Пристрій для попереднього обробляння та подальшого транспортування, пластифікації або агломерації пластичних матеріалів
Формула / Реферат
1. Пристрій для попереднього обробляння та подальшого транспортування, пластифікації або агломерації пластичних матеріалів, зокрема, термопластичних відходів з можливістю повторного використання, що містить бункер (1) для матеріалу, що обробляється, в якому знаходиться принаймні один змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3), виконаний з можливістю обертання навколо осі (10) обертання у визначеному напрямку і призначений для перемішування, нагрівання та/або подрібнення пластичного матеріалу,
у якому отвір (8), для видалення попередньо обробленого пластичного матеріалу зсередини бункера (1), виконаний у бічній стінці (9) бункера (1) на рівні змішувального та/або подрібнювального засобу (3) або найнижчого з них, найближчого до днища,
у якому передбачений принаймні один конвеєр (5), зокрема, один екструдер (5), для приймання попередньо обробленого матеріалу, який має принаймні один шнек (6), виконаний з можливістю обертатися у корпусі (16) і чинити, зокрема, пластифікуючу або агломеруючу дію, причому корпус (16) має на своєму кінці (7) або у стінці оболонки приймальний отвір (80) для приймання матеріалу шнеком (6), а приймальний отвір (80) та отвір (8) з'єднані між собою,
який відрізняється тим, що
для кожної окремої точки у всій зоні отвору (8) скалярний добуток вектора (19) напрямку, який є паралельним дотичній до окружності, описаної крайньою у радіальному напрямку точкою змішувального та/або подрібнювального засобу (3), і який спрямований у напрямку (12) руху змішувального та/або подрібнювального засобу (3), під час його обертання повз вказані окремі точки отвору (8) та перед ними, на вектор (17) напрямку подання конвеєра дорівнює нулю або є негативним,
а у секції (105) стінки, яка є частиною корпусу (16) безпосередньо за приймальним отвором (80) у напрямку подання (17) і повністю оточує шнек (6), виконаний карман (100), який простягається у напрямку (17) подання, починаючи від нижньої за потоком кромки (20') приймального отвору (80) або від найнижчої за потоком точки (20) приймального отвору (80), на довжину (L), причому 0,8d ≤ L ≤ 9d, краще 1d ≤ L ≤ 7d, де d - зовнішній діаметр або діаметр огинальної кривої шнека (6) у секції (105) стінки.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кут (b) між вектором (19) напрямку (12) руху під час обертання, та вектором (17)напрямку подання конвеєра (5), виміряний у точці перетину двох векторів напрямку (17, 19) у середині отвору (8), становить від 170° до 180°.
3. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що відстань (18) зсуву між подовжньою віссю (15) конвеєра (5) або шнека (6), найближчого до приймального отвору (80), та радіусом (11), паралельним подовжній осі (15), більше або дорівнює половині внутрішнього діаметра корпусу (16) конвеєра (5) або шнека (6), та/або більше або дорівнює 7 %, а краще більше або дорівнює 20 % радіуса бункера (1), або тим, що відстань (18) більше або дорівнює радіусу бункера (1).
4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що уявне продовження подовжньої осі (15) конвеєра (5) у напрямку, протилежному напрямку подання, являє собою січну відносно перерізу бункера (1) і принаймні частково проходить крізь простір усередині бункера (1).
5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що конвеєр (5) приєднаний тангенціально до бункера (1) або проходить тангенціально відносно перерізу бункера (1), або подовжня вісь (15) конвеєра (5) або шнека (6) або подовжня вісь шнека (6), найближчого до приймального отвору (80), проходить тангенціально відносно внутрішнього боку бічної стінки (9) бункера (1), або тангенціально проходить внутрішня стінка корпусу (16), або оболонка шнека (6), причому у кращому випадку є привід, приєднаний до кінця (7) шнека (6), а на своєму протилежному кінці шнек здійснює подання до вихідного отвору, який, зокрема, являє собою екструдерну голівку й виконаний на кінці корпусу (16).
6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що отвір (8) безпосередньо сполучений з приймальним отвором (80), без ділянки передання або шнека конвеєра.
7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3) має засоби та/або лопатки (14), які у напрямку (12) обертання або руху чинять подрібнювальну, різальну або нагрівальну дію на пластичний матеріал, причому засоби та/або лопатки (14) краще встановлені або сформовані на обертовому носії (13) засобів, зокрема, несучому диску (13), встановленому, зокрема, паралельно поверхні днища (2).
8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що передні зони або передні кромки (22) змішувальних та/або подрібнювальних засобів (3) або лопаток (14), які діють на матеріал та спрямовані у напрямку (12) обертання або руху, відрізняються за способом утворення, конструкцією, кривизною та/або розташуванням від зон, які знаходяться ззаду відносно напрямку (12).
9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що бункер (1) є по суті циліндричним, має круглий поперечний переріз, плоску поверхню днища (2) та орієнтовану вертикально відносно неї бічну стінку (9) у вигляді оболонки циліндра, та/або вісь (10) обертання змішувальних та/або подрібнювальних засобів (3) співпадає з центральною віссю бункера (1), та/або вісь обертання (10) або центральна вісь бункера орієнтована вертикально та/або перпендикулярно до поверхні днища (2).
10. Пристрій за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що найнижчий носій (13) засобів або найнижчий змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3), та/або отвір (8) встановлені близько до днища на невеликій відстані від поверхні днища (2), зокрема, у межах нижньої чверті висоти бункера (1), краще на відстані від 10 до 400 мм від поверхні днища (2).
11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що конвеєр (5) являє собою одношнековий екструдер (6) з одним компресійним шнеком (6) або дво- чи багатошнековий екструдер, у якому діаметри d окремих шнеків (6) є однаковими.
12. Пристрій за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що у зоні корпусу (16) уздовж приймального отвору (80) виконаний додатковий карман (101).
13. Пристрій за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що у кармані (100) і, за наявності, додатковому кармані (101) виконаний принаймні один стримувальний елемент (102, 103), який сприяє течії матеріалу в напрямку (17) подання або сприяє надходженню матеріалу до шнека (6) і який має форму ребра або рухомого елемента (102), або паза у стінці (103).
14. Пристрій за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що стримувальний елемент (102, 103) простягається на всю довжину кармана (100) або на всю довжину додаткового кармана (101).
15. Пристрій за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що довжина (LS) відповідного стримувального елемента (102, 103) у кармані (100) становить від 60 до 100 % L, краще від 75 до 100 % L, а стримувальній елемент (2, 3), краще, простягається у напрямку (17) подання, починаючи з нижньої за потоком кромки (20') приймального отвору (80) або від найнижчої за потоком точки (20) приймального отвору (80).
16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня стінки у секції (105) стінки є циліндрична або звужується у напрямку (17) подання, зокрема, на конус.
17. Пристрій за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що відстань між ребром або рухомим елементом (102) та огинальною кривою шнека (6) у кармані (100) та/або у додатковому кармані (101) є постійною, або відстань між ребром або рухомим елементом (102) та огинальною кривою шнека (6) у кармані (100)та/або у додатковому кармані (101) змінюється, зокрема, зменшується у напрямку подання.
18. Пристрій за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що у напрямку (17) подання відповідний стримувальний елемент (102, 103) простягається за прямою паралельно осі шнека (6), або оточує периферію шнека (6) по спіралі, причому крок спіралі більший за крок шнека (6).
19. Пристрій за будь-яким з пп. 1-18, який відрізняється тим, що ребро (102) або рухомий елемент простягається радіально усередину корпусу (16).
20. Пристрій за будь-яким з пп. 1-19, який відрізняється тим, що принаймні один зі стримувальних елементів (102, 103), виконаних у кармані (100) секції (105) стінки, продовжується до додаткового кармана (101).
21. Пристрій за будь-яким з пп. 1-20, який відрізняється тим, що внутрішній переріз додаткового кармана (101) відповідає перерізу кармана (100) у точці (20) або на кромці (20').
22. Пристрій за будь-яким з пп. 1-21, який відрізняється тим, що кількість (А) стримувальних елементів (102, 103) у секції (105) стінки, а відтак кількість карманів (100) А=d/K, де d - діаметр шнека (6) у мм, а К - величина у межах від 10 до 110, зокрема, від 15 до 90.
23. Пристрій за будь-яким з пп. 1-22, який відрізняється тим, що місткість (V) кармана (100) на одиницю довжини = k Vs, де k - величина у межах від 0,025 до 2, краще від 0,05 до 1,5, a Vs - місткість шнека (6) на одиницю довжини.
24. Пристрій за будь-яким з пп. 1-23, який відрізняється тим, що кут нахилу гвинтової лінії стримувальних елементів (102, 103) відносно напрямку (17) подання становить від 0° до 75°.
25. Пристрій за будь-яким з пп. 1-24, який відрізняється тим, що принаймні у зоні кармана (100) шнек (6) являє собою екструзійний шнек з постійним діаметром серцевини.
26. Пристрій за будь-яким з пп. 1-25, який відрізняється тим, що принаймні частина секції (105) стінки навкруги кармана (100) містить охолоджувальний блок (120), причому краще, щоб у стінці корпусу (16) була виконана охолоджувальна сорочка навкруги корпусу (16) та/або охолоджувальні канали.
27. Пристрій за будь-яким з пп. 1-26, який відрізняється тим, що секція (105) стінки, яка є частиною корпусу (16), і яка створює карман (100), є частиною корпусу, яку можна вставляти до корпусу (16) з можливістю заміни і яка, краще, має довжину L, або карман (100) знаходиться у вкладиші, який, краще, має довжину L і може вставлятися до корпусу (16) з можливістю заміни.
Текст
Реферат: Винахід стосується пристрою для попереднього обробляння та подальшого транспортування або пластифікації пластичних матеріалів, який містить бункер (1) зі змішувальним та/або подрібнювальним засобом (3), що обертається навколо осі (10) обертання, у якому у бічній стінці (9) виконаний отвір (8), крізь який може виводитися пластичний матеріал, а конвеєр (5) має принаймні шнек (6), що обертається у корпусі (16). Винахід відрізняється тим, що уявне продовження подовжньої осі (15) конвеєра (5) у напрямку, протилежному напрямку (17) подання конвеєра, проходить повз вісь (10) обертання, а на стороні вихідного отвору існує відстань (18) зсуву між подовжньою віссю (15) та радіусом (11), паралельним подовжній осі (15), а у секції (105) стінки, яка є частиною корпусу (16) безпосередньо за приймальним отвором (80) у напрямку подання (17) і повністю оточує шнек (6), виконаний карман (100), який простягається у напрямку (17) подання, починаючи від нижньої за потоком кромки (20') приймального отвору (80) або від найнижчої за потоком точки UA 109965 C2 (12) UA 109965 C2 (20) приймального отвору (80) на довжину (L), причому 0,8 d L 9 d, де d - зовнішній діаметр або діаметр огинальної кривої шнека (6) у секції (105) стінки. UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід стосується пристрою згідно з обмежувальною частиною п. 1 формули. Відомі численні подібні пристрої різних конструкцій, які містять приймач або різальний компактор для подрібнення, нагрівання, розм'якшення та обробляння пластичного матеріалу, що перероблюється, а також приєднаний до нього конвеєр або екструдер для розтоплення підготовленого таким чином матеріалу. Мета полягає в одержанні кінцевого продукту якомога високої якості, здебільшого у вигляді гранул. Наприклад, в EP 123 771 або EP 303 929 описані пристрої з приймачем та приєднаним до нього екструдером, де завантажений до приймача пластичний матеріал подрібнюється шляхом обертання подрібнювальних та змішувальних засобів та робиться текучим і одночасно розігрівається за рахунок енергії, що прикладається. У такий спосіб утворюється суміш, досить однорідна за термічними характеристиками. Ця суміш після належного часу перебування виводиться з приймача у шнековий екструдер і транспортується і у цьому процесі пластифікується або розтопляється. У такій схемі шнековий екструдер розташований приблизно на одному рівні з подрібнювальними засобами. Розм'якшені пластичні частки активно вводяться або набиваються у екструдер змішувальними засобами. Багато таких конструкцій, відомих протягом великого часу, на жаль, не забезпечують одержання на виході шнека належної якості оброблених пластичних матеріалів та/або достатньої продуктивності шнека. Дослідження показали, що вимоги до шнека, встановленого за бункером, у першу чергу пластифікуючого шнека, змінюються у процесі експлуатації, що час перебування у змішувальному бункері для одних партій продукту має бути довшим, ніж для інших, і що деякі партії на шнеку поводяться інакше. Ці відхилення можна пояснити різною природою партій продукту, які послідовно надходять до бункера або до шнека, наприклад, різною товщиною пластичного матеріалу, як от обривки плівки тощо, або іншими неконтрольованими факторами. Для термічно та механічно однорідного матеріалу якість продукту, одержаного на вихідному кінці шнека, звичайно поліпшується, коли глибина витків у дозувальній зоні шнека є дуже велика, а стискання на шнеку підтримується дуже низьким. Однак бажано також збільшити продуктивність шнека або підвищити ефективність, наприклад, всієї системи подрібнювачекструдер, а для цього треба збільшити швидкість обертання шнека, а відтак і зусилля зсуву. Втім, внаслідок того шнек піддає оброблюваний матеріал збільшеній механічній та термічній напрузі, що погрожує пошкодженням молекулярних ланцюгів пластичного матеріалу. Це також спричинює прискорене спрацьовування шнека та його корпусу при оброблянні вторинного матеріалу за рахунок присутніх у ньому забруднень - абразивних часток, часток металу тощо, які призводять до сильного спрацьовування металевих частин шнека, які ковзають одна по одній, або його підшипників. Ефективність надходження матеріалу до шнека у початковій частині його корпусу також є важливим параметром якості обробляння матеріалу шнеком. Спільною рисою відомих систем є те, що напрямок подання або обертання змішувальних та подрібнювальних засобів, а відтак напрямок, у якому частки матеріалу циркулюють у бункері, і напрямок подання конвеєра, зокрема, екструдера є по суті однакові. Таке вирішення прийнято навмисне, щоб подавати на шнек максимальну кількість матеріалу, або примусово завантажувати шнек. Така концепція подавання часток у шнек конвеєра або шнек екструдера у напрямку ходу шнека також цілком очевидна й перекликається з відомою думкою фахівців, бо це означає, що частки не повинні змінювати напрямок руху й тому немає потреби додавати зусиль для зміни їх напрямку. У цих та пізніших розробках метою було максимізувати заповнення шнека та підсилити цей ефект заповнювання. Наприклад, робилися спроби подовжити вхідну зону екструдера у вигляді конуса або надати подрібнювальним засобам форму серпа, щоб вони на зразок кельми накладали розм'якшений матеріал на шнек. Зсув екструдера на приймальному боці з радіального у тангенціальне положення відносно контейнера ще підсилив уштовхувальну дію та збільшив зусилля, з яким пластичний матеріал від обертального засобу подавався або набивався у екструдер. Системи такого типу в принципі працездатні і працюють задовільно, хоча і з проблемами. Наприклад, з матеріалами з низькою енергомісткістю, як ПЕТ волокна або ПЕТ плівки, або матеріалами, які при низьких температурах стають липкими або розм'якшуються, як полімолочна кислота (PLA), багаторазово спостерігалося, що коли їх примусово уштовхують під тиском до приймальної зони екструдера або конвеєра, це спричинює передчасне розтоплення матеріалу одразу після або у самій приймальній зоні екструдера або конвеєра. Це, по-перше, знижує транспортувальну дію шнека, а по-друге, зазначений розтоплений матеріал може затікати назад, до різального компактора або приймача, внаслідок чого до нього будуть прилипати ще не розтоплені пластівці, а сам розтоплений матеріал, у свою чергу, буде охолоджуватися и певної мірою твердіти, створюючи грудки разом з твердими частками 1 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пластику. Це спричинить забивання приймальної зони та застигання змішувальних та подрібнювальних засобів. Подальшим наслідком є зниження продуктивності конвеєра або екструдера, бо шнек не буде заповнюватися належним чином. Можливе також припинення руху змішувальних та подрібнювальних засобів. У таких випадках система повинна бути вимкнена та ретельно вичищена. Ще можуть виникати проблеми з полімерними матеріалами, які у різальному компакторі нагрілися майже до точки топлення. У разі переповнення приймальної зони такі матеріали розтопляться, що заважатиме надходженню до конвеєра. Також мають місце проблеми з волоконними матеріалами, які є здебільшого орієнтовані й лінійні і мають певну кількість подовжніх видовжень й малу товщину або жорсткість, наприклад, пластикова плівка, порізана на смужки. Головна причина полягає в тому, що довгастий матеріал застряє на виході приймального отвору шнека, коли один його кінець лишається у бункері, а другий заходить до приймальної зони. Оскільки змішувальні засоби та шнек рухаються в одному напрямку, або в одному напрямку діють складова напрямку транспортування і складова напрямку тиску на матеріал, обидва кінці смужки піддаються розтягуванню та стисканню в одному напрямку, через що смужка не може вивільнитися. Це призводить до накопичення матеріалу в цій зоні, звуження просвіту вхідного отвору та зменшення ефективності завантаження, а відтак падінню продуктивності. Підвищений тиск подання у цій зоні може, більш того, спричинити розтоплення з наслідками, описаними вище. Отже, в основу винаходу покладене завдання подолати описані недоліки та вдосконалити пристрій описаного у вступі типу таким чином, щоб вхідна зона шнеків безперешкодно приймала як звичайні матеріали, так і чутливі або смугасті матеріали, й забезпечити обробляння цих матеріалів з високою якістю, високою продуктивністю, зберігаючи час та енергію і зводячи до мінімуму потрібний простір. Вирішення цього завдання досягається ознаками відмітної частини п. 1 формули у пристрої типу, згаданого у вступі. Перш умовою тут є те, що удаване продовження центральної подовжньої осі конвеєра, зокрема, екструдера, якщо він має лише один шнек, або подовжньої осі шнека, найближчого до приймального отвору, якщо конвеєр має більше одного шнека, у напрямку, протилежному напрямку подання конвеєра, проходить повз вісь обертання, не перетинаючи її, причому на стороні вихідного отвору існує відстань зсуву між подовжньою віссю конвеєра, якщо він має лише один шнек, або подовжньою віссю шнека, найближчого до приймального отвору, та радіусом, який пов'язаний з бункером, і проходить паралельно до подовжньої осі й відходить від осі обертання змішувальних та/або подрібнювальних засобів у напрямку подання конвеєра. Напрямок подання змішувальних засобів та напрямок подання конвеєра більше не співпадають, як у відомих пристроях, а є, принаймні у невеликому ступені, протилежними, і ефект уштовхування, згаданий у вступі, таким чином знижується. Навмисна зміна напрямку обертання змішувальних та подрібнювальних засобів на протилежний, у порівнянні з відомими пристроями, знижує тиск подання у приймальній зоні, і ризик переповнення знижується. У цей спосіб надлишок матеріалу не уштовхується або накладається з підвищеним тиском до приймальної зони конвеєра, але замість того, навпаки, має місце тенденція видалення надлишку матеріалу з цієї зони так, що, хоча у приймальній зоні завжди присутня достатня кількість матеріалу, додатковий тиск, що прикладається, є малим або майже нульовим. Цей метод може забезпечити належне заповнення шнека і постійне подання достатньої кількості матеріалу шнеком без будь-якого переповнення і, як наслідок, локальних піків, при яких матеріал може розтоплятися. Таким чином, можна уникнути розтоплення матеріалу у приймальній зоні, підвищити ефективність виробництва, подовшити міжрегламентний період та скоротити час простоїв внаслідок ремонту і чистки. Завдяки зниженому тиску подання рухомі елементи, за допомогою яких можна відомим чином регулювати ступінь заповнення шнека, стають значно більш чутливими, і ступінь заповнення шнека можна регулювати навіть з більшою точністю. Це полегшує знаходження ідеальної точки, відносно якої регулюється система, зокрема, при роботі з відносно важкими матеріалами, наприклад, при перемеленні поліетилену високої щільності (HDPE) або ПЕТ. Більш того, несподівано та сприятливо встановлено, що при роботі у протилежних напрямках згідно з винаходом поліпшується надходження матеріалів, які вже розм'якшилися майже до точки топлення. Зокрема, якщо матеріал вже перебуває у тістоподібному або розм'якшеному стані, шнек відсікає такий матеріал від тістоподібного кільця біля стінки бункера. У разі обертального руху в напрямку подання шнека це кільце, навпаки, виштовхувалося б уперед, а видалення його зовнішнього шару шнеком було б неможливе, що утруднювало б 2 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 надходження матеріалу. Завдяки зміні напрямку обертання на протилежний згідно з винаходом, цьому можна запобігти. Далі, легше вирішується проблема затримання або накопичення при оброблянні описаних вище матеріалів у вигляді смужок або волокон, або її взагалі можна уникнути, оскільки на краю отвору, що знаходиться у напрямку обертання змішувальних засобів з вихідного боку або нижче за потоком, вектор напрямку змішувальних пристроїв та вектор напрямку точки конвеєра є майже протилежні, або принаймні у малому ступені протилежні, і тому довгаста смужка не може закрутитися і застряти на зазначеній кромці, а замість цього знов уноситься змішувальною вирвою у приймач. Загальний ефект конструкції згідно з винаходом полягає у підвищенні ефективності подання й значному зростанні продуктивності. Тим самим підвищується стабільність та ефективність роботи всієї системи, що складається з різального компактора та конвеєра. Більш того, заявником встановлено, що довжина кармана, розташованого одразу за приймальним отвором, відіграє важливу роль у забезпеченні якості та продуктивності, зокрема, при роботі з різними матеріалами або сумішами матеріалів. Встановлено, що карман встановленої довжини значно підвищує однорідність матеріалу, одержуваного на кінці конвеєра, зокрема, екструдера, або одержуваного розплаву, або що у конвеєрі, зокрема при підвищеній пропускній спроможності в неагресивних умовах, по суті стає можливим не допустити небажаного перегріву або розм'якшення матеріалу, принаймні у зоні кармана. Вважається, що локального перевантаження шнека можна уникнути завдяки довгастому карману, бо обсяг, забезпечуваний цим карманом, не лише поліпшує однорідність матеріалу при прийманні, а й також відновлює однорідність після перевантаження надлишком матеріалу деяких ділянок витків шнека. Згідно з одним кращим варіантом здійснення винаходу, конвеєр з'єднується з бункером таким чином, що скалярний добуток вектора напрямку (пов'язаного з вектором обертання), який є тангенціальним до окружності, описаної крайньою у радіальному напрямку точкою змішувального та/або подрібнювального засобу, або до пластичного матеріалу, транспортованого крізь отвір, і який є нормальним до радіуса приймача і спрямованим у напрямку обертання або напрямку руху змішувального та/або подрібнювального засобу, на вектор напрямку, пов'язаний з напрямком подання конвеєра, у кожній окремій точці зони отвору або в кожній окремій точці всієї зони безпосередньо, у радіальному напрямку, перед отвором дорівнює нулю або є негативним. «Зона безпосередньо, у радіальному напрямку, перед отвором» визначається як зона, яка знаходиться перед самим отвором і у якій матеріал знаходиться безпосередньо перед проходженням крізь отвір, але ще не пройшов отвір. Таким чином досягаються переваги, зазначені у вступі, і завдяки цьому надійно виключається будь-яка агломерація у зоні приймального отвору, спричинена ефектом уштовхування. Зокрема, тут не існує залежності між взаємним просторовим розташуванням змішувальних засобів та шнека, наприклад, орієнтація осі обертання не мусить бути перпендикулярною до базової поверхні або подовжньої осі конвеєра або шнека. Вектор напрямку, пов'язаний з напрямком обертання, та вектор напрямку, пов'язаний з вектором подання, лежать в одній, краще горизонтальній, площині або у площині, орієнтованій перпендикулярно до осі обертання. В іншому кращому варіанті кут між вектором напрямку, пов'язаним з вектором обертання змішувального та/або подрібнювального засобу, та вектором напрямку, пов'язаним з напрямком подання конвеєра, більше або дорівнює 90° і менше або дорівнює 180°, причому цей кут вимірюється у точці перетину двох векторів напрямку на кромці отвору, розташованій найвище за потоком у напрямку обертання або руху, зокрема, у точці, розташованій на зазначеній кромці або на отворі якомога вище за потоком. Так визначається інтервал кутів, під якими конвеєр має бути приєднаний до бункера для досягнення сприятливого ефекту. В усій зоні отвору або у кожній окремій точці отвору, таким чином, сили, що діють на матеріал, орієнтовані принаймні у малому ступені у протилежному напрямку, а у крайньому випадку орієнтація буде перпендикулярною й нейтральною у сенсі тиску. У жодній точці отвору скалярний добуток векторів напрямку змішувальних пристроїв та шнеку не буде позитивним, і навіть не дуже близько від отвору не матиме місця надмірне уштовхування. У ще одному корисному варіанті здійснення винаходу забезпечується, що кут між вектором напрямку, пов'язаним з вектором обертання або руху та вектором напрямку, пов'язаним з напрямком подання конвеєра, виміряний у точці перетину двох векторів напрямку у середині отвору, становить від 170° до 180°. Таке розташування наведене як приклад для випадку, коли конвеєр встановлений тангенціально до різального компактора. 3 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 З метою недопущення надмірного уштовхування відстань, або зсув між подовжньою віссю та радіусом може, у кращому випадку, дорівнювати половині внутрішнього діаметра корпусу конвеєра або шнека або бути більше неї. Далі, з цією метою ще краще встановити відстань, або зсув між подовжньою віссю та радіусом більше або на рівні 7 % радіуса приймача, а ще краще, щоб вона була більше або на рівні 20 % радіуса приймача. У випадку конвеєрів з витягнутою приймальною зоною, або у вигляді втулки з пазом, або з витягнутим приймальним отвором бажано, щоб ця відстань, або зсув була більше або дорівнювала радіусу приймача. Це особливо справедливе для випадків, коли конвеєр приєднаний до приймача тангенціально або проходить тангенціально до перерізу бункера. В особливо вигідному варіанті подовжня вісь конвеєра або шнека або подовжня вісь шнека, найближчого до приймального отвору, проходить тангенціально відносно внутрішньої сторони бічної стінки бункера, або так проходить внутрішня стінка корпусу, або оболонка шнека, причому краще, щоб був встановлений привод, приєднаний до кінця шнека, а шнек здійснював подання на своєму протилежному кінці до вихідного отвору, який, зокрема, являє собою екструдерну голівку і виконаний на кінці корпусу. У разі конвеєрів, які мають радіальний зсув, але не встановлені тангенціально, бажано щоб уявне продовження подовжньої осі конвеєра у напрямку, протилежному напрямку подання, принаймні частково, проходило у вигляді січної крізь простір усередині приймача. Доцільно забезпечити безпосереднє і пряме сполучення між отвором та приймальним отвором, без суттєвої відстані між ними або проміжної ділянки, наприклад, шнека конвеєра. Це забезпечує ефективне і неагресивне проходження матеріалу. Зміна напрямку обертання змішувальних та подрібнювальних засобів, які обертаються у бункері, звичайно, не може бути наслідком довільних дій або недбальства, і неможливо ані у відомих пристроях, ані у пристроях за винаходом просто дати змішувальним засобам обертатися у протилежному напрямку, зокрема, через те, що змішувальні та подрібнювальні засоби розташовані певним чином асиметрично або орієнтовані у певному напрямку, і тому здатні діяти лише в одному напрямку. Якщо такий пристрій почне навмисно обертатися у неналежному напрямку, не буде утворюватися правильна змішувальна вирва, і матеріал не буде підданий належному подрібненню та нагріванню. Для цього кожний різальний компактор має безальтернативно заданий напрямок обертання змішувальних та подрібнювальних засобів. У цьому зв'язку дуже доцільно забезпечити, щоб спосіб утворення, конструкція, кривизна та/або розташування передніх зон або передніх кромок, пов'язаних зі змішувальними та/або подрібнювальними засобами, які діють на пластичний матеріал та спрямовані у напрямку обертання або руху, відрізнялися від зон, які у напрямку обертання або руху знаходяться ззаду або за ними. У цьому випадку змішувальні та/або подрібнювальні засоби мають засоби та/або лопатки, які у напрямку обертання або руху чинять нагрівальну, подрібнювальну та/або різальну дію на пластичний матеріал. Засоби та/або лопатки можуть кріпитися безпосередньо до валу або, що краще, встановлюватися на обертовому носії засобів або, відповідно, несучому диску, встановленому, зокрема, паралельно поверхні днища, або сформовані на ньому, або виконані на ньому шляхом лиття, можливо, заодно з ним. У принципі, описані ефекти стосуються не лише компресійних екструдерів або агломераторів, а й конвеєрних шнеків, які не чинять або мають невелику компресійну дію. Тут також виключається локальне перевантаження. В іншому особливо доцільному варіанті здійснення винаходу приймач є по суті циліндричним з плоскою поверхнею днища та орієнтованою вертикально відносно нього бічною стінкою у вигляді оболонки циліндра. В іншій простій конструкції вісь обертання збігається з центральною віссю приймача. Ще в одній версії вісь обертання або центральна вісь бункера орієнтована вертикально та/або перпендикулярно до поверхні днища. Такі геометричні побудування оптимізують роботу приймальної зони, що забезпечує стабільність і просту конструкцію. У цьому зв'язку буде також особливо доцільно, щоб змішувальний та/або подрібнювальний засіб або, якщо існує кілька встановлених один над одним змішувальних та/або подрібнювальних засобів, найнижчий та найближчий до днища змішувальний та/або подрібнювальний засіб був встановлений на невеликій відстані від поверхні днища, зокрема, у межах нижньої чверті висоти приймача, і щоб подібним чином був розміщений отвір. Відстань тут визначається й вимірюється від нижньої кромки отвору або приймального отвору до днища бункера у зоні кромки бункера. Кромка здебільшого буває округлена на краю, і через те відстань вимірюється від нижньої кромки отвору уздовж уявного продовження бокової стінки униз до 4 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 уявного продовження назовні днища бункера. Припустимими є відстані у межах від 10 до 400 мм. Ще доцільніше для процесу обробляння, якщо крайні радіальні кромки змішувальних та/або подрібнювальних засобів майже торкаються бічної стінки. Бункер не обов'язково має циліндричну форму з круговим поперечним перерізом, хоча така форма є доцільною з практичних міркувань і технологічна у виготовленні. Якщо форма бункера відрізняється від циліндричної з круговим перерізом, наприклад, являє собою зрізаний конус або еліптичний чи овальний у плані циліндр, потрібен розрахунок для перетворення на циліндричний бункер з круговим перерізом та однаковою місткістю, виходячи з припущення, що висота цього уявного циліндра дорівнює його діаметру. Висоти бункера, які значно більші висоти змішувальної вирви, що одержується (з урахуванням запасу безпеки), ігноруються, бо цей надлишок висоти не використовується й ніяк не впливає на обробляння матеріалу. Термін «конвеєр» стосується здебільшого систем зі шнеками, які чинять некомпресійну або декомпресійну дію, тобто шнеками, які здійснюють виключно транспортування, але також і систем зі шнеками, які чинять компресійну дію, тобто шнеки з агломерувальною або пластифікуючою дією. Терміни «екструдер» та «шнек» у цьому винаході означають екструдери або шнеки, які здійснюють повне або часткове розтоплення матеріалу, а також екструдери, що використовуються для агломерації, без розтоплення, розм'якшеного матеріалу. Шнеки агломерувальної дії піддають матеріал міцному стисканню та зсуву протягом лише короткого часу, але не пластифікують його. До вихідного кінця агломерувального шнека, отже, надходить не повністю розтоплений матеріал, а такий, що складається з часток, розтоплених лише на поверхні й злиплих, як при спіканні. Однак в обох випадках шнек чинить тиск на матеріал та ущільнює його. Сприятливий вплив на ефективність надходження, пропускну спроможність та якість матеріалу чинить виконання додаткового кармана в корпусі у зоні приймального отвору. Це призводить до поліпшення однорідності та якості матеріалу, збільшення, за потреби, пропускної спроможності, якщо у кармані та, за наявності, у додатковому кармані розташований принаймні один стримувальний елемент, що сприяє проходженню потоку матеріалу в напрямку подання та являє собою ребро, або рухомий елемент, або паз у стінці, або такий стримувальний елемент заходить усередину кармана, або обмежує карман таким чином, щоб скеровувати матеріал до витків шнека. У варіанті, сприятливому для ефективності подання конвеєра, стримувальний елемент простягається на всю довжину кармана або додаткового кармана. Для неагресивного подання бажано, щоб довжина відповідного стримувального елемента становила від 60 до 100 L, краще від 75 до 100% L - довжини кармана, де L становить від 0,8 до 9 d, краще від 1 до 7 d, і щоб стримувальний елемент починався від нижньої за потоком кромки приймального отвору в напрямку подання шнека, або від найнижчої за потоком точки приймального отвору. У залежності від характеру оброблюваного матеріалу або технології його обробляння, зокрема, в екструдері, поверхня внутрішньої стінки у секції стінки може бути циліндричною, або може звужуватися у напрямку подання, зокрема, на конус, та/або відстань між ребром або рухомим елементом та гинальною кривою шнека у зоні кармана та/або додаткового кармана може бути постійною, або відстань між ребром або рухомим елементом та гинальною кривою шнека у зоні кармана та/або додаткового кармана може змінюватися, зокрема, може зменшуватися у напрямку подання. Для різних матеріалів може виявитися доцільним, щоб відповідні стримувальні елементи проходили по прямій у напрямку подання паралельно до осі шнека, або спірально оточували шнек на його периферії, причому щоб крок спіралі був більший за крок шнека, та/або ребро або рухомий елемент радіально простягався до корпусу, та/або принаймні один стримувальний елемент у другому кармані секції стінки був продовжений усередину кармана. В якості стримувальних елементів можуть застосовуватися ребра або рухомі елементи, або заглибини, наприклад, пази, у внутрішній стінці корпусу. Ребра або рухомі елементи діють однаково. Єдина відміна між ребрами та рухомими елементами полягає в тому, що при роботі пристрою положення рухомого елемента може, за потреби, змінюватися, і пристрій таким чином пристосовується до різних матеріалів, що потребують обробляння або транспортування. Всі стримувальні елементи виконані у напрямку подання. Для конструктивного виконання корпусу краще, щоб внутрішній переріз додаткового кармана відповідав перерізу кармана, що знаходиться біля вихідної кромки приймального отвору. Таким чином одержується проста конструкція корпусу з кращою можливістю пристосування до різних матеріалів, якщо секція стінки, яка являє собою частину корпусу й утворює карман, може 5 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вставлятися до корпусу з можливістю заміни і, краще, має довжину L, або якщо карман знаходиться у вкладиші, краще, довжиною L і може вставлятися до корпусу з можливістю заміни. Встановлено, що оптимальна кількість стримувальних елементів у секції стінки, а відтак кількість карманів А = d/K, де d - діаметр шнека у мм, а К - величина у межах від 10 до 110, краще від 15 до 90. Таким чином можна пристосувати кількість стримувальних елементів до бажаного діаметра шнека. Діаметр d - це завжди середній діаметр гинальної кривої шнека або внутрішній діаметр корпусу, якщо тільки корпус тісно охоплює шнек. В іншому придатному варіанті виконання пристрою за винаходом місткість кармана на одиницю довжини V = k Vs, де k - величина у межах від 0,025 до 2, краще від 0,05 до 1,5, a Vs місткість шнека на одиницю довжини. Це також може сприяти поліпшенню якості матеріалу на кінці екструдера Виявилося доцільним, що кут нахилу гвинтової лінії стримувальних елементів відносно напрямку подання становить від 0° до 75°. Якщо стримувальний елемент охоплює під кутом 0° відносно напрямку подання, значить, він розташований паралельно до напрямку подання. Шнек переважно являє собою екструзійний шнек з постійним діаметром серцевини, принаймні у зоні кармана та/або додаткового кармана. Принаймні у зоні кармана екструзійний шнек у пристрої згідно з винаходом являє собою шнек з постійним діаметром серцевини. Для обробляння різнорідних матеріалів доцільно, щоб принаймні частина секції стінки навколо кармана мала охолоджувальний засіб, а також бажано, щоб у стінці корпусу була виконана охолоджувальна сорочка навколо корпусу та/або охолоджувальні канали, щоб забезпечити встановлення заданої температури у кармані. Холодоагентами можуть бути рідкі або газові середовища. Подальші ознаки та переваги винаходу стануть видні з подальшого опису прикладів здійснення винаходу, які не слід розглядати як обмежувальні, та креслень, які є схематичними і не витримані за масштабом: Фіг. 1 зображує вертикальний переріз пристрою згідно з винаходом, де екструдер встановлений приблизно тангенціально. Фіг. 2 зображує горизонтальний переріз варіанту за фіг. 1. Фіг. 3 показує інший варіант з мінімальним зсувом. Фіг. 4 показує ще один варіант з відносно великим зсувом. Фіг. 5-8 варіанти з карманами у корпусі шнека. Усі приклади, показані далі на кресленнях, стосуються конвеєрів з одним шнеком, наприклад, одношнекових екструдерів. Однак можливе також застосування конвеєрів з більше ніж одним шнеком, наприклад, дво- або багатошнекових конвеєрів чи дво- або багатошнекових екструдерів, зокрема, з кількома однаковими шнеками, які принаймні мають однаковий діаметр d. Треба зазначити, що напрямок обертання шнека не має значення; шнек може обертатися за годинниковою стрілкою або проти неї. Фіг. 1-4 ілюструють напрямок обертання засобів відносно напрямку подання шнека. Ані бункери, ані шнеки, ані змішувальні засоби на кресленнях не показані у справжньому масштабі, ні самі, ні відносно один одного. Наприклад, бункери насправді більші, а шнеки довші, ніж зображені тут. Краща комбінація різального компактора та екструдера, представлена на фіг. 1 та фіг. 2 для обробляння або повторного переробляння пластичних матеріалів, включає циліндричний контейнер, або різальний компактор, або шредер 1 з круговим перерізом, плоским горизонтальним днищем 2 та орієнтованою перпендикулярно до нього вертикальною бічною стінкою 9 у вигляді циліндричної оболонки. На невеликій відстані від днища 2, не більше, ніж приблизно 10-20 %, краще менше, висоти бічної стінки 9, виміряної від днища 2 до верхнього краю бічної стінки 9, встановлений носій 13 засобів або плоский несучий диск, розташований паралельно поверхні днища 2, причому носій, або диск виконаний з можливістю обертання у напрямку 12 обертання або руху, показаному стрілкою 12, навколо центральної осі 10 обертання, яка одночасно є центральною віссю бункера 1. Двигун 21, встановлений під бункером 1, приводить несучий диск 13 у дію. На верхній стороні несучого диска 13 встановлені лопатки, наприклад, різальні лопатки 14, які разом з несучим диском 13 утворюють змішувальний та/або подрібнювальний засіб 3. Як видно на схемі, лопатки 14 розташовані на несучому диску 13 не симетрично, а замість цього мають на передніх кромках 22 у напрямку 12 обертання або руху своєрідне утворення, встановлення або розташування, такі що чинять певну механічну дію на пластичний матеріал. Крайні у радіальному напрямку кромки змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3 6 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 досягають точки, досить близької до внутрішньої поверхні бічної стінки 9, а саме розташованої на відстані біля 5 % довжини радіуса 11 бункера 1. Бункер 1 має у своєї верхній частині завантажувальний отвір, крізь який завантажується оброблюваний матеріал, наприклад, шматки пластикової плівки, за допомогою, наприклад, транспортера у напрямку, показаному стрілкою. Як варіант, бункер 1 може бути закритим, і з нього може бути викачане повітря принаймні до рівня промислового вакууму, а матеріал подається через систему клапанів. Зазначений продукт потрапляє до обертальних змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3 та підноситься, утворюючи змішувальну вирву 30, у якій продукт здіймається уздовж вертикальної бічної стінки 9 та приблизно у зоні ефективної висоти H бункера знов падає у напрямку центра бункера всередину і вниз під дією сили тяжіння. Ефективна висота H бункера приблизно дорівнює його внутрішньому діаметру D. Таким чином, у бункері 1 утворюється змішувальна вирва, у якій матеріал циркулює як зверху вниз, так і у напрямку 12 обертання. Зарахунок такого розташування змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3 або лопаток 14 пристрій такого типу здатний працювати лише у заданому напрямку 12 обертання або руху, і змінити напрямок 12 обертання одразу або без додаткових заходів неможливо. Обертові змішувальні та подрібнювальні засоби 3 подрібнюють та перемішують пластичний матеріал, що надходить, і при цьому нагрівають та розм'якшують його за рахунок прикладеної механічної енергії тертя, але не доводять до розтоплення. Після певного часу перебування у бункері 1 гомогенізований, розм'якшений, тістоподібний, але ще не розтоплений матеріал, як буде детально описано далі, виводиться з бункера 1 крізь отвір 8, проходить до приймальної зони екструдера 5 та потрапляє на шнек 6, де й відбувається розтоплення. Зазначений отвір 8 виконаний у бічній стінці 9 бункера 1 на рівні, у даному разі одного, змішувального та подрібнювального засобу 3, і таким чином підготовлений пластичний матеріал видаляється зсередини бункера 1 крізь цей отвір. Матеріал проходить до одношнекового екструдера 5, приєднаного тангенціально до бункера 1, причому в оболонці корпусу 16 екструдера 5 виконаний приймальний отвір 80 для матеріалу, що подається на шнек 6. Перевагою такої компоновки є те, що шнек 6 може приводитися у дію від нижнього кінця приводом, зображеним схематично у нижній частині креслення, таким чином, що верхній кінець шнеку на кресленні може бути вільний від приводу. Через те вивантажувальний отвір для пластифікованого або агломерованого пластичного матеріалу, який подається шнеком 6, може бути влаштований на зазначеному верхньому кінці, наприклад, у вигляді екструдерної голівки (не показана). Отже, пластичний матеріал можна транспортувати без відхилень шнеком 6 до вивантажувального отвору; але це буде неможливим у варіантах, зображених на фіг. 3-4. Існує з'єднання для транспортування або передання матеріалу між приймальним отвором 80 та отвором 8, і в даному разі це з'єднання з отвором 8 є прямим та безпосереднім і не містить ніяких подовжених проміжних ділянок або роздільників. Завдяки цьому зона передання виходить дуже короткою. У корпусі 16 знаходиться шнек 6 компресійної дії, встановлений з можливістю обертання навколо своєї подовжньої осі 15. Подовжні осі 15 шнека 6 та екструдера 5 співпадають. Екструдер 5 транспортує матеріал у напрямку стрілки 17. Екструдер 5 - це звичайний екструдер відомого типу, у якому розм'якшений пластичний матеріал стискається і при цьому розтоплюється, а розплав далі вивантажується на протилежному кінці до екструдерної голівки. Змішувальні та/або подрібнювальні засоби 3 або лопатки 14 знаходяться приблизно на одному рівні з центральною подовжньою віссю 15 екструдера 5. Найвіддаленіші краї лопаток 14 знаходяться на достатньому віддаленні від витків шнека 6. У варіанті, зображеному на фіг. 1 та 2, екструдер 5, як зазначалося, приєднаний тангенціально до бункера 1 або проходить тангенціально відносно його перерізу. На кресленні уявне продовження центральної подовжньої осі 15 екструдера 5 або шнека 6 у напрямку назад, протилежному напрямку 17 подання екструдера 5, проходить поблизу від осі 10 обертання, не перетинаючи її. На вихідній стороні існує відстань зсуву 18 між подовжньою віссю 15 екструдера 5 або шнека 6 та радіусом 11 пов'язаним з бункером 1, який є паралельним подовжній осі 15 і відходить назовні від осі 10 обертання змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3 у напрямку 17 подання екструдера 5. У даному випадку уявне продовження центральної подовжньої осі 15 екструдера 5 у задній бік не проходить крізь простір усередині бункера 1, а минає його на малій відстані. Відстань 18 трохи більша за радіус бункера 1. Тому екструдер 5 трохи зсунутий назовні, або приймальна зона виходить трохи глибшою. 7 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Визначення «протилежний», «контр-» та «у протилежний бік» тут означають будь-яку орієнтацію векторів відносно один одного, які не розташовані під гострим кутом, як детально пояснюється далі. Інакше кажучи, скалярний добуток вектора 19 напрямку, пов'язаного з напрямком 12 обертання й орієнтованого тангенціально до окружності, описаної крайньою точкою змішувального та/або подрібнювального засобу 3, або тангенціально до пластичного матеріалу, що проходить крізь отвір 8, і який спрямований у напрямку 12 обертання або руху змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3, на вектор 17 напрямку, пов'язаний з напрямком подання екструдера 5, який проходить у напрямку подання паралельно до центральної подовжньої осі 15, завжди дорівнює нулю або є негативним у кожній точці отвору 8 або у зоні, розташованій безпосередньо, у радіальному напрямку, перед отвором 8, і ніде не є позитивним. У разі приймального отвору за фіг. 1 та 2 скалярний добуток вектора 19 напрямку для напрямку 12 обертання та вектора напрямку 17 для напрямку подання є негативним у кожній точці отвору 8. Кут між вектором 17 напрямку для напрямку подання та вектором напрямку для напрямку 19 обертання, виміряний у точці 20, пов'язаній з отвором 8, яка знаходиться найвище за потоком напрямку 12 обертання, або на кромці, пов'язаній з отвором 8 і розташованій якнайвище за потоком, становить максимально приблизно 160°. При просуванні далі уздовж отвору 8 на фіг. 2, тобто у напрямку 12 обертання, кут продовжує збільшуватися. У центрі отвору 8 кут між векторами напрямку становить близько 180°, і скалярний добуток є максимально негативним, а ще далі ліворуч кут стає > 180°, і скалярний добуток, у свою чергу, зменшується, але залишається негативним. Кут , не показаний на схемі фіг. 2, виміряний у центрі отвору 8 між вектором 19 напрямку для напрямку обертання та вектором 17 напрямку для напрямку подання, становить приблизно 175°. Пристрій за фіг. 2 представляє перший обмежувальний випадок або екстремум. Такий тип компонування може забезпечити ефект дуже неагресивного уштовхування або особливо ефективне подання, і пристрій такого типу має безліч переваг при роботі з чутливими матеріалами, які піддаються оброблянню на межі свого інтервалу топлення, або для продуктів у вигляді довгих смужок. На фіг. 3 зображений альтернативний варіант, у якому екструдер 5 прикріплений до бункера 1 не тангенціально, а своїм кінцем 7. Шнек 6 та корпус 16 екструдера 5 пристосовані у зоні отвору 8 до конфігурації внутрішньої стінки бункера 1 і зсунуті назад так, щоб бути врівень з нею. Жодна частина екструдера 5 не проходить крізь отвір 8 усередину бункера 1. Тут відстань 18 відповідає приблизно 15-20 % довжини радіуса 11 бункера 1 та приблизно половині внутрішнього діаметра D корпусу 16. Отже, цей варіант являє собою другий обмежувальний випадок або екстремум з найменшим можливим зсувом або відстанню 18, коли напрямок 12 обертання або руху змішувальних та/або подрібнювальних засобів 3 є принаймні деякою мірою протилежним напрямку 17 подання екструдера 5, зокрема, у всій зоні отвору 8. Скалярний добуток на фіг. 3 у пороговій точці 20, яка знаходиться якнайвище за потоком, точно дорівнює нулю, бо ця точка розташована на кромці, пов'язаній з отвором 8, і знаходиться якнайвище за потоком. Кут між вектором 17 напрямку для напрямку подання конвеєра та вектором 19 напрямку для напрямку обертання, виміряний у точці 20 на фіг. 3, становить точно 90°. Якщо рухатися далі уздовж отвору 8, тобто у напрямку 12 обертання, кут між векторами напрямку стає ще більшим і перетворюється на тупий кут > 90°, а скалярний добуток водночас стає негативним. Однак у жодній точці отвору 8 та поблизу нього скалярний добуток не буває позитивним, а кут не буває менше 90°. Отже, локальне перевантаження не може трапитися навіть у безпосередній близькості до отвору 8, і ніде у зоні отвору 8 не відбувається несприятливе уштовхування. У цьому полягає суттєва відміна від чисто радіальної компоновки, оскільки при повністю радіальному розташуванні екструдера 5 з'являється кут < 90° у точці 20 або на кромці 20', а ті зони отвору 8, які на кресленні показані над радіусом 11 або вище за потоком, або зі сторони вхідного потоку характеризуються позитивним скалярним добутком. Через те локально розтоплені купки пластичного матеріалу можуть накопичуватися у тих зонах. На фіг. 4 показаний інший варіант, у якому екструдер 5 зсунутий трохи далі, ніж на фіг. 3, на стороні вихідного отвору, але ще не розташований тангенціально, як на фіг. 1 та 2. У цьому випадку, як і на фіг. 3, уявне продовження подовжньої осі 15 екструдера 5 назад проходить крізь простір усередині бункера 1 як січна. Внаслідок того отвір 8, виміряний у круговому напрямку бункера 1, є ширшим, ніж у варіанті за фіг. 3. Відповідно й відстань 18 є більшою, ніж на фіг. 3, але трохи менше радіуса 11. Кут , виміряний у точці 20, становить біля 150°, і тому ефект 8 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 уштовхування зменшується у порівнянні з варіантом за фіг. 3, що є корисним для певних чутливих полімерів. Внутрішня стінка корпусу 16 або правобічна внутрішня кромка, якщо дивитися від бункера 1, є тангенціальною відносно бункера 1, а відтак, на відміну від фіг. 3, тут немає похилої перехідної кромки. У цій найдальшій за потоком точці отвору 8, з лівого краю фіг. 4, кут становить близько 180°. На фіг. 1-4 детально показані суттєві характеристики та переваги напрямку обертання змішувального засобу відносно напрямку 17 подання шнека 6, які тісно пов'язані з поданням та процесом обробляння матеріалу на шнеку 6 одразу після надходження матеріалу, коли він минає приймальний отвір. Напрямок обертання змішувальних засобів та особлива конструкція секції 105 стінки корпусу 16 шнека 6 забезпечують значні переваги. На фіг. 5-8, секція 105 стінки розташована за приймальним отвором 80 на довжині L. У секції 105 стінки, яка становить частину корпусу 16, знаходиться одразу за приймальним отвором 80 у напрямку 17 подання та повністю охоплює шнек 6, виконаний карман 100, який простягається у напрямку 17 подання від крайньої у цьому напрямку точки 20 або кромки 20' приймального отвору 80 на довжину L, де 0,8 d L 9 d, краще 1 d L 7 d, де d - діаметр шнека 6 у секції 105 стінки. Бункер 1, показаний на фіг. 5-8, та його з'єднання з корпусом 16 відповідають бункеру та з'єднанню на фіг. 5-8. Цей карман 100 полегшує неагресивне введення матеріалу з бункера 1 та в неагресивний спосіб подає цей матеріал на витки шнека 6. Як показано на фіг. 6, може бути створений додатковий карман 101, який простягається у зоні приймального отвору 80 і в зоні за приймальним отвором 80 у напрямку, протилежному напрямку 17 подання. Однак можливо також, як зображено на фіг. 7, щоб секція стінки з додатковим карманом 101 простягалася лише перед вхідним отвором 80 у корпусі 16. Ребра або стержні 102 відходять від внутрішньої стінки корпусу 16 у напрямку шнека 6 у кармані 100 секції 105 стінки. Замість ребер або стержнів 102 можна використовувати рухомі елементи з таким само ефектом. Ці стримувальні елементи вводять матеріал, що знаходиться у кармані, до шнека. Пази 104 або інші заглибини у внутрішній стінці корпусу 16 також можуть виконувати роль стримувальних елементів подібного типу. Пази 103 цього типу показані як приклад на фіг. 8. Описані стримувальні елементи можуть бути виконані у кармані 100 і також у додатковому кармані 101, і буде доцільно, щоб стримувальні елементи 102, 103 простягалися на повну довжину кармана 100 й відповідно на повну довжину додаткового кармана 101. Також можливо, як показано на фіг. 5, що стримувальні елементи займають лише частину довжини секції 105 стінки. Стримувальні елементи можуть починатися від точки 20 або кромки 20' і закінчуватися у точці 110 - кінцевій точці секції 105 - або перед нею. Також стримувальні елементи 102, 103 можуть знаходитися на певній відстані від точки 20 або кромки 20' і на певній відстані від точки 110. Довжина LS відповідного стримувального елемента 102, 103 у кармані 100 може становити від 60 до 100% довжини кармана L, краще від 75 до 100% L, де L становить від 0,8 до 9 d, краще від 1 до 7 d. Бажано, щоб стримувальний елемент 102, 103 починався від крайньої у напрямку подання кромки 20' приймального отвору в напрямку подання шнека 6. Також можливо, щоб стримувальний елемент 102, 103 починався лише на заданій відстані від крайньої у напрямку подання кромки 20' приймального отвору 80 у напрямку подання 17. Стримувальні елементи 102, 103 у карманах 100 та/або карманах 101 можуть мати переріз будь-якої форми. Секція 105 стінки на фіг. 6 та 8 містить карман, який звужується у напрямку 17 подання, зокрема, звужується на конус, тоді як секція 105 стінки на фіг. 5 та 7 має ділянку внутрішньої стінки, яка проходить по суті паралельно напрямку 17 подання. На фіг. 6 ребра 102 у кармані 100 є такі самі, як ребра у додатковому кармані 101. Взагалі дуже бажано, щоб стримувальні елементи 102, 103 у кармані 100 та у додатковому кармані 101 були однакові. На фіг. 7 відстань від ребра 102 у кармані 100 та у додатковому кармані 101 до шнека 6 уздовж його довжини у напрямку подання 17 зменшується. Також можливо, що відстань між стримувальними елементами 2, 3 та гинальною кривою шнека 6 лишалася незмінною або зменшувалася у напрямку подання. Для деяких цілей виявляється бажаним, щоб у напрямку 17 подання відповідні стримувальні елементи 102, 103 простягалися уздовж прямої, паралельної до осі шнека 6, або мали форму спіралі, що оточує шнек 6 уздовж його периферії, причому крок спіралі є більший за крок шнека 6. Кут нахилу гвинтової лінії стримувальних елементів 102, 103 відносно напрямку 17 подання 9 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 становить від 0° до 75°. Стриму вальні елементи 2, 3 у вигляді спіралі навколо шнека 6 не позначені позиціями. Для подання матеріалу на шнеки 6, зокрема, у зоні кармана 100, наступній після приймальної зони, бажано, щоб ребро 102 або рухомий елемент заходило радіально до кармана 100 або додаткового кармана 101 і становило перешкоду для транспортування матеріалу навколо шнека 6. Стримувальні елементи 102, 103 у кармані 100 можуть простягатися далі до додаткового кармана 101, утворюючи таким чином безперервні стримувальні елементи. Також краще, коли внутрішній переріз додаткового кармана 101 відповідає внутрішньому перерізу кармана 100 у точці 20 або на кромці 20'. Доведена практична доцільність того, щоб кількість А стримувальних елементів 102, 103 у секції 105 стінки, а відтак і кількість карманів А = d/K, де d - діаметр шнека 6 у мм, a K - величина у межах від 10 до 110, зокрема, від 15 до 90. У такий спосіб визначається кількість стримувальних елементів, розподілених уздовж периферії секції 105 стінки й потрібних для успішного обробляння матеріалу, для даного діаметру шнека. Встановлено, що впровадження стримувальних елементів у секції 105 стінки, а особливо наявність кармана 100 у цій зоні, забезпечує надходження або введення до витків шнека 6 чином, сприятливим для матеріалу або для властивостей матеріалу. Доказом цього є поліпшення властивостей обробленого або розтопленого матеріалу, одержаного з вихідного отвору шнека 6. Напрямок подання матеріалу від змішувальних засобів 14 до приймального отвору 80 також чинить сприятливу дію поряд з наявністю кармана 100. Для подальшого поліпшення властивостей матеріалу зона секції 105 стінки, яка оточує карман 100, містить охолоджувальний блок 120, і в цьому зв'язку доцільно, щоб у стінці корпусу 16 була виконана охолоджувальна сорочка навкруги корпусу 16 та/або охолоджувальні канали. Конструкція пристрою за винаходом спрощується, якщо секція 105 стінки, яка є частиною корпусу 16 і утворює карман 100, є частиною корпусу, яка може вставлятися до корпусу 16 з можливістю заміни, при цьому краще, щоб вона мала довжину L, або якщо карман 100 знаходиться у вкладиші, краще довжиною L, і може вставлятися до корпусу 16 з можливістю заміни. У цьому разі з використанням з'єднань (не показані), секцію 105 стінки від точки 20 або від кромки 20' аж до точки 110 можна видалити й замінити на іншу секцію 105 стінки з відповідними стримувальними елементами 102, 103. Конструкція стримувальних елементів 102, 103 визначається, серед іншого, характером оброблюваного або транспортованого матеріалу, а також залежить від складу матеріалів та/або забруднень, захоплених матеріалом. Секція корпусу після секції 105 стінки у напрямку 17 подання шнека 6 аж до вивантажувального отвору 30 може мати будь-яку відому конструкцію в залежності від потрібного обробляння матеріалу. Спосіб охолодження секції 105 стінки обирає фахівець; суттєве значення має можливість охолодження шнека 6 у цій зоні корпусу 16. Шнек 6 має постійні зовнішній діаметр та/або діаметр серцевини, принаймні у межах секції 105 стінки, а, бажано, уздовж всієї своєї довжини. Перехідні ділянки між корпусом 16 та зонами кармана 100 стінки краще робити округленими; можливе також ступінчасте виконання. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Пристрій для попереднього обробляння та подальшого транспортування, пластифікації або агломерації пластичних матеріалів, зокрема, термопластичних відходів з можливістю повторного використання, що містить бункер (1) для матеріалу, що обробляється, в якому знаходиться принаймні один змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3), виконаний з можливістю обертання навколо осі (10) обертання у визначеному напрямку і призначений для перемішування, нагрівання та/або подрібнення пластичного матеріалу, у якому отвір (8), для видалення попередньо обробленого пластичного матеріалу зсередини бункера (1), виконаний у бічній стінці (9) бункера (1) на рівні змішувального та/або подрібнювального засобу (3) або найнижчого з них, найближчого до днища, у якому передбачений принаймні один конвеєр (5), зокрема, один екструдер (5), для приймання попередньо обробленого матеріалу, який має принаймні один шнек (6), виконаний з можливістю обертатися у корпусі (16) і чинити, зокрема, пластифікуючу або агломеруючу дію, причому 10 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 корпус (16) має на своєму кінці (7) або у стінці оболонки приймальний отвір (80) для приймання матеріалу шнеком (6), а приймальний отвір (80) та отвір (8) з'єднані між собою, який відрізняється тим, що для кожної окремої точки у всій зоні отвору (8) скалярний добуток вектора (19) напрямку, який є паралельним дотичній до окружності, описаної крайньою у радіальному напрямку точкою змішувального та/або подрібнювального засобу (3), і який спрямований у напрямку (12) руху змішувального та/або подрібнювального засобу (3), під час його обертання повз вказані окремі точки отвору (8) та перед ними, на вектор (17) напрямку подання конвеєра дорівнює нулю або є негативним, а у секції (105) стінки, яка є частиною корпусу (16) безпосередньо за приймальним отвором (80) у напрямку подання (17) і повністю оточує шнек (6), виконаний карман (100), який простягається у напрямку (17) подання, починаючи від нижньої за потоком кромки (20') приймального отвору (80) або від найнижчої за потоком точки (20) приймального отвору (80), на довжину (L), причому 0,8d ≤ L ≤ 9d, краще 1d ≤ L ≤ 7d, де d - зовнішній діаметр або діаметр огинальної кривої шнека (6) у секції (105) стінки. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кут () між вектором (19) напрямку (12) руху під час обертання, та вектором (17) напрямку подання конвеєра (5), виміряний у точці перетину двох векторів напрямку (17, 19) у середині отвору (8), становить від 170° до 180°. 3. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що відстань (18) зсуву між подовжньою віссю (15) конвеєра (5) або шнека (6), найближчого до приймального отвору (80), та радіусом (11), паралельним подовжній осі (15), більше або дорівнює половині внутрішнього діаметра корпусу (16) конвеєра (5) або шнека (6), та/або більше або дорівнює 7 %, а краще більше або дорівнює 20 % радіуса бункера (1), або тим, що відстань (18) більше або дорівнює радіусу бункера (1). 4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що уявне продовження подовжньої осі (15) конвеєра (5) у напрямку, протилежному напрямку подання, являє собою січну відносно перерізу бункера (1) і принаймні частково проходить крізь простір усередині бункера (1). 5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що конвеєр (5) приєднаний тангенціально до бункера (1) або проходить тангенціально відносно перерізу бункера (1), або подовжня вісь (15) конвеєра (5) або шнека (6) або подовжня вісь шнека (6), найближчого до приймального отвору (80), проходить тангенціально відносно внутрішнього боку бічної стінки (9) бункера (1), або тангенціально проходить внутрішня стінка корпусу (16), або оболонка шнека (6), причому у кращому випадку є привід, приєднаний до кінця (7) шнека (6), а на своєму протилежному кінці шнек здійснює подання до вихідного отвору, який, зокрема, являє собою екструдерну голівку й виконаний на кінці корпусу (16). 6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що отвір (8) безпосередньо сполучений з приймальним отвором (80), без ділянки передання або шнека конвеєра. 7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3) має засоби та/або лопатки (14), які у напрямку (12) обертання або руху чинять подрібнювальну, різальну або нагрівальну дію на пластичний матеріал, причому засоби та/або лопатки (14) краще встановлені або сформовані на обертовому носії (13) засобів, зокрема, несучому диску (13), встановленому, зокрема, паралельно поверхні днища (2). 8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що передні зони або передні кромки (22) змішувальних та/або подрібнювальних засобів (3) або лопаток (14), які діють на матеріал та спрямовані у напрямку (12) обертання або руху, відрізняються за способом утворення, конструкцією, кривизною та/або розташуванням від зон, які знаходяться ззаду відносно напрямку (12). 9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що бункер (1) є по суті циліндричним, має круглий поперечний переріз, плоску поверхню днища (2) та орієнтовану вертикально відносно неї бічну стінку (9) у вигляді оболонки циліндра, та/або вісь (10) обертання змішувальних та/або подрібнювальних засобів (3) співпадає з центральною віссю бункера (1), та/або вісь обертання (10) або центральна вісь бункера орієнтована вертикально та/або перпендикулярно до поверхні днища (2). 10. Пристрій за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що найнижчий носій (13) засобів або найнижчий змішувальний та/або подрібнювальний засіб (3), та/або отвір (8) встановлені близько до днища на невеликій відстані від поверхні днища (2), зокрема, у межах нижньої чверті висоти бункера (1), краще на відстані від 10 до 400 мм від поверхні днища (2). 11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що конвеєр (5) являє собою одношнековий екструдер (6) з одним компресійним шнеком (6) або дво- чи багатошнековий екструдер, у якому діаметри d окремих шнеків (6) є однаковими. 11 UA 109965 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 12. Пристрій за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що у зоні корпусу (16) уздовж приймального отвору (80) виконаний додатковий карман (101). 13. Пристрій за будь-яким з пп. 1-12, який відрізняється тим, що у кармані (100) і, за наявності, додатковому кармані (101) виконаний принаймні один стримувальний елемент (102, 103), який сприяє течії матеріалу в напрямку (17) подання або сприяє надходженню матеріалу до шнека (6) і який має форму ребра або рухомого елемента (102), або паза у стінці (103). 14. Пристрій за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що стримувальний елемент (102, 103) простягається на всю довжину кармана (100) або на всю довжину додаткового кармана (101). 15. Пристрій за будь-яким з пп. 1-14, який відрізняється тим, що довжина (LS) відповідного стримувального елемента (102, 103) у кармані (100) становить від 60 до 100 % L, краще від 75 до 100 % L, а стримувальний елемент (2, 3), краще, простягається у напрямку (17) подання, починаючи з нижньої за потоком кромки (20') приймального отвору (80) або від найнижчої за потоком точки (20) приймального отвору (80). 16. Пристрій за будь-яким з пп. 1-15, який відрізняється тим, що внутрішня поверхня стінки у секції (105) стінки є циліндрична або звужується у напрямку (17) подання, зокрема, на конус. 17. Пристрій за будь-яким з пп. 1-16, який відрізняється тим, що відстань між ребром або рухомим елементом (102) та огинальною кривою шнека (6) у кармані (100) та/або у додатковому кармані (101) є постійною, або відстань між ребром або рухомим елементом (102) та огинальною кривою шнека (6) у кармані (100) та/або у додатковому кармані (101) змінюється, зокрема, зменшується у напрямку подання. 18. Пристрій за будь-яким з пп. 1-17, який відрізняється тим, що у напрямку (17) подання відповідний стримувальний елемент (102, 103) простягається за прямою паралельно осі шнека (6), або оточує периферію шнека (6) по спіралі, причому крок спіралі більший за крок шнека (6). 19. Пристрій за будь-яким з пп. 1-18, який відрізняється тим, що ребро (102) або рухомий елемент простягається радіально усередину корпусу (16). 20. Пристрій за будь-яким з пп. 1-19, який відрізняється тим, що принаймні один зі стримувальних елементів (102, 103), виконаних у кармані (100) секції (105) стінки, продовжується до додаткового кармана (101). 21. Пристрій за будь-яким з пп. 1-20, який відрізняється тим, що внутрішній переріз додаткового кармана (101) відповідає перерізу кармана (100) у точці (20) або на кромці (20'). 22. Пристрій за будь-яким з пп. 1-21, який відрізняється тим, що кількість (А) стримувальних елементів (102, 103) у секції (105) стінки, а відтак кількість карманів (100) А=d/K, де d - діаметр шнека (6) у мм, а K - величина у межах від 10 до 110, зокрема, від 15 до 90. 23. Пристрій за будь-яким з пп. 1-22, який відрізняється тим, що місткість (V) кармана (100) на одиницю довжини = kVs, де k - величина у межах від 0,025 до 2, краще від 0,05 до 1,5, a Vs місткість шнека (6) на одиницю довжини. 24. Пристрій за будь-яким з пп. 1-23, який відрізняється тим, що кут нахилу гвинтової лінії стримувальних елементів (102, 103) відносно напрямку (17) подання становить від 0° до 75°. 25. Пристрій за будь-яким з пп. 1-24, який відрізняється тим, що принаймні у зоні кармана (100) шнек (6) являє собою екструзійний шнек з постійним діаметром серцевини. 26. Пристрій за будь-яким з пп. 1-25, який відрізняється тим, що принаймні частина секції (105) стінки навкруги кармана (100) містить охолоджувальний блок (120), причому краще, щоб у стінці корпусу (16) була виконана охолоджувальна сорочка навкруги корпусу (16) та/або охолоджувальні канали. 27. Пристрій за будь-яким з пп. 1-26, який відрізняється тим, що секція (105) стінки, яка є частиною корпусу (16), і яка створює карман (100), є частиною корпусу, яку можна вставляти до корпусу (16) з можливістю заміни і яка, краще, має довжину L, або карман (100) знаходиться у вкладиші, який, краще, має довжину L і може вставлятися до корпусу (16) з можливістю заміни. 12 UA 109965 C2 13 UA 109965 C2 14 UA 109965 C2 15 UA 109965 C2 16 UA 109965 C2 17 UA 109965 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 18
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюApparatus for the pretreatment and subsequent conveying or plastification of plastics
Автори англійськоюFeichtinger, Klaus, Hackl, Manfred
Назва патенту російськоюУстройство для предварительной обработки и дальнейшей транспортировки, пластификации или агломерации пластичных материалов
Автори російськоюФайхтингер Клаус, Хакль Манфрэд
МПК / Мітки
МПК: B29B 13/10, B29B 9/02, B29B 17/04, B29C 47/58, B01F 15/02, B02C 18/08
Мітки: пластифікації, пристрій, подальшого, матеріалів, транспортування, агломерації, попереднього, пластичних, обробляння
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/20-109965-pristrijj-dlya-poperednogo-obroblyannya-ta-podalshogo-transportuvannya-plastifikaci-abo-aglomeraci-plastichnikh-materialiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для попереднього обробляння та подальшого транспортування, пластифікації або агломерації пластичних матеріалів</a>
Попередній патент: Пристрій для обробляння пластичних матеріалів
Наступний патент: Спосіб лікування латентної ішемічної хвороби серця у хворих на бронхіальну астму
Випадковий патент: Система управління безпілотним літальним апаратом