Установлено, что давление продукта в предматричной зоне экструдера гиперболически уменьшается с увеличением диаметра проходного сечения матрицы, что позволяет сделать заключение о преобладающем влиянии на температуру и давление экструдата величины диаметра проходного сечения формующего канала. Незначительное изменение диаметра фильеры не приводит к существенным пульсациям производительности и не влияет на стабильность работы экструдера.
На основании вышеизложенного была разработана конструкция экструдера позволяющего стабилизировать температурный режим в предматричной зоне экструдера за счет изменения проходного сечения формующего канала матрицы.
Предложен экструдер содержащий рабочую камеру, формующее устройство, состоящее из матрицы с каналами, промежуточного диска и дорна, установленного с возможностью поворота. В предматричной зоне рабочей камеры установлен конусообразный обтекатель, внутренняя часть которого имеет седлообразную форму и двумя отверстиями.
Обтекатель контактирует с дорном, который состоит из диска с двумя овальными отверстиями, упоров на боковой поверхности и цилиндрического вала с выступами. Матрица в центре имеет отверстие сложной формы, в которое входит цилиндрический вал дорна, при этом выступы вала образуют в отверстии матрицы овальные формующие каналы. В диаметральных кольцевых пазах матрицы и промежуточного диска установлены пружины, контактирующие одной стороной с упорами диска дорна, а другой - с упорными шайбами, так что дорн имеет возможность кругового перемещения в матрице с образованием различного проходного сечения овальных формующих каналов.
Расплав продукта подается шнеком в предматричную зону экструдера, где разделяется обтекателем на потоки и направляется через отверстия перфорированного диска в каналы матрицы, где происходит формование экструдата. Чувствительность формующего устройства при регулировании величины давления зависит от длины участка дорна. Рассчитанная длина дорна позволяет подобрать пружины с требуемыми характеристиками, обеспечивающими оперативное быстродействие, позволяющее стабилизировать величину давления в предматричной зоне экструдера при отклонении от рабочего интервала. Сила, образующаяся от действия давления расплава материала на выступы дорна, вызывает соответствующий крутящий момент.
При резком увеличении давления момент создаваемый продуктом, действующий на дорн, превышает момент от пружин и сил трения, действующих на дорн. В результате чего, дорн поворачивается, и увеличивает проходное сечение канала, что интенсифицирует отвод продукта через каналы матрицы, и обеспечивает снижение давления. Крутящий момент уменьшается, и под действием момента от сил сжатия пружин дорн перемещается в обратном направлении. При достижении баланса моментов от сил сжатия пружины и продукта дорн займет свое рабочее положение, соответствующее установившемуся режиму работы экструдера.
Пределы регулирования проходного сечения формующих каналов, их количество, число и рабочие характеристики пружин определяются производительностью экструдера, геометрическими размерами матрицы и самих каналов, а также реологическими свойствами перерабатываемого сырья.