Роторный экструдер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК о) ъЖ 29 С 47/5 ОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ИЕ ИЗОБ ТЕН(2 (2 (4 Целью изо ние производит ства расплав удлинения пут подбора рацио полости,На фиг. 1 и дер, общий вир ный разрез.повышера и каче- печения териала и и рабочей ретения являетс льности экструдза счет обе переработки ма альной геометри АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) 4723560/052) 26.07.896) 23.12.91. Бюл. М 47(71) Украинский научно-исследовательскийи конструкторский институт по разработкемашин и оборудования для переработкипластических масс, резины и искусственнойкожи(56) Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. - Л.: Госхимиздат, 1962, с. 30.Патент ЮО В 87/04389,кл. В 29 С 47/36, 1987,(57) Изобретение относится к оборудованиюдля переработки полимеоных материалов.Цель изобретения - повышение производи- .тельности экструдера и качества расплаваза счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной Изобретение относится к оборудова нию для переработки полимерных материа лов и может быть использовано в химической промышленности. зображен роторный экст ; на фиг, 2 - то же, попер 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,Роторный экструдер содержит корпус 1 с двумя впускными каналами 2 в 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 1 плавно уменьшающиися в направлении выпускного канал рабочий зазор а. Рабочая поверхность корпуса 1 в направлении выпускного канала 3 образована по меньшей мере в виде двух ряженных криволинеиных поверхностей, описцваемцх разными уравнениями. Одна из поверхностей расположена в зоне загрузки (на фиг. 2 рабочая поверхность образована круговым цилиндром,в зоне загрузки, который переходит затем в логари)мический цилиндр). По креям 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 регулируемая относительно рОтора 4 план" ка 10. В зоне загрузки для соединения впускнцх 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 впускнце 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 переходе От ОднОЙ зоны к дру" гой 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 спиральнь 1 ми 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 бцть включены злектронагреватели 12 для нагрева корпуса 1 до заданного температурного режима. В процессе работы роторного экструдера создается давление ДО 3,5 МПа, котооое при помощи шестеренчатого насоса на фиг, не показан) повышается до уровня, необхоДимого Для экструзии. ЗкструЯер работает, как правило, в адиабатическом режиме.жоаким 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 псев 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 переработки полиэтилена низкой плотности (ПЗНП) в зоне сжатия необходимо использовать участок спирали, обеспечи- Ваощий степень сжатия материала 3,0- 3,5, а для поливинилхлорида (ПВХ) - 20-2,5. При этом длина участка сжатия для ПВХ должна быть в 2,5 - 6,0 раз больше, чем для ПЗНП,Изобретение позволяет при одном и том же типоразмере экструдера увеличить путь переработки материала на 20 оь, 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 металл оем кость. Формула изобретения Роторный экструдер, содержащий корпус с впускным каналом в зоне загрузки ивыпускным 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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. Угрецоваехред М,Моргентал едактор Т, Иванова Корректор С. Шевкун оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 аз 4431 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113 О 35, Мосва, Ж, Раушская наб., 4/5