Червячный экструдер для переработки термопластов

 

Использование: производство экструзионных изделий, в частности, из отходов термопластов в/червячных экструдерах повышенной производительности и упрощенной конструкции. Сущность: червяки выполнены с одинаковыми диаметрами. Входная часть дозирующего и выходная часть расплавляющего , червяков выполнены с плоскими торцами. Длина расплавляющего червяка выбрана 1/2-2/3,5 суммарной длины обоих червяков. Зазор между торцами червяков выбран 1/28-1/32 диаметра червяков. Глубина винтового канала входной части дозирующего червяка выбрана 1,1-1,5 Глубины канала выходной части расплавляющего червяка. 2 ил., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК рц В 29 С 47/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4775269/05 (22) 14. 11. 89 (46) 07.07. 92. Бюл . N 25 (71) Харьковское специальное конструкторско-технологическое бюро

"Ма шпр иб ор ила с тик (72) В. H.Îâñèåíêî, Б.А.Грищенко, И.П. Неелов, А.И.Якубов и В. F.. Землицкий (53) 678.057. 32 (088.8) (56) Заявка Великобритании

Р 2171951, кл. В 29 С 47/50, опублик. 1986.

Заявка ФРГ Ф 3336 179, кл. В 29 D 27/02, опублик. 1985. (54) ЧГРВЯЧНЬЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ TFPNOIIJIACTOB

Изобретение относится к оборудованию для переработки пластмасс и может быть использовано для производства зкструэионных иэделий иэ пластмасс,.в частности иэ их отходов.

Известен червячный экструдер для пластмасс, содержащий материальный цилиндр с отверстиями для загрузки сырья и выдачи экструдата, два соосно установленных червяка с независимо регулируемыми приводами, причем один из червяков, на котором расположена зона питания, имеет большой диаметр и крупный шаг, а другой червяк, на котором расположены зоны г<лавления и дозирования, — Mеиьший диаметр и более мелкий шаг.

„„SU„„1745553 A 1 (57) Использование: производство экструзионных изделий, в частности, из отходов термопластов в, червячных экструдерах повышенной производитель- ности и упрощенной конструкции. Сущность: червяки выполнены с одинаковыми диаметрами. Входная часть дозирующего и выходная часть расплавляющего,червяков выполнены с плоскими торцами. Длина расплавляющего червяка выбрана 1/2-2/3,5 суммарной длины обоих червяков. Зазор между торцами червяков выбран 1/28-1/32 диаметра червяков. Глубина винтового канала входной части доэирующего червяка выбрана 1, 1-1,5 глубины ка- ф нала выходной части расплавляющего червяка. 2 ил., 2 табл.

Недостатками этого зкструдера являются сложность конструкции и низкая производительность, обусловленная невозможностью использования высоких скоростей вращения червяков.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эААекту является червячный экструдер, содержащий материальный цилиндр с загрузочным бункером и выгрузочным отверстием, с соосно установленными внутри него расплавляющим и доэирующим червяками с индивидуальными приводами, причем расплавляющий червяк смонтирован со с гороны загрузочного бункера, а до745553 4

1 зирующий — со стороны выгрузочного отверстия, при этом червяки установлены с образованием зазора между входной частью дозирующего червяка и выходной частью расплавляющего червяка, Недостатками указанного экструдера являются сложность конструкции, узкие технологические возможности и ограниченность производительности.

Цель изобретения — повышение производительности, упрощение конструкции и расширение технологических возможностей.

Поставленная цель достигается тем, чго червяки выполнены с одинаковыми диаметрами, входная часть дозирующего червяка и выходная часть расплавляющего червяка выполнены с плоскими торцами, причем длина расплавляющего червяка выбрана 1/22/3,5 суммарной длины обоих червяков, а забор — 1/28-1/32 диаметра червяков причем глубина винтового канала заходной части дозирующего червяка выбрана 1, 1-1, 5 глубины канала выходной части расплавляющего червяка.

На фиг. 1 изображен червячный экструдер для переработки термопластов; на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1.

Червячный экструдер для переработки термопластов содержит материаль ный цилиндр 1 с загрузочным бунке-! ром 2 и выгрузочным отверстием 3. Внутри материального цилиндра 1 соосно установлены расплавляющий 4 и дозируюдий 5 червяки, выполненные с одинаковьии диаметрами. Причем расплавляющий червяк 4 смонтирован со стороны загрузочного бункера и при, водится электродвигателем 6 через ременную передачу 7 и редуктор 8, а дозирующий червяк 5 смонтирован со стороны выгрузочного отверстия 3 и приводится электродвигателем 9 через ременную передачу 10 и редуктор 11, Входная часть 12 дозирующего червяка 5 и выходная часть 13 расплавляющего червяка 4 выполнены с плоскими торцами с зазором между ними, причем длина расплавляющего червяка 4 выбрана 1/2-2/3,5 суммарной длины обоих червяков, а зазор между торцами червяков — 1/28-1 /32 диаметра червяков. К тому же глубина винтового канала входной части

12 дозирующего червяка 5 выбрана

1О

1, 1-1, 5 глубины канала выходной части 13 расплавляющего червяка 4.

Червячный экструдер работает следующим образом.

Исходное сырье в виде гранул, крошки, агломерата и т.д. подают в загрузочный бункер 2, откуда оно самотеком поступает в материальный цилиндр 1, где его захватывает расплавляющий червяк 4 и перемещает вдоль материального цилиндра 1.

B зоне действия расплавляющего червяка 4 исходное сырье расплавляется и передается на дозирующий червяк 5, при этом большая часть материала проходит между червяками 4 и 5. В зоне действия дозирующего червяка 5 материал сжимается, перемешивается и выдается через выгрузочное отверстие 3. Имеющиеся на конце дозирующего червяка 5 обратные витки обеспечивают полную выдачу материала через выгрузочное отверстие 3.

Выполнение обоих червяков с одинаковыми диаметрами, позволяет отказаться от конического участка, что упрощает конструкцию, и ликвицирует какие-либо ограничения в скоростях вращения того или иного червяка и их соотношениях и позволяет повысить производительность экструдера в целом . Тем самым обеспечивается и расширение технологических возможностей экструдера, поскольку снятие ограничений позволяет простым варьированием соотношения скоростей перенастраивать экструдер на переработку того или иного полимера.

Так, например, при переработке полиэтилена скорости вращения червяков 4 и 5 поддерживают одинаковыми; при переработке полиамида, ПЗТФ и других низковязких полимеров скорость червяка 5 уменьшают (отпадает необходимость установки червяка с менее глубок им каналом); при п ерера ботке отходов термопластов, требующих дегазации, скорость червяка 5 устанавливают выше, чем скорость вращения червяка 4, в сочетании с небольшим (в t 1-1, 5 раза) увеличением глубины винтового канала на входной части червяка 5 по сравнению с глубиной канала на выходе червяка 4, что резко усиливает эффект создания перепада давлений и дегазации. Увеличение глубины канала меньше чем н 1, 1 раза не дает ожидаемого эффекта, а более

5 17455 чем в 1,5 раза — не повышает эффек- та создания перепада давлений. Перечисленные возможности реализуются при предложенном интервале соотноше- 5 ний длин червяков; если длина червяка 5, приводимого со стороны загрузки сырья, больше, чем 2/3,5 суммарной длины L червяков 5 и 4, то эона дозирования окажется слишком корот- 10 кой, и при переработке низковязких материалов потребуется слишком большое уменьшение скорости вращения червяка 5, что приведет к падению производительности экструдера. Если длина червяка 4, приводимого со стороны загрузки, меньше, чем 1/2 суммарной длины L червяков, то создадутся трудности при переработке термочувствительных полимеров, например, 10

ПВХ, поскольку при слишком длинном червяке, приводимом со стороны выгрузки экструдата (более 1/2 суммарной длины червяков) скорость его вращения приходится увеличивать до та- 25 ких уровней, при которых начинается деструкция материала вследствие тепловыпеления, обусловленного вязким течением полимера. Поэтому предложенный интервал соотношений длин чер- З0 вяков является оптимальным.

Выполнение червяков с плоскими торцами, обращенными один к другому и расположенными с зазором 1/28-1/32 диаметра червяка, также способствует расширению технологических возмож3$ ностей материала. В таком зазоре при попадании туда материала развиваются значительные сдвиговые усилия, аналогичные имеющим место в дисковом экструдере, способствующие интенсификации перемешивания материала и позволяющие получать высококачественные наполненные композиции. При зазоре меньшем 1/28 диаметра червяка, 45 материал туда практически не попадает, а при зазоре большем 1/32 диаметра червяка сдвиговое воздействие оказывается незначительным.

В табл. 1 приведены те хнич ески е характеристики известного и предлагаемого экструдеров, а также насыпная плотность гранулята иэ отхо" дов полиэтилена.

53 6

В табл, 2 сопоставляются технологич ески е возможности из в естных и пр едла ra емо r о э к стр уд ер он п о в в едению минеральных наполнителей (меп) ц полиэтилен низкого давления при подаче наполнителя в бункер экструдера.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый экструдер отличается от известных более простой конструкцией, поскольку в нем унифицированы размеры основных рабочих органов, меньше деталей, конический участок цилиндра отсутствует, повышенной (на 30-357) производительностью и расширенными технологическими возможностями: переработ, койй полимеров с выс оков яз кими и низкоч

) вязкими расплавами без замены червяков .1и получением наполненных:композиций, с качеством, мало уступающим полу1чаемому на двухчервячном экструдере..

Формула из о бр ет ения

Червячный экструдер для переработки термопластов, содержащий материальный цилиндр с загрузочным бункером и выгрузочньм отверстием, с соосно установленными внутри него расплавляющим и дозирующим червя;ками с индивидуальными приводами, причем расплавляющий червяк смонтирован со стороны загрузочного бункера, а дозирующий — со стороны вы,грузочного отверстия, при этом червяки установлены с образованием зазора между входной частью доэирующего червяка и выходной частью расплавляющего<червяка, о т л ич а ю шийся тем, что; с целью повышения производительности, упрощения конструкции и расширения технологических возможностей, червяки выполнены с одинаковыми диаметрами, входная часть дозирующего червяка выходная часть расплавляющего ервяка выполнены с плоскими торца- и, причем длина расплавляющего ервяка выбрана 1/2-2/3,5 суммарной длины обоих червяков, а зазор—

1/28-1/32 диаметра червяков, причем глубина винтового канала входной части дозирующего червяка выбрана

1,1-1,5 глубины канала выходной части расплавляющего червяка.

1745553

Характеристика

90

160

90 выгрузки цилиндрических конических

30

Иаксимальная производительность, кг/ч, при переработке:

200

270

350

210

290

0,33

0,45

Показатели для экструдера

Характ еристика

ЧП 9.0х30 редлааемого

30

23,6

28,9

28,0

16,4

3,5

3,3

Диаметры червяков, мм, приводимых со стороны: загрузки

Количество секций, составляющих цилиндр:

Отношение суммарной длины к диаметру полиэтилена ВД полизтилентерефталата полистирола ударопрочного

Насыпная плотность гранулята при переработке отходов ПЭВД с влажностью

1, 57, г/см

Количество вводимого наполнителя, 7.

Содержание мела в конечном продукте, 7

Коэффициент вариации содержания наполнителя за 25 проб в пределах партии 100 кг, 7.

Таблица 1

Показатели для экструдера известного предлагаемого

Таблица 2 двухч ервячного

Е75А фирмы

Бершторфф

ФРГ

1745553

3 by оу Фф дЮУМ491Р

Составитель Л.Ливенцова

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Редактор А. Козориз

Заказ 2355 .. ир

Т аж Подписное

ытиям п и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r, р д, у .

tt II .иго о л. Гагарина, 101