Экструдер для переработки полимерных материалов

 

ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, гильзу, горизонтально расположенный червяк с продольной полостью и жестко связанный с червяком теплообменник , установленный коаксиально червяку и сообщенный рабочей полостью с продольной полостью червяка, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности экструдера за счет обеспечения регулирования интенсивности охлаждения червяка, теплообменник выполнен в виде сильфона, снабженного средством осевого поджима.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Диг.7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3736734/23-05 (22) 16.02.84 (46) 15.09.85. Бюл. № 34 (72) B. Г. Барсуков, М. Ф. Кравченко, Б. И. Купчинов и В. П. Самусенко (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (53) 678.057.375 (088.8) (56) Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 32.

Авторское свидетельство СССР № 1041312, кл. В 29 F 3/08, 1981.

„„SU„„1178617 A (54) (57) ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТ=

КИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, гильзу, горизонтально расположенный червяк с продольной полостью и жестко связанный с червяком теплообменник, установленный коаксиально червяку и сообщенный рабочей полостью с продольной полостью червяка, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности экструдера за счет обеспечения регулирования интенсивности охлаждения червяка, теплообменник выполнен в виде сильфона, снабженного средством осевого поджима.

1178617

Изобретение относится к оборудованию для переработки материалов на основе полимеров и наполнителей, в том числе древопластиков, методом червячной экструзии и может быть использовано в химической и деревообрабатывающей промышленностях.

Цель изобретения — повышение производительности экструдера за счет обеспечения регулирования интенсивности охлаждения червяка.

На фиг. 1 изображен экструдер, общий iO вид; на фиг. 2 — продольный разрез червяка с системой его охлаждения; на фиг. 3— профильный разрез пробки (разрез А-А на фиг. 2) .

Экструдер для переработки полимерных материалов состоит из гильзы 1 (фиг. 1), !

5 корпуса 2, внутри которого установлен привод (не показан), червяка 3, расположенного горизонтально и выполненного с продольной полостью 4, теплообменника 5 и ванны 6, крепящейся к корпусу 2 болтами 7. 20

В продольной полости 4 червяка 3 (фиг. 2) установлена цилиндрическая пружина 8, направление навивки которой противоположно нарезке червяка 3. Пружина 8 фиксируется в продольной полости 4 пробкой 9, в которой выполнено отверстие 10 для отвода паров хладагента. К входному концу червяка 3 жестко, например на резьбе 11, коаксиально крепится теплообменник 5, выполненный в виде сильфона, снабженного средством осевого поджима в виде винта 12 и опорного подшипника 13. В ванне 6 находится хладагент. Пробка 9 имеет пропускные отверстия 14 (фиг. 3), расположенные между отверстием 10 и червяком 3 и предназначенные для сообщения рабочей полости теплообменника 5 с продольной полостью 4.

Экструдер для переработки полимерных м атериалов работает следующим образом.

При переработке полимерных материалов червяк 3 дополнительно разогревается за счет трения полимерного материала о червяк 3. В результате повышения температу- 4О ры червяка нарушается, особенно для высоконаполненных материалов, соотношение сил трения перерабатываемого материала о гильзу 1 и червяк 3, что неблагоприятно сказывается на производительности экструдера, 4 энергопотреблении червяка 3 и качестве получаемых изделий из-за опасности термодеструкции расплава. Поэтому червяк 3 необходимо охлаждать. Для этого винтом 12, ввернутым в ванну 6, через опорный подшипник 13 поджимается теплообменник 5, gp выполненный в виде сильфона. При поджиме внутренний объем сильфона уменьшается, а уровень хладагента 15 поднимается до пропускных отверстий 14 пробки 9. Переливаясь через пропускные отверстия 14, хладагент

15 попадает в межвитковое пространство цилиндрической пружины 8 и транспортируется, переливаясь вдоль витков пружины 8 (в межвитковом пространстве) к выходному концу червяка 3 при условии его вращения ,благодаря тому, что направление винтовой линии пружины 8 противоположно нарезке червяка 3. По мере захода хладагента 15 в продольную полость 4 червяка 3 уровень его опускается ниже пропускных отверстий

14, при этом дальнейший доступ его в продольную полость 4 прекращается. Образуется равновесная система. Последовательно охлаждая червяк 3 сначала в зоне подшипникового узла, затем в зонах загрузки, сжатия, пластификации, хладагент 15 нагревается и на выходе червяка 3 превращается в пар, который через отверстие 10 и пропускные отверстия 14 возвращается в теплообменник 5, где конденсируется на холодных стенках сильфона, так как последний омывается хладагентом 16, размещенным в ванне 6. Большая наружная поверхность сильфона способствует хорошему теплообмену.

Автоматически уровень хладагента 15 в сильфоне теплообменнике 5 поднимается до пропускных отверстий 14, при этом излишки хладагента 15 попадают в продольную полость 4 червяка 3. Образуется саморегулирующая система, в которой количество хладагента 15 в продольной полости 4 всегда постоянно и зависит только от осевого поджима сильфона. Постоянное количество хладагента 15 в продольной полости 4 червяка 3, участвующего в теплообмене, дает возможность оптимизировать тепловой режим червяка 3 и сделать его постоянным, независимым от перерабатываемого полимерного материала и производительности экстру дера.

В зависимости от хладагента 15 и скорости его прохождения в продольной полости 4, которая зависит от шага винтовой линии цилиндрической пружины 8, выбирается оптимальный режим охлаждения червяка 3, благоприятный для полимерного материала. В качестве теплоносителя могут быть использованы вода, спирты, масла и другие копящие жидкостй.

В зависимости от шага цилиндрической пружины 8 изменяется скорость передвижения хладагента 15 по продольной полости 4 червяка 3. Чем меньше шаг пружины 8 тем

7 меньше скорость передвижения хладагента 15, тем больше он будет находиться в определенной зоне. Поэтому необходимо, чтобы шаг пружины 8 в зонах подшипникового узла и сжатия червяка 3 был больше, чем в зонах уплотнения и пластификации.

Таким образом, с помощью подбора марки хладагента 15, количества его в продольной полости 4, скорости прохождения его по продольной полости 4, эффективности замкнутого контура охлаждения, можно в широком диапазоне регулировать тепловой режим червяка 3, а следовательно, и процесс переработки полимерных материалов.

Изобретение обеспечпзает повышение производительности экструдера за счет лучi 178617

Сост а в ит ель Л. Кол ь по на

Редактор К. Волощук Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 5597/! 5 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шего соотношения коэффициентов трения перерабатываемого полимерного материала, находящегося в разных фазовых состояниях по длине червяка; улучшение качества изделий за счет исключения термодеструкпии расплава полимера; повышение надежности системы охлаждения за счет замкнутой системы охлаждения, исключающей герметизацию изнашиваемых подвижных сопряжений и их техническое обслуживание, коррозию и накипеобразование; снижение энергопотребления за счет улучшения теплового режима червяка; повышение технологических возможностей за счет смены теплоносителя, количества его в продольной полости червяка и скорости его передвижения по полости червяка.