RU2055733C1 - Extruder - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: ratio of internal radius of extruder housing to radius of worm stem is chosen constantly decreasing in the direction of bunker. In this case the housing and worm are made metallic and are separate from each other. In another variant of realization the extruder is equipped with exciter placed between worm stem and housing. The exciter is made in the form of coupling loop. Another generator lead is connected with exciter. The ratio of internal radius of housing to radius of worm stem is chosen constantly decreasing in the direction of bunker. The housing and worm are made metallic. EFFECT: facilitated manufacture. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям устройства для экструзионного формирования изделий путем пропускания нагретого материала через фильеры или насадки, которые придают изделию требуемую форму поперечного сечения, т.е. к конструкции экструдера с нагревом материала с помощью СВЧ-энергии в процессе его экструдирования. The invention relates to constructions of a device for extrusion forming products by passing heated material through dies or nozzles that give the product the desired cross-sectional shape, i.e. to the design of the extruder with heating the material using microwave energy in the process of extrusion.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство с хвостовиком червяка. The closest in technical essence to the invention is an extruder containing a cylindrical housing with a hopper, placed coaxially in the housing with the possibility of rotation of the worm and a high-frequency current generator, one output of which is connected to the housing, and the other through a contact device with the shank of the worm.

Однако в известном экструдере наблюдается скачок волнового сопротивления, обусловленный разными волновыми сопротивлениями линии передачи генератора и линии образованной выносными электродами, что влияет на скорость нагрева материала. However, in the known extruder there is a jump in wave resistance due to different wave impedances of the transmission line of the generator and the line formed by the remote electrodes, which affects the heating rate of the material.

Изобретение позволяет улучшить согласование линии передачи с линией, образованной корпусом и червяком экструдера. Достигается это тем, что в экструдере, содержащем цилиндрический корпус с бункером, размещенным соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство с хвостовиком червяка, согласно изобретению, отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, при этом корпус и червяк выполнены металлическими и изолированы друг от друга. The invention allows to improve the coordination of the transmission line with the line formed by the body and the screw of the extruder. This is achieved by the fact that in the extruder containing a cylindrical housing with a hopper coaxially placed in the housing with the possibility of rotation of the worm and a high-frequency current generator, one output of which is connected to the housing and the other through a contact device with the shank of the worm, according to the invention, the ratio of the inner radius the housing to the radius of the shank of the worm is selected constantly decreasing in the direction of the hopper, while the housing and the worm are made of metal and isolated from each other.

В другом варианте исполнения экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты с двумя выводами, один из которых соединен с корпусом, согласно изобретению, он снабжен возбудителем, размещенным между хвостовиком червяка и корпусом и выполненным в виде петли связи, при этом другой вывод генератора соединен с возбудителем, а отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, причем корпус и червяк выполнены металлическими. In another embodiment, an extruder comprising a cylindrical housing with a hopper coaxially placed in the housing for rotation of the worm and a high-frequency current generator with two leads, one of which is connected to the housing, according to the invention, it is equipped with an exciter located between the shank of the worm and the housing and made in the form of a communication loop, while the other output of the generator is connected to the pathogen, and the ratio of the inner radius of the body to the radius of the shank of the worm is selected to be constantly decreasing in the direction of Kerala, wherein the housing and the worm are made of metal.

Технический результат достигается по причине непосредственного нагрева материала СВЧ-энергией за счет электрических потерь в нем. Части экструдера нагреваются от контакта с материалом. Нагрев материала до заданной температуры происходит на длине вдоль оси корпуса порядка 1-2-х длин волн генератора. Скорость нагрева зависит от мощности СВЧ-генератора, которая легко управляется. При отключении генератора происходит быстрое охлаждение материала. Регулируя мощность генератора, можно легко регулировать температурный режим экструдирования. The technical result is achieved due to the direct heating of the material with microwave energy due to electric losses in it. Parts of the extruder are heated by contact with the material. The material is heated to a predetermined temperature at a length along the axis of the housing of the order of 1-2 generator wavelengths. The heating rate depends on the power of the microwave generator, which is easily controlled. When the generator is turned off, the material is rapidly cooled. By adjusting the power of the generator, it is possible to easily control the temperature regime of extrusion.

Известно, что волновое сопротивление коаксиальной линии передачи определяется по формуле
Z_o= 138

lg

[Oм] где μ и ε магнитная и электрическая постоянные материала, заполняющего пространство между проводами линии передачи;
r_o внутренний радиус внешнего проводника линии;
r_i внешний радиус внутреннего проводника линии.It is known that the impedance of a coaxial transmission line is determined by the formula
Z _o = 138

lg

[Ohm] where μ and ε are the magnetic and electric constants of the material filling the space between the wires of the transmission line;
r _{o the} inner radius of the external conductor of the line;
r _{i is the} outer radius of the inner conductor of the line.

Уменьшая постепенно отношение r_o/r_i можно согласовать волновое сопротивление выхода генератора с волновым сопротивлением линии передачи, образованной корпусом и червяком. Хорошего согласования можно добиться на длине порядка одной длины волны генератора.By gradually decreasing the ratio r _o / r _i, it is possible to match the impedance of the output of the generator with the impedance of the transmission line formed by the housing and the worm. Good agreement can be achieved at a length of the order of one wavelength of the generator.

На фиг.1 изображено продольное сечение экструдера в первом варианте исполнения; на фиг.2 продольное сечение экструдера во втором варианте исполнения. Figure 1 shows a longitudinal section of an extruder in the first embodiment; figure 2 is a longitudinal section of the extruder in the second embodiment.

Экструдер содержит цилиндрический корпус 1 с фланцем 2, бункером 3 и изолятором 4, размещенный соосно в корпусе 1 с возможностью вращения червяк 5, и СВЧ генератор 6 с двумя выводами. При этом отношение внутреннего радиуса корпуса 1 к радиусу хвостовика 7 червяка 5 выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера 3. Причем корпус 1 и червяк 5 выполнены металлическими. The extruder comprises a cylindrical housing 1 with a flange 2, a hopper 3 and an insulator 4, placed coaxially in the housing 1 with the possibility of rotation of the worm 5, and a microwave generator 6 with two leads. The ratio of the inner radius of the housing 1 to the radius of the shank 7 of the worm 5 is selected to be constantly decreasing in the direction of the hopper 3. Moreover, the housing 1 and the worm 5 are made of metal.

В первом варианте исполнения экструдера один вывод генератора 6 соединен с корпусом 1, а другой через контактное устройство 8 с хвостовиком 7 червяка 5. Корпус 1 и червяк 5 изолированы друг от друга. Во втором варианте исполнения экструдер снабжен возбудителем 9, размещенным между хвостовиком 7 червяка 5 и корпусом 1 и выполненным в виде петли связи. При этом один вывод генератора 6 соединен с корпусом 1, а другой с возбудителем 9. In the first embodiment of the extruder, one output of the generator 6 is connected to the housing 1, and the other through the contact device 8 with the shank 7 of the worm 5. The housing 1 and the worm 5 are isolated from each other. In the second embodiment, the extruder is equipped with a pathogen 9 located between the shank 7 of the worm 5 and the housing 1 and made in the form of a communication loop. In this case, one terminal of the generator 6 is connected to the housing 1, and the other to the pathogen 9.

Экструдер работает следующим образом. The extruder operates as follows.

После подачи материала в бункер 3 и включения привода вращения червяка (на чертеже не изображен) включают СВЧ генератор. СВЧ энергия распространяется вдоль корпуса 1 и нагревает экструдируемый материал, который имеет существенно большие электрические потери, чем корпус 1 и червяк 5. Для нагрева материала до заданной температуры достаточно взаимодействия материала с СВЧ-энергией на протяжении 1-2-х длин волн генератора 6. При отключении генератора 6 материал отдает тепло частям экструдера и быстро остывает. After feeding the material into the hopper 3 and turning on the worm rotation drive (not shown in the drawing), the microwave generator is turned on. Microwave energy propagates along the casing 1 and heats the extrudable material, which has significantly greater electrical losses than the casing 1 and the worm 5. To heat the material to a predetermined temperature, it is sufficient to interact with the microwave energy over the 1-2 wavelengths of the generator 6. When the generator 6 is turned off, the material gives off heat to the parts of the extruder and cools quickly.

Claims (2)

1. ЭКСТРУДЕР, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты, один вывод которого соединен с корпусом, а другой через контактное устройство - с хвостовиком червяка, отличающийся тем, что отношение внутреннего радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, при этом корпус и червяк выполнены металлическими и изолированы друг от друга. 1. EXTRUDER, comprising a cylindrical housing with a hopper, coaxially mounted in the housing with a rotary screw and a high-frequency current generator, one output of which is connected to the housing, and the other through a contact device, with the shank of the worm, characterized in that the ratio of the internal radius of the housing to the radius of the shank of the worm is selected to be constantly decreasing in the direction of the hopper, while the housing and the worm are made of metal and isolated from each other. 2. Экструдер, содержащий цилиндрический корпус с бункером, размещенный соосно в корпусе с возможностью вращения червяк и генератор токов высокой частоты с двумя выводами, один из которых соединен с корпусом, отличающийся тем, что он снабжен возбудителем, размещенным между хвостовиком червяка и корпусом и выполненным в виде петли связи, при этом другой вывод генератора соединен с возбудителем, а отношение внутренного радиуса корпуса к радиусу хвостовика червяка выбрано постоянно уменьшающимся в направлении бункера, причем корпус и червяк выполнены металлическими. 2. An extruder comprising a cylindrical housing with a hopper, placed coaxially in the housing with the possibility of rotation of the worm and a high-frequency current generator with two leads, one of which is connected to the housing, characterized in that it is equipped with an exciter located between the shank of the worm and the housing and made in the form of a communication loop, while the other output of the generator is connected to the pathogen, and the ratio of the inner radius of the housing to the radius of the shank of the worm is selected to be constantly decreasing in the direction of the hopper, and the housing and the worm made of metal.

Images