Экструдер для переработки полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ПЕ ИИ 3(59 В 29 Р 3/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 209714, кл. В 29 Р 3/08, 1966.2. Патент Англии Р 1173738, кл. В 29 Р 3/08, опублик. 1969 (прототип) .(54)(57) 1. ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с загрузочным отверстием,размещен с возможностью осевого перемещения поршень с образованием со стороны выходного конца рабочего органа герметичного участка для частичного заполнения теплоносителем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества расплава за счет автоматического регулирования температуры охлаждения и расширения диапазона ее регулирования, зкструдер снабжен размещенной в полости рабочего органа и закрепленной на поршне конденсационной трубкой со средствами ее охлаждения и газовым баллоном стабилизации давления, сообщенньм с герметичньм участком рабочего органа посредством конденсационной трубки и проходного отверстия, которое ф выполнено в поршне.2. Экструдер по н. 1, о т л и - ф 1 Ъ ч а ю щ и й с я тем, что в конденса , ционной трубке установлено кольцо С с пропускньм отверстием.Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией и может быть использовано в химическом и полимерном машиностроении.Йзвестен экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкойи рабочий орган, в полости которогоразмещены трубопроводы для подачи охлаждающей жидкости 1 .Недостаток известного экструдера состоит в сложности его обслуживания, поскольку необходима специальная система подготовки охлаждающей жидкости, включающая теплообменник и коммуникации.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочным отверстием и рабочий орган, в полос 10 120 ти которого размещен с возможностьюосевого перемещения поршень с образованием со стороны выходного конца рабочего органа герметичногоучастка длячастичного заполнениятеплоносителем.В указанном экструдере необходимый тепловой режим экструзии обеспечивается за счет осуществления про"цесса кипения теплоносителя и егоконденсации у холодного конца рабочего органа, что исключает необходимость специальных теплообменникови коммуникаций и обеспечивает равно.- 35мерность и высокую интенсивностьохлаждения расплава, простоту изменения теплового режима 2,Однако указанный экструдер характеризуется недостаточным качеством 40расплава из-за отсутствия автоматического регулирования температурыохлаждения, поскольку регулированиетемпературы осуществляется периодическим перемещением поршня от дополнительных механизмов, а не автоматически.Кроме того, невозможно регулирование температуры по зонам экструдера в результате того, что процессы конденсации и кипения организованы на внутренней поверхности рабочего органа, а также ограниченныйдиапазон регулирования температурывследствие того, что конденсацияпроисходит на холодном конце рабочего органа, где теплоотдача к полимеру имеет низкую интенсивность.Целью изобретения является повышение качества расплава эа счет автоматического регулирования температуры охлаждения и расширения диапазона ее регулирования,Указанная цель достигается тем,что экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий кор пус с загрузочным отверстием и рабочий орган, в полости которого размещен с возможностью осевого перемещения поршень с образованием состороны выходного конца рабочегооргана герметичного участка длячастичного заполнения теплоносителем, снабжен размещенной в полостирабочего органа и закрепленнойнапоршне конденсациочной трубкойсо средствами ее охла.",дения и газовым баллоном стабилизации давления, сообщенным с герметичнымучастком рабочего органа посредствомконденсационной трубки и проходногоотверстия, которое выполнено впоршне.КромЕ того, в конденсационной трубке установлено кольцо с пропускнымотверстием.Предлагаемое решение обеспечиваетразмещение границы раздела междугазом и парами теплоносителя в конденсационной трубке. Температураохлаждения регулируется перемещениемэтой границы раздела под действиемдавления паров теплоносителя, изменяющегося вместе с тепловыделениямив полимерном материале. При этомточность регулирования температурыопределяется точностью стабилизациидавления и обеспечивается величинойобъема газового баллона, Кроме того,средства охлаждения конденсационнойтрубки являются и средствами регулирования температуры участка полости рабочего органа, содержащегоконденсационную трубку. Поэтому тем=пература этого участка отличаетсяот температуры участка полости, размещенного со стороны выходного конца рабочего органа. Установка кольца в конденсационной трубке расширяет диапазон и повышает точностьрегулирования температуры, так какв случае отсутствия кольца теплоноситель попадает в баллон, вытесняяв конденсационную трубку газ, который уменьшает поверхность конденсации. Кольцо также сокращает времяпребывания теплоносителя в конденсационной трубке и, следовательно,улучшает его циркуляцию.На фиг. 1 изображен экструдер,продольный разрез; на фиг, 2узел 1 на фиг. 1.Экструдер содержит корпус 1 с загрузочным отверстием , полый рабочий орган, выполненный в видепоследовательно соединенных червяка3 и диска 4.Рабочий орган с корпусом 1 образует рабочий зазор, в котором перерабатывается полимерный материал.В полости червяка 3 установленпоршень 5 так, что со стороны выходного конца рабочего органа,т.е. диска 4, образован герметичныйучасток 6, который заполнен теплоносителем, например водой.Поршень 5 имеет возможность осевого перемещения вдоль червяка 3 для изменения поверхности, омываемой хладоагентом. В полости рабочего органа расположена конденсационная трубка 7, которая закреплена на поршне 5.Экструдер содержит газовый баллон 8 стабилизации давления, сооб ценный с участком, размещенным со стороны выходного конца рабочего органа, т,е. диска 4, посредством конденсационной трубки 7 и проходного отверстия 9, выполненного в поршне 5. Баллон 8 заполнен неконденсирующимся газом, например азотом. Конденсационная трубка 7 снабжена средствами охлаждения, которыми может быть труба 10 подачи хладагента, охватывающая конденсационную трубку 7Труба 10 подачи хладоагента с конденсационной трубкой 7 и червяком 3 .образует каналы 11 и 12, а меж; ду ее концом и поршнем 5 - канал 13.В конденсационной трубке 7 может быть установлено кольцо 14 с пропускным отверстием 15. В корпусе 1 установлен выходной штуцер 16.1Экструдер работает следующим образом. 30Полимер ный материал, подаваемый, например, в виде гранул в загрузочное отверстие 2, захватывается и транспортируется червяком 3. В процессе транспортировки материал 35 разогревается и уплотняется, превращаясь в расплав, причем окончательное получение расплава происходит между диском 4 и корпусом 1 в резуль. тате тепла, выделяющегося в материа ле при его деформации. Это тепло, пот вышая температуру полимерного материала, передается диску 4, а затем теплоносителю и неконденсирующемуся газу, которые находятся в его полос ти - участке б. Температура последних растет до тех пор, пока теплоноситель не закипит.Кипящий теплоноситель, омывая в результате вращения диска 4 его по.:, лость, равномерно охлаждает диск 4 по радиусу, а следовательно, и расплав, предотвращая его перегрев.Из полости диска 4 смесь неконденсирующегося газа и паров теплоно,сителя проникает в конденсационную 55 трубку 7, где происходит конденсация паров вследствие охлаждения стенок конденсационной трубки 7 хладоагентом, движущимся по каналу 11. Конденсат теплоносителя возвра щается в полость диска 4. При этом неконденсирующийся газ и пары теп- .лоносителя образуют в конденсационной трубке 7 границу раздела, положение которой определяется их упругостью,сТепловой режим переработки рас-. плава определяется температурой кипения выбранного теплоносителя.Авторегулирование температуры охлаждения происходит следующим обра зом.При увеличении количества тепла, выделяющегося в расплаве, кипение теплоносителя становится интенсивней, давление паров на участке б полости диска 4 повышается, и граница раздела смещается в сторону баллона 8 стабилизации давления. При этом увеличивается поверхность конденсапионной трубки 7, на которой происходит конденсация паров теплоносителя.При уменьшении количества тепла соответственно происходит уменьшение поверхности конденсации.Точность регулирования температуры определяется точностью стабилизации давления и обеспечивается величиной объема газового баллона 8.В,высокая интенсивность охлаждения конденсационной трубки 7 позволяет регулировать температуру рабочего органа в широком диапазоне.Установка кольца 14 в конденсационной трубке 7 расширяет диапазон и повышает точность регулирования температуры, так как в случае отсутствия кольца 14 теплоноситель попадает в баллон 8, вытесняя в конденсационную трубку 7 газ, который уменьшает поверхность конденсации, а так" же в результате того, что кольцо 14 уменьшает время пребывания теплоносителя в конденсационной трубке 7, а следовательно, улучшает его циркуляцию.Температура полости червяка 3, со, держащая конденсационную трубку 7, г регулируется хладоагентом, отводимым цо каналу 11 через каналы 12 и 13.Средства охлаждения конденсационной трубки 7 (труба 10 подачи хладоагента), расположенные в полости рабочего органа, позволяют, таким образом, регулировать температуру участка, содержащего конденсационную трубку 7, независимо от температуры охлаждения участка б полости, разме-. щенного у выходного конца рабочего органа, т,е. регулировать температуру по зонам экструдера.Газовый баллон 8 стабилизации давления авторегулирует температуру охлаждения, поэтому отсутствует необходимость установки тепловой автоматики. Баллон 8 уменьшает габариты экструдера, так как поперечное сечение баллона 8 может быть больше, чем у конденсационной трубки 7, а длина, при том же объеме, меньше.Предлагаемый экструдер в составе ;линии для производства фильтров позволяет получи;ь экономический эфФект 348500 руб. в год.1060491 Составитель Л.КольцоваТехред М. Костик Корректор И.Эрдейи Редактор А.Гулько Тираж 647 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Закаэ 993 б/19 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4,