Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик рн952649 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08 ° 10. 80 (21) 2990323/23-05 (51) М.Кл з с присоединением заявки ¹

В 29 F 3/012

Государственный комитет

С С С Р по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (531УДК 678.057.

33(088.8) Опубликовано 230882,, Бюллетень ¹ 31

Дата Ьпубликования описания 23. 08. 82 (72) Авторы

° изобретени я пенский, И ..М. КУз Яев, В. И. СытаР В. Е. КАочко а,.

И И Начовный Ю A КУзнецов С В Портненко и И.Г.Плошенко и Фф

hа .;-Днепропетровский ордена Трудового Красного наменй химико-технологический институт им. Ф.Э.Дзержинбкоуго (71) Заявитель л- м :-а - (54 ) ДИСКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к оборудово нию для переработки полимерных материалов;.в"частности к конструкциям дисковых экструдеров.

Известен дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и вращающийся диск, образующий с корпусом узкощелевой рабочий зазор (1).

Недостатками экструдера являются значительная требуемая мощность привода, обусловленная развитой поверхностью сдвига, и ограниченная производительность из за невысоких давлений, развиваемых в узкощелевом рабочем зазоре.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому реву)тьтату является дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий снабженный загрузочный воронкой корпус, на котором смонтированы подвижный и неподвижный диски,,образующие. между собой рабочий зазор и ультраэвукоаоа излучатель 2 .

Недостатками дискового экструдера являются низкое качество иэделий, обусловленное тем, что происходящие процессы в рабочем зазоре-сдвиговые деформации и ультразвуковые колебания не могут развить необходимые механические процессы, приводящие к разрыву химических связей и образованию свободных молекул и радикалов и низкая .степень диспергирования, обусловленная невозможностью регулировки механическими процессами по радиусу диска, что вызвано наличием одного резонатора, которым является вра- . щающийся диск.

Цель изобретения — повышение качества изделий за счет регулировки механа-химических процессов по интенсивности и по радиусу диска.

Указанная цель достигается тем, что дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий снабженный загрузочной воронкой корпус, на котором смонтированы подвижный и неподвижный диски, образующие между собой рабочий зазор, и ультразвуковой излучатель, экструдер снабжен источником электрогидравлического удара, выполненным в виде пар соосных . электродов с системой подвода электрического разряда концентрично ус952649 тановленных на подвижном и неподвижном дисках, а ультразнуковой излучатель выполнен в виде концентричных колец, размещенных на неподвижном диске.

На фиг.1 показан дисковой эк- 5 струдер, общий нид; на фиг.2 — разрез

lA-A на фиг.l; на фиг.3 — узел X на фиг.l; на фиг.4 — вариант выполнения источника электрогидравлического удара. 10

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов (фиг.l) содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2 и неподвижным диском 3, в котором имеется экструзионное отвер- !5 стие 4. Внутри корпуса 1 расположен вращающийся диск 5, соединенный через изолирующую прокладку 6 с элементом с червячной нарезкой 7.

Вал 8 диска 5 через изолирующую 20 втулку 9 и шестеренчатую передачу

10 связан с двигателем 13.. Установка втулки 9 производится через подшипники 12 в основании 13, к которому также кРепится корпус 1. На неподвиж-25 ном диске 3 и вращающемся диске 5 установлены пары соосных электродов

14, причем с диском 3 они соединены через изолирующие вставки 15. Кроме того, на неподвижном диске 3 смонтирован ультразвуковый излучатель 16, выполненный в виде концентричных колец„ В конце вала 8 предусмотрен токоотводящий элемент 17. Между дисками 3 и 5 находится рабочий зазор 18. Концентрические кольца ультразвукового излучателя 16 и пары соосных электродов 14 крепятся поочередно по концентрическим окружностям, соответственно на торцовых поверхностях неподвижного 3 и под- 40 вижного вращающегося 5 дисков (фиг.2).

Ультразвуковой излучатель 16 (фиг.3) включает в себя электроакустический преобразователь 19, волнонод 20 и кольцевую пластину 21, 45 котора,я является вторичным акустическим резонатором и крепится к диску 3 через прокладку 22, являющуюся акустическим изолятором.

Источник электрогидравлического 50 удара (фиг.4) включает высоковольтный трансформатор 23, параллельно соединенный с конденсатором 24 через выпрямитель 25, формирующий искровой промежуток 26 и пары соосных электродов 14.

Дисковый экструдер работает следующим, образом.

Перерабатываемый материал через загрузочную воронку 2 подается на 60 элемент с червячной нарезкой 7, которая транспортирует его в рабочий зазор 18, в котором под действием больших сдвиговых деформаций происходит его перемешивание. Эффект 65 нормальных напряжений, имеющий место в рабочем зазоре 18, обуславливает центростремительное течение материала и его истечение из выходного экструзионного отверстия 4.

В рабочем зазоре 18, кроме вышеперечисленных процессов, происходят явления, связанные с ультразвуковым воздействием и электрогидравлическим ударом. Выпрямленное напряжение с высоковольтного трансформатора 23 заряжает конденсатор 24, максимальное напряжение на котором определяется длиной формирующего искрового промежутка 26 и может регулироваться изменением напряжения в первичной обмотке трансформатора 23.

Когда напряжение на конденсаторе достигает соотнетстнующего значения,происходит одновременный элект рический пробой формирующего и Рабочего искровых промежутков. Искровой разряд при разности потенциалов между электродами 14 на дисках 3 и 5 в 60-100 кВ, длительностью несколько мкс с амплитудой тока в несколько тысяч.A вызывает в расширяющемся с огромной скоростью канале разряда резкое повышение давления, вследствие несжимаемости материала.

В предлагаемой конструкции предусмотрен подвод искрового заряда через электроды 14, установленные на диске 3, а отвод через электроды 14, установленные на диске 5 и далее через вал 8 и токоотводящий элемент 17.

Звуковое давление от пластин 21, распространяясь в ниде волн определенной амплитуды и частоты, вызывает переменное изменение давления системы. При уменьшении давления до величины, превышающей когезионную прочность полимера, образуется канитационный пузырек. При дальнейшем падении давления Пузырек увеличивается в объеме, достигает максимальных размеров для данных параметров, включающих частоту, амплитуду, когезионную прочность, температуру и т.д.

При повышении данления объем пузырька уменьшается до полного его исчезновения, происходит схлопывание кавитационного пузырька, в результате чего возникают мощные гидравлические удары. Эти кавитационные гидравлические удары возникают и при схлопывании полости канала разряда. Они вызывают ударные волны, которые интерферируют при отражении от поверхностей дисков 3 и 5, вызывая повышение давления порядка сотен A и обуславливая возникновение потоков с огромным градиентом скоростей.

952649

Изменяя ультразвуковой импульс или электрический разряд в предлагаемом дисковом экструдере, можно регулировать итенсивность механических процессов как по радиусу, так и по времени.

Перечисленные явления вызывают механо-химические процессы в полимерах, которые приводят к разрушению структуры полимеров до определенного заданного уровня, образуя при этом в зависимости от поставленной задачи системы с более узким дисперсным составом, имеющие более высокие показатели физико-механических свойству активные радикалы, взаИмодействующие между собой и с неактивными компонентами, образуя материалы с повышенными показателями свойств и суспензии природных полимеров, позволяющие экстрагировать связанный в них белок, нуклеиновые кислоты и др.

Формула изобретения

Дисковый экструдер для переработки полимерных материалов, содержащий снабженный загрузочной воронкой корпус, на котором смонтированы подвижный и неподвижный диски, образующие между собой рабочий зазор, и ультразвуковой излучатель, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий за счет регулировки механо-химических процессов по интенсивности и по радиусу диска, экструдер снаб10 жен источником электрогидравлического удара, выполненным в виде пар соосных электродов с системой подвода электрического разряда, концентрично установленных на подвижном и

)5 неподвижном дисках, а ультразвуковой излучатель выполнен в виде концентричных колец, размещенных на неподвижном диске.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 283559, кл. В 29 F 3/012, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 540748, кл. В 29 F 3/06, 1976 (про25 ТОТИП) °