RU187831U1

RU187831U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU187831U1
Application number: RU2018144650U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Дядичев; Валерий Владиславович Дядичев; Сергей Григорьевич Менюк; Екатерина Андреевна Дядичева; Ирина Викторовна Дядичева; Евгений Евгеньевич Нетреба; Сергей Михайлович Братан; Станислав Иванович Рощупкин
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2019-03-19

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, шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и смешивающей секции, содержит четырехзаходные крюкообразные непрерывные лопасти смешивания, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти, совмещенное с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, размещенными вдоль винта, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,25-0,36 диаметра шнека, при длине основания лопасти равного 0,09-0,14 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,33-0,42 диаметра шнека, при длине наклонного прямого участка лопасти равной 0,2-0,25 диаметра шнека, при высоте квадратного выступа 0,1-0,15 диаметра шнека, при глубине остроконечного углубления 0,15-0,17 диаметра шнека, и образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор крюкообразной непрерывной лопасти.

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 крюкообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти, совмещенное с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека и скреплено с ним, а высота верхней части лопасти 0,25-0,36 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,09-0,14 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,33-0,42 диаметра шнека, при длине наклонного прямого участка равной 0,2-0,25 диаметра шнека, при высоте квадратного выступа 0,1-0,15 диаметра шнека, при глубине остроконечного углубления 0,15-0,17 диаметра шнека, входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, образующийся между боковой поверхностью лопасти с остроконечным окончанием и корпусом и выходной канал, образованный между боковой поверхностью лопасти с квадратным выступом и корпусом с высокими сдвиговыми деформациями через зазор между корпусом и остроконечным окончанием непрерывной лопасти.

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 в виде барьерной секции и смешивающей секции,

шнек в зоне сжатия выполнен с четырьмя непрерывными крюкообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти совмещенный с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, размещенными вдоль винта,

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

высота верхней части лопасти равна 0,25-0,36D,

длина основания лопасти равна 0,09-0,14D,

длина прямого участка лопасти 0,33-0,42D,

высота квадратного выступа 0,1-0,15D,

глубина остроконечного углубления 0,15-0,17D,

длина наклонного прямого участка 0,2-0,25D,

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 крюкообразными 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 крюкообразными непрерывными лопастями 11, расположенного в зоне сжатия 5. Причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека 12, а высота верхней части лопасти 0,25-0,36 диаметра шнека, при длине основания лопасти равной 0,09-0,14 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,33-0,42 диаметра шнека, при длине наклонного прямого участка равной 0,2-0,25 диаметра шнека, при высоте квадратного выступа 0,1-0,15 диаметра шнека, при глубине остроконечного углубления 0,15-0,17 диаметра шнека. Крюкообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти, совмещенное с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, размещены вдоль винта 12, при этом материал переходит из входного канала 13 с низкими сдвиговыми деформациями, образующийся между боковой поверхностью лопасти с остроконечным окончанием и корпусом в выходной канал 14, образованный между боковой поверхностью лопасти с квадратным выступом и корпусом с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 15 между корпусом 1 и остроконечным окончанием 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 крюкоообразными непрерывными лопастями, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти, совмещенное с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер. Барьерная секция обеспечивает равномерную подачу материала при заданных технологических параметрах.

Пример. При диаметре шнека 41 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 3,28 мм, высота верхней части лопасти составляет 14,76 мм, длина основания лопасти составляет 5,74 мм, длина прямого участка лопасти составляет 17,22 мм, длина наклонного прямого участка равна 10,25 мм, высота квадратного выступа 6,15 мм, глубина остроконечного углубления составляет 6,97 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция лопастей с остроконечным углублением и квадратным выступом при заявленных параметрах обеспечивает лучшее смешивание наполнителя с 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, содержит четырехзаходные крюкообразные непрерывные лопасти смешивания, где каждая лопасть имеет прямой участок с остроконечным окончанием, переходящим в остроконечное углубление в центре лопасти, совмещенное с квадратным выступом, который через наклонный прямой участок лопасти соединен с основанием, размещенными вдоль винта, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,25-0,36 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равноой 0,09-0,14 диаметра шнека, длине прямого участка лопасти 0,33-0,42 диаметра шнека, при длине наклонного прямого участка лопасти, равной 0,2-0,25 диаметра шнека, при высоте квадратного выступа 0,1-0,15 диаметра шнека, при глубине остроконечного углубления 0,15-0,17 диаметра шнека, и образующими входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями и зазор крюкообразной непрерывной лопасти.