RU191400U1

RU191400U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU191400U1
Application number: RU2019108017U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владиславович Дядичев; Александр Валерьевич Дядичев; Сергей Михайлович Братан; Екатерина Андреевна Дядичева; Станислав Иванович Рощупкин; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-08-05

Abstract

Полезная модель относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий. Устройство содержит 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 выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции, содержит четырехзаходные непрерывные брускообразные лопасти смешивания, размещенные вдоль винта, где каждая лопасть имеет прямоугольные отверстия в центре лопасти длиной 0,33-0,34 диаметра шнека, высотой 0,13-0,16 диаметра шнека, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,35-0,4 диаметра шнека, лопасти выполнены шириной 0,14-0,18 диаметра шнека, длиной 0,34-0,38 диаметра шнека, и образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями, зазор между корпусом и окончанием в верхней части лопасти. Технический результат заключается в обеспечении лучшего смешивания наполнителя со вторичными полимерными материалами. 2 ил.

Description

Техническое решение относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использовано при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий.

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.

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.

Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне сжатия.

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, отличающийся тем, что шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции, содержит четырехзаходные непрерывные брускообразные лопасти смешивания, размещенные вдоль винта, где каждая лопасть имеет прямоугольные отверстия в центре лопасти длинной 0,33-0,34 диаметра шнека, высотой 0,13-0,16 диаметра шнека, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,35-0,4 диаметра шнека, лопасти выполнены шириной 0,14-0,18 диаметра шнека, длиной 0,34-0,38 диаметра шнека, и образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями, зазор между корпусом и окончанием в верхней части лопасти для качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций.

При меньшем соотношении получится уступ на выходе барьерной секции между витком барьерной секции и лопастью секции смешивания, который уменьшит давление в зоне экструдера, снизит качественное смешивание мелкодисперсных компонентов и уменьшит прочностные характеристики шнека. При большем соотношении возможно создание критических скоростей и деформаций сдвига материалов, что может привести к его деструкции и расплав не сможет равномерно перемешиваться и продвигаться по экструдеру.

Общими с прототипом признаками являются:

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.

Отличительными признаками устройства являются:

шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции,

шнек в зоне сжатия выполнен четырехзаходными непрерывными брускообразными лопастями смешивания прямоугольные отверстия в центре лопасти,

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

прямоугольные отверстия в центре лопасти,

ширина лопасти равна 0,14-0,18 D,

длина лопасти равна 0,34-0,38 D,

лопасти образуют входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор лопасти.

Использование заявленного экструдера при переработке вторичных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.

На фиг. 1 представлен экструдер.

На фиг. 2 представлена часть шнека с выполненными брускообразными непрерывными лопастями.

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 четырехзаходными брускообразными непрерывными лопастями 11, скрепленными с винтом 12, расположенного в зоне сжатия 5. Причем нижнее основание 13 лопасти 11 расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека 3 от поверхности винта 12 шнека 3, высота верхней части лопасти равна 0,35-0,4 D, ширина лопасти равна 0,14-0,18 D, длина лопасти равна 0,34-0,38 D, отверстие 14 в лопасти 11 выполнено длиной 0,33-0,34 диаметра шнека 3, высотой 0,13-0,16 диаметра шнека 3. Материал переходит из входного канала твердой фракции смеси 15 с низкими сдвиговыми деформациями, в выходной канал расплавленной фракции смеси 16, через зазор 17 между корпусом 1 и вершиной брускообразной непрерывной лопасти 11, а также через прямоугольные отверстия 14 в центре лопасти.

Экструдер для переработки полимерных материалов работает следующим образом (фиг. 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 непрерывными брускообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка по бокам лопасти, прямоугольные отверстия в центре лопасти и окончание в верхней части в виде прямого участка, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер. Четырехзаходные брускообразные непрерывные лопасти 11, скрепленные с винтом 12, расположенного в зоне сжатия 5 обеспечивают однородное смешивание компонентов за счет того, что нижнее основание 13 лопасти 11 и верхняя часть лопасти 11 расположены на указанных расстояниях от поверхности винта 12 шнека 3. Конструктивно установленная длина основания 13 лопасти 11, прямоугольные отверстия 14 в центре лопасти 11, создают диспергирующее воздействие на смесь вторичных полимерных материалов. Усиливает это воздействие прохождение материала из входного канала 15 с низкими сдвиговыми деформациями, в выходной канал 16 с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 17 между корпусом 1 и концом брускообразной непрерывной лопасти 11, а также через прямоугольные отверстия 14 в центре лопасти.

Пример. При диаметре шнека 50 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 4 мм, высота верхней части лопасти составляет 20 мм, длина основания лопасти составляет 9 мм, длина лопасти составляет 19 мм, высота прямоугольного отверстия 8 мм, длина прямоугольного отверстия составляет 17 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция брускообразных лопастей при заявленных параметрах обеспечивает лучшее смешивание наполнителя со вторичными полимерными материалами.

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.

Claims

Экструдер для переработки разнородных вторичных 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 выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции, содержит четырехзаходные непрерывные брускообразные лопасти смешивания, размещенные вдоль винта, где каждая лопасть имеет прямоугольные отверстия в центре лопасти длиной 0,33-0,34 диаметра шнека и высотой 0,13-0,16 диаметра шнека, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,35-0,4 диаметра шнека, лопасти выполнены шириной 0,14-0,18 диаметра шнека, длиной 0,34-0,38 диаметра шнека, и образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями, зазор между корпусом и окончанием в верхней части лопасти.