RU185823U1

RU185823U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU185823U1
Application number: RU2018117842U
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 в зоне сжатия шнек выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными пилообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка: с одной стороны, первый, с прямоугольным окончанием, а с другой, второй, с остроконечными зубьями на рабочей кромке, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,44 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной 0,1-0,24 диаметра шнека, при длине первого прямого участка лопасти, равной 0,2-0,3 диаметра шнека, при длине второго прямого участка лопасти, равной 0,1-0,12 диаметра шнека, длина рабочей кромки с остроконечными зубьями равна 0,3-0,46 диаметра шнека. Технический результат заключается в усовершенствовании экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне сжатия для получения новых композитных качественных изделий методом экструзии. 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 в зоне сжатия шнек выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции с четырехзаходными непрерывными пилообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка, с одной стороны первый с прямоугольным окончанием, а с другой второй с остроконечными зубьями на рабочей кромке, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,3-0,44 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,1-0,24 диаметра шнека, при длине первого прямого участка лопасти равного 0,2-0,3 диаметра шнека, при длине второго прямого участка лопасти равного 0,1-0,12 диаметра шнека, длина рабочей кромки с остроконечными зубьями равна 0,3-0,46 диаметра шнека для качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций. 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.

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 пилообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка, с одной стороны первый с прямоугольным окончанием, а с другой второй с остроконечными зубьями на рабочей кромке, размещенными вдоль винта,

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

высота верхней части лопасти равна 0,3-0,44 D,

длина основания лопасти равна 0,1-0,24 D,

длина первого прямого участка лопасти 0,2-0,3 D,

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

длина рабочей кромки с остроконечными зубьями 0,3-0,46 D,

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

Заявленные признаки полезной модели обеспечивают решение технической задачи. Использование заявленного экструдера при переработке композитных вторичных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных композитных изделий методом экструзии.

На фиг. 1 представлен экструдер.

На фиг. 2 представлена часть шнека с выполненными пилообразными 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 пилообразными непрерывными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Каждая лопасть 11 имеет два прямых участка, с одной стороны первый с прямоугольным окончанием, а с другой второй с остроконечными зубьями на рабочей кромке, нижнее основание лопасти 11 расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека 3 от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 11 составляет 0,3-0,44 диаметра шнека, при длине основания лопасти 11 равной 0,1-0,24 диаметра шнека 3, при длине первого прямого участка лопасти 11 равного 0,2-0,3 диаметра шнека 3, при длине второго прямого участка лопасти 11 равного 0,1-0,12 диаметра шнека 3, длина рабочей кромки с остроконечными зубьями равна 0,3-0,46 диаметра шнека. Причем пилообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где каждая лопасть имеет два прямых участка, с одной стороны первый с прямоугольным окончанием, а с другой второй с остроконечными зубьями на рабочей кромке, размещенными вдоль винта 12, обеспечивает переход материала из входного канала с низкими сдвиговыми деформациями 13 в выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями 14 через зазор 15, образующийся между цилиндром экструдера и прямоугольным окончанием пилообразной 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 пилообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка, с одной стороны первый с прямоугольным окончанием, а с другой второй с остроконечными зубьями на рабочей кромке, 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 43 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 6,5 мм, высота верхней части лопасти составляет 19 мм, длина основания лопасти составляет 10,3 мм, длина первого прямого участка лопасти составляет 13 мм, длина второго прямого участка лопасти составляет 5 мм, длина рабочей кромки с остроконечными зубьями составляет 20 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция лопастей с остроконечными зубьями при заявленных параметрах обеспечивает лучшее смешивание наполнителя с композитными 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 композитных качественных изделий методом экструзии.

Claims

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 лопасти, причем каждая лопасть имеет два прямых участка: с одной стороны, первый, с прямоугольным окончанием, а с другой, второй, с остроконечными зубьями на рабочей кромке, размещенными вдоль винта, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,1-0,15 диаметра шнека от поверхности винта шнека, высота верхней части лопасти равна 0,3-0,44 диаметра шнека, длина основания лопасти равна 0,1-0,24 диаметра шнека, длина первого прямого участка лопасти равна 0,2-0,3 диаметра шнека, длина второго прямого участка лопасти равна 0,1-0,12 диаметра шнека, длина рабочей кромки с остроконечными зубьями равна 0,3-0,46 диаметра шнека, и образующими входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор между цилиндром экструдера и пилообразной непрерывной лопасти.