаното изпълнение съотношението на действителния към теоретич ния съпротивителен поток материал в захранващия участък и/или съотношението на действителния поток към теоретичния участък и/или съотношението на действителния поток към теоретичния участък съпротивителен поток материал в дозиращия участък е от порядъка от 0,8 до 1,0.

Тази конструкция довежда до шнек, който има поток с балансирана маса и следователно постоянно подходящо налягане по протежение на шнека, без максимално налягане.

Пример на шнек, който има желаната разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък е шнек, в който стъпката на поне част от лопатките в дозиращия участък е по-голяма от стъпката на поне част от лопатките в захранващия участък; стъпката на поне част от лопатките в захранващия участък е по-малка от външния диаметър на шнека; стъпката на поне част от лопатките в дозиращия участък е по-голяма от външния диаметър на шнека; стъпката на поне част от лопатките се увеличава през уплътняващия участък; и дълбочината на поне част от лопатките намалява през уплътняващия участък, придвижвайки се от по-близкия край на захранващия участък към по-близкия край на дозиращия участък.

Създаденият шнек позволява по-висока скорост на въртене на шнека, има повисока производителност и намалява времето на инжекционно формиращия цикъл в сравнение с общоизвестните шнекове.

Пояснение на приложените фигури

Изобретението се илюстрира по-добре на приложените фигури, от които фигура 1 показва изображение на вертикален разрез на шнек, изработен съгласно настоящото изобретение.

Примери за изпълнение на изобретението

Настоящото изобретение се отнася до шнек 27 за използване например, при инжекционно формоваща машина или екструдер.

Шнекът 27 включва шнекова ос 39, имаща витки 41, спирално установени около шнековата ос 39, така че да се оформят множество лопатки 43, 46, 47. Шнекът 27 има три участъка: захранващ участък 29, уплътняващ участък 31 и дозиращ участък 33 и при употреба е монтиран в кух цилиндричен вал 35, имащ за предпочитане гладка вътрешна цилиндрична стена, която позволява шнекът 27 да се върти в кухия вал 35.

Както е използван тук, терминът “захранващ участък” се отнася до участъка от шнека, където материалът не е сгъстен. По отношение на топченцата полимер например, в по-голямата си част не се намират в своята неразтопена обемна форма. Терминът “дозиращ участък” се отнася до участъка от шнека, където материалът е напълно сгъстен. Колкото до топченцата смола, то те се намират в напълно стопена форма. Терминът “уплътняващ участък” се отнася до участъка от шнека, където материалът се сгъстява. Топченцата полимер в този участък се намират в смесено състояние между тяхната обемна и тяхната стопена форма.

Лопатките 43, 46, 47 се характеризират чрез тяхната дълбочина, която е дефинирана като височината на лопатката над шнековата ос 39, чрез тяхната широчина и чрез тяхната стъпка, която е дефинирана като дължината на лопатката (разстоянието между две съседни завъртания на лопатките върху шнековата ос) плюс една широчина на лопатката. Ако лопатката има стъпка от 25 mm, това означава, че когато шнекът 27 се завърти един път, полимерът в лопатките се придвижва аксиално 12,5 mm в шнека.

Настоящото изобретение се основава на откритието, че ако конструкцията на лопатките се базира на количеството материал, който се намира върху лопатките, се получава шнек, имащ по-висока скорост на въртене на шнека, по-високо производство и се намалява времето за инжекционно формоващия цикъл спрямо общоизвестните шнекове.

Съответно, в настоящото изобретение дълбочината, широчината и стъпката на лопатките 43, 46 47 на шнека 27 се конструират, основавайки се на материала, който ще бъде използван в шнека, така че абсолютната разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък 29 и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък 33 е по-малка от 0,2, за предпочитане, по-малка от 0,1 поспециално по-малка от 0,05. Тази конструкция довежда до шнек, който има поток с балансирана маса и, следователно, постоянно подходящо налягане по протежение на шнека, без максимално налягане. В предпочитаното изпълнение съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък 29 и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък 33 е около 0,8 до 1,0.

Посочените съотношения могат да бъдат изчислени на базата маса за време или обем за време.

Действителният поток материал и теоретичният съпротивителен поток материал в захранващия и дозиращия участък 29, 33 се определят както следва.

Действителният поток материал в до- зиращия участък се определя чрез измерване на продукцията материал за даден период от време. Тази стойност на масата на потока може да бъде преобразувана в обем- ₍· на стойност на потока чрез деление на стойността на масата поток на плътността на стопилката материал, използван в шнека. Чрез “плътност на стопилката” е означена плътността на материала, например полимер, използван в шнека, когато материалът е разтопен.

Стойността на масата на потока материал в шнека се приема да бъде постоянна, а действителният обемен поток материал в захранващия участък се определя чрез стойността на масата на постъпилия обемен поток материал от дозиращия участък и разделянето на стойността на масата поток на обемната плътност на материала, използван в шнека. Чрез “обемна плътност” е означена масата на материала, например частици или гранули полимер, използван в шнека, разделена на общия обем на твърдите частици и празнините или свободните пространства между тях.

Чрез “съпротивителен поток” е означен теоретичният обемен поток материал” който се получава от относителното преместване между шнека 27 и вътрешната повърхност на шнековия вал 35 и е изтласкваният поток материал поради завъртането на спиралния шнек 27, който изкарва материала напред и през вала. Съпротивителният поток е пропорционален на произведението на средната относителна скорост на материала и площта на напречното сечение на отвора на цилиндричния вал. С други думи, съпротивителният поток е способност на материала за обемно изпаряване и обикновено се пресмята на базата на обем за определено време. Съпротивителният поток е основан на много фактори, свързани с шнека, включващи стъпката височината, широчината и ъгъла на лопатките и скоростта на шнека. Съпротивителният поток, който е насочен към изходния край на шнека може да бъде увеличен чрез увеличаване на скоростта на шнека и/или чрез увеличаване височината на лопатките.

Теоретичният съпротивителен поток се изчислява, използвайки добре известната формула, такава, каквато е показана в Gerhard Schenkel, “Kunststoff - Extrudertechik”, публикувана от Carl Hanser Verlag, Munich (1963); стр. 123-125.

Теоретичният съпротивителен поток, изчислен за захранващия участък 29, трябва да бъде регулиран чрез корекционен коефициент, свързан с геометрията на лопатките в този участък и материала, използван в шнека. Този корекционен коефициент в по-голямата си част е необходим поради природата на материала в захранващия участък 29 и въздействието върху страните на лопатките и нормално е в диапазона от 0,7 до 0,95, по-точно в диапазона от 0,8 до 0,95. Корекционният коефициент може да бъде получен по известни методи, например показаният на страница 123 от Schenkel, където има представена диаграма на съотношението на височината на лопатката към дължината на лопатката спрямо корекционния коефициент. Корекционният коефициент се определя чрез вземане на съотношението на височината към дължината на лопатката и отчитане на подходящ корекционен коефициент от диаграмата.

Теоретично изчисляването на теоретичния съпротивителен поток в дозиращия участък е също необходимо да бъде регулирано чрез корекционен коефициент, в действителност корекционният коефициент е много близо до 1,0, тъй като в дозиращия участък материалът е разтопен и по тази причина този корекционен коефициент е приблизително 1,0.

Шнек, имащ съотношения като описаните по-горе, има относително постоянно нарастване на налягането, подходящо за стъпката по дължината на шнека. Ако в шнека настъпи увеличаване на налягането, напрежението ще бъде приложено на материала в шнека, което ще доведе до натрупване в шнека и намаляване на механичните качества на материала.

Няма ограничения за вида материал, който може да бъде използван в шнека, макар че шнекът е създаден по-специално да бъде използван при инжекционно формоване и екструдиране на полимери.

Пример на шнек 27, който има желаната разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък 29 и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък 33, в който: стъпката на поне част от лопатките 47 в дозиращия участък 33 е по-голяма от стъпката на поне част от лопатките 43 в захранващия участък 29;

стъпката на поне част от лопатките 43 в захранващия участък 29 е по-малка от външния диаметър на шнека;

стъпката на поне част от лопатките 47 е в дозиращия участък 33 е по-голяма от външния диаметър на шнека;

стъпката на поне част от лопатките 46 се увеличава през уплътняващия участък 31; и височината на поне част от лопатките 46 намалява през уплътняващия участък 31, премествайки се от по-близкия край на захранващия участък 29 към по-близкия край на дозиращия участък 33.

В предпочитаното изпълнение геометрията на лопатките е такава, че стъпката на лопатките в дозиращия участък е по-голяма от стъпката на лопатките в захранващия участък, стъпката на лопатките в захранващия участък е по-малка от външния диаметър на шнека, стъпката на лопатките в дозиращия участък е по-голяма от външния диаметър на шнека, стъпката на лопатките се увеличава през уплътняващия участък, и височината на лопатките намалява през уплътняващия участък, премествайки се от по-близкия край на захранващия участък към поблизкия край на дозиращия участък. Както е използван тук терминът “външен диаметър на шнека” означава, че диаметърът е измерен така, че включва шнековата ос и височината на лопатката над и под шнековата ос.

Коефициентът на уплътняване на шнека 27 се определя от относителното количество смола, което шнекът сгъстява, и се основава на идеята за разделяне обема на лопатките 43 в захранващия участък 29 на обема на лопатките 47 в дозиращия участък 33. Нормално е да се използва приблизителен коефициент на уплътняване, който представлява съотношението на височината на лопатките 43 в захранващия участък 29 към височината на лопатките 47 в дозиращия участък 33.

Следователно, общоприетият метод за изменение на коефициента на уплътняване на шнека е да се променя височината на лопатките 43, 47 в захранващия участък 29 и дозиращия участък 33. Тъй като височината на лопатките в общоизвестните шнекове е постоянна в захранващия и постоянна в дозиращия участък, то коефициентът на уплътняване на шнека ще бъде увеличен чрез увеличаване височината на лопатките в захранващия участък или намаляване височината на лопатките в дозиращия участък, или като се направят и двете промени. Обаче, ако коефициентът на уплътняване на шнека е прекомерно висок, това води до проблеми, посочени по-горе, а именно - свързване и натрупване на нежелателни топлинни отлагания върху шнека.

Настоящото изобретение се основава на откритието, че могат да се получат предимства от високо уплътняване на шнека 27, имащ относително голяма височина на лопатките 43 в захранващия участък 29 и относително малка височина на лопатките 47 в дозиращия участък 33, без недостатъците, свързани с високото уплътняване на шнека, чрез осигуряване на шнек, имащ абсолютна разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък 29 и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък 33, която разлика е по-малка от 0,2, за предпочитане по-малка от 0,1 и по-специално по-малка от 0,05.

Всъщност, изменението на стъпката и височината на шнека 27 от изобретението, както е описано по-горе, понижава съществено коефициента на уплътняване на шнека 27 и по този начин отстранява недостатъците, свързани с високия коефициент на уплътняване на шнека. В същото време шнекът 27 от изобретението осигурява всички предимства, свързани с относително големите височини на лопатките 43 от захранващия участък 29 и относително ниските височини на лопатките 47 от дозиращия участък 33, свързани с високия коефициент на уплътняване на шнека 27.

Коефициентът на уплътняване на обема, изчислен чрез съотношението на обема на захранващия участък 29 към обема на уплътняващия участък 31, не е просто да се измери, когато и стъпката и височината на лопатките на шнека 27 се променят. Основателно е, че изменената стъпка поражда изменение на ъгъла на лопатките по протежение на шнековата ос. Установено е, че коефициентът на уплътняване на обема на шнека 27, имащ променени стъпки на лопатките и променени височини на лопатките, може да бъде почти равен на съотношението на плътността на стопилката към плътността на обема на полимера, който ще бъде използван в шнека.

Съотношението на плътността на стопилката към плътността на обема за много полимерни материали е приблизително равно на 1,3 и тази стойност от 1,3 е минимална за коефициент на уплътняване на шнека. При съотношение от 1,3 полимерните гранули не са свити достатъчно, за да изтласкват задържания въздух навън от полимера по време на процеса на инжекционното формоване.

С настоящото изобретение подобрени резултати се получават с шнек 27, имащ много нисък коефициент на уплътняване, т.е. равностоен на долната граница от 1,3 или по-висок, но по-нисък от коефициента на уплътняване на високоуплътняващ шнек.

Установеното, че шнек 27 може да бъде изработен, използавн и успешно конструиран при малка разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък, и с различни стъпки в захранващия и дозиращия участък 29, 33 и променяща се стъпка в уплътняващия участък 31, е неочаквано поради общоизвестното правило, че конструкцията на шнека 27 се основава на обема материал в лопатките 43, 46, 47 и трябва да има еднаква стъпка във всеки от захранващия, уплътняващия и дозиращия участъци 29, 31, 33. Характеристиките на шнека от настоящото изобретение позволяват на шнека да има по-висока скорост на въртене на шнека, по-висока производителност и намаляване на времето на инжекционно формоващия цикъл в сравнение с общоизвестните шнекове.

Изобретението е илюстрирано на фигура 1, където има показан шнек 27, имащ захранващ участък 29, уплътняващ участък 31 и дозиращ участък 33. Шнекът 27 е поместен в кух цилиндричен вал 35, имащ по същество постоянен вътрешен диаметър. Полимерна смола, която може да бъде във всякаква подходяща форма, например топченца, гранули, люспи или прах, се подава през отвор 37 на вала 35 в захранващия участък 29, където шнекът 27 се върти, за да уплътни и тогава да изтласква топченцата в уплътняващия участък 31, както в обикновения шнек.

Шнекът 27 има шнекова ос 39 и витки 41, спирално установено около оста 39, за да се оформят лопатките 43 на захранващия участък 29, лопатките 45 на уплътняващия участък 31 и лопатките 47 на дозиращия участък 33.

Стъпката на лопатките 43 от захранващия участък 29 е по-малка от външния диаметър на шнека 27, а в предпочитаното изпълнение стъпката на всяка лопатка 43 от захранващия участък 29 е приблизително еднаква. Стъпката на лопатките 47 в дозиращия участък 33 е по-голяма от външния диаметър на шнека 27, а в предпочитаното из пълнение стъпката на всяка лопатка 47 от дозиращия участък 33 е също приблизително еднаква. Стъпката на лопатките 43 от захранващия участък 29 е по-малка от стъпката на лопатките 47 от дозиращия участък 33.

Както е показано на фигура 1, височината на лопатките 45 от уплътняващия участък постепенно намалява, придвижвайки се от по-близкия край на захранващия участък 29 към дозиращия участък 33, а стъпката на лопатките 45 от уплътняващия участък 31 постепенно се увеличава, придвижвайки се от по-близкия край на захранващия участък 29 към дозиращия участък 33. Промяната на височината на лопатките 45 от уплътняващия участък 31 се получава, тъй като в уплътняващия участък 31 шнековата ос 39 има формата на пресечен конус. Макар че височината на лопатките 45 от уплътняващия участък 31 намалява, когато се придвижва от по-близкия край на захранващия участък 29 към дозиращия участък 33, то не е необходимо височината на всяка следваща лопатка от уплътняващия участък 31 да бъде по-малка от предшестващата. Също така, когато стъпката на лопатките 45 от уплътняващия участък 31 нараства от по-близкия край на захранващия участък 29 към дозиращия участък 33, то не е необходимо стъпката на всяка следваща лопатка 45 от уплътняващия участък 31 да бъде по-голяма от предшестващата.

Шнекът може да бъде използван в инжекционно формоваща машина или екструдер или може да бъде използван като разтопяваща секция на по-голям шнек.

Макар че изобретението е илюстрирано като имащо една витка, както е известно на специалиста в областта, обхватът на настоящото изобретение включва и шнек, имащ повече от една лопатка.

Примери

Пример и сравняващ пример 2

В пример 1 показан шнек, изработен съгласно изобретението, а в пример 2 е показан общоизвестен шнек. Физичните дименсии на шнековете са дадени в таблица 1 по-долу.

Delrin R 500Р, полиацетилова смола, усвоена от E.L.du Pont de Nemours and Company (Du Pont) е инжекционно формо7 вана и в двата шнека. Смолата има съотношение плътност на стопилката/плътност на обема от 1,16/0,87 - 1,33. Резултатите са сумирани по-долу в таблица 1.

Пример 1

Пример 2

Диаметър на шнека, mm	30	30
Височина на лопатките в захр. участък, mm	8	7
Стъпка на лопатките в захр. участък, mm	28	30
Височина на лопатките в дозир. участък, mm	2,3	2,2
Стъпка на лопатките в дозир. участък, mm	50	30
Скорост на шнека (оборота на min)	250	125
Производителност на шнека (kg/h)	61	25
Коефициент на уплътняване (обемен)	1,47	2,6
Действителен поток в захр. участък, 1/h	72	29
Корекционен коефициент на съпротивителния поток в захранващия участък	0,81
Теоретичен съпротивителен поток в захранващия участък, 1/h	73	37
Съотношение на действителния поток към теорет. съпр. поток в захранващия участък	0,98	0,78
Действителен поток в доз. участък,1/h	⁵⁴	22
Теоретичен съпротивителен поток в дозиращия участък, 1/h	54	17
Съотношение на действителния поток към теорет.съпр.поток в дозиращия участък	1,00	1,25
Разлика в съотношението на дейст. поток към теорет.съпр.поток в захр. и доз. участъци	0,02	0,47

Шнекът от пример 1 има малка разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток към теоре- 5 тичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък в сравнение с шнека от сравняващия пример 2. Следователно, шнекът от пример 1 създава хомогенна стопилка при по-устойчив шнек, като позволява по- 10 високи обороти на въртене, както и по-голяма продукция на смола, без причиняване на свързвания, натрупвания или други дефекти върху шнека.

Пример 3 и сравняващ пример 4

Zytel R 135 F, найлонова смола, усвоени от Du Pont, е инжекционно формована както в предишните примери. В пример 3 смолата 3 инжекционно формована, използвайки шнек съгласно изобретението, а в пример 4 смолата е инжекционно формована, като се използва известен шнек. Резултатите са сумирани по-долу в таблица 2.

	Пример 3	Пример 4
Диаметър на шнека, mm	32	32
Височина на лопатките в захр.участък,тт	8	5.9
Стъпка на лопатките в захр.участък, mm	26	32
Височина на лопатките в доз.участък, mm	2.1	2.1
Стъпка на лопатките в доз.участък, mm	48	32
Скорост на въртене (оборота на min)	275	300
Производителност на шнека (kg/h)	50	40
Коефициент на уплътняване (обемен)	1,56	2,4
Действителен поток в захр.участък, 1/h	59	48
Корекционен коефициент на съпротивителния поток в захранващия участък	0,80
Теоретичен съпротивителен поток в захранващия участък, 1/h	81	76
Съотношение на действителния поток към теорет. съпр.поток в захранващия участък	0,73	0,64
Действителен поток в доз.участък, 1/h	42	35
Теоретичен съпротивителен поток в дозиращия участък, 1/h	58	³⁶
Съотношение на действителния поток към теорет. съпр.поток в дозиращия участък	0,73	0,95
Разлика в съотношението на дейст.поток към теорет.захр. поток в захр. и доз. участъци	0	0,31

Шнекът от пример 3 няма разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток към теоретичния съп- 5 ротивителен поток материал в дозиращия участък в сравнение с разликата от 0,31 за шнека от сравняващия пример 4. Следователно, шнекът от пример 3 създава хомогенна стопилка при по-устойчив шнек, като поз- 10 волява по-високи обороти на въртене и поголяма продукция на смола, без причиняване на свързвания, натрупвания или друг дефекти върху шнека.

Пример 5 и сравняващ пример 6

Delrin R 500 е инжекционно формована както в предишните примери, използвайки шнек, имащ диаметър 65 ппп. В пример 5 смолата е инжекционно формована в шнек съгласно изобретението, а в пример 6 смолата е инжекционно формована в известен шнек.

Резултатите са сумирани по-долу в таблица 3.

	Пример 5	Пример 6
Диаметър на шнека, mm	65	65
Височина на лопатките в захр. участък, mm	10	7,8
Стъпка на лопатките в захр. участък, mm	40	65
Височина на лопатките в доз. участък, mm.	2,7	2,8
Стъпка на лопатките доз.участък, mm	75	65
Скорост на въртене (обороти на min)	180	140
Производителност на шнека (kg/h)	185	110
Коефицент на уплътняване (обемен)	1,6	2,5
Действителен поток в захр. участък,1/h	212	127
Корекционен коефициент на съпротивителния поток в захранващия участък	0,84
Теоретичен съпротивителен поток в захранващия участък, 1/h	248	279
Съотношение на действителния поток към теорет.съпр.поток в захранващия участък	0,85	0,46
Действителен поток в доз. участък, 1/1	159	95
Теоретичен съпротивителен поток в дозиращия участък, 1/h	170	121
Съотношение на действителния поток към теорет.съпр.поток в дозиращия участък	0,93	0,79
Разлика в съотношението на действ.поток към теорет.съпр.поток в захар и доз. участъци	0,08	0,33

Шнекът от пример 5 има малка разлика в съотношението на действителния поток към теоретичния съпротивителен поток материал в захранващия участък и съотношението на действителния поток към теоре- 5 тичния съпротивителен поток материал в дозиращия участък, за сравнение разлика от 0,33 за шнека от пример 6. Следователно, шнекът от пример 5 създава хомогенна стопилка при по-устойчив шнек, като позволя- 10 ва по-високи обороти на въртене, както и по-голяма продукция на смола, без причиняване на свързвания, натрупвания или други дефекти върху шнека.

Claims

15 Патентни претенции

1. Пластифициращ шнек (27), приспособен за поместване в цилиндричен вал (35), имащ по същество постоянен вътрешен диаметър за инжекционно формоване или ек- ²θ струдиране на полимерна композиция, като посочената полимерна композиция има предварително определена обемна плътност и предварително определена плътност на стопилката, като шнекът (27) съдържа шнекова ос (39), определяща надлъжна ос и имаща витки (41), спирално разположени около надлъжната ос на шнековата ос (39), като спирално разположените витки (41) определят постоянен външен диаметър на шнека (27), който е по-малък от вътрешния диаметър на цилиндричния вал (35), като спирално разположените витки (41) определят стъпка по дължина на шнековата ос (39), като шнековата ос (39) определя основен диаметър, кой- ^5 то е по-малък от външния диаметър на шнека (27), като шнекът определя захранващ участък (29), уплътняващ участъка (31) и дозиращ участък (33) по дължина на надлъж-

40 ната му ос, като стъпката на спирално раз положените витки (41) и основния диаметър на шнековата ос (39) в захранващия участък (29) и дозиращия участък (33) определят коефициент на уплътняване, характеризиращ се с това, че коефициентът на уплътняване е по-голям или равен на съотношението на предварително определената плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция и до 1.25 от съотношението на предварително определена плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция.

2. Пластифициращ шнек съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че коефициентът на уплътняване е по-голям или равен на съотношението на предварително определената плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция и до 1.10 от съотношението на предварително определената плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция.

3. Пластифициращ шнек съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че коефициентът на уплътняване е равен на съотношението на предварително определената плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция.

4. Пластифициращ шнек съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че съотношението на предварително определената плътност на стопилката към предварително определената обемна плътност на полимерната композиция е приблизително 1.3.