Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик960037Опубликовано 23.09.82. Бюллетень 35Дата опубликования описания 23.09.82 нв делам нзаеретеннй н еткрмткй(72) Авторы изобретения И. М. Кузяев, В. А. Успенский и С. Г. Голунов непропетровский ордена Трудового Красного 3 мико-технологический институт им. Ф. Э. Дзерж 1) Заявитель 54) ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛ РАБОТКИ клинообра я в сторо ом попере ет форму п сторона к равления в ный рабочий ну выходного чное сечениерямоугольной оторой наклоращения дисподвижного зазор, сужа отверстия. каждой лопа трапеции, б иена в стор ка 2. диска ющийс При э сти им оковая ону нап Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов, в частности к дисковым экструдерам.Известен дисковый экструдер, содержащий корпус, неподвижный диск с закрепленным на нем формующим насадком, подвиж ный диск,с лопастями, взаимодействующими с рабочей поверхностью неподвижного диска и образующий с обоими дисками каналы для движения расплава полимера, причем каждый канал снабжен установленной на неподвижном диСке перегородкой, образующей с рабочей поверхностью неподвижного диска зазор для перетекания расплава полимера 1.Недостатком экструдера является низкая эффективность его работы вследствие малого 15 давления расплава на выходе из экструдера.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является дисковый экструдер, содержащий неподвижный диск, выполненный с входным и выходным отверстиями, и вращающиися диск, снабженный радиальными лопастями на рабочей поверхности, выполненными с уклоном в сторону входного отверстия и образующий с поверхностью неНедостатками этого дискового экструдера являются низкое качество смешения, обусловленное малой длиной пути перемешивания, так как перемешивание осуществляется в пределах одной лопасти вследствие контакта верхних кромок лопастей с поверхностью неподвижного диска, в то время как для более качественного смешения материал должен пройти к выходному отверстию по спиральной линии и низкая производительность, обусловленная течением расплава полимера от центра к наружному радиусу диска, при этом течению полимера препятствуют усилия, возникающие за счет эффекта Вайссенберга и направленные к центру диска.Цель изобретения - повышение качества смещения расплава за счет увеличения его пути в рабочем зазоре.зУказанная цель достигается тем, что в дисковом экструдере для переработки полимерных материалов, содержащем неподвижный диск, выполненный с входным и выходными отверстиями, и вращающийся диск, снабженный радиальными лопастями на рабочей поверхности, выполненными с уклоном в сторону входного отверстия и образующий с поверхностью неподвижного диска клинообразный рабочий зазор, сужающийся в сторону выходного отверстия, поперечное сечение каждой лопасти имеет форму треугольника с высотой, меньшей величины рабочего зазора, при этом входное отверстие расположено по наружному радиусу диска, а выходное - в центре диска.Изобретение поясняется чертежами.На фиг. 1 изображен дисковый экструдер, общий вид; на фиг. 2 - вращающийся диск; на фиг. 3 - развертки цилиндрической части вращающегося диска.Дисковый экструдер содержит неподвижный диск 1 с загрузочной воронкой 2, с входным отверстием 3 и выходным отверстием 4. Внутри неподвижного диска 1 расположен вращающийся диск 5 с радиальными лопастями 6, имеющими форму поперечного сечения в виде треугольника. Каждая лопасть 6 имеет верхние кромки 7 и нижние кромки 8. При этом верхние кромки 7 образуют с неподвижным диском 1 клинообразный зазор 9 с углом , а нижние кромки 8 - клинообразный зазор 10 с углом,д (фиг. 1). Лопасти 6 имеют уклон в сторону входного отверстия 3, причем клинообразный зазор между неподвижными диском 1 и вра- щающимся диском 5 уменьшается от угла ,8 у нижней кромки до угла Ы у верхней кромки, образуя подъем лопасти 6 в сторону, обратную направлению вращения диска 5 с углом Т (фиг. 3). В зависимости от габаритов экструдера и вида перерабатываемого материала количество лопастей 6 может меняться. На цилиндрической поверхности вращающегося диска 5 расположена червячная нарезка 11. На внешней стороне неподвижного диска 1 и внутренней стороне вращающегося диска 5 расположены нагреватели 12 (фиг. 1).Экструдер работает следующим образом.Полимерный материал через загрузочную воронку 2 подается на червячную нарезку 11, при помощи которой перемещается к входному отверстию 3 и далее в клинообразный рабочий зазор 10, где происходит пластикация и нагрев полимера за счет сдвиговых деформаций и тепловой энергии от нагревателей 12, Попав на лопасть 6, материал в радиальном направлении перемещается к центру диска за счет усилий, вызванных эффектом Вайссенберга, а в тангенциальном направлении в сторону, противоположную направлению вращения, т. е.суммарная траектория движения представляет спиральную кривую, направленную от периферии к центру диска, Подойдя к верхней кромке 7, материал, благодаря. на личию клинообразного зазора 9 с углом с,перетекает с одной лопасти на другую. При этом на каждой последующей лопасти материал перетекает через кромку 7 все ближе к центру диска и в конечном итоге выйдет через выходное отверстие 4, Таким образом, материал проходит до полной траектории, охватывающей всю поверхность вращающегося диска 5, тем самым улучшая качество смешения.Изобретение, благодаря изготовлениюлопастей в виде треугольника в поперечном сечении с высотой, меньшей величины рабочего зазора, увеличивает путь движения расплава в рабочем зазоре, и тем самым позволяет в 2 - 4 раза повысить качество смешения полимера,25Формула изобретения Дисковый экструдер для переработкиполимерных материалов, содержащий незо подвижный диск, выполненный с входными выходным отверстиями, и вращающийсядиск, снабженный радиальными лопастямина рабочей поверхности, выполненными суклоном в сторону входного отверстия иобразующий с поверхностью неподвижного35 диска клинообразный рабочий зазор, сужающийся в сторону выходного отверстия,отличающийся тем, что, с целью повышениякачества смешения расплава за счет увеличения его пути в рабочем зазоре, поперечное сечение каждой лопасти имеет формутреугольника с высотой, меньшей величинырабочего зазора, при этом входное отверстиерасположено по наружному радиусу диска,а выходное - в центре диска.Источники информации,45 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 526518, кл. В 29 Г 3/012, 1976.2. Авторское свидетельство СССРЮо 642198, кл. В 29 Г 3/012, 1977 (прототип).Редактор Н. БобковаЗаказ 6852/20 Составитель Э. Гольтякова Техред А. Бойкас Корректор А. Гриценко Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4