RU187981U1

RU187981U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU187981U1
Application number: RU2019103024U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Дядичев; Людмила Александровна Рябичева; Валерий Владиславович Дядичев; Андрей Валерьевич Колесников; Екатерина Андреевна Дядичева; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2019-03-26

Abstract

Полезная модель относится к области обработки полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных отходов с получением качественных изделий. Устройство включает 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 ромбообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет по два прямых участка с одной стороны и два прямых участка с другой стороны и конец в виде ломаной линии, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,2-0,4 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной 0,1-0,2 диаметра шнека, и длине прямого участка 0,1-0,2 диаметра шнека, длине прямого участка 0,2-0,3 диаметра шнека, длине прямого участка 0,22-0,24 диаметра шнека, длине прямого участка 0,24-0,26 диаметра шнека. Технический результат заключается в обеспечении качественного смешивания компонентов путем создания дополнительного сжатия расплава в пределах допустимых сдвиговых деформаций.

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 секций.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки полимерных материалов, состоящих из вторичного, 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 ромбообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет по два прямых участка с одной стороны и два прямых участка с другой стороны и конец в виде ломаной линии, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,2-0,4 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной 0,1-0,2 диаметра шнека, и длине прямого участка 0,1-0,2 диаметра шнека, длине прямого участка 0,2-0,3 диаметра шнека, длине прямого участка 0,22-0,24 диаметра шнека, длине прямого участка 0,24-0,26 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 в виде барьерной секции и смешивающей секции,

шнек в зоне сжатия выполнен с четырехзаходными непрерывными ромбообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет по два прямых участка с одной стороны и два прямых участка с другой стороны и конец в виде ломаной линии, размещенными вдоль винта,

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

высота верхней части лопасти равна 0,2-0,4 D,

длина основания лопасти равна 0,1-0,2 D,

длина прямого участка 0,1-0,2 D,

длина прямого участка 0,2-0,3 D,

длина прямого участка 0,22-0,24 D,

длина прямого участка 0,24-0,26 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 четырехзаходными непрерывными ромбообразными лопастями смешивания.

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 непрерывными ромбообразными лопастями 11, скрепленными с винтом 12, расположенного в зоне сжатия 5. Причем нижнее основание 13 лопасти 11 расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека 3 от поверхности винта 12 шнека 3, а высота верхней части 14 лопасти 11 равна 0,2-0,4 диаметра шнека 3, при длине основания 15 лопасти 11, равной 0,1-0,2 диаметра шнека 3 и длине прямого участка 16, равного 0,1-0,2, длине прямого участка 17, равного 0,2-0,3, концом в виде ломаной линии 18, образованной прямым участком 17 и прямым участком 19, длине прямого участка 19, равного 0,22-0,24, длине прямого участка 20, равного 0,24-0,26 диаметра шнека 3. Ромбообразные непрерывные лопасти смешивания 11, где каждая лопасть имеет два прямых участка 16 и 17 с одной стороны, конец в виде ломаной линии 18 и два прямых участка 19 и 20 с другой, размещены вдоль винта 12, при этом материал переходит из входного канала 21 с низкими сдвиговыми деформациями, образующийся между боковой поверхностью лопасти 11 в виде ломаной линии 18, образованной двумя прямыми участками 17, 19 и корпусом 1 в выходной канал 22, образованный между боковой поверхностью лопасти 11 с двумя прямыми участками 16 и 17 и корпусом 1 с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 23 между корпусом 1 и концом 18 в виде ломаной линии, образованной прямым участком 17 и прямым участком 19, ромбообразной непрерывной лопасти 11.

Экструдер для переработки полимерных материалов работает следующим образом (фиг. 1).

Различные полимерные материалы (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 ромбообразными лопастями смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка с одной стороны, два прямых участка с другой стороны и конец в виде ломаной линии, интенсификации сдвиговых деформаций многокомпонентного расплава, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер. Четырехзаходные ромбообразные непрерывные лопасти 11, скрепленные с винтом 12, расположенного в зоне сжатия 5 обеспечивают однородное смешивание компонентов за счет того, что нижнее основание 13 лопасти 11 и верхняя часть 14 лопасти 11 расположены на указанных расстояниях от поверхности винта 12 шнека 3. Конструктивно установленная длина основания 15 лопасти 11 с двумя прямыми участками 16 и 17 с одной стороны, концом в виде ломаной линии 18 и с двумя прямыми участками 19 и 20 с другой стороны, создают диспергирующее воздействие на смесь вторичных полимерных материалов. Усиливает это воздействие прохождение материала из входного канала 21 с низкими сдвиговыми деформациями, в выходной канал 22 с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 23 между корпусом 1 и концом в виде ломаной линии ромбообразной непрерывной лопасти 11.

Пример. При диаметре шнека 50 мм высота нижнего основания лопасти от поверхности винта шнека составляет 4 мм, высота верхней части лопасти составляет 20 мм, длина основания лопасти составляет 10 мм, длина прямого участка 8 мм, длина прямого участка 15 мм, длина прямого участка 12 мм, длина прямого участка 13 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция лопастей с окончаниями в виде ломаной линии, 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, содержит четырехзаходные непрерывные ромбообразные лопасти смешивания, где каждая лопасть имеет два прямых участка с одной стороны, два прямых участка с другой и конец в виде ломаной линии, размещенные вдоль винта, причем нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,08 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,2-0,4 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной 0,1-0,2 диаметра шнека, и длине прямого участка 0,1-0,2 диаметра шнека, длине прямого участка 0,2-0,3 диаметра шнека, длине прямого участка 0,22-0,24 диаметра шнека, длине прямого участка 0,24-0,26 диаметра шнека, образующие входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, образованный между боковой поверхностью лопасти с двумя прямыми участками и корпусом, выходной канал, образованный между двумя прямыми участками и корпусом с высокими сдвиговыми деформациями через зазор между корпусом и концом в виде ломаной линии ромбообразных непрерывных лопастей.