Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ДИСКОВЫЙ ЗКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ , имеющий корпус с загрузочной воронкой, установленные в корпусе с обра .. ш € зованием между ними рабочей зоны неподвижный и подвижный диски, на торцовых поверхностях которых выполнены расположенные соосно-концентрично канавки сегментообразного профиля, причем в неподвижном диске по центральной оси размещено выходное отверстие, а в рабочей зоне дисков расположены вкладыщи, отличающийся тем, что, с целью повышения качества расплава, вкладыши неподвижно закреплены в канавках подвижного диска в шахматном порядке относительно вкладышей смежных канавок, причем вершины вкладышей расположены над торцовой поверхностью подвижного диска. 2. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что канавки подвижного диска соединены радиальными каналами. (Л i О5 О1 О1 со Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3697994/23-05 (22) 24.10.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) И. В. Волошин, В. В. Клименко, В. Л. Кочеров и Ю. Е. Лукач (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 678.057.33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 441158, кл. В 29 F 3/012, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 267054, кл. В 29 В 1/02, 1969. (54) (57) l . ДИСКОВЫЙ Э КСТ РУДЕ Р ДЛЯ

ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, имеющий корпус с загрузочной воронкой, установленные в корпусе с обра„„SU„„1165592 А

4(5И В 29 С 47 52 В 29 К 101:00 зованием между ними рабочей зоны неподвижный и подвижный диски, на торцовых поверхностях которых выполнены расположенные соосно-концентрично канавки сегмен тообразного профиля, причем в неподвижном диске по центральной оси размещено выходное отверстие, а в рабочей зоне дисков расположены вкладыши, отличающийся тем, что, с целью повышения качества расплава, вкладыши неподвижно закреплены в канавках подвижного диска в шахматном порядке относительно вкладышей смежных канавок, причем вершины вкладышей расположены над торцовой поверхностью подвижного диска.

2. Экструдер по п. 1, отличающийся тем, что канавки подвижного диска соединены радиальными каналами.

1165592

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в машиностроении, химико-фотографической промышленности. 5

Цель изобретения — повышение качества расплава.

Цель достигается организацией в расплаве циклически изменяющихся напряжений, чередованием зон повышенного и пониженного давлений. возможностью интенсификации процесса путем увеличения частоты вращения диска без загрязнения расплава и его термодеструкции за счет предотвращения износа вкладышей.

На фиг. 1 изображен экструдер, продольный разрез; на фиг. 2 — подвижный диск; на фиг. 3 и 4 — сечения А-А и Б-Б на фиг. 2.

Экструдер содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2. B корпусе 1 установлены подвижный 3 и неподвижный 4 диски, на 20 торцовых поверхностях которых выполнены по две концентрические канавки 5, 6 и 7, 8 соответственно. Концентрические канавки 5, 6 и 7, 8 выполнены постоянной глубины, имеют сегментообразный профиль, причем канавки 5 и 3 расположены соосно канавкам 7 И 8.

В канавках 5 и 6 подвижного диска 3 установлены вкладыши 9 и 10 соответственно например в виде призмы. При этом вершины вкладышей 9 и !О выступают над торцовой поверхностью подвижного диска 3. Торцовые поверхности дисков 3 и 4 образуют рабочую зону — рабочие зазоры ll — !4, причем зазоры 2 и 3 образованы концентрическими канавками 5, 7 и 6,8 соответственно. 3азор !2 имеет сужающиеся 15, !6, 17 и др. и расширяющиеся 18, 19 и др. участки.

Зазор 13 также имеет сужающиеся 20, 21 н др. и расширяющиеся 22, 23 и др. участки.

Концентрические канавки 5 и 6 диска 3 могут быть соединены радиальными каналами 24 следующим образом. Участки 17, 19 4О и др. канавки 5 соединены с участками 21, 23 и др. канавки 6 соответственно. Неподвижный диск 4 имеет центральное выходное отверстие 25. Вкладыши 9 размещены в шахматном порядке относительно вкладышей 10 4 смежных канавок.

Дисковый экструдер работает следующим образом.

Полимерный материал или смесь перемещается из загрузочной воронки 2 в за— зор 11. В зазоре 11 материал деформируется, gp нагревается и за счет эффекта Пойнтинга продвигается к центру дисков 3 и 4.

Далее образовавшийся вихревой поток расплавившихся и твердых частиц попадает в зазор 12. При этом в сужающихся участках 15, 16, 17 и др. зазора 12 материал подвергается высоким скоростям сдвига, а в расширяющихся участках 18, 19 и др.— низким скоростям.

В результате многократного повторения циклического изменения скоростей сдвига интенсивность плавления, смешения, а также движущая сила повышаются. Это уменьшает время пребывания материала в экструдере и позволяет увеличить его производительность.

Расплав, полученный в зазоре 12, за счет эффекта нормальных напряжений перемещается в зазор 13. В сужающихся участках 20, 21 и др. зазора 13 происходит растягивание дисперсной фазы расплава, а в расширяющихся участках 22, 23 и др.— ее релаксация и дробление на более мелкие частицы. В результате многократного дробления размер частичек диспергируемой фазы уменьшается до 1 — 3 мкм.

Выполнение канавок 5 — 8 подвижного 3 и неподвижного 4 дисков соосно, т. е. расположение вкладышей 9 и 10 напротив канавок 7 и 8 неподвижного 4 диска, преследует цель расширения диапазона циклически изменяющихся напряжений сдвига. Таким образом, канавки неподвижного диска увеличивают амплитуду изменения напряжений сдвига в циркуляционном потоке. Кроме того, наличие канавок 7 и 8 на неподвижном 4 диске компенсирует объем вкладышей 9 и 10, установленных на подвижном 3 диске, т. е. увеличивает амплитуду изменения напряжений сдвига в радиальном потоке. Таким образом, вкладыши 9 и 10 возмущают расплав полимера, так как за вкладышем образуется зона пониженного давления, а перед вкладышем — зона повышенного давления.

Для устранения этого возмущения вкладыши 9 и 10 размещают со смещением, т. е. в шахматном порядке. Благодаря этому зоны повышенного давления (участки 19 и

21 и др.) располагаются напротив зон пониженного давления (участки 16, 17 и 23), и давление экструзии стабилизируется.

Соединение концентрических канавок 5 и 6 радиальными каналами 24 стабилизирует давление экструзии следующим образом.

В сужающемся участке 21 и др. канавки 6 создается зона повышенного давления, а в расширяющемся участке 17 и др. канавки 5 — зона пониженного давления. Канал 24 соединяющий эти участки, выравнивает давление в обоих канавках 5 и 6.

Помимо этого, создается дополнительная радиальная циркуляция потока, повышающая качество расплава. Высокогомогенизированный расплав через зазор 14 выдавливается в выходное отверстие 25. Вкладыши 9 и 10 расширяют пределы изменения возникающих в расплаве напряжений. Кроме того, вершины вкладышей 9 и 10 улучшают циркуляцию расплава в канавках 7 и 8 неподвижного 4 диска и устраняют возможность возникновения застойных зон. Экструдер имеет высокую стабильность давления экструзии.

11б5592

А-А

Составитель Л. Кольцова

Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор Л. Бескид

Заказ 4274/18 Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Благодаря динамическому изменению геометрии рабочей зоны вследствие вращения подвижного 3 диска с вкладышами 9 и 10 в концентрических канавках 5 и 6 расплав имеет высокую гомогенность. Варьируя глубиной, шириной и числом концентрических канавок, а также числом и геометрией вкладышей 9 и 10, можно выбрать оптимальный режим переработки полимера.