Экструдер для переработки полимерных материалов

Экструдер для переработки полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЬЧС МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с загрузочным отверстием 1И рабочий орган, в полости которого .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 , экструдер снабжен размещенной в полости рабочего органа и закрепленной на поршне конденсационной трубкой со средствами ее охлаждения и газовым баллоном стабилизации давления, сообщенной с герметичным участком рабочего органа посредстве конденсационной трубки и проходного отверстия, которое выполнено в поршне. (Л 2, Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что в конденсационной трубке установлено кольцо с пропускньм отверстием. Oi О 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECIlYSJlHH (19) <В

3(5D В 29 F 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502106/23-05 (22) 05.07.82 (46) 15.12.83. Вюл. 9 46 (72) И.В. Волошин, В.Л., Кочеров, 10.В. Лукач и A.È Рог (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (53) 678.057.375.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 209714, кл. В 29 F 3/08, 1966.

2. Патент Англии Р 1173738, кл. В 29 F 3/08, опублик. 1969 (прототип) . (54) (57) 1. ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с загрузочным отверстием ,и рабочий орган, в полости которого .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 — йЪ ч а ю шийся тем, что в конденса . ционной трубке установлено кольцо С с пропускньм отверстием.

1060491

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов экструзией и может быть использовано в химическом и поли-. мерном машиностроении.

Известен экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и рабочий орган, в полости которого размещены трубопроводы для подачи охлаждающей жидкости (1) .

Недостаток известного экструдера состоит в сложности его обслуживания, поскольку необходима специальная система подготовки охлаждающей жидкости, включаюцая теплообменник и коммуникации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является экструдер для переработки полимерных материа10

20 лов, содержащий корпус с загрузочным отверстием и рабочий орган, в полос„лимерных материалов, содержащий кор- g5 ти которого размещен с возможностью осевого перемещения поршень с образованием со стороны выходного конца рабочего органа герметичного участка для частичного заполнения теплоносителем.

В указанном экструдере необходимый тепловой режим экструзии обеспечивается за счет осуществления про" цесса кипения теплоносителя и его конденсации у холодного конца рабочего органа, что исключает необходимость специальных теплообменников и коммуникаций и обеспечивает равно.- Зэ мерность и высокую интенсивность охлаждения расплава, простоту изменения теплового режима )2) .

Однако указанный экструдер характеризуется недостаточным качеством 40 расплава из-за отсутствия автоматического регулирования температуры охлаждения, поскольку регулирование температуры осуществляется периодическим перемецением 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 ограниченный диапазон регулирования температуры вследствие того, что конденсация происходит на холодном конце рабочего органа, где теплоотдача к полимеру имеет низкую интенсивность.

Целью изобретения является повышение качества расплава эа счет автоматического регулирования темпе- 60 ратуры охлаждения и расширения диапазона ее регулирования.

Указанная цель достигается тем, что экструдер для переработки попус с загрузочным отверстием и рабочий орган, в полости которого размещен с возможностью осевого перемещения поршень с образованием со стороны выходного конца рабочего органа герметичного участка для частичного заполнения теплоносителем, снабжен размещенной в полости рабочего органа и закрепленной на поршне конденсациочной трубкой со средствами ее охла дения и газовым баллоном стабилизации давления, сообщенным с герметичным участком рабочего органа посредством конденсационной трубки и проходного отверстия, которое выполнено в поршне.

КромЕ того, в конденсационной трубке установлено кольцо с пропускным отверстием.

Предлагаемое решение обеспечивает размещение границы раздела между газом и парами теплоносителя в кон|денсационной трубке. Температура охлаждения регулируется перемещением этой границы раздела под действием давления паров теплоносителя, изменяющегося вместе с тепловыделениями в полимерном материале. При этом точность регулирования температуры определяется точностью стабилизации давления и обеспечивается величиной объема газового баллона. Кроме того, средства охлаждения конденсационной трубки являются и средствами регулирования температуры участка полости рабочего органа, содержащего конденсационную трубку. Поэтому тем= пература этого участка отличается оТ температуры участка полости, раз мещенного со стороны выходного конца рабочего органа. Установка кольца в конденсационной трубке расширяет диапазон и повышает точность регулирования температуры, так как в случае отсутствия кольца теплоноситель попадает в баллон, вытесняя в конденсационную трубку газ, который уменьшает поверхность конденсации. Кольцо также сокращает время пребывания теплоносителя в конденсационной трубке и, следовательно, улучшает его циркуляцию.

На фиг. 1 изображен экструдер, продольный разрез; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1.

Экструдер содержит корпус 1 с загрузочным отверстием ?, полый рабочий орган, выполненный в виде последовательно соеднненных червяка

3 и диска 4.

Рабочий орган с корпусом 1 образует рабочий зазор, в котором перерабатывается полимерный материал.

В полости червяка 3 установлен поршень 5 так, что со стороны выходного конца рабочего органа, т.е. диска 4, образован герметичный,!

1060491 участок 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- 10 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 7 ° Труба 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.

Экструдер работает следующим образом. 30

Полиме 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 результате тепла, выделяющегося в материа- 40 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- 45 ти — участке 6. 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 трубку 7, где происходит конденсация паров вследствие охлаждения стенок конденсационной трубки 7 хладоагентом, движущимся по каналу

11. Конденсат теплоносителя возвра- 60 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.

Тепловой 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 6 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, 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 6 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.Кольцова

Техред N. Костик Корректор И.Эрдейи

Редактор A.Ãóëüêo

Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 993б/19

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4,