Роторный экструдер

 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов. Цель изобретения - повышение производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости. Роторный экструдер содержит корпус с впускными и выпускным каналами. Внутри корпуса расположен вращающийся цилиндрический ротор. Он образует с рабочей поверхностью корпуса полость с плавно изменяющимся зазором в направлении выпускного канала. Рабочая поверхность корпуса образована по меньшей мере двумя криволинейными сопряженными поверхностями. Эти поверхности описываются разными уравнениями. Одна из поверхностей располагается в зоне загрузки. Материал при работе захватывается ротором и транспортируется через зоны сжатия, пластикации и дозирования к выпускному каналу. За счет подбора рациональной геометрии рабочей полости зкструдера и удлинения пути переработки обеспечивается повышение качества расплава и производительности экструдера. 2 ил. (/

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 29 С 47/52

Фр .

lkygrg

И®1Я

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4723560/05 (22) 26.07.89 (46) 23.12.91. Бюл. ¹ 47 (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластических масс, резины и искусственной кожи (72) Г.и. Лопатин и Б.Л. Оситинский (53) 678,057.33 (088,8) (56) Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. — Л.: Госхимиздат, 1962, с. 30.

Патент WO ¹ 87/04389, кл. В 29 С 47/36, 1987, (54) РОТОРНЫЙ ЭКСТРУДЕР (57) Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов.

Цель изобретения — повышение производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости.

На фиг. 1 изображен роторный экструдер, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез.

„„Я „„1699794 А1 геометрии рабочей полости. Роторный экструдер содержит корпус с впускными и выпускным каналами. Внутри корпуса расположен вращающийся цилиндрический ротор. Он образует с рабочей поверхностью корпуса полость с плавно изменяющимся зазором в направлении выпускного канала.

Рабочая поверхность корпуса образована по меньшей мере двумя криволинейными сопряженными поверхностями, Эти поверхности описываются разными уравнениями, Одна из поверхностей располагается в зоне загрузки. Материал при работе захватывается ротором и транспортируется через зоны сжатия, пластикации и дозирования к выпускному каналу. За счет подбора рациональной геометрии рабочей полости зкструдера и удлинения пути переработки обеспечивается повышение качества расплава и производительности экструдера, 2 ил.

Роторный экструдер содержит корпус 1 с двумя впускными каналами 2 B зоне загрузки и выпускным каналом 3, к которому подсоединяется коллектор (на фиг. не показан). В корпусе 1 расположен цилиндрический ротор 4 с возможностью вращения в подшипниках 5, установленных в крышках

6. Ротор 4 образует с рабочей поверхностью

А (см. фиг. 2) корпуса " плавно уменьшающийся в направлении выпускного канала 3 рабочий зазор а. Рабочая поверхность А корпуса 1 в направлении выпускного канала

3 образована по меньшей мере в виде двух сопряженных криволинейных поверхностей,, описываемых разными уравнениями.

Одна из поверхностей расположена в зоне загрузки (на фиг. 2 рабочая поверхность образована круговым цилиндром.в зоне загрузки, который переходит затем в логарифмический цилиндр). По краям корпуса 1 и ротора 4 расположены со спиральными канавками 7 кольца 8 и 9. За выпускным каналОм 3 в направлении вращения ротора 4 в корпусе 1 расположена р8гулируемая относительно poTQp8 4 план" ка 10. В зоне загрузки для соединения впускных каналов 2 и увеличения рабочего зазора а площади поперечного сечения ра. бочей -полости выполнен карман 11, В корпусе 1 по окружности с определенным шагом размещены электронагреватели 12 патронного типа.

Экструдер работает следующим образом.

Перед началом работы экструдера включаются электронагреватели 12 для нагрева корпуса 1 до заданной температуры.

Перерабатываемый материал, например полимер, в виде гранул или порошка дозируется во впускные каналы 2 зоны загрузки (роторный экструдер требует равномерной запитки) корпуса 1 и через карман 11 подает на горячий гладкий ротор 4, покрытый тонким слоем расплавленного полимера, Материал захватывается ротором 4, вращающимся в подшипниках 5 и транспортируется через зоны сжатия, пластикации и дозирования к выпускному каналу 3.

Благодаря уменьшению рабочего зазора а при fl8p8x0p8 от одной зоны к другой материал подвергается деформациям сжатия и сдвига, что обусловливает повышение его давления и трения, приводящие к нагреву за счет превращения механической энергии в тепловую, смешению его и расплавлению, Оптимальный подбор сопряженных криволинейных поверхностей по зонам в рабочей полости корпуса 1 позволяет устранить перегрев полимера и повысить качество его смешения. Регулируемая относительно ротора 4 планка 10,.расположенная внутри корпуса 1 экструдера, помогает сохранять ровный слой расплава полимера на роторе 4 и способствует выходу расплава через выпускной канал 3.

Так как роторный экструдер имеет открытый выпускной канал 3, то в нем не возникает офратного давления и, следовательно, достигается высокая эффективность переработки. Расположенные по краям корпуса 1 и ротора 4 со спиральными канавками 7 кольца 8 и 9, помещенные одно внутри другого, работают как насос и служа в качестве затвора для предотвращения утечки расплава полимера из рабочей полости корпуса 1. Перед пуском экструдера должны быть вкл ючен ы электро нагреватели 12 для нагрева корпуса 1 до заданного температурного режима. В процессе работы роторного экструдера создается давление до 3,5 МПа, которое при помощи шестеренчатого насоса (на фиг, не показан) повышается до уровня, неОбхоДимОго Для экструзии. ЭкструЯер работает, как правило, в адиабатическом режиме.

1аким образом, изобретение позволит изменять геометрию рабочеЙ полости и более гибко управлять процессом переработки полимеров с различными физико-механическими свОЙствами. Как пример можно привести оформление внутренней поверхности корпуса 1 экструдера из двух сопряженных криволинеЙных поверхностей, которые в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора 4, представляют собой поверхность в зоне загрузки, описываемую радиусом, .равным сумме радиусу ротора 4 и зазора между поверхностью ротора 4 и внутренней поверхнсстью корпуса 1 в зоне выпускного канала

3, с переходом в направлении вращения ротора 4 в алгебраическую спираль, или в псе доспираль, или в отрезки спиралей, или в другие виды отрезков кривых. Выбор кривых или отрезков кривых зависит от свойств перерабатываемых материалов и от необходимой степени сжатия материала в определенной зоне экструдера. Так, например, для г1ереработки полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) в зоне сжатия необходимо использовать участок спирали, обеспечи- вающий степень сжатия материала 3,03,5, а дл я пол и в и нилхла рида (ПВХ)—

2„0-2,5. При этом длина участка сжатия для

ПВХ должна быть в 2,5 — 6,0 раз больше, чем для ПЭНП.

Изобретение позволяет при одном и том же типоразмере экструдера увеличить путь переработки материала на 20;ь, а изменение геометрии внутренней поверхности корпуса позволяет управлять процессом переработки полимеров с различными физико-механическими свойствами, что способствует повышению качества расплава и производительности экструдера. При сохранении длины пути переработки экструдер можно изготавливать с меньшим диаметром корпуса и ротора, что снижает металлоемкость.

Формула изобретения

Роторный экструдер, содержащий корпус с впускным каналом в зоне загрузки и выпускным каналом, цилиндрический ро1699794

10 тор, расположенный в корпусе с возможностью вращения и образования с рабочей поверхностью корпуса, плавно уменьшающегося в направлении выпускного канала рабочего зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности зкструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости, рабочая поверхность корпуса в направлении выпускного канала образована по меньшей мере в виде двух

5 сопряженных криволинейных поверхностей, описываемых разными уравнениями, одна из которых расположена в зоне загрузки, 1699794

Составитель О. Угрецова

Редактор Т. Иванова Техред M.Ìoðãåíòàï Корректор С. Шевкун

Заказ 4431 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101