RU2600763C2 - Pelletizing screw extruder - Google Patents

Pelletizing screw extruder Download PDF

Info

Publication number
RU2600763C2
RU2600763C2 RU2014116044/05A RU2014116044A RU2600763C2 RU 2600763 C2 RU2600763 C2 RU 2600763C2 RU 2014116044/05 A RU2014116044/05 A RU 2014116044/05A RU 2014116044 A RU2014116044 A RU 2014116044A RU 2600763 C2 RU2600763 C2 RU 2600763C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channels
press
angles
screw
inclination
Prior art date
Application number
RU2014116044/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014116044A (en
Inventor
Владимир Яковлевич Логинов
Леонид Владимирович Равичев
Александр Валентинович Беспалов
Юлия Львовна Гордеева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева)"
Priority to RU2014116044/05A priority Critical patent/RU2600763C2/en
Publication of RU2014116044A publication Critical patent/RU2014116044A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2600763C2 publication Critical patent/RU2600763C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00Making granules

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: pelletizing screw extruder relates to processing of high-concentration polydisperse compositions by a feedthrough pressing method, including three-phase, with increased viscosity, limited shear strength, low adhesive ability ones, and can be used in various industries. Pelletizing screw extruder comprises a housing, a screw and a multichannel press-tool, on the inner surface of which facing the material flow and repeating the shape of the screw shank there are extruding channels with converging intake parts of any shape of a rotation body aligned with cylindrical parts, at different angles to the press-tool central axis in the direction of the screw rotation in planes tangential to axial cross-sections of the press-tool in centers of the extruding channels. Angles of the channels inclination increase as they move from the central channel with zero inclination angle. External surface of the press-tool with outlet holes of the channels is made as a convex segment of a sphere, angles of axes inclination of cylindrical parts of the channels differ from axes inclination angles of converging intake parts of the channels and together they increase as the channels move from the central channel with zero inclination angles of both axes.
EFFECT: invention provides higher quality of manufactured products by grain-size distribution, density, mechanical strength and porosity, higher mean efficiency by 2-6 %, as well as reduced by 1-3 % mass and energy losses due to reducing the number of forced shutdowns of the press when loosing stability of the forming process.
1 cl, 10 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области переработки методом проходного прессования высококонцентрированных полидисперсных композиций, в том числе трехфазных, с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности, низкой адгезионной способностью, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической (производство катализаторов, сорбентов и т.д.), пищевой (производство полупродуктов, сухих концентратов и т.д.), сельскохозяйственной (производство комбикормов, гранулированных удобрений, макрокапсулированных семян и т.д), деревоперерабатывающей, строительных материалов, машиностроения и других.The present invention relates to the field of processing by continuous pressing of highly concentrated polydisperse compositions, including three-phase, with high viscosity, limited shear strength, low adhesive ability, and can be used in various industries, for example, in the chemical industry (production of catalysts, sorbents, etc. .d.), food (production of intermediate products, dry concentrates, etc.), agricultural (production of animal feed, granular fertilizers, ma rokapsulirovannyh seeds, etc.), wood, building materials, machinery and others.

Известны гранулирующие шнековые прессы для переработки высококонцентрированных полидисперсных материалов методом проходного прессования, близкие к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату: SU 1726256 (кл. В28B 3/22, опубл. 15.04.92) (D1); RU 2198787 (кл. В29B 9/06, В28B 3/22, опубл. 20.02.2003) (D2).Known granulating screw presses for processing highly concentrated polydisperse materials by continuous pressing, close to the claimed in its technical essence and the achieved result: SU 1726256 (class B28B 3/22, publ. 15.04.92) (D1); RU 2198787 (CL B29B 9/06, B28B 3/22, publ. 02.20.2003) (D2).

Каждый из указанных прессов включает корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент. На внутренней обращенной к потоку массы поверхности пресс-инструмента указанных выше прессов (D1, D2) изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями, пересечения которых исключают застойные "мертвые" зоны между каналами.Each of these presses includes a housing, a screw and a multi-channel press tool. On the inner surface of the press tool surface of the press tool of the above presses (D1, D2), forming channels are made with tapering inlet parts, the intersections of which exclude stagnant “dead” zones between the channels.

Недостатками вышеперечисленных гранулирующих шнековых прессов являются высокое давление формования за счет относительно высокого сопротивления потоку массы на входе в формующие каналы на периферии пресс-инструмента, уменьшение средней производительности прессов из-за их вынужденных остановов при потере устойчивости, значительный разброс показателей качества продукта по гранулометрическому составу, плотности, механической прочности и пористости из-за существенного различия скоростей истечения шнуров при выходе из многоканального пресс-инструмента в центре и на периферии.The disadvantages of the aforementioned granulating screw presses are the high molding pressure due to the relatively high resistance to mass flow at the inlet to the forming channels at the periphery of the press tool, the decrease in the average productivity of the presses due to their forced shutdowns with loss of stability, a significant dispersion of product quality indicators in terms of particle size distribution, density, mechanical strength and porosity due to a significant difference in the velocities of the expiration of the cords when exiting multichannel o a press tool in the center and on the periphery.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является гранулирующий шнековый пресс для переработки методом проходного прессования высококонцентрированных полидисперсных композиций, в том числе трехфазных, с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности, низкой адгезионной способностью, выбранный в качестве прототипа: заявка RU 2012128540 (патент RU2510745 (кл. В29В 9/06, опубл. 10.04.2014)) (D3).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a granulating screw press for processing by the continuous pressing method of highly concentrated polydisperse compositions, including three-phase, with high viscosity, limited shear strength, low adhesive ability, selected as a prototype: application RU 2012128540 (patent RU2510745 (class B29B 9/06, publ. 04/10/2014)) (D3).

Гранулирующий шнековый пресс (D3) состоит из корпуса, шнека и многоканального пресс-инструмента, на внутренней поверхности которого, повторяющей форму хвостовика шнека, изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями соосно с цилиндрическими частями, под различными углами к центральной оси пресс-инструмента в направлении вращения шнека в плоскостях, касательных аксиальным сечениям пресс-инструмента в центрах формующих каналов, при этом углы наклона каналов увеличиваются по мере их удаления от центрального канала с нулевым углом наклона.The granulating screw press (D3) consists of a housing, a screw and a multi-channel press tool, on the inner surface of which, which follows the shape of the screw shaft, forming channels are made with tapering inlet parts coaxially with cylindrical parts, at different angles to the central axis of the press tool in the direction rotation of the screw in planes tangent to the axial sections of the press tool in the centers of the forming channels, while the angles of inclination of the channels increase as they move away from the central channel from zero angle.

Недостатки известного гранулирующего шнекового пресса (D3): разброс показателей качества продукта по гранулометрическому составу, плотности, механической прочности и пористости, высокое давление формования за счет относительно высоких потерь энергии потока на входе в формующие каналы преимущественно на периферии пресс-инструмента, значительные потери массы и энергии за счет вынужденных остановов пресса при потере устойчивости процесса формования и по этой причине средняя производительность пресса ниже номинальной.The disadvantages of the known granular screw press (D3): the dispersion of product quality indicators by particle size distribution, density, mechanical strength and porosity, high molding pressure due to the relatively high loss of flow energy at the entrance to the forming channels mainly at the periphery of the press tool, significant mass loss and energy due to forced shutdowns of the press with the loss of stability of the molding process and for this reason the average productivity of the press is lower than the nominal.

Перечисленные недостатки являются следствием того, что в прототипе (D3) малы углы наклона периферийных формующих каналов, поскольку ограничены условием выхода каналов на внешнюю рабочую поверхность пресс-инструмента, имеющую форму круга. В результате наблюдаются значительные потери энергии на изменение направления потока в формующих каналах и, следовательно, высокое давление формования и малый запас устойчивости формования дисперсных композиций. Потеря устойчивости формования, часто называемая срывом массы с рифов (когезионный разрыв), приводит к вынужденному останову не только пресса, но всей технологической линии, а это не только потеря производительности технологической линии, но и прямые материальные и энергетические потери при очистке оборудования и последующем запуске технологической линии.These disadvantages are due to the fact that in the prototype (D3) the angles of inclination of the peripheral forming channels are small, since they are limited by the condition that the channels exit to the outer working surface of the press tool having a circle shape. As a result, there are significant energy losses due to a change in the direction of flow in the forming channels and, therefore, a high molding pressure and a small margin of stability for molding dispersed compositions. The loss of stability of the molding, often called the separation of mass from the reefs (cohesive rupture), leads to a forced shutdown not only of the press, but of the entire production line, and this is not only a loss of productivity of the production line, but also direct material and energy losses during equipment cleaning and subsequent start-up technological line.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая конструкция гранулирующего шнекового пресса, является уменьшение разброса показателей качества продукта по гранулометрическому составу, плотности, механической прочности и пористости, уменьшение давления формования за счет уменьшения потерь энергии потока на входе в формующие каналы преимущественно на периферии пресс-инструмента, а также уменьшение потерь массы и энергии за счет уменьшения количества вынужденных остановов пресса при потере устойчивости процесса формования и увеличение по этой причине средней производительности пресса.The technical result, which is achieved by the claimed design of a granulating screw press, is to reduce the dispersion of product quality indicators by particle size distribution, density, mechanical strength and porosity, reduce the molding pressure by reducing the flow energy loss at the inlet of the forming channels mainly on the periphery of the press tool , as well as reducing the loss of mass and energy by reducing the number of forced shutdowns of the press with a loss of stability of the process and molding and an increase for this reason that the average productivity of the press.

Указанный технический результат достигается изготовлением гранулирующего шнекового пресса, включающего корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент, на внутренней поверхности которого, обращенной к потоку массы и повторяющей форму хвостовика шнека, изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями любой формы фигуры вращения, внешняя поверхность пресс-инструмент с выходными отверстиями каналов изготовлена в виде выпуклого сегмента сферы, углы наклона осей цилиндрических частей каналов отличаются от углов наклона осей сужающихся заходных частей каналов и вместе они увеличиваются по мере удаления каналов от центрального канала с нулевыми углами наклона обеих осей.The specified technical result is achieved by the manufacture of a granulating screw press, comprising a housing, a screw and a multi-channel press tool, on the inner surface of which is facing the mass flow and repeating the shape of the screw shaft, forming channels are made with tapering inlets of any shape of rotation, the external surface of the press the tool with the outlet holes of the channels is made in the form of a convex segment of the sphere, the angles of inclination of the axes of the cylindrical parts of the channels differ from the angles of inclination of the axes tapering of the entry parts of the channels and together they increase as the channels move away from the central channel with zero tilt angles of both axes.

Гранулирующий шнековый пресс (фиг. 1) состоит из корпуса 1, шнека 2 и многоканального пресс-инструмента 3. Хвостовики шнека могут быть любой формы. Наиболее распространенные - сегмент сферы, конус, плоскость. Для формования высококонцентрированных полидисперсных материалов с повышенной вязкостью наиболее эффективен хвостовик шнека в виде сегмента сферы.The granulating screw press (Fig. 1) consists of a housing 1, a screw 2 and a multi-channel press tool 3. The shanks of the screw can be of any shape. The most common are the sphere segment, cone, plane. For forming highly concentrated polydisperse materials with increased viscosity, the screw shank in the form of a sphere segment is most effective.

Пересечения сужающихся заходных частей каналов на внутренней вогнутой поверхности пресс-инструмента 3 полностью исключают "мертвые" зоны между каналами, образуя при этом поверхность в виде совокупности граничащих между собой ячеек с острыми вогнутыми кромками. Зазор между хвостовиком шнека 2 и пресс-инструментом 3 уменьшен до минимально допустимого и составляет с учетом возможной осевой осцилляции шнека не более 5 мм.The intersections of the tapered entry portions of the channels on the inner concave surface of the press tool 3 completely eliminate the “dead” zones between the channels, forming a surface in the form of a set of cells adjacent to each other with sharp concave edges. The gap between the shank of the screw 2 and the press tool 3 is reduced to the minimum acceptable and, taking into account the possible axial oscillation of the screw, is not more than 5 mm.

На фиг. 2а представлен вид многоканального пресс-инструмента 3 со стороны шнека и характерные сечения каналов с различными углами наклона осей цилиндрических и сужающихся заходных частей. На фиг. 2б-2д представлены схемы, часть методики [1, 2] и результаты расчета конструкции формующих каналов в виде таблиц 1 и 2 на примере пресс-инструмента с 7, 19 и 37 каналами диаметром 1,5 мм для гранулирующего пресса диаметром шнека 41 мм для формования высококонцентрированных растворов нитроцеллюлозы.In FIG. 2a shows a view of a multi-channel press tool 3 from the auger side and characteristic sections of channels with different angles of inclination of the axes of cylindrical and tapering lead-in parts. In FIG. 2b-2d, the diagrams, part of the methodology [1, 2] and the results of calculating the design of the forming channels in the form of tables 1 and 2 are presented on the example of a press tool with 7, 19 and 37 channels with a diameter of 1.5 mm for a granulating press with a screw diameter of 41 mm for forming highly concentrated nitrocellulose solutions.

На фиг. 3 дано полное сечение А-А (фиг. 2а) девятнадцатиканального пресс-инструмента 3, на фиг. 4 сечение А-А дано в изометрии, на фиг. 5 представлены фотографии пресс-инструмента на зеркальной поверхности, где хорошо видны выходные отверстия каналов на внешней рабочей сферической поверхности пресс-инструмента.In FIG. 3 shows a full section AA (FIG. 2 a) of the nineteen-channel press tool 3, FIG. 4, section AA is given in isometry, in FIG. 5 shows photographs of a press tool on a mirror surface, where the outlet openings of the channels on the outer working spherical surface of the press tool are clearly visible.

Внешняя рабочая поверхность пресс-инструмента в отличие от прототипа (D3) имеет форму выпуклого сегмента сферы (фиг. 1-5). Изменение радиуса этого сегмента и сдвиг центра сферы по оси шнека позволяют изменять выпуклость внешней поверхности и, следовательно, толщину пресс-инструмента и таким образом регулировать длины формующих каналов, в зависимости от их расположения относительно оси шнека.The external working surface of the press tool, unlike the prototype (D3), has the shape of a convex segment of a sphere (Fig. 1-5). Changing the radius of this segment and shifting the center of the sphere along the axis of the screw allows you to change the convexity of the outer surface and, therefore, the thickness of the press tool and thus adjust the lengths of the forming channels, depending on their location relative to the axis of the screw.

На фиг. 2б представлена схема разметки каналов на плоскости разметки, нормальной к оси шнека. Каналы размещены в узлах треугольной (сотовой, гексагональной, шестиугольной) сетки с равномерным шагом. Количество каналов по концентрическим слоям шестиугольной сетки составляет: 1, 6, 12, 18, … Количество каналов равноудаленных от оси шнека по слоям в виде концентрических окружностей: 1, 6, 6, 6, 12, 6, … Общее количество каналов пресс-инструмента при вычислении любым способом определяется суммой с нарастающим итогом по используемым слоям: 7, 19, 37, … (фиг. 2б).In FIG. 2b shows a channel marking diagram on a marking plane normal to the axis of the screw. Channels are placed in nodes of a triangular (cellular, hexagonal, hexagonal) grid with a uniform pitch. The number of channels along the concentric layers of the hexagonal grid is: 1, 6, 12, 18, ... The number of channels equidistant from the axis of the screw along the layers in the form of concentric circles: 1, 6, 6, 6, 6, 12, 6, ... The total number of channels of the press tool when calculating in any way, it is determined by the sum with a cumulative total of the layers used: 7, 19, 37, ... (Fig. 2b).

Угол наклона цилиндрической части формующих каналов увеличивается от 0° для центрального канала (0-й слой каналов на схеме разметки фиг. 26 и в таблице 1 фиг. 2 г) до максимального для наиболее удаленных каналов на периферии пресс-инструмента (1-й, 3-й или 5-й слой каналов на схеме разметки фиг. 2б и в таблицах 1, 2 фиг. 2г, 2д).The angle of inclination of the cylindrical part of the forming channels increases from 0 ° for the central channel (the 0th layer of channels in the marking diagram of Fig. 26 and in table 1 of Fig. 2 g) to the maximum for the most distant channels on the periphery of the press tool (1st, 3rd or 5th layer of channels in the marking diagram of Fig. 2b and in tables 1, 2 of Fig. 2d, 2e).

Предельные соотношения углов наклона осей заходных и цилиндрических частей каналов на периферии пресс-инструмента определяются условием выхода этих каналов на внешнюю рабочую сферическую поверхность пресс-инструмента (далее назовем это условием технической реализуемости конструкции пресс-инструмента) (фиг. 2а, таблица 1 на фиг. 2г и таблица 2 на фиг. 2д):The limiting ratios of the angles of inclination of the axes of the inlet and cylindrical parts of the channels on the periphery of the press tool are determined by the condition for these channels to reach the external working spherical surface of the press tool (hereinafter, we call this a condition for the technical feasibility of the design of the press tool) (Fig. 2a, table 1 in Fig. 2d and table 2 in Fig. 2e):

Figure 00000001
Figure 00000001

S - проекция на плоскость разметки вектора полного смещение оси канала на выходе от точки разметки его центра для наружного максимально удаленного слоя каналов от оси шнека (фиг. 2а-2д),S is the projection onto the marking plane of the vector of the full offset of the channel axis at the exit from the marking point of its center for the outer most remote layer of channels from the axis of the screw (Fig. 2a-2d),

Smax - максимальное смещение выхода канала относительно точки разметки его центра определяется катетом прямоугольного треугольника, гипотенуза которого равна внутреннему радиусу установочного кольца пресс-инструмента на плоскости разметки, а другой катет равен радиусу окружности, проходящей через точки разметки центров наружного (максимально удаленного) слоя каналов или радиус аксиального сечения этих каналов за вычетом диаметра канала (фиг. 2а-2д).Smax - the maximum offset of the channel exit relative to the marking point of its center is determined by the leg of the right triangle, the hypotenuse of which is equal to the inner radius of the press ring of the press tool on the marking plane, and the other leg is equal to the radius of the circle passing through the marking points of the centers of the outer (maximally remote) layer of the channels or the radius of the axial section of these channels minus the diameter of the channel (Fig. 2A-2D).

Выражение S/Smax определяет уровень технической реализуемости, а выражение 1 - S/Smax показывает запас технической реализуемости конструкции пресс-инструмента при заданной совокупности входных параметров (аргументов), перечисленных ниже и оказывающих влияние на конструкцию пресс-инструмента.The expression S / Smax determines the level of technical feasibility, and the expression 1 - S / Smax shows the margin of technical feasibility of the design of the press tool for a given set of input parameters (arguments) listed below and affecting the design of the press tool.

Основные конструктивные параметры пресс-инструмента, значения которых только в совокупности и взаимосвязи определяют его техническую реализуемость: количество слоев каналов, форма и толщина пресс-инструмента, длины заходных сужающихся частей каналов, радиус внешнего сферического сегмента и местоположение его центра, соотношения углов наклона осей заходных и цилиндрических частей каналов на периферии пресс-инструмента к оси шнека.The main design parameters of the press tool, the values of which only together and the relationship determine its technical feasibility: the number of layers of channels, the shape and thickness of the press tool, the lengths of the inlet tapered parts of the channels, the radius of the outer spherical segment and the location of its center, the ratio of the angles of inclination of the input axes and cylindrical portions of the channels on the periphery of the press tool to the axis of the screw.

В силу тесной взаимосвязи перечисленных параметров невозможно определить допустимые интервалы изменения отдельных параметров. Поэтому условия технической реализуемости можно оценить лишь в результате многократного расчета пресс-инструмента при вариации значений одного или нескольких вышеперечисленных параметров (фиг. 2д).Due to the close interconnection of the listed parameters, it is impossible to determine the permissible change intervals of individual parameters. Therefore, the conditions of technical feasibility can be assessed only as a result of repeated calculation of the press tool with variation of the values of one or more of the above parameters (Fig. 2e).

Расчет нескольких вариантов реализации пресс-инструмента с 19 каналами диаметром 1,5 мм гранулирующего пресса диаметром шнека 41 мм для формования высококонцентрированных растворов нитроцеллюлозы (фиг. 2д) показывает, что при задании толщины пресс-инструмента 30 мм и углов наклона цилиндрических частей каналов: 0° для центрального канала и 15° для наиболее удаленного канала на периферии интервал технической реализуемости для конических заходных частей каналов составляет 15-40°. При уменьшении толщины на периферии до 20 мм этот интервал составляет 20-49° (вариант 3 фиг. 2д). При увеличении центрального угла конуса до 70° интервал технической реализуемости для конических заходных частей каналов составляет 15-50° (вариант 8 фиг. 2д). Для прототипа (D3): угол наклона конической заходной части, соосной с каналом, не более 21° (вариант 5 фиг. 2д). Для пресс-инструмента с 7 и 37 каналами соотношение углов наклона цилиндрических и сужающихся заходных частей каналов изменяется незначительно (варианты 9-12 фиг. 2д).The calculation of several embodiments of a press tool with 19 channels with a diameter of 1.5 mm of a granulating press with a screw diameter of 41 mm for forming highly concentrated nitrocellulose solutions (Fig. 2e) shows that when setting the thickness of the press tool 30 mm and the angles of inclination of the cylindrical parts of the channels: 0 ° for the central channel and 15 ° for the most distant channel on the periphery, the technical feasibility interval for the conical lead parts of the channels is 15-40 °. With a decrease in thickness at the periphery to 20 mm, this interval is 20-49 ° (option 3 of Fig. 2e). With an increase in the central angle of the cone to 70 °, the technical feasibility interval for the conical lead parts of the channels is 15-50 ° (option 8 of Fig. 2e). For the prototype (D3): the angle of inclination of the conical entry part, coaxial with the channel, not more than 21 ° (option 5 of Fig. 2e). For a press tool with 7 and 37 channels, the ratio of the angles of inclination of the cylindrical and tapering portions of the channels varies slightly (options 9-12 of Fig. 2e).

Примечание: при любой совокупности основных конструктивных параметров пресс-инструмента всегда можно подобрать такое соотношение углов наклона цилиндрических и сужающихся заходных частей каналов, при котором выполняется условие технической реализуемости конструкции пресс-инструмента.Note: for any combination of the main design parameters of the press tool, it is always possible to choose a ratio of the angles of inclination of the cylindrical and tapering portions of the channels at which the condition of technical feasibility of the design of the press tool is fulfilled.

Для минимизации потерь энергии потока при его двойном повороте в канале: на входе и на стыке заходных и цилиндрических частей каналов может быть использована методика [1, 2], частично представленная на фиг. 2а-2д для каждого вида формуемого материала, конструкции пресса и режима формования.To minimize the energy loss of the stream during its double rotation in the channel: at the inlet and at the junction of the inlet and cylindrical parts of the channels, the technique [1, 2], partially shown in FIG. 2a-2d for each type of moldable material, press structure and molding mode.

В отличие от прототипа (D3) углы наклона осей сужающихся заходных частей каналов к центральной оси пресс-инструмента могут быть значительно больше углов наклона цилиндрических частей периферийных формующих каналов.Unlike the prototype (D3), the angles of inclination of the axes of the tapered inlet parts of the channels to the central axis of the press tool can be significantly larger than the angles of inclination of the cylindrical parts of the peripheral forming channels.

На фиг. 1-5 сужающиеся заходные части каналов имеют вид сопряжения цилиндрических и конических поверхностей для периферийных каналов или только конических поверхностей для внутренних каналов. В общем случае сужающиеся заходные части каналов могут иметь любую поверхность, образованную любой фигурой вращения вокруг оси заходной части: прямая, парабола, гипербола или любой комбинацией вышеперечисленных и других фигур.In FIG. 1-5, the tapered inlet parts of the channels have the form of mating cylindrical and conical surfaces for peripheral channels or only conical surfaces for internal channels. In the general case, the tapered inlet parts of the channels can have any surface formed by any rotation figure around the axis of the inlet part: straight line, parabola, hyperbola or any combination of the above and other figures.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Формуемая масса перемещается в корпусе пресса 1 (фиг. 1) шнеком 2 из зоны загрузки к многоканальному пресс-инструменту 3. После выхода из каналов шнека 2 поток формуемой массы разрезается на локальные потоки острыми вогнутыми кромками пересечений сужающихся заходных частей, равномерно заполняет заходные части всех каналов и переходит в цилиндрические части формующих каналов, где завершается процесс формования гранулята. Чем больше угол наклона сужающихся заходных частей периферийных формующих каналов, тем больше массы они срезают с хвостовика шнека и меньше массы поступает в формующие каналы в центральной части пресс-инструмента, что позволяет выровнять скорости формования по слоям каналов.The proposed device operates as follows. The moldable mass is moved in the press housing 1 (Fig. 1) by the screw 2 from the loading zone to the multi-channel press tool 3. After exiting the channels of the screw 2, the flow of the moldable mass is cut into local flows by sharp concave edges of the intersections of the tapering entry parts, uniformly fills the entry parts of all channels and goes into the cylindrical parts of the forming channels, where the granulate molding process is completed. The greater the angle of inclination of the tapering portions of the peripheral forming channels, the more mass they cut from the screw shank and the less mass enters the forming channels in the central part of the press tool, which makes it possible to align the molding speeds with the channel layers.

Увеличение углов наклона сужающихся заходных частей формующих каналов на периферии пресс-инструмента уменьшает угол поворота потока массы в заходных частях формующих каналов на периферии, кроме того, регулирование толщины пресс-инструмента, следовательно, длины каналов вместе позволяют уменьшить сопротивление потоку и, следовательно, потери энергии на формование преимущественно в периферийных формующих каналах. При этом наблюдается выравнивание линейных, объемных и массовых скоростей массы в формующих каналах в центре и на периферии, что позволяет повысить качество гранулята: получить более однородный по плотности, пористости и гранулометрическому составу полупродукт на фазе резки шнуров, что повышает потребительские свойства и улучшает товарный вид гранулята.An increase in the angle of inclination of the tapering inlet parts of the forming channels on the periphery of the press tool reduces the angle of rotation of the mass flow in the inlet parts of the forming channels on the periphery, in addition, the regulation of the thickness of the press tool, therefore, the lengths of the channels together reduce the flow resistance and, consequently, energy loss molding mainly in the peripheral forming channels. At the same time, alignment of linear, volumetric and mass mass velocities in the forming channels in the center and on the periphery is observed, which allows to improve the quality of the granulate: to obtain a more uniform intermediate product in density, porosity and grain size distribution during the cutting of the cords, which increases consumer properties and improves the presentation granulate.

Таким образом, для предлагаемого гранулирующего шнекового пресса в сравнении с прототипом (D3) уменьшается разброс показателей качества продукта по гранулометрическому составу, плотности, механической прочности и пористости, уменьшается давление формования за счет уменьшения сопротивления пресс-инструмента и, следовательно, потерь энергии потока на входе в формующие каналы преимущественно на периферии пресс-инструмента, а также уменьшаются потери массы и энергии за счет уменьшения количества вынужденных остановов пресса при потере устойчивости процесса формования и по этой причине увеличивается средняя производительность пресса.Thus, for the proposed granulating screw press, in comparison with the prototype (D3), the dispersion of product quality indicators in terms of particle size distribution, density, mechanical strength and porosity is reduced, the molding pressure is reduced due to a decrease in the resistance of the press tool and, consequently, inlet energy loss into the forming channels mainly on the periphery of the press tool, and the loss of mass and energy is also reduced by reducing the number of forced shutdowns of the press with a loss of stability of the molding process and for this reason the average productivity of the press increases.

Источники информацииInformation sources

1. Логинов В.Я. Одношнековое формование трехфазных дисперсных композиций. Моделирование и оптимизация. // ISBN: 978-3-659-16575-7. LAP LAMBERT Academic Publishing,

Figure 00000002
, Deutschland. 2012. 191 c.1. Loginov V.Ya. Single screw molding of three-phase dispersed compositions. Modeling and optimization. // ISBN: 978-3-659-16575-7. LAP LAMBERT Academic Publishing,
Figure 00000002
, Deutschland. 2012.191 c.

2. Логинов В.Я., Равичев Л.В., Беспалов A.B. Устойчивость формования наполненных дисперсных композиций в одношнековом прессе. // Вестник СГТУ. 2012. №1 (64). Выпуск 2. С. 398-402.2. Loginov V.Ya., Ravichev L.V., Bespalov A.B. Stability of molding filled dispersed compositions in a single screw press. // Bulletin of SSTU. 2012. No1 (64). Issue 2.P. 398-402.

Claims (1)

Гранулирующий шнековый пресс для переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций, включающий корпус, шнек и многоканальный пресс-инструмент, на внутренней поверхности которого, обращенной к потоку массы и повторяющей форму хвостовика шнека, изготовлены формующие каналы с сужающимися заходными частями любой формы фигуры вращения соосно с цилиндрическими частями, под разными углами к центральной оси пресс-инструмента в направлении вращения шнека в плоскостях, касательных аксиальным сечениям пресс-инструмента в центрах формующих каналов, при этом углы наклона каналов увеличиваются по мере их удаления от центрального канала с нулевым углом наклона, отличающийся тем, что внешняя поверхность пресс-инструмента с выходными отверстиями каналов изготовлена в виде выпуклого сегмента сферы, углы наклона осей цилиндрических частей каналов отличаются от углов наклона осей сужающихся заходных частей каналов и вместе они увеличиваются по мере удаления каналов от центрального канала с нулевыми углами наклона обеих осей. A granulating screw press for processing highly concentrated polydisperse compositions, comprising a housing, a screw and a multi-channel press tool, on the inner surface of which is facing the mass flow and repeating the shape of the screw shaft, forming channels are made with tapering inlet parts of any shape of rotation coaxially with cylindrical parts, at different angles to the central axis of the press tool in the direction of rotation of the screw in planes tangent to the axial sections of the press tool in the centers forming channels, while the angles of inclination of the channels increase as they move away from the central channel with a zero angle of inclination, characterized in that the outer surface of the press tool with outlet openings of the channels is made in the form of a convex segment of the sphere, the angles of inclination of the axes of the cylindrical parts of the channels differ from the angles the tilt of the axes of the tapering portions of the channels and together they increase as the channels move away from the central channel with zero tilt angles of both axes.
RU2014116044/05A 2014-04-22 2014-04-22 Pelletizing screw extruder RU2600763C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014116044/05A RU2600763C2 (en) 2014-04-22 2014-04-22 Pelletizing screw extruder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014116044/05A RU2600763C2 (en) 2014-04-22 2014-04-22 Pelletizing screw extruder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014116044A RU2014116044A (en) 2015-10-27
RU2600763C2 true RU2600763C2 (en) 2016-10-27

Family

ID=54362629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014116044/05A RU2600763C2 (en) 2014-04-22 2014-04-22 Pelletizing screw extruder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2600763C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2642476C1 (en) * 2016-11-10 2018-01-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВО "ВГУИТ") Press for producing edible vegetable oil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187067A (en) * 1977-09-13 1980-02-05 The Japan Steel Works, Ltd. Die for producing plastic resin pellets
SU1726256A1 (en) * 1989-08-01 1992-04-15 Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Granulating worm press for high-concentration polydispersed material
RU2122495C1 (en) * 1997-12-02 1998-11-27 Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева Pelletizing screw press
RU2012128540A (en) * 2012-07-09 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) GRANULATING AUGER PRESS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4187067A (en) * 1977-09-13 1980-02-05 The Japan Steel Works, Ltd. Die for producing plastic resin pellets
SU1726256A1 (en) * 1989-08-01 1992-04-15 Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева Granulating worm press for high-concentration polydispersed material
RU2122495C1 (en) * 1997-12-02 1998-11-27 Российский химико-технологический университет им.Д.И.Менделеева Pelletizing screw press
RU2012128540A (en) * 2012-07-09 2014-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) GRANULATING AUGER PRESS
RU2510745C2 (en) * 2012-07-09 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Pelletising screw extruder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A1. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014116044A (en) 2015-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2738798C (en) Dies for making extruded synthetic wood and methods relating thereto
US5110276A (en) Extrusion die assembly
US5120554A (en) Method for producing extruded center filled products
US11369927B2 (en) Gel reduction method
CN106457171B (en) The device and method for generating foam
RU2600763C2 (en) Pelletizing screw extruder
WO2020144407A1 (en) A single-screw extruder and a method for extrusion
CN101889726A (en) Multiple-discharge-channel extrusion bulking machine
CN208800567U (en) Interior eight muscle rotates fancy outer circle drum die
JPH02160686A (en) Production of explosive pellet and mutipin-type
RU2510745C2 (en) Pelletising screw extruder
RU178124U1 (en) Extruder for processing biological and heterogeneous polymeric materials
US20190184621A1 (en) Single-screw extruder with hollow rotor member
CN110150350B (en) Mould sleeve connecting mechanism of non-fried instant noodle extruder
CN210538522U (en) Extruder die head based on fried-free instant noodle machine
RU2198787C1 (en) Granulating screw extruder
RU2079405C1 (en) Granulating screw extruder
CN217288322U (en) Novel feed inlet granulator ring mould
JP5988457B2 (en) Ceramic extrusion molding machine
CN201709374U (en) Multi-discharging-channel extruding swelling machine
CN202315829U (en) Novel granulator cutter assembly
RU2491171C1 (en) Extruder
CN208730328U (en) A kind of star-like disk and double screw extruder
KR102203868B1 (en) Extruding molding machine
JP6644749B2 (en) Extrusion die with curved surface

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180423