RU185820U1

RU185820U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU185820U1
Application number: RU2018118487U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владиславович Дядичев; Сергей Григорьевич Менюк; Александр Валерьевич Дядичев; Екатерина Андреевна Дядичева; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
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 крючкообразными лопастями смешивания, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,05-0,13 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,45 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной 0,2-0,3 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,2-0,27 диаметра шнека и высоте углубления, равной 0,1-0,2 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. 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, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными крючкообразными лопастями смешивания, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,05-0,13 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,45 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,2-0,3 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,2-0,27 диаметра шнека и высоте углубления равной 0,1-0,2 диаметра шнека для качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций.

Совокупность существенных признаков обеспечивает решение технической задачи, поскольку при меньшем соотношении параметров лопасти 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.

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 крючкообразными лопастями смешивания, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, размещенными вдоль винта,

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,05-0,13 D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

высота верхней части лопасти равна 0,3-0,45 D,

длина основания лопасти равна 0,2-0,3 D,

длина прямого участка лопасти 0,2-0,27 D,

высота изогнутого углубления лопасти равна 0,1-0,2 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 крючкообразными 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 крючкообразными непрерывными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Причем крючкообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, размещены вдоль винта 12, причем нижнее основание лопасти 11 расположено на расстоянии 0,05-0,13 диаметра шнека 3 от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 11 составляет 0,3-0,45 диаметра шнека 3, при длине основания лопасти 11 равной 0,2-0,3 диаметра шнека 3, длине прямого участка лопасти 11 равной 0,2-0,27 диаметра шнека 3 и высоте углубления равной 0,1-0,2 диаметра шнека 3. Материал переходит из входного канала с низкими сдвиговыми деформациями 13 канал между боковой поверхностью лопасти 11 и корпусом 3 в выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями 14 через зазор 15 между корпусом 1 и верхней частью крючкообразной непрерывной лопасти 11.

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 крючкообразными непрерывными лопастями, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер.

Пример. При диаметре шнека 47 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 6,11 мм, высота верхней части лопасти составляет 21,15 мм, длина основания лопасти составляет 14,1 мм, длина прямого участка лопасти составляет 12,69 мм, высота изогнутого углубления лопасти составляет 9,4 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция лопастей с изогнутым углублением вовнутрь лопасти 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 с четырехзаходными непрерывными крючкообразными лопастями смешивания, где с двух сторон каждая лопасть имеет прямой участок с изогнутым углублением вовнутрь, размещенными вдоль винта, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,05-0,13 диаметра шнека от поверхности винта шнека, высота верхней части лопасти равна 0,3-0,45 диаметра шнека, длина основания лопасти равна 0,2-0,3 диаметра шнека, длина прямого участка лопасти равна 0,2-0,27 диаметра шнека, высота изогнутого углубления лопасти равна 0,1-0,2 диаметра шнека, и образующими входной канал между боковой поверхностью лопасти и корпусом с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями через зазор между корпусом и верхней частью крючкообразной непрерывной лопасти.