RU192010U1

RU192010U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных материалов

Info

Publication number: RU192010U1
Application number: RU2019108021U
Authority: RU
Inventors: Валерий Владиславович Дядичев; Александр Валерьевич Дядичев; Екатерина Андреевна Дядичева; Сергей Григорьевич Менюк; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2019-08-30

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 лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, каждая лопасть выполнена трезубцеобразной, состоит из девяти прямых участков, причем боковые отрезки длиной, равной 0,16-0,18 диаметра шнека, торцевые отрезки длиной, равной 0,04-0,06, а отрезки, образующие треугольные желоба в верхней части лопасти, выполнены размером 0,06-0,08 диаметра шнека, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,07 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,1-0,2 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной длине боковых отрезков лопасти. 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 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 лопастями смешивания, размещенными вдоль винта, каждая лопасть выполнена трезубцеобразной, состоит из девяти прямых участков, причем боковые отрезки длиной, равной 0,16-0,18 диаметра шнека, торцевые отрезки длиной, равной 0,04-0,06, а отрезки, образующие треугольные желоба в верхней части лопасти, выполнены размером 0,06-0,08 диаметра шнека, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,07 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти 0,1-0,2 диаметра шнека, при длине основания лопасти, равной длине боковых отрезков лопасти, 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,

с четырехзаходными непрерывными лопастями смешивания, каждая лопасть выполнена трезубцеобразной, состоит из девяти прямых участков и окончания в верхней части лопасти в виде двух треугольных желобов, размещенными вдоль винта,

нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,07 D (диаметра шнека) от поверхности винта шнека,

высота верхней части лопасти расположена на расстоянии 0,1-0,2 D,

длина боковых отрезков составляет 0,16-0,18 D,

длина торцевых отрезков составляет 0,04-0,06 D,

длина отрезков образующие треугольные желоба составляет 0,06-0,08 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 трезубцеобразными 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 трезубцеобразными непрерывными лопастями 11, скрепленными с винтом 12, расположенного в зоне сжатия 5. Причем нижнее основание 13 лопасти 11 расположено на расстоянии 0,06-0,07 диаметра шнека 3 от поверхности винта 12 шнека 3, а высота верхней части 14 лопасти 11 равна 0,1-0,2 диаметра шнека 3, при длине основания 15 лопасти 11, равной длине боковых отрезков 16 лопасти 11, равной 0,16-0,18 диаметра шнека 3, при длине торцевых отрезков 17 лопасти 11 длиной, равной 0,04-0,06 08 диаметра шнека 3, при длине отрезков 18, образующих треугольные желоба в верхней части лопасти, равной 0,06-0,08 диаметра шнека 3. Трезубцеобразные непрерывные лопасти смешивания 11, где каждая лопасть состоит из прямых участков 16-18 и окончание в верхней части лопасти в виде двух треугольных желобов 19, при этом материал переходит из входного канала 20 с низкими сдвиговыми деформациями, образующийся между треугольными желобами и корпусом в выходной канал 21, образованный между боковой поверхностью лопасти с прямыми участками и корпусом с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 22 между корпусом 1 и вершиной трезубцеобразной 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 трезубцеобразными непрерывные лопастями смешивания, где каждая лопасть состоит из девяти прямых участков и окончания в верхней части лопасти в виде двух треугольных желобов, 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 трезубцеобразные 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 прямыми участками 16-18 и окончание в верхней части лопасти 11 в виде двух треугольных желобов 19 создают диспергирующее воздействие на смесь вторичных полимерных материалов. Усиливает это воздействие прохождение материала из входного канала 20 с низкими сдвиговыми деформациями, в выходной канал 21 с высокими сдвиговыми деформациями через зазор 22 между корпусом 1 и концом в виде двух треугольных желобов трезубцеобразной непрерывной лопасти 11.

Пример. При диаметре шнека 70 мм длина боковых отрезков составляет 12,6 мм, длина торцевых отрезков составляет 4,2 мм, длина отрезков, образующих треугольные желоба в верхней части лопасти, составляет 5,6 мм, длина нижнего основания лопасти составляет 4,9 мм, а высота верхней части лопасти составляет 14 мм, при длине основания лопасти, равной длине боковых отрезков лопасти.

Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

Конструкция трезубцеобразных лопастей 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, выполненный в виде барьерной секции и смешивающей секции, содержит четырехзаходные непрерывные лопасти смешивания, размещенные вдоль винта, каждая лопасть выполнена трезубцеобразной и состоит из девяти прямых участков, причем длина боковых отрезков равна 0,16-0,18 диаметра шнека, длина торцевых отрезков составляет 0,04-0,06 диаметра шнека, а отрезки, образующие треугольные желоба в верхней части лопасти, выполнены размером 0,06-0,08 диаметра шнека, нижнее основание лопасти расположено на расстоянии 0,06-0,07 диаметра шнека от поверхности винта шнека, а высота верхней части лопасти составляет 0,1-0,2 диаметра шнека от поверхности винта шнека, длина основания лопасти равна длине боковых отрезков лопасти, между треугольными желобами в верхней части лопасти и корпусом образован входной канал с низкими сдвиговыми деформациями, между боковой поверхностью лопасти с прямыми участками и корпусом образован выходной канал с высокими сдвиговыми деформациями, между корпусом и вершиной трезубцеопразной непрерывной лопасти образован зазор.