Устройство для ввода компонентов в экструдер
Владельцы патента RU 2295444:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)
Изобретение относится к переработке композиционных термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию. Устройство содержит корпус со шнеком и расположенную в нем коническую насадку для подачи компонентов. В корпусе экструдера в радиальном направлении выполнены три кольцевые проточки. В проточки установлены устройства для ввода жидких или вязких компонентов. Указанные устройства состоят из кольцевого основания, соединенного с помощью четырех направляющих с корпусом экструдера. В центре кольцевого основания выполнен глухой кольцевой канал, в который вставлен конусообразный питатель. Свободное вращение питателя обеспечивает подшипник. На конусообразной поверхности питателя изготовлены винтовые спирали. В кольцевой проточке установлена свободно вращающаяся в подшипниках втулка с внутренним конусообразным каналом с винтовыми спиралями. На внешней стороне корпуса крепится подводящий трубопровод с помощью фланцевого соединения. Изобретение обеспечивает равномерное распределение вводимых в расплав компонентов и расширение технологических возможностей экструдера. 3 ил.
Изобретение относится к переработке композиционных термопластичных материалов и может быть использовано в отраслях промышленности, применяющих экструзию.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту конструкцией является червячно-дисковый экструдер, содержащий питательный цилиндр, размещенный в нем и соединенный с приводом вращения червяк с винтовой нарезкой и последовательно расположенный диск с приводом. Диск выполнен в виде конической насадки, обращенной вершиной конуса к зоне выходного отверстия питающего цилиндра [Пат. РФ 2120380, МПК7 В 29 С 47/52, 6 В 29 С. Червячно-дисковый экструдер. /Р.Я.Дебердеев, Н.Р.Гильмутдинов, Л.М.Курочкин, Р.Г.Галиев, Х.В.Мустафин, Ю.И.Рязанов, Н.И.Ухов, Ю.В.Перухин, Т.Л.Каприна. Заявка: 97113994/25, 1997.08.14. Дата публикации: 1998.10.20.].
Недостатком известного устройства является неравномерное распределение вводимых в экструдат компонентов, а также узкий ассортимент выпускаемой продукции.
Технической задачей изобретения является повышение качества готового продукта за счет равномерного распределения вводимых в расплав компонентов и расширение технологических возможностей экструдера по переработке исходного сырья.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для ввода компонентов в экструдер, содержащем корпус со шнеком и расположенную в нем коническую насадку для подачи компонентов, новым является то, что в корпусе экструдера в радиальном направлении выполнены три кольцевые проточки, в которые устанавливаются устройства для ввода жидких или вязких компонентов, состоящие из кольцевого основания, соединенного с помощью четырех направляющих с корпусом экструдера, в центре кольцевого основания выполнен глухой кольцевой канал, в который вставлен конусообразный питатель, свободное вращение которого обеспечивает подшипник, причем на конусообразной поверхности питателя изготовлены винтовые спирали, в кольцевой проточке установлена свободно вращающаяся в подшипниках втулка с внутренним конусообразным каналом с винтовыми спиралями, а на внешней стороне корпуса крепится подводящий трубопровод с помощью фланцевого соединения.
На фиг.1 изображен поперечный разрез корпуса экструдера с тремя радиально расположенными устройствами для ввода компонентов; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.
Экструдер (фиг.1 и 2) содержит корпус 1, в котором выполнены три кольцевых радиально расположенных устройства для ввода жидких или вязких компонентов, и шнек 7.
Устройства для ввода жидких или вязких компонентов включают в себя кольцевое основание 8, конусообразный питатель 3, на поверхности которого выполнены винтовые спирали, втулку 2, подшипники 4 и 5.
Кольцевое основание 8 соединяется с помощью четырех направляющих с корпусом 1 экструдера (фиг.3). В центре кольцевого основания 8 выполнен глухой кольцевой канал, в который с помощью подшипника 4 вставлен конусообразный питатель 3. На конусообразной поверхности питателя 3 изготовлены винтовые спирали.
В кольцевой проточке устанавливается свободно вращающаяся в подшипниках 5 втулка 2 с внутренним конусообразным каналом, на поверхности которого изготовлены винтовые спирали.
На внешней стороне корпуса 1 экструдера в месте установки устройства для ввода жидких или вязких компонентов крепится подводящий трубопровод 6 с помощью фланцевого соединения.
Предлагаемое устройство для ввода жидких или вязких компонентов работает следующим образом.
Экструдируемая смесь перемещается шнеком 7 вдоль корпуса 1 экструдера (фиг.1). При этом происходит интенсивное перемешивание компонентов, в результате чего влажность смеси выравнивается. При дальнейшем продвижении происходит ее уплотнение в зоне сжатия за счет уменьшающегося свободного объема, ограниченного стенками корпуса 1 и поверхностью шнека 7. В результате этого под действием деформационных сдвиговых усилий и сил трения о поверхности рабочих органов и корпус продукт разогревается.
В зоне гомогенизации на участке интенсивного сдвига уплотненный продукт вследствие трения частиц между собой и рабочими органами экструдера нагревается и начинает плавиться.
Расплавленный продукт поступает в зону дозирования, где происходит его транспортирование и дальнейшее сжатие шнеком 7. Одновременно в эту зону экструдера через подводящий трубопровод 6 в три радиально расположенных устройства подаются под давлением жидкие (вязкие) компоненты. При их движение через устройство для ввода компонентов втулка 2 и конусообразный питатель 3 за счет расположенных на их поверхности винтовых спиралей начинают свободно вращаться в подшипниках 4 и 5. При этом поток вводимого компонента начинает приобретать вращательное движение и при входе внутрь корпуса 1 он равномерно распределяется по всему сечению винтового канала шнека 7.
Данное устройство необходимо для ввода термолабильных компонентов, которые с одной стороны не выдерживают длительного воздействия высоких температур и давления и подвержены терморазложению, а с другой, могут существенно обогатить продукт. Поэтому такие компоненты нельзя вводить вместе с исходным продуктом. Для сокращения времени негативного воздействия на них температуры и давления их целесообразно вводить в предматричную зону экструдера.
Далее расплавленный продукт под давлением поступает в матрицу и из нее выходит из экструдера. Кратковременное нахождение вводимого компонента в зоне повышенных температур позволяет сохранить термолабильные вещества, что значительно повышает качество готовой продукции.
Таким образом, использование изобретения позволит:
- повысить качество готового продукта за счет сокращения времени негативного воздействия на него температуры и давления в рабочей камере;
- расширить технологические возможности экструдера по переработке многокомпонентного сырья с добавлением различных начинок;
- добиться равномерно распределения вводимых компонентов по всему объему получаемого экструдата.
Устройство для ввода компонентов в экструдер, содержащий корпус со шнеком и расположенную в нем коническую насадку для подачи компонентов, отличающееся тем, что в корпусе экструдера в радиальном направлении выполнены три кольцевые проточки, в которые устанавливаются устройства для ввода жидких или вязких компонентов, состоящие из кольцевого основания, соединенного с помощью четырех направляющих с корпусом экструдера, в центре кольцевого основания выполнен глухой кольцевой канал, в который вставлен конусообразный питатель, свободное вращение которого обеспечивает подшипник, причем на конусообразной поверхности питателя изготовлены винтовые спирали, в кольцевой проточке установлена свободно вращающаяся в подшипниках втулка с внутренним конусообразным каналом с винтовыми спиралями, а на внешней стороне корпуса крепится подводящий трубопровод с помощью фланцевого соединения.
