RU176548U1

RU176548U1 - Extruder for the processing of building and polymer materials

Info

Publication number: RU176548U1
Application number: RU2017128613U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владиславович Дядичев; Андрей Валерьевич Колесников; Александр Валерьевич Дядичев; Сергей Григорьевич Менюк; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2017-08-10
Publication date: 2018-01-23

Abstract

Полезная модель относится к области обработки строительных и полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке строительных и 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, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и четырехзаходной смешивающей секции с четырьмя крестообразными лопастями смешивания, причем боковые части лопасти имеют отверстия. Длина и ширина боковых частей лопасти равны между собой и равны 0,15 диаметра шнека, диаметр отверстий в боковых частях лопасти равен 0,08 диаметра шнека, высота всей лопасти равна 0,35 диаметра шнека при ширине лопасти, равной 0,25 диаметра шнека. Технический результат заключается в усовершенствовании экструдера за счет новой конструкции шнека в зоне сжатия.The utility model relates to the field of processing building and polymer materials by pressure and can be used in the processing of building and polymer waste to produce high-quality products. The device comprises 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, and the screw in the compression zone is made in the form of a barrier section and a four-way mixing section with four crosswise mixing blades, and the side parts of the blades have openings. The length and width of the side parts of the blade are equal to each other and equal to 0.15 of the screw diameter, the diameter of the holes in the side parts of the blade is 0.08 of the screw diameter, the height of the entire blade is 0.35 of the screw diameter with a blade width of 0.25 screw diameter. 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 строительных и полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке строительных и полимерных отходов с получением качественных изделий.The technical solution relates to the field of processing building and polymer materials by pressure and can be used in the processing of building and polymer waste to produce high-quality products.

Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3), выбранный в качестве прототипа. 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 секций.Known extruder for processing thermoplastics (patent UA No. 5779, publ. March 15, 2005, Bull. No. 3), selected as a prototype. 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 строительных и полимерных материалов, состоящих из вторичного, первичного сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для вторичных строительных и полимерных материалов (вторичная строительно-полимерная смесь) 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 processing building and polymeric materials consisting of secondary, primary raw materials, fillers, dyes and other components necessary for secondary building and polymeric materials (secondary polymer-building mix) a set of expensive equipment is necessary for preliminary preparation feedstock (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 конструкция 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 строительных и 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 смешивающей секции с четырьмя крестообразными лопастями смешивания, причем боковые части лопасти имеют отверстия. Длина и ширина боковых частей лопасти равны между собой и равны 0,15 диаметра шнека, диаметр отверстий в боковых частях лопасти равен 0,08 диаметра шнека, высота всей лопасти равна 0,35 диаметра шнека при ширине лопасти, равной 0,25 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 зкструдеру и образуются критические сдвиговые деформации.The essence of the technical solution: an extruder for processing building and polymeric materials, including 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 auger 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, and the screw in the compression zone is made in the form of a barrier section and a four-way mixing section with four cross-shaped mixing blades, and the side parts The blades have holes. The length and width of the side parts of the blade are equal to each other and equal to 0.15 of the screw diameter, the diameter of the holes in the side parts of the blade is 0.08 of the screw diameter, the height of the entire blade is 0.35 of the screw diameter with a blade width of 0.25 screw diameter, for high-quality mixing of components by creating additional compression of the melt within the allowable shear deformations. 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 squatter and critical shear deformations will form.

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 крестообразными лопастями смешивания, размещенными вдоль винта,the screw in the compression zone is made with four crosswise mixing blades located along the screw,

длина и ширина боковых частей лопасти равны между собой и равны 0,15 D,the length and width of the side parts of the blade are equal to each other and equal to 0.15 D,

диаметр отверстий в боковых частях лопасти равен 0,08 D,the diameter of the holes in the lateral parts of the blade is 0.08 D,

высота всей лопасти равна 0,35 D при ширине лопасти равной 0,25 D,the height of the entire blade is 0.35 D with a blade width of 0.25 D,

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

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

Экструдер для переработки строительных и 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 многокомпонентной строительной и полимерной смеси 8. 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 крестообразными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Причем крестообразные лопасти смешивания 11 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 крестообразной лопасти 15 и внутреннюю поверхность боковой части лопасти 16. Отверстия в боковых частях лопастей обеспечивают качественное смешивание строительной и полимерной смеси с мелкодисперсным наполнителем, создавая тем самым однородную смесь в зоне сжатия экструдера. Мелкодисперсный наполнитель позволяет оценить однородность смешивания компонентов смеси и равномерность распределения основных вяжущих компонентов.The extruder for processing building and polymeric 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 metering zone 6. In the feed zone 4, the screw is made in the form of a conical section, in a compression zone 5 the screw consists of a barrier section 7 and a mixing section of a multicomponent building and polymer mixture 8. In the metering zone 6 , the screw 3 is made of two consecutive parts: from a conical 9 and a cylindrical section 10. On (Fig. 2) is a part of the screw 3 with cross-shaped blades 11 located in the compression zone 5. Moreover, the cross-shaped mixing blades 11 are placed along the screw 12, with this m The material passes from the inlet channel with low shear deformations 13 to the outlet channel with high shear deformations 14 through the clearance of the cross-shaped blade 15 and the inner surface of the lateral part of the blade 16. The holes in the lateral parts of the blades ensure high-quality mixing of the building and polymer mixture with fine filler, thereby creating homogeneous mixture in the compression zone of the extruder. Fine filler allows you to evaluate the uniformity of mixing the components of the mixture and the uniform distribution of the main binders.

Экструдер для переработки строительных и полимерных материалов работает следующим образом (фиг. 1).The extruder for processing building and polymeric materials works as follows (Fig. 1).

Различные строительные и 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 строительной смеси и полное расплавление полимерной смеси, создание смеси с равномерной по всему объему температурой, в секции смешивания многокомпонентного строительного и полимерного расплава 8 зоны сжатия 5 происходит однородное диспергирующее смешивающее воздействие, за счет использования конструкции со смешивающими крестообразными лопастями 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 construction and 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 compacted in the supply zone 4, then in the zone 5 in of the barrier section 7, the building mixture is moved and the polymer mixture is completely melted, the mixture is created with a temperature uniform throughout the volume, in the mixing section of the multicomponent building and polymer melt 8 of the compression zone 5 a uniform dispersing mixing effect occurs, due to the use of a design with mixing cross-shaped blades to intensify shear deformations of a multicomponent melt, the conical 9 and cylindrical 10 sections of the metering zone 6 determine the magnitude and stability of the pressure and productivity that the extruder develops.

Пример. При диаметре шнека 43 мм длина и ширина боковых частей лопасти равны между собой и составляют 6,45 мм, диаметр отверстий в боковых частях лопасти составляет 3,44 мм, высота всей лопасти составляет 15,05 мм, ширина лопасти составляет 10,75 мм.Example. With a screw diameter of 43 mm, the length and width of the side parts of the blade are equal to each other and amount to 6.45 mm, the diameter of the holes in the side parts of the blade is 3.44 mm, the height of the entire blade is 15.05 mm, and the width of the blade is 10.75 mm.

Использование заявленного экструдера при переработке комбинированных вторичных строительно-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 secondary construction-polymer mixtures allows you to combine preparatory operations (filling, mixing, granulating, pressing) and the operation of obtaining new high-quality products by extrusion.

Claims

An extruder for the processing of building and polymeric materials, including a housing consisting of a feed zone, a compression zone, a metering zone, a gripping device, a screw made prefabricated, the screw in the feed zone is made in the form of a conical section, and in the metering zone, the screw is made of two conical consecutive and cylindrical sections, characterized in that the screw in the compression zone is made with four crosswise mixing blades placed along the screw, and the side parts of the blades have openings equal to 0.08 diameter auger, the length and width of the side parts of the blade are equal to each other and equal to 0.15 of the screw diameter, the height of the entire blade is 0.35 of the screw diameter with a blade width of 0.25 screw diameter, and forming the inlet channel with low shear deformations, the outlet channel with high shear deformations, the gap and the inner surface of the side of the blade.