Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией, в частности к конструкциям дисковых экструдеров. Цель изобретения - повышение производительности и снижение энергоемкости за счет стабилизации работы экструдепа. Дисковый экструдер содержит снабженные выходным отверстием наружный и внутренний неподвижные диски. Между ними расположен полый вращающийся диск. Последний образует с неподвижными дисками внешний и внутренний рабочие зазоры. Каждый из них имеет последовательно расположенные конический и торцовый участки. Рабочие зазоры в осевом сечении выполнены на конических участках сужающимися под углом 1-3°, на торцовых - расширяющимися под углом 1-3° в направлении выходного отверстия. Перерабатываемый материал в рабочих зазорах пластицируется под действием деформаций сдвига. На конических сужающихсяучастках происходит стабилизация напряжений сдвига. На торцовых расширяющихся участках снижается сопротивление течению расплава и сглаживается его пульсация на выходе из экструдера . Благодаря этому повышается производительность и снижается энергоемкость . 2 ил. (Л С

союз советских социялистических

РЕСПУБЛИК (sl)s В 29 С 47/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

°К)

° Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4656651 /05 (22) 27,02.89 (46)15.02.91, Бюл. ¹ 6 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) Ю.Г.Ос1апчук, Л.А.Пилипенко, О.Е.Зелинский и Ю.С.Тыняков (53) 678,057.33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 522964, кл. В 29 С 47/52, 1974, Авторское свидетельство СССР

¹ 651973, кл, В 29 С 47/52, 1977, (54) ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией, в частности к конструкциям дисковых экструдеров. Цель изобретения—

IloBbtLUàHèå производительности и снижение энергоемкости за счет стабилизации работы экструдепа. Дисковый экструдер

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией и предназначено для использования в комбинированных дисковых экструдерах и в составе линий при производстве гранул, пленки, труб и других пластмассовых изделий. Целью изобретения является повышение производительности и снижение энергоемкости за счет стабилизации работы экструд ра.

На фиг, 1 показан дисковый экструдер, общий вид; на фиг. 2 — рабочие зазоры дискового экструдера.,, 5U „„ 162741 0 А1 содержит снабженные выходным отверстием наружный и внутренний неподвижные диски. Между ними расположен полый вращающийся диск, Последний образует с неподвижными дисками внешний и внутренний рабочие зазоры, Каждый из них имеет последовательно расположенные конический и торцовый участки, Рабочие зазоры в осевом сечении выполнены на конических участках сужающимися под углом 1 — 30, на торцовых — расширяющимися под углом 1 — 3 в направлении выходного отверстия, Перерабатываемый материал в рабочих зазорах пластицируется под действием деформаций сдвига. На конических сужающихся участках происходит стабилизация напряжений сдвига. На торцовых расширяющихся участках снижается сопротивление течению расплава и сглаживается его пульсация на выходе из экструдера. Благодаря этому повышается производительность и снижается энергоемкость. 2 ил.

Дисковый экструдер для перерабортки полимерных материалов содержит неподвижные наружный 1 и внутренний 2 диски, между которыми расположен сменный полый вращающийся диск 3.

Неподвижный диск 1 имеет загрузочную горловину 4 и выходное отверстие 5, На наружной цилиндрической поверхности вращающегося диска 3 выполнена винтовая нарезка 6, которая совместно с внутренней цилиндрической поверхностью диска 1 образует загрузочно — транспортирующую зону.

На внутренней цилиндрической поверхности диска 3 выполнена винтовая нарезка

1627410

7, которая совместно с наружной цилиндрической поверхностью диска 2 образует отбойную зону, препятствующую проникновению материала во внутреннюю полость экструдера.

Торцовые поверхности полого вращающегося диска 3 образуют с наружной торцовой поверхностью диска 2 и с внутренней торцовой поверхностью диска 1 внешний и внутренний рабочие зазоры, сообщенные с выходным отверстием 5 и имеющие соответственно конические участки 8 и 9 и торцовые участки 10 и 11. Рабочие зазоры в осевом сечении выполнены сужающимися на конических участках 8 и 9 под углами j31 и

Д, в пределах 1 — 3 и расширяющимися на торцовых участках 10 и 11 под углами Pi u

Pz в пределах 1 — 3 в направлении выходного отверстия 5, Величина у ла на коническом участке каждого сужающегося рабочего зазора выбрана с учетом того, что при угле менее 1 в расплаве материала при перемещении в рабочем зазоре с уменьшением радиуса от оси вращения диска происходит изменение напряжений сдвига в материале и, как следствие, нестабильность его работы; при угле более 3 за счет изменения напряжений сдвига при перемещении материала в рабочем зазоре происходит пульсация расплава и дестабилизируется его работа.

Величина угла на торцовом участке каждого расширяющегося рабочего зазора выбрана с учетом того, что при угле менее 1 возрастают затраты мощности на преодоление сопротивления рабочего зазора на участке, прилегающем к выходному отверстию; при угле более 3 за счет изменения напряжений сдвига в рабочем зазоре ухудшается качество смещения, материал на выходе из экструдера пульсирует, т,е. дестабилизируется его работа.

На входе рабочие зазоры сообщены между собой выполненными во вращающемся диске 3 радиальными отверстиями

12. Величину рабочих зазоров можно регулировать перемещением дисков 2 и 3 вдоль оси экструдера.

Для запуска экструдер снабжен стартовыми нагревателями 13.

Дисковый экструдер по разъему 14 тангенциально присоединяется к машине, выполняющей функцию насоса, например, к червячному прессу (не показан).

Экструдер работает следующим образом., Перерабатываемый материал через загрузочную горловину 4 поступает в прорези винтовой нарезки 6, выполненной на на5

55 ружной цилиндрической поверхносги вращающегося диска 3 и образующей с внутренней цилиндрической поверхностью диска 1 загрузочно-транспортирующую зону, где разогревается и в виде полурасплава поступает во внешний рабочий зазор, образованный внутренней торцовой поверхностью диска 1 и наружной торцовой поверхностью с ченного вращающегося диска 3. Через радиальные отверстия 12 полурасплав поступает также во внутренний рабочий зазор, образованный внутренней торцовой поверхностью диска 3 и наружной торцовой поверхностью диска 2.

В рабочих зазорах материал пластицируется и под действием сил, возникающих при деформации расплава, а тгкже эг счет давления, создаваемого загрузочно-транспортирующей зоной, продвигается к выходному огверстию 5 зкструдер;.

Величина рабочих зазоров регулируется передвижением дисков 2 и 3 в осевом направлении. На онических участках 8 и 9 рабочих за.-.оров, выполненных сужающимися под углами Q1 и а, равными 1 — Зо, в направлении выходного отверстия 5 происходит;тгбилизация напряжений сдвига по длине конического участка рабочего зазора. На торцовых участках 10 и 11 рабочих зазоров, выполненных расширяющимися под углами /31 и g, равными ",-3 на участках, прилегающих к выходному отверстию

5, снижается сопротивление течению расплава и за счет его накопления сглаживается пульсация расплава HJ выходе из экструдера.

Выполнение конических участков 8 и 9 зазоров сужающимися под углом 1 — 3 в направлении выходного отверстия 5 позволяет стабилизировать напряжение сдвига в расплаве полимерного материала по длине рабочего зазора и тем самым стабилизировать процесс работы дискового экструдера на этом участке.

Выполнение торцовых участков 10 и 11 рабочих зазоров расширяющимися под уг. лом 1 — 3 в направлении выходного отвер стия позволяет снизить сопротивление рабочего э бозора на участке, прилегающем к выходному отверстию 5, и затраты мощности на преодоление этого сопротивления; эа счет накопления в расширяющемся за; оре

pacnnasa материала "сгладить пульсации расплава на выходе иэ экструдерэ. Все это позволяет обеспечить повышение производигельности на 20-35 за счет стабилизации процесса экструзии при повышенных скоростях вращения диска, снизить удель1627410

7 Ю 2

Фиг. 1 ный расход электроэнергии на 10-20 $, получать изделия с высокой размерной точностью.

Формула изобретения

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий снабженные выходным отверстием наружный и внутренний неподвижные диски, между которыми установлен полый враща- 10 ющийся диск с наружной винтовой нарезкой в загрузочно-транспортирующей зоне, образующей с неподвижными дисками сообщающиеся с загрузочно-транспортирующей зоной и выходным отверстием 15 внешний и внутренний рабочие зазоры, каждый из которых имеет последовательно расположенные конической и торцовый участки, причем конический участок внешнего рабочего зазора выполнен сужающимся в направлении выходного отверстия, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения энергоемкости за счет стабилизации работы экструдера, рабочие зазоры в осевом сечении выполнены на конических участках сужаюо щимися под углом в пределах 1-3, а на торцовых участках — расширяющимися под

yrnoM в пределах 1 — 3 в направлении выходного отверстия.

1627410

Фиг. 2

Составитель Э,Гольтякова

Техред М.Моргентал Корректор А.Осэуленко

Редактор Е,Копча

Производственно издлтельскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 309 Тираж 383 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5