RU2295444C1

RU2295444C1 - Device for loading ingredients in the extruder

Info

Publication number: RU2295444C1
Application number: RU2005137163/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Анатольевич Шевцов (RU); Александр Анатольевич Шевцов; Александр Николаевич Остриков (RU); Александр Николаевич Остриков; Лариса Игоревна Лыткина (RU); Лариса Игоревна Лыткина; Василий Васильевич Еремченко (RU); Василий Васильевич Еремченко
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-03-20

Abstract

FIELD: chemical industry; other industries; devices for loading the ingredients in the extruders.

SUBSTANCE: the invention is pertaining to reprocessing of the composite thermoplastic materials and may be used in the industries applying the extrusion. The device contains the body with the feed screw and the arranged in it conical nozzle for the ingredients supply. In the extruder body there are three radially arranged annular grooves. In the grooves there are the inserted tools for introduction of the liquid or viscous ingredients. The indicated tools consist of the annular base connected by means of four guides with the extruder body. In the middle of the annular base there is the dummy annular channel, into which the conical feeding mechanism is inserted. The free rotation of the feeding mechanism is ensured by the bearing. On the cone-shaped surface of the feeding mechanism the screw type spirals are made. In the annular groove there is the freely rotating in the bearings bush with the internal cone-shaped channel and the screw-type spirals. On the external side of the body there is the inlet pipeline fixed by means of the flange coupling. The invention ensures the uniform distribution of the ingredients being introduced into the smelt and the extension of the extruder production capabilities.

EFFECT: the invention ensures the uniform distribution of the ingredients being introduced into the smelt and the extension of the extruder production capabilities.

3 dwg

Description

Изобретение относится к переработке композиционных термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию.The invention relates to the processing of composite thermoplastic materials and can be used in industries using extrusion.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту конструкцией является червячно-дисковый экструдер, содержащий питательный цилиндр, размещенный в нем и соединенный с приводом вращения червяк с винтовой нарезкой и последовательно расположенный диск с приводом. Диск выполнен в виде конической насадки, обращенной вершиной конуса к зоне выходного отверстия питающего цилиндра [Пат. РФ 2120380, МПК⁷ В 29 С 47/52, 6 В 29 С. Червячно-дисковый экструдер. /Р.Я.Дебердеев, Н.Р.Гильмутдинов, Л.М.Курочкин, Р.Г.Галиев, Х.В.Мустафин, Ю.И.Рязанов, Н.И.Ухов, Ю.В.Перухин, Т.Л.Каприна. Заявка: 97113994/25, 1997.08.14. Дата публикации: 1998.10.20.].The closest in technical essence and achieved effect design is a worm-disk extruder containing a feeding cylinder placed in it and connected to a rotation drive by a screw-thread worm and a drive disk in series. The disk is made in the form of a conical nozzle facing the top of the cone to the area of the outlet of the supply cylinder [Pat. RF 2120380, IPC ⁷ V 29 C 47/52, 6 V 29 C. Worm-disk extruder. / R.Ya. Deberdeev, N.R. Gilmutdinov, L.M. Kurochkin, R.G. Galiev, H.V. Mustafin, Yu.I. Ryazanov, N.I. Ukhov, Yu.V. Perukhin, T .L. Caprina. Application: 97113994/25, 1997.08.14. Date of publication: 1998.10.20.].

Недостатком известного устройства является неравномерное распределение вводимых в экструдат компонентов, а также узкий ассортимент выпускаемой продукции.A disadvantage of the known device is the uneven distribution of the components introduced into the extrudate, as well as a narrow range of products.

Технической задачей изобретения является повышение качества готового продукта за счет равномерного распределения вводимых в расплав компонентов и расширение технологических возможностей экструдера по переработке исходного сырья.An object of the invention is to improve the quality of the finished product due to the uniform distribution of the components introduced into the melt and the expansion of the technological capabilities of the extruder for processing raw materials.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ввода компонентов в экструдер, содержащем корпус со шнеком и расположенную в нем коническую насадку для подачи компонентов, новым является то, что в корпусе экструдера в радиальном направлении выполнены три кольцевые проточки, в которые устанавливаются устройства для ввода жидких или вязких компонентов, состоящие из кольцевого основания, соединенного с помощью четырех направляющих с корпусом экструдера, в центре кольцевого основания выполнен глухой кольцевой канал, в который вставлен конусообразный питатель, свободное вращение которого обеспечивает подшипник, причем на конусообразной поверхности питателя изготовлены винтовые спирали, в кольцевой проточке установлена свободно вращающаяся в подшипниках втулка с внутренним конусообразным каналом с винтовыми спиралями, а на внешней стороне корпуса крепится подводящий трубопровод с помощью фланцевого соединения.The problem is achieved in that in the device for introducing components into the extruder, comprising a housing with a screw and a conical nozzle for supplying components located in it, it is new that three ring grooves are made in the extruder body in the radial direction into which the input devices are installed liquid or viscous components, consisting of an annular base connected via four guides to the extruder body, in the center of the annular base there is a blind annular channel into which A cone-shaped feeder is provided, the free rotation of which is provided by the bearing; moreover, helical spirals are made on the cone-shaped surface of the feeder, a sleeve with an internal cone-shaped channel with screw spirals is freely rotated in the bearings, and a supply pipe is mounted on the outside of the casing using a flange connection.

На фиг.1 изображен поперечный разрез корпуса экструдера с тремя радиально расположенными устройствами для ввода компонентов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.Figure 1 shows a cross section of the extruder body with three radially arranged devices for input components; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 is a section bB in figure 2.

Экструдер (фиг.1 и 2) содержит корпус 1, в котором выполнены три кольцевых радиально расположенных устройства для ввода жидких или вязких компонентов, и шнек 7.The extruder (Figs. 1 and 2) comprises a housing 1 in which three annular radially arranged devices for introducing liquid or viscous components are made, and a screw 7.

Устройства для ввода жидких или вязких компонентов включают в себя кольцевое основание 8, конусообразный питатель 3, на поверхности которого выполнены винтовые спирали, втулку 2, подшипники 4 и 5.Devices for introducing liquid or viscous components include an annular base 8, a cone-shaped feeder 3, on the surface of which helical spirals, a sleeve 2, bearings 4 and 5 are made.

Кольцевое основание 8 соединяется с помощью четырех направляющих с корпусом 1 экструдера (фиг.3). В центре кольцевого основания 8 выполнен глухой кольцевой канал, в который с помощью подшипника 4 вставлен конусообразный питатель 3. На конусообразной поверхности питателя 3 изготовлены винтовые спирали.The annular base 8 is connected using four guides with the body 1 of the extruder (figure 3). In the center of the annular base 8, a blind annular channel is made, into which, using a bearing 4, a cone-shaped feeder 3 is inserted. Helical spirals are made on the cone-shaped surface of the feeder 3.

В кольцевой проточке устанавливается свободно вращающаяся в подшипниках 5 втулка 2 с внутренним конусообразным каналом, на поверхности которого изготовлены винтовые спирали.In the annular groove, a sleeve 2 freely rotating in bearings 5 is installed with an internal conical channel on the surface of which helical spirals are made.

На внешней стороне корпуса 1 экструдера в месте установки устройства для ввода жидких или вязких компонентов крепится подводящий трубопровод 6 с помощью фланцевого соединения.On the outside of the casing 1 of the extruder at the installation site of the device for introducing liquid or viscous components, a supply pipe 6 is attached using a flange connection.

Предлагаемое устройство для ввода жидких или вязких компонентов работает следующим образом.The proposed device for introducing liquid or viscous components works as follows.

Экструдируемая смесь перемещается шнеком 7 вдоль корпуса 1 экструдера (фиг.1). При этом происходит интенсивное перемешивание компонентов, в результате чего влажность смеси выравнивается. При дальнейшем продвижении происходит ее уплотнение в зоне сжатия за счет уменьшающегося свободного объема, ограниченного стенками корпуса 1 и поверхностью шнека 7. В результате этого под действием деформационных сдвиговых усилий и сил трения о поверхности рабочих органов и корпус продукт разогревается.The extrudable mixture is moved by a screw 7 along the body 1 of the extruder (figure 1). In this case, intensive mixing of the components occurs, as a result of which the humidity of the mixture is leveled. With further advancement, its compaction occurs in the compression zone due to the decreasing free volume limited by the walls of the housing 1 and the surface of the screw 7. As a result, under the action of deformation shear forces and friction forces on the surface of the working bodies and the housing, the product is heated.

В зоне гомогенизации на участке интенсивного сдвига уплотненный продукт вследствие трения частиц между собой и рабочими органами экструдера нагревается и начинает плавиться.In the homogenization zone in the area of intense shear, the compacted product, due to the friction of the particles between itself and the working bodies of the extruder, heats up and begins to melt.

Расплавленный продукт поступает в зону дозирования, где происходит его транспортирование и дальнейшее сжатие шнеком 7. Одновременно в эту зону экструдера через подводящий трубопровод 6 в три радиально расположенных устройства подаются под давлением жидкие (вязкие) компоненты. При их движение через устройство для ввода компонентов втулка 2 и конусообразный питатель 3 за счет расположенных на их поверхности винтовых спиралей начинают свободно вращаться в подшипниках 4 и 5. При этом поток вводимого компонента начинает приобретать вращательное движение и при входе внутрь корпуса 1 он равномерно распределяется по всему сечению винтового канала шнека 7.The molten product enters the dosing zone, where it is transported and further compressed by the screw 7. At the same time, liquid (viscous) components are pumped into the three radially arranged devices through the inlet pipe 6 into this extruder zone. When they move through the component input device, the sleeve 2 and the cone-shaped feeder 3, due to the helical spirals located on their surface, begin to rotate freely in the bearings 4 and 5. At the same time, the flow of the introduced component begins to acquire a rotational movement and when it enters the housing 1 it is evenly distributed over the entire cross section of the screw channel of the screw 7.

Данное устройство необходимо для ввода термолабильных компонентов, которые с одной стороны не выдерживают длительного воздействия высоких температур и давления и подвержены терморазложению, а с другой, могут существенно обогатить продукт. Поэтому такие компоненты нельзя вводить вместе с исходным продуктом. Для сокращения времени негативного воздействия на них температуры и давления их целесообразно вводить в предматричную зону экструдера.This device is necessary for introducing thermolabile components, which on the one hand do not withstand prolonged exposure to high temperatures and pressure and are susceptible to thermal decomposition, and on the other hand, can significantly enrich the product. Therefore, such components cannot be administered together with the starting product. To reduce the time of the negative impact of temperature and pressure on them, it is advisable to introduce them into the pre-area of the extruder.

Далее расплавленный продукт под давлением поступает в матрицу и из нее выходит из экструдера. Кратковременное нахождение вводимого компонента в зоне повышенных температур позволяет сохранить термолабильные вещества, что значительно повышает качество готовой продукции.Further, the molten product under pressure enters the matrix and out of it leaves the extruder. Short-term presence of the introduced component in the zone of elevated temperatures allows you to save thermolabile substances, which significantly improves the quality of the finished product.

Таким образом, использование изобретения позволит:Thus, the use of the invention will allow:

- повысить качество готового продукта за счет сокращения времени негативного воздействия на него температуры и давления в рабочей камере;- improve the quality of the finished product by reducing the time of the negative impact on it of temperature and pressure in the working chamber;

- расширить технологические возможности экструдера по переработке многокомпонентного сырья с добавлением различных начинок;- expand the technological capabilities of the extruder for the processing of multicomponent raw materials with the addition of various fillings;

- добиться равномерно распределения вводимых компонентов по всему объему получаемого экструдата.- to achieve a uniform distribution of the introduced components throughout the volume of the obtained extrudate.

Claims

A device for introducing components into an extruder comprising a housing with a screw and a conical nozzle for supplying components located in it, characterized in that three annular grooves are made in the extruder housing in the radial direction, into which devices for introducing liquid or viscous components consisting of an annular a base connected with four guides to the body of the extruder, in the center of the annular base there is a blind annular channel into which a cone-shaped feeder is inserted, free increment which provides the bearing, the conical surface on the screw feeder manufactured spirals in the annular groove mounted freely rotating bearing sleeve with conical internal channel with screw helices, and on the outer side of the housing is fixed supply conduit via a flanged connection.