RU2329895C2 - Extruder to process thermoplastic polymer materials - Google Patents
Extruder to process thermoplastic polymer materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2329895C2 RU2329895C2 RU2006131486/12A RU2006131486A RU2329895C2 RU 2329895 C2 RU2329895 C2 RU 2329895C2 RU 2006131486/12 A RU2006131486/12 A RU 2006131486/12A RU 2006131486 A RU2006131486 A RU 2006131486A RU 2329895 C2 RU2329895 C2 RU 2329895C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- section
- screw
- degassing
- specified
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/76—Venting, drying means; Degassing means
- B29C48/765—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus
- B29C48/766—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders
- B29C48/767—Venting, drying means; Degassing means in the extruder apparatus in screw extruders through a degassing opening of a barrel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/84—Venting or degassing ; Removing liquids, e.g. by evaporating components
- B29B7/845—Venting, degassing or removing evaporated components in devices with rotary stirrers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/86—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for working at sub- or superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/268—Throttling of the flow, e.g. for cooperating with plasticising elements or for degassing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/52—Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/53—Screws having a varying channel depth, e.g. varying the diameter of the longitudinal screw trunk
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/56—Screws having grooves or cavities other than the thread or the channel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/505—Screws
- B29C48/62—Screws characterised by the shape of the thread channel, e.g. U-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/69—Filters or screens for the moulding material
- B29C48/694—Cylindrical or conical filters
- B29C48/6945—Cylindrical or conical filters surrounding a rotating screw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/695—Flow dividers, e.g. breaker plates
- B29C48/70—Flow dividers, e.g. breaker plates comprising means for dividing, distributing and recombining melt flows
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/50—Details of extruders
- B29C48/74—Bypassing means, i.e. part of the molten material being diverted into downstream stages of the extruder
- B29C48/745—Bypassing means, i.e. part of the molten material being diverted into downstream stages of the extruder for plasticising or homogenising devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к конструкции одношнековых экструдеров. Эти экструдеры предназначены для переработки таких гранулированных или порошковых термопластичных полимерных материалов, которые содержат механические (в том числе, газообразные и, особенно, газообразующие) примеси.The invention relates to the design of single screw extruders. These extruders are designed to process such granular or powder thermoplastic polymeric materials that contain mechanical (including gaseous and, especially, gas-forming) impurities.
Уровень техникиState of the art
Проблема эффективной очистки расплавов термопластичных полимерных материалов от упомянутых выше примесей возникла давно. Так, даже свежие термопластичные полимерные материалы способны поглощать влагу из воздуха и воздух как таковой при хранении россыпью и при загрузке в экструдер. Количество таких примесей обычно тем заметнее, чем выше сорбционная активность и чем больше удельная поверхность гранул или порошка.The problem of effective cleaning of melts of thermoplastic polymeric materials from the above impurities has arisen a long time ago. So, even fresh thermoplastic polymeric materials are capable of absorbing moisture from air and air as such when stored in bulk and when loaded into an extruder. The amount of such impurities is usually the more noticeable, the higher the sorption activity and the greater the specific surface of the granules or powder.
Широкое применение вторичного сырья, полученного измельчением или агломерированием отходов термопластичных полимерных материалов, обострило указанную проблему. Действительно, такие отходы содержат полимеры, частично деструктированные вследствие предшествующей переработки и/или неблагоприятных воздействий окружающей среды. Поэтому их повторное плавление и термомеханохимическое воздействие на расплав в канале экструдера часто приводит к дальнейшей деструкции и газообразованию.The widespread use of recycled materials obtained by grinding or agglomerating waste of thermoplastic polymeric materials exacerbated this problem. Indeed, such wastes contain polymers that are partially degraded due to prior processing and / or adverse environmental influences. Therefore, their repeated melting and thermomechanical effect on the melt in the extruder channel often leads to further degradation and gas formation.
Чтобы исключить порчу экструдированных изделий вкраплениями нежелательных твердых частиц и газовыми пузырьками, экструдеры обычно оснащены средствами фильтрования и дегазации расплава.To prevent spoilage of extruded products by impregnation of unwanted solid particles and gas bubbles, extruders are usually equipped with means for filtering and degassing the melt.
Общеизвестно, что нежелательные твердые частицы удаляют с помощью весьма простых фильтров, тогда как для удаления газовых пузырьков нужно обеспечить резкую декомпрессию высоковязкого расплава в зоне дегазации и непрерывное обновление поверхности раздела фаз «расплав - газ». Для этого используют стрейнеры, которые разделяют потоки расплавов на тонкие струи, и вакуум-отсос газов.It is well known that unwanted solid particles are removed using very simple filters, while to remove gas bubbles it is necessary to ensure sharp decompression of the high-viscosity melt in the degassing zone and continuous updating of the “melt-gas” interface. To do this, use strainers that separate the flows of melts into thin jets, and vacuum suction of gases.
Простейший стрейнер имеет вид кольцевой перегородки с отверстиями, которая установлена в винтовом канале шнека на входе в зону дегазации экструдера. Естественно, что эти стрейнеры можно использовать преимущественно при обработке легкотекучих расплавов таких чистых полимеров как полиэтилен, полистирол и т.п.The simplest strainer has the form of an annular partition with holes, which is installed in the screw channel of the screw at the entrance to the degassing zone of the extruder. Naturally, these strainers can be used primarily in the processing of easily flowing melts of such pure polymers as polyethylene, polystyrene, etc.
Для дегазации вязких расплавов были предложены стрейнеры в виде соединенных со шнеками перфорированных цилиндров и скребки в виде покрытых слоем тефлона пластин, которые неподвижно закреплены в корпусе экструдера (Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. - Москва: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1962, с.247-248).For degassing viscous melts, strainers were proposed in the form of perforated cylinders connected to the screws and scrapers in the form of Teflon-coated plates that are fixedly mounted in the extruder body (G. Schenkel, Screw presses for plastics. - Moscow: State Scientific and Technical Publishing House of Chemical Literature, 1962 , p. 247-248).
Плоские скребки тем заметнее тормозят поток расплава, чем выше его вязкость. Поэтому при использовании экструзионных головок с высоким гидравлическим сопротивлением винтовой канал шнека на участке декомпрессии целиком блокируется расплавом и дегазация практически прекращается.Flat scrapers inhibit the flow of the melt more noticeably, the higher its viscosity. Therefore, when using extrusion heads with high hydraulic resistance, the screw channel of the screw in the decompression section is completely blocked by the melt and degassing practically stops.
Этот нежелательный эффект удалось существенно ослабить в экструдере для переработки термопластичных полимерных материалов, который известен из UA 14796 А и наиболее близок по конструкции к предлагаемому далее экструдеру. Известный экструдер имеет:This undesirable effect was significantly reduced in an extruder for processing thermoplastic polymeric materials, which is known from UA 14796 A and is closest in design to the extruder further proposed. Known extruder has:
(а) корпус, включающий последовательно расположенные и сообщающиеся общим каналом экструзии секцию загрузки сырья, секцию пластикации сырья, секцию дегазации расплава, которая оснащена вентиляционным каналом для отсоса летучих веществ, и секцию выдавливания, соответствующий которой участок канала экструзии имеет диаметр, превышающий диаметр этого же канала по меньшей мере в секциях загрузки и пластикации сырья;(a) a casing comprising a section of raw material loading arranged sequentially and communicated by a common extrusion channel, a plasticization section of a raw material, a melt degassing section that is equipped with a ventilation duct for suctioning volatile substances, and an extrusion section corresponding to which a portion of the extrusion channel has a diameter greater than the diameter of the same a channel at least in the sections of loading and mastication of raw materials;
(б) шнек, который размещен в канале экструзии и имеет переменный диаметр, соответствующий диаметрам частей канала экструзии в указанных секциях;(b) a screw, which is placed in the extrusion channel and has a variable diameter corresponding to the diameters of the parts of the extrusion channel in these sections;
(в) стрейнер, который выполнен в виде перфорированного цилиндра, закреплен на шнеке в секции дегазации и разделяет кольцевое пространство между сердечником шнека и стенкой корпуса на внутренний и внешний соосные кольцевые каналы, сообщающиеся через отверстия в стенке указанного цилиндра, и(c) a strainer, which is made in the form of a perforated cylinder, is mounted on the screw in the degassing section and divides the annular space between the screw core and the wall of the housing into internal and external coaxial annular channels communicating through openings in the wall of the specified cylinder, and
(г) скребковый элемент, имеющий по меньшей мере одну спиральную ленту, которая неподвижно закреплена на внутренней поверхности корпуса и охватывает внешнюю поверхность указанного цилиндра с зазором, достаточным для свободного вращения шнека.(g) a scraper element having at least one spiral tape, which is fixedly mounted on the inner surface of the housing and covers the outer surface of the specified cylinder with a clearance sufficient for free rotation of the screw.
Увеличение диаметров экструзионного канала и шнека в секции выдавливания и применение спиральных скребковых элементов практически исключают блокирование зоны декомпрессии сплошным потоком расплава. Это позволяет повысить производительность экструдеров, оснащенных секциями дегазации, и эффективно очищать расплавы произвольных полимерных материалов от газовых пузырьков.The increase in the diameters of the extrusion channel and the screw in the extrusion section and the use of spiral scraper elements practically eliminate the blocking of the decompression zone by a continuous melt flow. This allows you to increase the performance of extruders equipped with degassing sections, and effectively clean gas melts of arbitrary polymer materials.
Однако перерабатываемые (особенно, вторичные) полимерные материалы нередко содержат механические примеси, способные застревать в отверстиях и внутреннем кольцевом канале стрейнера. Поэтому экструдеры приходится довольно часто останавливать и разбирать для очистки секции дегазации. Однако такая очистка не исключает снижение качества изделий в случаях, когда мелкие частицы загрязнений свободно проходят через стрейнер, а затем разлагаются с выделением газов в секции выдавливания, где температура, как правило, превышает температуру в предшествующих секциях.However, processed (especially secondary) polymer materials often contain mechanical impurities that can get stuck in the holes and the inner annular channel of the strainer. Therefore, extruders often have to be stopped and disassembled to clean the degassing section. However, such cleaning does not exclude a decrease in the quality of products in cases where small particles of contaminants freely pass through the strainer, and then decompose with the release of gases in the extrusion section, where the temperature, as a rule, exceeds the temperature in the previous sections.
Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention
В основу изобретения положена задача создать такой экструдер, который обеспечивал бы непрерывную очистку расплава полимерного материала от механических загрязнений перед дегазацией и, как следствие, позволял бы эффективно перерабатывать отходы полимерных материалов в высококачественные изделия.The basis of the invention is the task of creating such an extruder that would ensure continuous cleaning of the polymer material melt from mechanical impurities before degassing and, as a result, would allow efficient processing of polymer waste into high-quality products.
Поставленная задача решена тем, что в экструдере, который имеет:The problem is solved in that in an extruder that has:
(а) корпус, включающий последовательно расположенные и сообщающиеся общим каналом экструзии секцию загрузки сырья, секцию пластикации сырья, секцию дегазации расплава, которая оснащена вентиляционным каналом для отсоса летучих веществ, и секцию выдавливания, соответствующий которой участок канала экструзии имеет диаметр, превышающий диаметр этого же канала по меньшей мере в секциях загрузки и пластикации сырья;(a) a casing comprising a section of raw material loading arranged sequentially and communicated by a common extrusion channel, a plasticization section of a raw material, a melt degassing section that is equipped with a ventilation duct for suctioning volatile substances, and an extrusion section corresponding to which a portion of the extrusion channel has a diameter greater than the diameter of the same a channel at least in the sections of loading and mastication of raw materials;
(б) шнек, который размещен в канале экструзии и имеет переменный диаметр, соответствующий диаметрам частей канала экструзии в указанных секциях;(b) a screw, which is placed in the extrusion channel and has a variable diameter corresponding to the diameters of the parts of the extrusion channel in these sections;
(в) стрейнер, который выполнен в виде перфорированного цилиндра, закреплен на шнеке в секции дегазации и разделяет кольцевое пространство между сердечником шнека и стенкой корпуса на внутренний и внешний соосные кольцевые каналы, сообщающиеся через отверстия в стенке указанного цилиндра, и(c) a strainer, which is made in the form of a perforated cylinder, is mounted on the screw in the degassing section and divides the annular space between the screw core and the wall of the housing into internal and external coaxial annular channels communicating through openings in the wall of the specified cylinder, and
(г) скребковый элемент, имеющий по меньшей мере одну спиральную ленту, которая неподвижно закреплена на внутренней поверхности корпуса и охватывает внешнюю поверхность указанного цилиндра с зазором, достаточным для свободного вращения шнека;(d) a scraper element having at least one spiral tape, which is fixedly mounted on the inner surface of the housing and covers the outer surface of the specified cylinder with a clearance sufficient for free rotation of the screw;
согласно изобретениюaccording to the invention
к стенке корпусе в пределах внешнего кольцевого канала стрейнера жестко прикреплена поперечная кольцевая перегородка;a transverse annular partition is rigidly fixed to the wall of the housing within the outer annular channel of the strainer;
эта перегородка разделяет указанный канал на зону фильтрации, непосредственно сообщающуюся с секцией пластикации, и зону дегазации, сообщающуюся с секцией выдавливания,this partition divides the specified channel into a filtration zone, directly communicating with the plasticization section, and a degassing zone, communicating with the extrusion section,
указанные зоны фильтрации и дегазации сообщаются между собой только через отверстия в стенке указанного перфорированного цилиндра и ограниченный им внутренний кольцевой канал,said filtration and degassing zones communicate with each other only through openings in the wall of said perforated cylinder and an inner annular channel bounded by it,
часть пространства в зоне фильтрации, ограниченная указанной перегородкой, внутренней стенкой корпуса, шнеком и указанным скребковым элементом, служит промежуточным сборником отфильтрованного осадка твердых примесей и подключена к внешнему приемнику этого осадка через радиальный канал в стенке корпуса экструдера, а диаметр отверстий в стенке указанного перфорированного цилиндра в зоне фильтрации меньше, чем в зоне дегазации.the part of the space in the filtration zone, limited by the specified partition, the inner wall of the housing, the screw and the indicated scraper element, serves as an intermediate collector of the filtered precipitate of solid impurities and is connected to the external receiver of this precipitate through a radial channel in the wall of the extruder body, and the diameter of the holes in the wall of the specified perforated cylinder in the filtration zone less than in the degassing zone.
Указанная перегородка вынуждает расплав полимера, который непрерывно поступает из секции пластикации в секцию дегазации, перетекать из внешнего кольцевого канала стрейнера во внутренний кольцевой канал и далее в зону дегазации только через отверстия в перфорированном цилиндре. При этом частицы механических примесей, которые в зоне фильтрации не проходят в отверстия в стенке перфорированного цилиндра, оседают на его поверхности, а затем, взаимодействуя со спиральным скребком, удаляются из зоны фильтрации через радиальный канал в стенке корпуса работающего экструдера. Соответственно, сокращается потребность в остановках и разборках экструдера для очистки стрейнера и возрастает качество экструдированных изделий.The specified partition forces the polymer melt, which continuously flows from the plasticizing section to the degassing section, to flow from the outer annular channel of the strainer into the inner annular channel and then to the degassing zone only through holes in the perforated cylinder. In this case, particles of mechanical impurities that do not pass into the openings in the wall of the perforated cylinder in the filtration zone settle on its surface, and then, interacting with the spiral scraper, are removed from the filtration zone through a radial channel in the wall of the housing of the working extruder. Accordingly, the need for stops and disassembly of the extruder to clean the strainer is reduced and the quality of the extruded products increases.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что в зоне сопряжения перегородки и перфорированного цилиндра одна из указанных деталей имеет отбойную канавку, которая препятствует перетеканию расплава из зоны фильтрации в зону дегазации при значительном перепаде давления по обе стороны перегородки. Это повышает надежность и эффективность работы секции дегазации.The first additional difference is that in the interface between the partition and the perforated cylinder, one of these parts has a breakaway groove, which prevents the melt from flowing from the filtration zone to the degassing zone with a significant pressure drop on both sides of the partition. This increases the reliability and efficiency of the degassing section.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что вход в указанный вентиляционный канал из зоны дегазации расположен непосредственно вблизи указанной перегородки, а указанный перфорированный цилиндр свободен от отверстий в пределах указанной отбойной канавки и указанного входа в вентиляционный канал. Это уменьшает вероятность блокирования указанного канала расплавом и потребность в остановках экструдера для его очистки.The second additional difference is that the entrance to the specified ventilation channel from the degassing zone is located directly near the specified partition, and the specified perforated cylinder is free from holes within the specified breakaway groove and the specified entrance to the ventilation channel. This reduces the likelihood of blocking the specified channel by the melt and the need for stops of the extruder to clean it.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что указанная перегородка выполнена из такого антифрикционного материала как, например, бронза или чугун. Это практически исключает аварийную остановку экструдера вследствие заклинивания перфорированного цилиндра в перегородке.The third additional difference is that the specified partition is made of such antifriction material as, for example, bronze or cast iron. This virtually eliminates the emergency stop of the extruder due to jamming of the perforated cylinder in the baffle.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Суть изобретения поясняется подробным описанием конструкции и работы экструдера со ссылками на прилагаемые чертежи, где показаны на:The essence of the invention is illustrated by a detailed description of the design and operation of the extruder with reference to the accompanying drawings, which are shown in:
фиг.1 - общий вид экструдера (продольный разрез),figure 1 - General view of the extruder (longitudinal section),
фиг.2 - конструкция секции дегазации (продольный разрез в увеличенном масштабе),figure 2 - design of the degassing section (longitudinal section on an enlarged scale),
фигуры 3, 4 и 5 - поперечные разрезы секции дегазации, которые соответственно обозначены III-III, IV-IV и V-V на фиг.2 иfigures 3, 4 and 5 are transverse sections of the degassing section, which are respectively designated III-III, IV-IV and V-V in figure 2 and
фиг.6 - фрагмент конструкции секции дегазации в зоне отвода газов (продольный разрез в увеличенном масштабе).6 is a fragment of the design of the degassing section in the gas removal zone (longitudinal section on an enlarged scale).
Наилучший вариант воплощения изобретенияThe best embodiment of the invention
Предложенный экструдер имеет (см. фиг.1) корпус 1, в осесимметричном канале экструзии которого установлен шнек 2, подключенный к не показанному здесь приводу вращения. Корпус 1 включает последовательно соединенные и сообщающиеся через упомянутый выше общий канал экструзии:The proposed extruder has (see FIG. 1) a housing 1, in an axisymmetric extrusion channel of which a screw 2 is installed, connected to a rotation drive not shown here. The housing 1 includes serially connected and communicated through the above-mentioned common extrusion channel:
секцию 3 загрузки сырья, которая подключена к загрузочному бункеру 4 и оснащена не обозначенными особо сменной рифленой изнутри гильзой и рубашкой водяного охлаждения,section 3 loading of raw materials, which is connected to the loading hopper 4 and is equipped with not specifically marked interchangeable corrugated sleeve inside and a water cooling jacket,
секцию 5 пластикации, которая оснащена не обозначенными особо регулируемыми электронагревателями и рубашкой воздушного охлаждения,mastication section 5, which is equipped with unmarked, particularly adjustable electric heaters and an air-cooled jacket,
секцию 6 дегазации, к которой подключены оснащенный дроссельной заслонкой радиальный канал 7 для удаления отфильтрованного осадка из экструдера и вентиляционный канал 8 для отсоса летучих веществ, иa
секцию 9 выдавливания.
Диаметр канала экструзии возрастает по мере перехода от секции 3 загрузки и секции 5 пластикации к секции 6 дегазации и секции 9 выдавливания, которая сообщается с рабочей полостью не показанной произвольной экструзионной головки через перепускной канал 10.The diameter of the extrusion channel increases with the transition from loading section 3 and plasticizing section 5 to degassing
Общая длина шнека 2 соразмерна длине корпуса 1. Шнек 2 состоит из двух жестко связанных частей.The total length of the screw 2 is proportional to the length of the housing 1. The screw 2 consists of two rigidly connected parts.
Первая часть 11 шнека 2 расположена в указанных секциях 3, 5 и 6 (см. фигуры 1 и 2). Эта часть 11 имеет:The
винтовой канал «а», глубина которого уменьшается при переходе из секции 3 загрузки в секцию 5 пластикации (см. фиг.1) иscrew channel "a", the depth of which decreases upon the transition from loading section 3 to plasticization section 5 (see figure 1) and
не обозначенное особо гладкое по всей длине кольцевое углубление на сердечнике в пределах секции 6 дегазации, которое охвачено стрейнером в виде перфорированного цилиндра 12 с отверстиями 13 и 14 (см. фиг.2).not indicated especially smooth along the entire length of the annular recess on the core within the
Вторая часть 15 шнека 2 имеет винтовой канал «b» по всей длине, расположена в пределах секции 9 выдавливания экструдера, соединена с первой частью 11 шнека 2 на шлицах 16 и зафиксирована от осевого смещения.The
Перфорированный цилиндр 12 закреплен (в частности, ввинчен) между торцом первой 11 части и упором на второй 15 части шнека 2 (то есть в промежутке между винтовыми каналами «а» и «b», как это видно на фиг.2). Внутренняя поверхность цилиндра 12 и поверхность упомянутого выше кольцевого углубления на сердечнике шнека 2 ограничивают внутренний кольцевой канал «с».The
Внешний диаметр винтового канала «b» во второй части 15 шнека 2 и диаметр соответствующей ему части канала экструзии в корпусе 1 превышают внешний диаметр винтового канала «а» в первой части 11 шнека 2. В секции 6 дегазации внешний диаметр канала экструзии превышает внешний диаметр перфорированного цилиндра 12 так, что между ними расположен внешний кольцевой канал «d», соосный с внутренним кольцевым каналом «с».The external diameter of the screw channel “b” in the
Каналы «с» и «d» сообщаются только через отверстия 13 и 14 в стенке перфорированного цилиндра 12, т.к. во внешнем кольцевом канале «d» установлена неподвижная относительно корпуса 1 поперечная кольцевая перегородка 17. ОнаThe channels "c" and "d" communicate only through
охватывает перфорированный цилиндр 12 по скользящей посадке (то есть с зазором, достаточным для свободного вращения цилиндра 12) иcovers the
разделяет объем секции 6 (а, точнее, внешний кольцевой канал «d») на зону фильтрации, которая непосредственно сообщается с винтовым каналом «а» секции 5 пластикации, и зону дегазации, которая непосредственно сообщается с винтовым каналом «b» секции 9 выдавливания и вентиляционным каналом 8 (см. фиг.2 и, дополнительно, фигуры 3, 4 и 5).divides the volume of section 6 (and more precisely, the outer annular channel "d") into a filtration zone, which directly communicates with the screw channel "a" of the plasticizing section 5, and a degassing zone, which directly communicates with the screw channel "b" of the
Иначе говоря, перегородка 17 в работающем экструдере вынуждает расплав перетекать из зоны фильтрации в зону дегазации только через отверстия 13, внутренний кольцевой канал «с» и отверстия 14 и изолирует зону фильтрации от вентиляционного канала 8.In other words, the
Размер в свету отверстий 13 в зоне фильтрации меньше размера в свету отверстий 14 в зоне дегазации. При этом для равноскоростного выхода расплава из отверстий 14 в зоне дегазации их проходное сечение обычно возрастает в направлении секции 9 выдавливания.The size in the light of the
Для подавления перетока расплава через зазор между перегородкой 17 и перфорированным цилиндром 12 одна из этих деталей (преимущественно цилиндр 12) может иметь в зоне сопряжения винтовую отбойную канавку "е" (см. фиг.6).To suppress the flow of the melt through the gap between the
Для исключения заклинивания перфорированного цилиндра 12 в перегородке 17 она обычно изготовлена из такого антифрикционного материала как, например, бронза или чугун.To prevent jamming of the
Вход в вентиляционный канал 8 непосредственно прилегает к поперечной кольцевой перегородке 17, при этом поверхность перфорированного цилиндра 12 в месте нарезки отбойной канавки "е" и на прилегающей к нему части, расположенной напротив вентиляционного канала 8, свободна от отверстий (см. фиг.6).The entrance to the
Корпус 1 внутри секции 6 дегазации оборудован скребковым узлом, состоящим по меньшей мере из одной гильзы 18 и одного скребка в виде спиральной ленты 19, которые размещены в зоне фильтрации. Однако предпочтительно иметь две гильзы 18 и два скребка в виде лент 19 и 20, которые закреплены во внешнем канале "d" по разные стороны перегородки 17 соответственно в зонах фильтрации и дегазации (см. фиг.2). Эти ленты 19 и 20 охватывают цилиндр 12 с зазором, достаточным для его свободного вращения.The housing 1 inside the
Направление витков в винтовых каналах "f" и "k" внутри спиральных лент 19 и 20 противоположно направлению витков в винтовых каналах «а» и «b» в шнеке 2 соответственно внутри секции 5 пластикации и секции 9 выдавливания.The direction of the turns in the screw channels "f" and "k" inside the spiral strips 19 and 20 is opposite to the direction of the turns in the screw channels "a" and "b" in the screw 2, respectively, inside the plasticizing section 5 and
Для уменьшения площади сопряжения с перфорированным цилиндром 12 витки спиральной ленты 19 (и 20) при взгляде со стороны секции 5 пластикации могу иметь скос до 30° (см. фиг.6). Это желательно, если цилиндр 12 имеет на участке дегазации дополнительную шероховатость (например, рифленую поверхность, зенкованные отверстия и т.п.) для увеличения сцепления расплава с поверхностью цилиндра 12 и повышения транспортирующей способности витков спиральных лент 19 (и 20).To reduce the area of coupling with the
Перегородка 17, цилиндр 12 и гильза 18 скребкового узла ограничивают в зоне фильтрации кольцевой накопитель «i» отфильтрованного осадка, соединенный с радиальным каналом 7 для удаления осадка из экструдера.The
Работает описанный экструдер таким образом.The described extruder works this way.
Полимерный материал в виде гранул или измельченных отходов термопластов поступает в винтовой канал «а» шнека 2 через бункер 4. Вращающийся шнек 2 сжимает его в секции 3 загрузки и проталкивает в секцию 5 пластикации. Вязкотекучий расплав, который формируется в этой секции под действием внешнего тепла и вращения шнека 2, поступает в усовершенствованную, как описано выше, секцию 6 дегазации для очистки от твердых загрязнений и летучих веществ (фиг.1).The polymer material in the form of granules or crushed waste thermoplastics enters the screw channel "a" of the screw 2 through the hopper 4. The rotating screw 2 compresses it in the loading section 3 and pushes it into the plasticizing section 5. Viscous fluid melt, which is formed in this section under the action of external heat and rotation of the screw 2, enters the improved, as described above,
Действительно, этот «сырьевой» расплав входит вначале в винтовой канал «f» спиральной ленты 19, который служит частью внешнего кольцевого канала «d» в зоне фильтрации (фигуры 6 и 3).Indeed, this “raw” melt initially enters the helical channel “f” of the
Полимерный компонент расплава (в частности, вместе с тонкодисперсными частицами наполнителя) в результате противодействия поперечной кольцевой перегородки 17 протекает сквозь узкие отверстия 13 в стенке перфорированного цилиндра 12 во внутренний кольцевой канал «с». В это же время грубые механические примеси оседают на поверхности этого цилиндра 12 и под давлением «свежего» расплава перемещаются в кольцевой накопитель «i» отфильтрованного осадка. Отбойная канавка «е» на свободной от отверстий части перфорированного цилиндра 12 препятствует перетоку расплава через зону сопряжения этого цилиндра 12 и перегородки 17 (фиг.6).The polymer component of the melt (in particular, together with fine particles of the filler) as a result of counteraction of the transverse
Отфильтрованный осадок вместе с адсорбированным полимером удаляют из экструдера через радиальный канал 7 по меньшей мере периодически, но всегда без остановки процесса экструзии (фиг.2).The filtered precipitate together with the adsorbed polymer is removed from the extruder through the
Очищенный от грубых механических примесей расплав из внутреннего кольцевого канала «с» через отверстия 14 в перфорированном цилиндре 12, которые превышают по диаметру отверстия 13 и расширяются в направлении к секции 9 выдавливания, практически равномерно и свободно изливается в ту часть канала «d», которая расположена в зоне дегазации указанной секции 6. Резкая декомпрессия расплава приводит к бурному выделению таких летучих веществ как воздух, продукты термического разложения полимера или примесей, остаточные мономеры и т.п. Эти вещества поступают в винтовой канал "k", который ограничен скребковой спиральной лентой 20, и далее через вентиляционный канал 8 удаляются из экструдера с помощью вакуум-насоса (фигуры 3, 4 и 6).The melt cleaned from coarse mechanical impurities from the inner annular channel "c" through the
Расположение вентиляционного канала 8 рядом с поперечной кольцевой перегородкой и отсутствие отверстий на той части перфорированного цилиндра 12, которая расположена под входом в указанный канал 8, препятствует блокированию зоны отсоса расплавом. Соответственно, гарантируется устойчивость переработки загрязненных полимеров.The location of the
Очищенный и дегазированный расплав полимерного материала попадает в винтовой канал "b" шнека 2 в секции 9 выдавливания, сжимается и транспортируется к выходному отверстию 10 корпуса 1 для экструзии в определенные изделия.The purified and degassed molten polymer material enters the screw channel "b" of the screw 2 in the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предложенный экструдер может быть легко изготовлен. Он способен:The proposed extruder can be easily manufactured. He is capable of:
очищать расплавы термопластичных (особенно вторичных) полимерных материалов от твердых загрязнений и выводить их из канала экструзии без остановки процесса,to clear melts of thermoplastic (especially secondary) polymer materials from solid contaminants and remove them from the extrusion channel without stopping the process,
эффективно дегазировать даже высоковязкие расплавы полимеров иeffectively degass even highly viscous polymer melts and
развивать высокое давление в секции выдавливания.develop high pressure in the extrusion section.
Это гарантирует стабильность работы секции дегазации и экструдера в целом в широком диапазоне вязкости расплавов и, при необходимости, позволяет использовать на входе в экструзионную головку дополнительный фильтр тонкой очистки.This ensures the stability of the degassing section and the extruder as a whole over a wide range of viscosity of the melts and, if necessary, allows the use of an additional fine filter at the inlet of the extrusion head.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2004031955A UA74926C2 (en) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | Extruder for processing of thermoplastic polymeric materials with area of filtration and degassing |
UA2004031955 | 2004-03-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006131486A RU2006131486A (en) | 2008-04-27 |
RU2329895C2 true RU2329895C2 (en) | 2008-07-27 |
Family
ID=34961849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006131486/12A RU2329895C2 (en) | 2004-03-16 | 2005-03-15 | Extruder to process thermoplastic polymer materials |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2329895C2 (en) |
UA (1) | UA74926C2 (en) |
WO (1) | WO2005087477A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536844C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Лев Анатольевич Губенко | Material deformation processing device (versions) |
RU2543195C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-27 | Дмитрий Михайлович Китаев | Extruder to process thermoelastic polymer materials (versions) |
WO2015145189A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Gelencser Gabor | Method and apparatus for utilization of plastic and other waste materials |
RU2675893C2 (en) * | 2013-10-04 | 2018-12-25 | Эрема Энджиниринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезелльшафт М.Б.Х. | Filter device |
RU2820291C2 (en) * | 2019-07-18 | 2024-06-03 | Гнойсс Гмбх | Extruder for increasing viscosity of fusible polymers |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006027216A1 (en) * | 2006-06-12 | 2007-12-13 | Pro-Tech Beratungs- Und Entwicklungs Gmbh | Regranulation machine for plastic waste material has melt filter and gas extraction unit downstream of hot flaking and granulating sector |
FR2905890A1 (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-21 | Michelin Soc Tech | METHOD AND APPARATUS FOR HOMOGENIZATION AND FILTRATION OF VISCOELASTIC MATERIAL |
ES2432156T3 (en) * | 2010-04-12 | 2013-12-02 | Coperion Gmbh | Multi-shaft worm machine with integrated strainer plate for degassing of polymer melts |
CN103831963A (en) * | 2012-11-25 | 2014-06-04 | 黄美昌 | Plastic melt filter without need of replacing net for long time |
RU2581371C1 (en) * | 2014-09-17 | 2016-04-20 | Герман Гаджиахмедович Рамалданов | Device for filtration of molten plastic |
CN105252742B (en) * | 2015-08-10 | 2017-10-24 | 佛山市奔浩塑料机械有限公司 | High polymer material is without net filtration automatic slag discharge device |
EP3389984B1 (en) * | 2015-12-16 | 2021-12-15 | ExxonMobil Chemical Patents Inc. | Device and process for processing polyolefin polymers |
CN105835336B (en) * | 2016-05-19 | 2017-12-29 | 佛山市奔浩塑料机械有限公司 | A kind of filtering exhaust formula extruder |
DE102017008320A1 (en) | 2017-09-05 | 2019-03-07 | Bb Engineering Gmbh | Method and device for cleaning a polymer melt |
DE102018009171A1 (en) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | Bb Engineering Gmbh | Method and device for recycling plastics |
DE102019001212A1 (en) * | 2019-02-19 | 2020-08-20 | Bb Engineering Gmbh | Method and device for filtering a polymer melt |
CN110355947B (en) * | 2019-07-26 | 2021-09-07 | 衢州市东晟日用品有限公司 | Extrusion device for injection mold |
CN116476354B (en) * | 2023-04-14 | 2023-10-20 | 浙江长鸿生物材料有限公司 | Vacuum exhaust type rubber extruder and processing method thereof |
CN116901291B (en) * | 2023-09-13 | 2023-12-05 | 山东华鹏高分子材料有限公司 | Processing equipment and processing technology of flame-retardant toughened polyvinyl chloride master batch |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3403195A1 (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-01 | Wolfgang Prof. Dipl.-Ing. 8201 Schechen Zimmermann | Screen-screw extruder |
JP2583823B2 (en) * | 1991-08-29 | 1997-02-19 | ヘルムト バッケル | Equipment for extruding thermoplastic synthetic resin materials |
FR2729099B1 (en) * | 1995-01-11 | 1997-03-21 | Scamia | SEPARATOR DEVICE FOR PLASTIC MATERIAL |
AT403779B (en) * | 1996-01-22 | 1998-05-25 | Bacher Helmut | DEVICE FOR FILTERING PLASTIFIED THERMOPLASTIC PLASTICS AND FILTER ELEMENT FOR SUCH A DEVICE |
-
2004
- 2004-03-16 UA UA2004031955A patent/UA74926C2/en unknown
-
2005
- 2005-03-15 RU RU2006131486/12A patent/RU2329895C2/en not_active IP Right Cessation
- 2005-03-15 WO PCT/UA2005/000010 patent/WO2005087477A1/en active Application Filing
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2536844C1 (en) * | 2013-07-16 | 2014-12-27 | Лев Анатольевич Губенко | Material deformation processing device (versions) |
RU2675893C2 (en) * | 2013-10-04 | 2018-12-25 | Эрема Энджиниринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезелльшафт М.Б.Х. | Filter device |
RU2543195C1 (en) * | 2013-10-22 | 2015-02-27 | Дмитрий Михайлович Китаев | Extruder to process thermoelastic polymer materials (versions) |
WO2015145189A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Gelencser Gabor | Method and apparatus for utilization of plastic and other waste materials |
US10549456B2 (en) | 2014-03-25 | 2020-02-04 | Gabor GELENCSER | Method and apparatus for utilization of plastic and other waste materials |
RU2820291C2 (en) * | 2019-07-18 | 2024-06-03 | Гнойсс Гмбх | Extruder for increasing viscosity of fusible polymers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005087477A1 (en) | 2005-09-22 |
UA74926C2 (en) | 2006-02-15 |
RU2006131486A (en) | 2008-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2329895C2 (en) | Extruder to process thermoplastic polymer materials | |
CN107889478B (en) | Process for processing natural rubber and non-thermoplastic elastomers | |
US20100034917A1 (en) | Device For Degassing And Filtering Plastic Melts | |
JP2583823B2 (en) | Equipment for extruding thermoplastic synthetic resin materials | |
EP2254743B1 (en) | Degassing-extruder for extruding polymer material | |
KR101935995B1 (en) | Melt extruder of synthetic resin | |
JP5429674B2 (en) | Thermoplastic extrusion equipment | |
CN103895250B (en) | A kind of integrated treatment facility of twin-screw fragmentation dehydration with gear pump | |
US4280907A (en) | Separating device | |
KR101594678B1 (en) | Prevent clogging of filter plate device for melt extruder of synthetic resin | |
DE102019102976B4 (en) | Screw machine with feed housing and degassing housing | |
GB2027605A (en) | Device for separating materials | |
CN116635205A (en) | Discharge technique for plastic filters | |
JP2009083346A (en) | Deaeration method for screw type extruder and deaeration apparatus | |
US20200055227A1 (en) | Vent Type Extruder and Method of Manufacturing Cable Jacket Using the Same | |
RU2021136C1 (en) | Extruder | |
JP2005041015A (en) | Filter apparatus for molten plastic | |
US20240009902A1 (en) | Filter device | |
CN218342588U (en) | Waste recovery device for plastic particle injection molding machine processing | |
EP4227056A1 (en) | Die plate cover, die head, extruder, and method for manufacturing resin pellet | |
CN105727614A (en) | Spiral grille dewatering machine | |
KR101311962B1 (en) | Impurity filtering device of waste synthetic resinrecycle apparatus | |
KR101376963B1 (en) | Impurity filtering device of waste synthetic resinrecycle system | |
TW202408646A (en) | Filter assembly | |
CN2732458Y (en) | Combined type continuous melting and filtering device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090316 |