RU185811U1

RU185811U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU185811U1
Application number: RU2018117840U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владиславович Дядичев; Александр Валерьевич Дядичев; Екатерина Андреевна Дядичева; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2018-12-19

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, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными серпообразными лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, причем боковые части лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,5 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,1-0,25 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,1-0,12 диаметра шнека и радиусе дугообразного окончания равного 0,1-0,2 диаметра шнека. Технический результат заключается в усовершенствовании экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне сжатия. 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 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 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, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными серпообразными лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, причем боковые части лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,5 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,1-0,25 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,1-0,12 диаметра шнека и радиусе дугообразного окончания равного 0,1-0,2 диаметра шнека. При меньшем соотношении получится большой 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. Устройство обеспечивает качественное смешивание компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций.

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 с четырьмя непрерывными серпообразными лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, причем боковые части лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,01-0,15 D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

высота верхней части лопасти равна 0,3-0,5 D,

длина основания лопасти равна 0,1-0,25 D,

длина прямого участка лопасти 0,1-0,12 D,

радиус дугообразного окончания 0,1-0,2 D,

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

На фиг. 1 представлен экструдер.

На фиг. 2 представлена часть шнека с выполненными серпообразными 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 серпоообразными непрерывными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Причем серпообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где боковые части лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием, 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 серпообразной непрерывной лопасти 15.

Экструдер для переработки вторичных 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 серпоообразными непрерывными лопастями, где боковые части каждой лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер. При меньшем соотношении получится большой 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.

Пример. При диаметре шнека 40 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 6 мм, высота верхней части лопасти составляет 20 мм, длина основания лопасти составляет 10 мм, длина прямого участка лопасти составляет 5 мм, радиус дугообразного среза лепестка лопасти составляет 7,5 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция лопастей, где боковые части каждой лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием 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 полимерных материалов, содержащий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия и зоны дозирования, захватное устройство и размещенный в корпусе шнек, выполненный сборным из расположенной в зоне питания корпуса конической секции, двух последовательно расположенных в зоне дозирования корпуса конической и цилиндрической секций, отличающийся тем, что шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными серпообразными лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, причем боковые части лопасти имеют прямой участок с дугообразным окончанием, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,01-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, высота верхней части лопасти равна 0,3-0,5 диаметра шнека, длина основания лопасти равна 0,1-0,25 диаметра шнека, длина прямого участка лопасти равна 0,1-0,12 диаметра шнека, а радиус дугообразного окончания лопасти равен 0,1-0,2 диаметра шнека, при этом упомянутые лопасти смешивания размещены с образованием входного канала с низкими сдвиговыми деформациями полимерного материала, выходного канала с высокими сдвиговыми деформациями и зазора для прохождения полимерного материала из входного канала в выходной.