RU206196U1

RU206196U1 - Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных материалов

Info

Publication number: RU206196U1
Application number: RU2021109349U
Authority: RU
Inventors: Александр Валерьевич Дядичев; Екатерина Андреевна Дядичева; Валерий Владиславович Дядичев; Ирина Викторовна Дядичева
Priority date: 2021-04-05
Filing date: 2021-04-05
Publication date: 2021-08-31

Abstract

Полезная модель относится к области обработки материалов давлением и может быть использована при переработке полимерных и строительных материалов 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 - в виде последовательно расположенных конической секции и цилиндрической секций, причем в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных секции смешивания и секции декомпрессии. Секция смешивания состоит из четырех витков, 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, зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка. Технический результат заключается в обеспечении получения новых качественных изделий методом экструзии и соэкструзии. 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 секции.

Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки разнородных вторичных полимерных и строительных материалов, например, на основе пленочной продукции, 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 секций, причем в зоне сжатия шнек выполнен в виде последовательно расположенных секции смешивания и секции декомпрессии. Секция смешивания состоит из четырех витков, 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, зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка. При наличии меньше трех лопастей не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций вторичных материалов и создается избыточное давление в зоне питания, которое препятствует продвижению смеси, а при больше 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 с тремя лопастями, расположенными под углом 120 градусов, обеспечивает качественное смешивание наполнителя и вторичных полимерных и строительных материалов за счет создания дополнительной разности давления между лопастями 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 три лопасти,

лопасти имеют толщину 0,25 диаметра шнека и высоту, равную 0,5 диаметра шнека,

лопасти, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга,

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, имеющие три лопасти 12, расположенные под углом 120 градусов друг относительно друга, при этом смесь переходит из области смешивания 13, образованной между внутренней частью лопасти 12 по ходу вращения шнека 3 и корпусом 1 через зазор 14 между витками 11 и корпусом 1 в область свободного движения смеси 15, образованной между наружной частью лопасти 12 по ходу вращения шнека 3 и корпусом 1. В секции 8 выполнено отверстие 16 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 с помощью трех лопастей 12, расположенных под углом 120 градусов на витках 11, происходит смешивание компонентов смеси, в секции декомпрессии 8 удаляются легколетучие соединения, которые содержатся в полимерных материалах, через отверстие 16. 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 60 мм и толщине витка 4 мм, лопасти имеют толщину, равную 15 мм, и высоту, равную 30 мм, зазор между лопастями и корпусом равен зазору между корпусом и гребнем витка. 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 пленочной продукции с использованием метода соэкструзионного и экструзионного выдавливания в секции смешивания 7 за счет использования четырех витков 11, имеющих по три лопасти 12, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, обеспечивается на 30% однородность перемешивания крупных фракций многослойных вторичных полимерных и строительных материалов и на 35% однородность перемешивание мелких фракций многослойных вторичных полимерных материалов и древесных опилок, имеющих размер частиц 200 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, зазор 14 между витками 11 и корпусом 1 равен зазору между корпусом 1 и гребнем витка шнека. При наличии меньше трех лопастей 12 не обеспечивается равномерное перемешивание вторичных полимерных материалов на основе пленочной продукции, размер частиц которых составляет 1,5-3 мм, и создается избыточное давление в зоне питания, которое препятствует продвижению смеси, а при больше трех лопастей 12 на каждом витке 11 не обеспечивается равномерное перемешивание мелких фракций многослойного полимерного материала с размерами частиц 3-5 мм и древесных опилок с размером частиц 200 мкм. Использование четырех витков 11 с тремя лопастями 12, расположенных под углом 120 градусов друг относительно друга, обеспечивает качественное смешивание отходов на основе пленочной продукции и строительных материалов за счет создания дополнительной разности давления между лопастями 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

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 витками, 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 и зазором между витками и корпусом.