Червячный экструдер для переработки полимерных материалов

 

Использование: изобретение относится к области переработки вязкотекучих полимерных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и резинотехнической промышленности. Сущность изобретения: в червячном экструдере для переработки полимерных материалов механизм подачи инертного газа выполнен в виде пустотелой штанги с уплотняющим поршнем. Пустотелая штанга установлена во внутренней полости червяка с возможностью перемещения вдоль зоны сжатия. Уплотняющий поршень разделяет внутреннюю полость червяка на подающую и отводящую зоны. 1 ил.

Изобретение относится к области переработки вязкотекучих полимерных материалов и может быть использовано в пищевой, химической и резинотехнической промышленности.

Известен червячный экструдер, у которого на впадинах нарезки червяка нанесено специальное покрытие для изменения коэффициента трения между перерабатываемым материалом и червяком, а гребни червяка оставлены без покрытия (патент США N 4309115, кл. B 29 B 1/06, 1982).

Однако, в известном экструдере покрытие наносится только в зоне загрузки, где материал находится в твердом состоянии. Поэтому достигается эффект улучшения транспортировки частиц материала по каналу, а усиления эффекта перемешивания не обеспечивается.

Наиболее близким по технической сущности является червячный экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с зонами загрузки, сжатия и дозирования, в котором выполнены отверстия для загрузки и разгрузки материала, установленный в корпусе червяк, выполненный с внутренней полостью по его продольной оси, сообщенной с винтовым каналом червяка посредством радиальных отверстий, заполненных со стороны винтового канала пористым материалом, и механизм подачи инертного газа (з. Франции N 2224284, кл. B 29 F 3/03, 1974).

Однако в известном экструдере механизм подачи не обеспечивает подачу инертного газа именно в ту часть зоны сжатия, где материал уже перешел в вязкотекучее состояние, непроницаемое для инертного газа, в результате чего и создается смазочный устойчивый слой инертного газа в зоне дозирования.

Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента трения между перерабатываемым материалом и поверхностью винтовой нарезки червяка и уменьшение энергоемкости процесса.

Для достижения технического результата в червячном экструдере для переработки полимерных материалов, содержащем корпус с зонами загрузки и выгрузки, сжатия и дозирования, в котором выполнены отверстия для загрузки и выгрузки материала, установленный в корпусе червяк, выполненный с внутренней полостью по его продольной оси, сообщенный с винтовым каналом червяка посредством радиальных отверстий, заполненных со стороны винтового канала, пористым материалом, и механизм подачи инертного газа, согласно изобретению механизм подачи инертного газа выполнен в виде установленной во внутренней полости червяка с возможностью перемещения вдоль зоны сжатия пустотелой штанги с уплотняющим поршнем, разделяющим внутреннюю полость червяка на подающую и отводящую зоны.

Применение червячного экструдера с механизмом подачи инертного газа, описываемой конструкции позволит снизить коэффициент трения перерабатываемого материала о поверхность винтовой нарезки червяка, затраты инертного газа и уменьшить энергоемкость процесса переработки полимерных материалов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид червячного экструдера.

Червячный экструдер для переработки полимерных материалов содержит корпус 1 с зоной загрузки, начинающейся от отверстия загрузки 2, зоной сжатия, которая следует за зоной загрузки и переходит в зону дозирования, заканчивающуюся у отверстия 3 выгрузки материала.

Червяк 4 экструдера выполнен с расположенной по его продольной оси внутренней полостью 5. Внутренняя полость 5 сообщается с винтовым каналом 6 радиальными отверстиями 7, которые со стороны винтового канала заполнены пористым материалом 8.

Во внутренней полости 5 установлен механизм подачи инертного газа, состоящий из пустотелой штанги 9, которая может перемещаться вдоль зоны сжатия по внутренней полости 5 червяка. На конце штанги 9 закреплен уплотняющий поршень 10. Пустотелая штанга проходит через торцевую шайбу 11, заглушающую вход во внутреннюю полость червяка. В торцевой шайбе имеется отверстие для отвода инертного газа из отводящей зоны внутренней полости червяка. С другой стороны внутренняя полость закрыта заглушкой 12. Уплотняющий поршень 10 разделяет внутреннюю полость червяка на подающую и отводящую зоны.

Экструдер работает следующим образом.

Перерабатываемый материал в виде порошка или гранул загружается через загрузочное отверстие 2 в корпусе 1 и перемещается по винтовому каналу к разгрузочному отверстию 3. Под действием создаваемого давления и температуры материала по мере перемещения через зоны загрузки и сжатия переходит в вязкотекучее состояние и в зоне дозирования винтовой канал полностью заполнен вязкотекучим материалом. Через внутренний канал штанги 9 инертный газ под заданным давлением подается в подающую зону внутренней полости червяка, границы которой определяется положением уплотняющего поршня 10. Инертный газ проходит через радиальные отверстия 7 подающей зоны, пористый материал 8, предотвращающий попадание перерабатываемого материала в радиальные отверстия, распределяется по внутренней поверхности винтового канала, заполненного вязкотекучим материалом, непроницаемым для газа, создавая смазочный слой между перерабатываемым материалом и поверхностью винтовой нарезки червяка.

Под действием противодавления слой газа смещается к загрузочному отверстию и достигает радиальных отверстий, соединенных с отводящей зоной внутренней полости 5. Затем через отверстия в торцевой шайбе 11 инертный газ возвращается в систему подачи, откуда газ вновь подается в червячный экструдер.

Формула изобретения

Червячный экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с зонами загрузки, сжатия и дозирования, в котором выполнены отверстия загрузки и выгрузки материала, установленный в корпусе червяк, выполненный с внутренней полостью по его продольной оси, сообщенной с винтовым каналом червяка посредством радиальных отверстий, заполненных со стороны винтового канала пористым материалом, и механизм подачи инертного газа, отличающийся тем, что механизм подачи инертного газа выполнен в виде установленной во внутренней полости червяка с возможностью перемещения вдоль зоны сжатия пустотелой штанги с уплотняющим поршнем, разделяющим внутреннюю полость червяка на подающую и отводящую зоны.

РИСУНКИ

Рисунок 1