RU205650U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных материалов - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных и строительных материалов с получением качественных изделий. Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных 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 секции и цилиндрической секции, где шнек в зоне сжатия содержит секцию смешивания с четырьмя лопастями, имеющими трехлопастную форму, расположенными на шнеке, повернутыми на 90 градусов друг относительно друга, витки имеют по три лопасти, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга, толщиной 0,25 диаметра шнека и высотой, равной 0,5 диаметра шнека, лопасти имеют четыре треугольных зубца с каждой наружной стороны лопасти толщиной и глубиной, равной толщине витка, и зазором между витками и корпусом. Технический результат заключается в обеспечении равномерного перемешивания вторичных материалов и мелкодисперсного наполнителя. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных и строительных материалов с получением качественных изделий.

Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3), выбранный в качестве прототипа. 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 разнородных вторичных полимерных и строительных материалов, например, на основе твердых бытовых отходов, состоящих из вторичного, первичного сырья, наполнителей, инертных волокон, красителей и других компонентов, необходимых для вторичных полимерных и строительных материалов (вторичная полимерная смесь), 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 разнородных вторичных полимерных и строительных 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 в виде последовательно расположенных конической секции и цилиндрической секции, причем в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных секции смешивания и секции декомпрессии. Секция смешивания состоит из четырех витков, имеющих форму трехлопастного винта, расположенных на шнеке, повернутых на 90 градусов друг относительно друга, витки имеют по три лопасти, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга, толщиной 0,25 диаметра шнека и высотой, равной 0,5 диаметра шнека, лопасти имеют четыре треугольных зубца с каждой наружной стороны лопасти толщиной и глубиной, равной толщине витка, зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка. При наличии менее трех лопастей не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций вторичных материалов и создается избыточное давление в зоне питания, которое препятствует продвижению смеси, а при более трех лопастей не обеспечивается равномерное перемешивание крупных фракций и наполнителя смеси. При переходе смеси из секции смешивания 7 в секцию декомпрессии 8 происходит уменьшение давления, что способствует эффективному удалению легколетучих соединений. Использование четырех витков, имеющих трехлопастную форму смешивания с тремя лопастями с треугольными зубцами, расположенными под углом 120 градусов, обеспечивает качественное смешивание наполнителя и вторичных полимерных и строительных материалов за счет создания дополнительной разности давления между зубцами лопастей и корпусом. При меньшем количестве витков не обеспечивается равномерное перемешивание вторичных материалов и мелкодисперсного наполнителя, а при большем количестве витков на каждой боковой поверхности шнека возможно создание застойных зон материалов, что может привести к их деструкции.

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 в виде последовательно расположенных конической секции и цилиндрической секции.

Отличительными признаками устройства являются

шнек в зоне сжатия выполнен в виде последовательно расположенных секции смешивания с четырьмя витками, расположенными на шнеке, и секции декомпрессии,

витки имеют форму трехлопастного винта,

витки расположены на шнеке, повернуты на 90 градусов друг относительно друга,

витки имеют по три лопасти толщиной 0,25 диаметра шнека и высотой, равной 0,5 диаметра шнека,

лопасти расположены под углом 120 градусов друг относительно друга,

лопасти имеют четыре треугольных зубца с каждой наружной стороны лопасти толщиной и глубиной, равной толщине витка,

зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка.

Использование заявленного экструдера при переработке разнородных вторичных полимерных и строительных материалов позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства.

На фиг. 2 представлена секция смешивания.

Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных 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 3 выполнен из двух последовательных частей: из секции смешивания 7 и секции декомпрессии 8. В зоне дозирования 6 шнек состоит из конической секции 9 и цилиндрической секции 10. На (фиг. 2) представлена секция смешивания 7, содержащая витки 11, расположенные на шнеке 3, повернутые на 90 градусов друг относительно друга, имеющие трехлопастную форму с тремя лопастями 12, расположенными под углом 120 градусов друг относительно друга, лопасти имеют четыре треугольных зубца 13 с каждой наружной стороны лопасти, при этом смесь переходит из области смешивания 14, образованной между внутренней частью винта шнека 11 и корпусом 1, через зазор 15 между зубцами лопасти 13 и корпусом 1 в область свободного движения смеси 16, образованной между внутренней частью винта шнека 11 и корпусом 1. В секции 8 выполнено отверстие 17 для отвода легколетучих соединений, содержащихся в полимерных материалах.

Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных материалов работает следующим образом (фиг. 1).

Различные разнородные вторичные полимерные и строительные 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 сжатия 5 в секции смешивания 7 происходит смешивание компонентов смеси, в секции декомпрессии 8 удаляются легколетучие соединения, которые содержатся в полимерных материалах, через отверстие 17. Конструкция конической секции 9 зоны дозирования 6 определяет величину давления и производительности, которые развивает экструдер, цилиндрическая секция 10 зоны дозирования 6 обеспечивает стабилизацию давления и определяет производительность экструдера.

Пример. При диаметре шнека 40 мм и толщине витка 4 мм лопасти имеют толщину, равную 10 мм, и высоту, равную 20 мм, зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка, треугольные зубцы с каждой наружной стороны лопасти имеют толщину и глубину, равную 4 мм. Конструктивные размеры шнека будут измеряться цифровым штангенциркулем с точностью измерения 0,01 мм.

В процессе переработки отходов строительных и полимерных материалов с созданием новых композитных изделий, например, на основе твердых бытовых отходов с использованием метода соэкструзионного и экструзионного выдавливания в секции смешивания 7 за счет использования четырех витков 11, имеющих трехлопастную форму, расположенных на шнеке, повернутыми на 90 градусов друг относительно друга, имеющих по три лопасти 12, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, лопасти имеют четыре треугольных зубца 13 с каждой наружной стороны лопасти, обеспечивается на 25% однородность перемешивания крупных фракций твердых многослойных вторичных полимерных и строительных материалов и на 30% однородность перемешивание мелких фракций твердых многослойных вторичных полимерных материалов и известняка, имеющих размер частиц 100 мкм. Витки 11 имеют по три лопасти 12, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга, толщиной 0,25 диаметра шнека и высотой, равной 0,5 диаметра шнека, лопасти имеют четыре треугольных зубца 13 с каждой наружной стороны лопасти, зазор 15 между витками 11 и корпусом 1 равен зазору между корпусом 1 и гребнем витка шнека. При наличии менее трех лопастей 12 не обеспечивается равномерное перемешивание вторичных полимерных материалов на основе твердых бытовых отходов, размер частиц которых составляет 2-3 мм, и создается избыточное давление в зоне питания, которое препятствует продвижению смеси, а при наличии более трех лопастей 12 на каждом витке 11 не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций многослойного полимерного материала с размерами частиц 3-6 мм и известняка с размером частиц 100 мкм. Использование четырех витков 11, имеющих трехлопастную форму смешивания с тремя лопастями 12, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, имеющих четыре треугольных зубца 13 с каждой наружной стороны лопасти, обеспечивает качественное смешивание отходов на основе твердых бытовых отходов и строительных материалов за счет создания дополнительной разности давления между зубцами лопастей и корпусом. При меньшем количестве витков 11 не обеспечивается равномерное перемешивание вторичных полимерных, строительных материалов и мелкодисперсных химически активных наполнителей, так как их размер частиц равен 80 мкм, и они плохо распределяются по каналу экструдера ввиду их легкости и инертности к полимерному расплавленному материалу, а при большем количестве витков 11 на каждой боковой поверхности шнека 3 создаются узлы скопления многослойного материала из-за невозможности продвижения смеси, что может привести к деструкции многослойного материала.

Использование заявленного экструдера при переработке разнородных вторичных полимерных и строительных материалов позволяет сочетать подготовительные операции (измельчение, смешивание, наполнение, термообработку, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии.

Claims (1)

1. Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных 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 секции и цилиндрической секции, отличающийся тем, что шнек в зоне сжатия содержит секцию смешивания с четырьмя лопастями, имеющими трехлопастную форму, расположенными на шнеке, повернутыми на 90 градусов друг относительно друга, витки имеют по три лопасти, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга, толщиной 0,25 диаметра шнека и высотой, равной 0,5 диаметра шнека, лопасти имеют четыре треугольных зубца с каждой наружной стороны лопасти толщиной и глубиной, равной толщине витка, и зазором между витками и корпусом.

Images