RU185849U1 - Extruder for the processing of polymeric materials - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий. Техническое решение включает корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций, шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и четырехзаходной лепесткообразной смешивающей секции с непрерывными лепесткообразными лопастями смешивания, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и прямоугольный вырез на конце, причем нижнее основание лепестка равнорасположено на расстоянии 0,01-0,05 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лепестка 0,2-0,3 диаметра шнека, при длине основания лепестка равной 0,2-0,4 диаметра шнека, длине прямого участка лепестка 0,1-0,15 диаметра шнека и длине прямоугольного выреза равного 0,15-0,2 диаметра шнека для качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций. Технический результат заключается в усовершенствовании экструдера за счет новой конструкции шнека в зоне сжатия.The utility model relates to the field of processing of polymeric materials by pressure and can be used in the processing of polymer waste to produce high-quality products. The technical solution includes a housing consisting of a feed zone, a compression zone, a metering zone, a gripping device, an auger made prefabricated, in the feed zone the screw is made in the form of a conical section, in the metering zone, the screw is made of two conical and cylindrical sections in series, the screw in the compression zone is made in the form of a barrier section and a four-way petal-shaped mixing section with continuous petal-like mixing blades, where on one side each petal has a straight section and a rectangular a cutout at the end, with the lower base of the petal equally spaced at a distance of 0.01-0.05 of the diameter of the screw from the surface of the screw of the screw, and the height of the upper part of the petal is 0.2-0.3 of the diameter of the screw, with a length of the base of the petal equal to 0.2-0 , 4 screw diameters, the length of the straight section of the blade is 0.1-0.15 of the screw diameter and the length of the rectangular cut-out equal to 0.15-0.2 screw diameters for high-quality mixing of the components by creating additional melt compression within the allowable shear deformations. The technical result consists in improving the extruder due to the new design of the screw in the compression zone.

Description

Техническое решение относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использовано при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий.The technical solution relates to the field of processing of polymeric materials by pressure and can be used in the processing of polymeric waste with obtaining high-quality products.

Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3). Экструдер содержит корпус, захватное устройство, шнек, зону питания, зону сжатия, которая состоит из барьерной секции и секции декомпрессии, зону дозирования, выполненную из последовательных конической и цилиндрической секции.Known extruder for processing thermoplastics (patent UA No. 5779, publ. 15.03.2005, Bull. No. 3). The extruder comprises a housing, a gripping device, an auger, a feed zone, a compression zone, which consists of a barrier section and a decompression section, a metering zone made of successive conical and cylindrical sections.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки полимерных материалов, состоящих из вторичного, первичного сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для вторичных полимерных материалов необходим комплект дорогостоящего оборудования для предварительной подготовки исходного сырья (смесители, пресса, пластификаторы, грануляторы). Использование же напрямую неподготовленного предварительного сырья для известной конструкции не дает хорошего качества получаемых вторичных изделий из-за недостаточных смесительных способностей конструкции.A disadvantage of the known design is that in the case of the processing of polymeric materials consisting of secondary, primary raw materials, fillers, dyes and other components necessary for secondary polymeric materials, a set of expensive equipment is necessary for preliminary preparation of the initial raw materials (mixers, presses, plasticizers, granulators) . The use of directly unprepared preliminary raw materials for the known design does not give good quality of the resulting secondary products due to insufficient mixing abilities of the design.

Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкции шнека в зоне сжатия.The objective of the technical solution is to improve the extruder due to the new design of the screw in the compression zone.

Сущность технического решения: экструдер для переработки полимерных материалов, включающий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне дозирования, шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и четырехзаходной лепесткообразной смешивающей секции с непрерывными лепесткообразными лопастями смешивания, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и прямоугольный вырез на конце, причем нижнее основание лепестка равнорасположено на расстоянии 0,01-0,05 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лепестка 0,2-0,3 диаметра шнека, при длине основания лепестка равной 0,2-0,4 диаметра шнека, длине прямого участка лепестка 0,1-0,15 диаметра шнека и длине прямоугольного выреза равного 0,15-0,2 диаметра шнека для качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций. При меньшем соотношении получится уступ на выходе барьерной секции, который снизит качественное смешивание компонентов. При большем соотношении расплав не сможет равномерно продвигаться по экструдеру, и образуются критические сдвиговые деформации.The essence of the technical solution: an extruder for the processing of polymeric materials, comprising a housing consisting of a feed zone, a compression zone, a metering zone, a gripping device, a screw made prefabricated, in the feed zone the screw is made in the form of a conical section, in the metering zone, the screw is made of two conical and cylindrical sections arranged in series, and the screw in the compression zone is made in the form of a barrier section and a four-way petal-shaped mixing section with continuous petal-shaped mixing blades, where On the opposite side, each petal has a straight section and a rectangular cutout at the end, with the lower base of the petal equally spaced at a distance of 0.01-0.05 of the diameter of the screw from the surface of the screw of the screw, and the height of the upper part of the petal is 0.2-0.3 of the diameter of the screw, the length of the base of the blade equal to 0.2-0.4 of the diameter of the screw, the length of the straight section of the blade of 0.1-0.15 of the diameter of the screw and the length of the rectangular cut-out equal to 0.15-0.2 of the diameter of the screw for high-quality mixing of the components by creating additional melt compression within permissible shear deformations ations. With a lower ratio, a step will be obtained at the exit of the barrier section, which will reduce the quality of mixing of the components. With a larger ratio, the melt will not be able to uniformly move along the extruder, and critical shear deformations are formed.

Общими с прототипом признаками являются:Common features with the prototype are:

корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования,a housing consisting of a feed zone, a compression zone, a dosing zone,

захватное устройство,gripper

шнек, выполненный сборным,prefabricated screw

в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции,in the feed zone, the screw is made in the form of a conical section,

в зоне дозирования, шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций.in the metering zone, the screw is made of two consecutively arranged conical and cylindrical sections.

Отличительными признаками устройства являются:Distinctive features of the device are:

шнек в зоне сжатия выполнен с четырьмя непрерывными лепесткообразными лопастями смешивания, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и дугообразный срез на конце, размещенными вдоль винта,the screw in the compression zone is made with four continuous petal-shaped mixing blades, where on one side each petal has a straight section and an arc-shaped cut at the end, placed along the screw,

нижнее основание лепестка равнорасположено на расстоянии 0,01-0,05 диаметра шнека (D) от поверхности винта шнека,the lower base of the blade is equally spaced at a distance of 0.01-0.05 of the diameter of the screw (D) from the surface of the screw of the screw,

высота верхней части лепестка лопасти равна 0,2-0,3 D,the height of the upper part of the blade petal is 0.2-0.3 D,

длина основания лепестка лопасти равна 0,2-0,4 D,the length of the base of the blade lobe is 0.2-0.4 D,

длина прямого участка лепестка лопасти 0,1-0,15 D,the length of the straight section of the blade petal is 0.1-0.15 D,

длина прямоугольного выреза лепестка лопасти 0,15-0,2 D,the length of the rectangular cutout of the blade petal 0.15-0.2 D,

лопасти образуют входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор лопасти.the blades form the input channel with low shear deformations, the output channel with high shear deformations and the gap of the blade.

Использование заявленного экструдера при переработке вторичных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.Using the claimed extruder in the processing of secondary mixtures allows you to combine preparatory operations (filling, pressing, mixing, granulation) and the operation of obtaining new high-quality products by extrusion.

На фиг. 1 представлен экструдер.In FIG. 1 shows an extruder.

На фиг. 2 представлена часть шнека с выполненными лепесткообразными непрерывными лопастями.In FIG. 2 shows a part of the auger with petal-shaped continuous blades.

Экструдер для переработки полимерных материалов (фиг. 1) содержит корпус 1, захватное устройство 2, шнек 3, выполненный в виде сборной конструкции. Корпус состоит из зоны питания 4, зоны сжатия 5, зоны дозирования 6. В зоне питания 4 шнек выполнен в виде конической секции, в зоне сжатия 5 шнек состоит из барьерной секции 7 и секции смешивания 8 многокомпонентной полимерной смеси. В зоне дозирования 6, шнек 3 выполнен из двух последовательных частей: из конической 9 и цилиндрической секции 10. На фиг. 2 представлена часть шнека 3 с выполненными лепесткообразными непрерывными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Причем лепесткообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и прямоугольный вырез на конце, размещены вдоль винта 12, при этом материал переходит из входного канала с низкими сдвиговыми деформациями 13 в выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями 14 через зазор лепесткообразной непрерывной лопасти 15.The extruder for processing polymer materials (Fig. 1) contains a housing 1, a gripping device 2, a screw 3, made in the form of a prefabricated structure. The housing consists of a feed zone 4, a compression zone 5, a dosing zone 6. In the feed zone 4, the screw is made in the form of a conical section, in the compression zone 5, the screw consists of a barrier section 7 and a mixing section 8 of a multicomponent polymer mixture. In the dispensing zone 6, the screw 3 is made of two consecutive parts: from a conical 9 and a cylindrical section 10. In FIG. 2 shows a part of the screw 3 with continuous blade-shaped continuous blades 11 located in the compression zone 5. Moreover, the continuous blade-shaped mixing blades 11, where on one side each blade has a straight section and a rectangular cutout at the end, are placed along the screw 12, while the material passes from the input channel with low shear deformations 13 into the output channel with high shear deformations 14 through the gap of the blade-shaped continuous blade 15.

Экструдер для переработки полимерных материалов работает следующим образом (фиг. 1).An extruder for processing polymer materials works as follows (Fig. 1).

Различные полимерные материалы (первичные, вторичные, красители и другие наполнители) подаются отдельными дозаторами в захватное устройство 2, захватывается шнеком 3, который вращается в корпусе 1, в твердом виде транспортируются, и уплотняются в зоне питания 4, потом в зоне 5 в барьерной секции 7 происходит перемещение и полное расплавление полимерной смеси, создание смеси с равномерной по всему объему температурой, в секции смешивания 8 многокомпонентного полимерного расплава зоны сжатия 5 происходит однородное диспергирующее смешивающее воздействие, за счет использования конструкции со смешивающими лепесткообразными непрерывными лопастями, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и прямоугольный вырез на конце, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер.Various polymeric materials (primary, secondary, dyes and other fillers) are supplied by separate dispensers to the gripper 2, captured by a screw 3, which rotates in the housing 1, are transported in solid form, and are sealed in the supply zone 4, then in the zone 5 in the barrier section 7, the polymer mixture is transferred and completely melted, the mixture is created with a temperature that is uniform throughout the volume; in the mixing section 8 of the multicomponent polymer melt of the compression zone 5, a uniform dispersing mixing occurs the impact, through the use of a design with mixing petal-shaped continuous blades, where on each side each petal has a straight section and a rectangular cutout at the end, intensification of shear deformations of the multicomponent melt, conical 9 and cylindrical 10 sections of the metering zone 6 determine the magnitude and stability of pressure and productivity, which the extruder develops.

Пример. При диаметре шнека 43 мм нижнее основание лепестка лопасти расположено на расстоянии 2,15 мм от поверхности винта шнека, высота верхней части лепестка лопасти составляет 12,9 мм, длина основания лепестка лопасти составляет 17,2 мм, длина прямого участка лепестка лопасти составляет 6,45 мм, длина прямоугольного выреза лепестка лопасти составляет 12,9 мм.Example. With a screw diameter of 43 mm, the lower base of the blade petal is located at a distance of 2.15 mm from the surface of the screw of the screw, the height of the upper part of the blade petal is 12.9 mm, the length of the base of the blade petal is 17.2 mm, the length of the straight section of the blade petal is 6, 45 mm, the length of the rectangular cutout of the blade petal is 12.9 mm.

Использование заявленного экструдера при переработке комбинированных первичных и вторичных полимерных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, смешивание, гранулирование, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.The use of the claimed extruder in the processing of combined primary and secondary polymer blends allows you to combine preparatory operations (filling, mixing, granulating, pressing) and the operation of obtaining new high-quality products by extrusion.

Claims (1)

Экструдер для переработки полимерных материалов, включающий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне дозирования, шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций, отличающийся тем, что шнек в зоне сжатия состоит из барьерной секции и секции смешивания многокомпонентной полимерной смеси, выполнен в виде лепесткообразных непрерывных лопастей смешивания, где с одной стороны каждый лепесток имеет прямой участок и прямоугольный вырез на конце, размещенными вдоль винта, причем нижнее основание лепестка расположено на расстоянии 0,01-0,05 D от поверхности винта шнека, а высота верхней части лепестка лопасти равна 0,2-0,3 D, длина основания лепестка лопасти равна 0,2-0,4 D, длина прямого участка лепестка лопасти равна 0,1-0,15 D, длина прямоугольного выреза лепестка лопасти равна 0,15-0,2 D, и образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор лепесткообразной непрерывной лопасти.An extruder for the processing of polymeric materials, including a housing consisting of a feed zone, a compression zone, a dosing zone, a gripping device, a screw made prefabricated, in the feeding zone the screw is made in the form of a conical section, in the dosing zone, the screw is made of two conical and consecutive cylindrical sections, characterized in that the screw in the compression zone consists of a barrier section and a mixing section of a multicomponent polymer mixture, made in the form of a lobed continuous mixing blades, where with one torons, each petal has a straight section and a rectangular cutout at the end located along the screw, the lower base of the petal located at a distance of 0.01-0.05 D from the surface of the screw of the screw, and the height of the upper part of the blade petal is 0.2-0.3 D, the length of the base of the blade petal is 0.2-0.4 D, the length of the straight section of the blade petal is 0.1-0.15 D, the length of the rectangular cutout of the blade petal is 0.15-0.2 D, and forming the input channel with low shear deformations, the output channel with high shear deformations and a gap th continuous blade.

Images