Екструдер

Корисна модель належить до полімерпереробного обладнання, зокрема до пристроїв для переробки методом екструзії термопластичних матеріалів. Одним з ефективних видів обладнання для одержання й переробки термопластів є черв’ячні екструдери завдяки їх відносній простоті та універсальності. Так, відомий екструдер, що містить споряджений завантажувальним і розвантажувальним отворами корпус, у порожнині якого з можливістю обертання розміщено черв’як [патент України №5779 U, МПК7 В29С 47/00, заявл. 21.08.2004, опубл. 05.03.2005]. Одним із суттєвих недоліків цього екструдера є невисокий змішувальний ефект, що негативно впливає на якість одержуваних за його допомогою матеріалів і виробів, а також значна довжина черв’яка та екструдера в цілому. Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого технічного рішення є екструдер, що містить споряджений завантажувальним і розвантажувальним отворами корпус, у порожнині якого з можливістю обертання розміщено черв’як з диском у його середній частині, при цьому черв’як виконано за одне ціле із диском [Дисковые экструдеры// Ю.Г. Остапчук, М.Л. Язловицкий, В.В. Бернацкий и др. - К.: Техніка, 1972. - С.49, рис.19]. Зазначений конструкція завдяки наявності диска дозволяє суттєво підвищити знищувальний ефект екструдера та зменшити потрібну довжину черв’яка (і відповідно загальну довжину екструдера в цілому), проте незмінність геометрії робочого каналу, утворюваного диском черв’яка й стінкою порожнини корпуса, суттєво звужує номенклатуру перероблюваних матеріалів. В основу корисної моделі покладено задачу вдосконалення екструдера, в якому нове конструктивне виконання його робочих органів (черв’яка, диска, корпуса) забезпечує можливість регулювання геометрії робочого каналу, утворюваного зазначеними робочими органами, а отже - розширяє технологічні можливості екструдера. Поставлена задача вирішується тим, що в екструдері, що містить споряджений завантажувальним і розвантажувальним отворами корпус, у порожнині якого з можливістю обертання розміщено черв’як з диском у його середній частині, згідно з корисною моделлю, що пропонується, новим є те, що черв’як містить осердя із закріпленими на ньому диском і спорядженими гвинтовою нарізкою втулками, корпус у місці розташування диска виконано рознімним по довжині, частини корпуса з’єднано між собою за допомогою фланців, між якими розміщено втулку, при цьому фланці й диск розміщені з утворенням між ними дискових проміжків, що сполучаються між собою. У найприйнятніших прикладах виконання екструдера втулка корпуса і диск розміщені з утворенням між ними кільцевого проміжку, а зовнішня поверхня диска споряджена гвинтовою нарізкою. Також втулка корпуса і диск можуть бути розміщені без утворення між ними кільцевого проміжку, а в диску виконано наскрізні канали. Вихідний матеріал, що підлягає переробленню, надходить у завантажувальний отвір корпуса, де захоплюється нарізкою черв’яка й далі транспортується в напрямі дискової зони екструдера. Завдяки наявності диска суттєво збільшується зона інтенсивного деформування оброблюваного матеріалу. Застосування диска сприяє не лише інтенсивному плавленню полімеру, що суттєво зменшує потрібну загальну довжину черв’яка, а й розвантаженню упорного підшипника екструдера, що зменшує його матеріалоємність. Після проходження дискової зони розплавлений матеріал за допомогою другої ділянки черв’яка під тиском крізь розвантажувальний отвір корпуса потрапляє в екструзійну формувальну головку. Встановлення втулки корпуса і диска з утворенням між ними кільцевого проміжку забезпечує в цьому проміжку створення зони інтенсивного зсуву, що сприяє швидкому плавленню полімеру. Додаткове же спорядження в цьому разі зовнішньої поверхні диска гвинтовою нарізкою забезпечує підвищення тиску в цій зоні, що особливо важливе під час переробки високов’язких матеріалів. Встановлення втулки корпуса і диска без утворення між ними кільцевого проміжку з одночасним виконанням у диску наскрізних каналів (у вигляді отворів або пазів на периферії диска) забезпечує багаторазове дроблення потоку полімеру на мікроструминки із наступним їх змішуванням між собою, що інтенсифікує процес гомогенізації оброблюваного матеріалу. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: на Фіг.1 - екструдер, поздовжній розріз; на Фіг.2 - схема будови черв’яка; на Фіг.3 - виносний елемент А на Фіг.1, приклад виконання екструдера за пп. 2 і 3 формули; на Фіг.4 - те саме, приклад виконання екструдера за п. 4 формули; на Фіг.5 - вид Б на Фіг.4, приклад виконання наскрізних каналів у диску у вигляді наскрізних отворів; на Фіг.6 - те саме, приклад виконання наскрізних каналів у диску у вигляді пазів на його периферійній частині. Екструдер містить споряджений завантажувальним 1 і розвантажувальним 2 отворами корпус 3, у порожнині 4 якого з можливістю обертання розміщено черв’як 5 з диском 6 у середній частині черв’яка 5. Диск 6 поділяє черв’як 5 на дві частини: переддискову 7 і задискову 8 (Фіг.1). Черв’як 5 при цьому містить осердя 9 із закріпленими на ньому диском 6 і спорядженими гвинтовою нарізкою 10 втулками 11 (Фіг.2), корпус 3 у місці розташування диска 6 виконано рознімним по довжині, частини 12 і 13 корпуса 3 при цьому з’єднано між собою за допомогою фланців 14 і 15, між якими розміщено втулку 16, при цьому фланці 14 і 15, а також диск 6 розміщені з утворенням між ними дискових проміжків 17 і 18, що сполучаються між собою (Фіг.1, 3, 4). При цьому сполучення дискових проміжків 17 і 18 може бути реалізовано за допомогою кільцевого проміжку 19 між втулкою 16 і диском 6 (Фіг.3) або наскрізних каналів, виконаних у диску 6 у вигляді наскрізних отворів 20 (Фіг.4, 5) або пазів 21 на його периферії (Фіг.6). В останніх випадках (див. Фіг.4-6) втулка 16 корпуса 3 і диск 6 розміщені без утворення між ними кільцевого проміжку. За умови же наявності кільцевого проміжку 19 між втулкою 16 і диском 6 (див. Фіг.3) зовнішня поверхня диска 6 може бути споряджена гвинтовою нарізкою 22. Екструдер працює в такий спосіб. Вихідний матеріал, що підлягає переробленню, надходить у завантажувальний отвір 1 корпуса 3, де захоплюється нарізкою переддискової частини 7 черв’яка 5 і далі транспортується в напрямі диска 6. Оброблюваний матеріал інтенсивно деформується в дискових проміжках 17 і 18, що сприяє його швидкому плавленню. Після проходження ділянки диска 6 розплавлений матеріал захоплюється нарізкою задискової частини 7 черв’яка 5, остаточно гомогенізується і під тиском крізь розвантажувальний отвір 2 корпуса 1 потрапляє в екструзійну формувальну головку (не показана). Комбінуючи розмір та/або форму диска 6, фланців 14 і 15, а також втулки 16 корпуса 3, можна забезпечити ефективне перероблення найрізноманітніших матеріалів.