Екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів

1 Екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів, що містить порожнистий корпус з вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру, розташований у корпусі з можливістю обертання що найменше один шнек з ущільнювальним елементом, що розділяє порожнину корпуса на дві частини, сполучені одна з одною за допомогою масопроводу, який відрізняється тим, що вікно завантаження органічного наповнювача розташоване перед вікном для завантаження полімеру, ущільнювальний елемент шнека розташовано після вікна для завантаження полімеру, а корпус на ДІЛЯНЦІ МІЖ зазначеними вікнами, а також після ущільнювального елемента шнека споряджено дегазаційними каналами 2 Екструдер за п 1, який відрізняється тим, що відстань між вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру становить 2,5 3,5 діаметра шнека, а відстань між вікном для завантаження полімеру й ущільнювальним елементом шнека - 3,0 4,0 діаметра шнека Винахід належить до обладнання для перероблення полімерних матеріалів і може бути використаний у ХІМІЧНІЙ промисловості й промисловості будівельних матеріалів у технологічних ЛІНІЯХ ДЛЯ виробництва виробів і напівфабрикатів з полімервмісних композицій з наповнювачем, наприклад, у вигляді деревних чи паперових частинок Для виготовлення погонажних виробів з термопластичних полімерів і органічних наповнювачів широко використовуються лінії на базі одно- чи двочерв'ячних екструдерів Так, відомий екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів, що містить порожнистий корпус з послідовно розташованими вікнами для завантаження органічного наповнювача й розплаву термопластичного полімеру, а також розташований у корпусі з можливістю обертання щонайменше один шнек (патент України № 23156 А, МПК 6 В29С47/38, заявл 10 10 1994, опубл 31 08 1998) Цей екструдер забезпечує одержання високоякісних виробів за умови ретельної підготовки органічного наповнювача, особливо з точки зору його вологості, що значно ускладнює технологічний процес Так, підвищення вологості наповнювача з 2,0 2,5% до 5 10% призводить до інтенсивного виділення з нього водяної пари не тільки під час його стикання з розплавом полімеру, але и ще під час його транспортування та ущільнення шнеком Це спричинює інтенсивний зворотний рух органічного наповнювача в бік вікна для його завантаження, а отже - переривчасте надходження наповнювача в місце його змішування з полімером Також, після контакту наповнювача з розплавленим полімером відбувається додаткове виділення з нього газоподібних речовин, що неконтрольовано порушує суцільність виробу й знижує його якість Найбільш близьким до пропонованого винаходу є екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів, що містить порожнистий корпус з вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру, розташований у корпусі з можливістю обертання щонайменше один шнек з ущільнювальним елементом, що розділяє порожнину корпуса на дві частини, сполучені одна з одною за допомогою масопроводу, причому вікно завантаження органічного наповнювача розташоване після вікна завантаження термопластичного матеріалу (патент України №22568 А, МПК 6 В29С47/38, заявл 24 01 1995, опубл 30 06 1998) Цьому екструдерові притаманні ті ж самі недоліки, що й аналогу, який розглянуто Крім того, СО Ю 42573 приготування розплаву полімеру в цьому ж екструдері значно збільшує його довжину, а крім того значно звужує технологічні можливості екструдера внаслідок однакових частот обертання як ділянки шнека приготування розплаву, так і ділянки приготування композиції В основу винаходу покладено задачу вдосконалити екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів, в якому нове взаємне розташування елементів екструдера, а також його спорядження дегазаційними каналами, забезпечило б можливість використання органічного наповнювача з вологістю до 8 10%, а отже дозволило б відмовитися від його попередньої термічної підготовки, що значно спростило б технологію одержання екструдованих виробів Поставлена задача вирішується тим, що в екструдері для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів, що містить порожнистий корпус з вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру, розташований у корпусі з можливістю обертання щонайменше один шнек з ущільнювальним елементом, що розділяє порожнину корпуса на дві частини, сполучені одна з одною за допомогою масопроводу, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що вікно завантаження органічного наповнювача розташоване перед вікном для завантаження полімеру, ущільнювальний елемент шнека розташовано після вікна для завантаження полімеру, а корпус на ДІЛЯНЦІ МІЖ зазначеними вікнами, а також після ущільнювального елемента шнека споряджено дегазаційними каналами У найприйнятнішому прикладі виконання екструдера відстань між вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру становить 2,5 3,5 діаметра шнека, а відстань між вікном для завантаження полімеру й ущільнювальним елементом шнека - 3,0 4,0 діаметра шнека Розташування вікна завантаження органічного наповнювача перед вікном завантаження полімеру і спорядження корпуса екструдера на ДІЛЯНЦІ МІЖ зазначеними вікнами дегазаційним каналом дозволяє використовувати органічний наповнювач вологістю до 10% Цей наповнювач, захоплюючись витками шнека (шнеків), ущільнюється і транспортується в напрямку вікна завантаження полімеру За рахунок ущільнення й тертя об поверхні робочих елементів екструдера (а за необхідності і нагрівачів на корпусі) з органічного наповнювача інтенсивно виділяється водяна пара й повітря Внаслідок же наявності дегазаційного каналу між зазначеними вікнами ці газоподібні речовини інтенсивно відводяться саме крізь нього, а не рухаються в напрямку вікна для завантаження наповнювача Отже, забезпечується стабільне рівномірне живлення екструдера органічним наповнювачем з одночасним його підсушуванням, що дозволяє відмовитися від його попередньої підсушки й підготовки Розташування ущільнювального елемента шнека після вікна для завантаження полімеру, а також спорядження корпуса другим дегазаційним каналом після зазначеного елемента дозволяє остаточно видалити з приготовлюваної композиції залишки газоподібних речовин, що стабілізує властивості цієї композиції й параметри одержуваного виробу Забезпечення відстані між вікнами для завантаження органічного наповнювача й термопластичного полімеру в діапазоні 2,5 3,5 діаметра шнека, а відстані між вікном для завантаження полімеру й ущільнювальним елементом шнека від 3,0 до 4,0 діаметра шнека гарантують найприйнятніші умови приготування композиції та одержання з них високоякісних виробів Суть винаходу пояснюється кресленням (фіг), на якому зображено поздовжній розріз пропонованого екструдера Екструдер для виготовлення виробів з композицій на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів містить порожнистий корпус 1 з послідовно розташованими вікнами для завантаження органічного наповнювача 2 і термопластичного полімеру 3 і розташований у корпусі 1 з можливістю обертання щонайменше один шнек 4 з ущільнювальним елементом 5, що розділяє порожнину 6 корпуса 1 на дві частини 7 і 8, сполучені одна з одною за допомогою масопроводу 9 Ущільнювальний елемент 5 розташовано після вікна для завантаження полімеру 3, а корпус 1 на ДІЛЯНЦІ МІЖ вікнами 2 і 3, а також після ущільнювального елемента 5 шнека 4 споряджено дегазаційними каналами 10 і 11 Відстань І_і між вікнами 2 і 3 вибирають у межах 2,5 3,5 діаметра D шнека 4, а відстань І_2 між вікном для завантаження термопластичного полімеру 3 й ущільнювальним елементом 5 шнека 4 (3,0 4,0) D Екструдер працює таким чином Органічний наповнювач надходить у вікно 2, захоплюється витками шнека 4, ущільнюється й транспортується в напрямку вікна 3, куди подається полімер 3 наповнювача інтенсивно виділяється водяна пара й повітря, які видаляються крізь дегазаційний канал 10 Таким чином, полімер стикається з підготовленим наповнювачем, перемішується з ним і також транспортується в напрямку ущільнювального елемента 5 У вікно 3 бажано подавати підготовлений розплав полімеру, а не гранули чи порошок, що дозволяє значно скоротити загальну довжину екструдера і підвищити якість розплаву полімеру Рухаючись вздовж корпуса 1, приготовлювана композиція "полімер-наповнювач" завдяки наявності ущільнювального елемента 5 змушений рухатись крізь масопровід 9, на виході з якого тиск різко падає і з приготовлюваної композиції видаляються залишки газоподібних включень, які відводяться крізь дегазаційний канал 11 Внаслідок цього зазначена композиція стає вільною від газових включень, що забезпечує високу якість одержуваного виробу Пропонований винахід, як показали промислові дослідження, значно підвищує ефективність виготовлення виробів на основі термопластичних полімерів і органічних наповнювачів 42573 ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22