Пристрій для пневмоекструзійного гранулювання полімерів

Пристрій для пневмоекструзіиного гранулювання полімерів, який містить екструзійну частину, що складається із черв'яка і корпусу, та формуючу частину, що містить корпус і формуючий елемент, в якому розташований мундштук з поздовжньою порожниною для підведення стисненого повітря, системи формування і виштовхування гранул, які містять формуючі отвори, зону розплаву, отвори підведення стисненого повітря і ЗОВНІШНІЙ простір, який відрізняється тим, що формуючий елемент виконаний у вигляді перфорованого ротора з приводом обертання, вісь якого розташована перпендикулярно осі черв'яка, причому формуючі отвори виконані конічними з меншим діаметром в області мундштука Винахід відноситься до полімерного машинобудування, зокрема до пристроїв для гранулювання матеріалів екструзією через формуючі отвори з наступним розділенням екструпата на гранули Відомий пристрій для гранулювання полімерних матеріалів у водному середовищі, яке включає обертовий шнек, корпус головки, фільєрну решітку і рухому в осьовому напрямку відносно решітки ножову головку (АС 634959 СССР, МКИ2 В29В1/02 Устройство для гранулирования полимерных материалов в водной среде /Л В Ромушкевич, И В Скрипко (СССР) - №2437258/23-05, Заявлено 03 01 77, Опубл 30 11 78, Бюл №44 Зс) Відомий устрій для гранулювання термопластичних полімерних матеріалів, яким містить обертовий шнек, корпус головки, вал, що розташований всередині камери і жорстко зв'язаний з фільєрною плитою, на валу встановлена ріжуча головка з ножами (АС 614956 СССР, МКИ2 В29В1/02 Устройство дня гранулирования термопластичных полимерных материалов /И В Скрипко (ОССР) - №2441145/23-05, Заявлено 05 01 77, Опубл 15 07 78, Бюл №26 - 2с ) Відомий пристрій для гранулювання термопластів у водяному середовищі, який включає шнек, корпус головки, фільєрну решітку, вузол порізки (АС 552202 СССР, МКИ2 В29В1/02 Устройство для гранулирования термопластов в водяной среде / И В Скрипко, В С Ким (СССР) №2159053/05, Заявлено 16 07 75, Опубл 30 03 77, Бюл №12 - 2 с ) До недоліків відомих устроїв для гранулювання необхідно віднести великий знос ножів і фільєри, жорсткі вимоги до заточування ножів, необхідність великих швидкостей порізки ВІДОМІ пристрої для пневмоекструзіиного гранулювання полімерних матеріалів, які включають циліндричний корпус з формуючими отворами, всередині корпуса розташований обертовий шнек, у якому виконаний осьовий отвір, а в гребнях зроблені радіальні отвори, які при обертанні у ВІДПОВІДНИЙ момент суміщаються з формуючими отворами в корпуа (АС 1528551 СССР, МКИ5 B01J2/20 Гранулятор / В В Немцов, В Ф Гулин, ВЕ Максюта, ИМ Кузяев (СССР) №4334681/23-26, Заявлено 30 1187, Опубл 15 12 89, Бюл №46 - 2с ), крім того в гребнях виконані поздовжні пази (АС 1632-482 СССР, МКИ5 B01J2/20 Гранулятор / В В Немцов, В Ф Гулин, ВЕ Максюта, ИМ Кузяев (СССР) №4684780/26, Опубл 07 03 91 , Бюл №9 - 2с ) До недоліків даних пристроїв необхідно віднести жорсткий взаємозв'язок між геометричними і технологічними характеристиками екструзійної частини устрою (діаметром шнека, робочим об'ємом міжвиткового простору, тиском в зоні формування гранул, КІЛЬКІСТЮ обертів шнека, температурою розплаву, тощо) і формуючої частини, а саме, розмірів формуючих отворів та їх КІЛЬКІСТЮ У випадку невідповідності цих параметрів порушується форма гранул Крім того, внаслідок зношення гребнів шнека збільшується радіальний зазор, що приводить до підвищення енерговитрат на виштовху о со о ю 50309 вання гранул Найбільш близьким за технічною сутністю та досягненням результатів до запропонованого випадку пристрій для пневмоекструзійного гранулювання полімерів, в якому розокремлені екструзійна і формуюча частини (Заявка 0393272 ЕПВ, МКИ5 B01J2/20, В29В9/06, Pellet production apparatus / Monyarm Mssao, Mshmomyashi Hyago №89303975 0, Заявл 2104 89, Опубл 24 10 90, Бюл №14 - Зс) Причому, екструзійна частина містить корпус з розташованому в ньому черв'яком, а формуюча частина складається із корпуса, який суміщений з формуючим елементом, де виконані радіальні формуючі отвори, всередині корпуса розташований обертовий мундштук з центральною порожнечею для подачі стисненого повітря Крім того, в кінцевій частині мундштука, що стикається з розплавом, встановлені ребра, в яких виконані радіальні отвори, що зв'язані з центральною порожнечею і являють собою канали для підведення стисненого повітря до формуючих отворів в момент виштовхування гранул Таким чином, формуюча частина утворює дві системи, а саме, системи формування і виштовхування гранул Система формування гранул включає зону розшиву, що розташована між ребрами мундштука, формуючі отвори і ЗОВНІШНІЙ простір Система виштовхування гранул містить отвори для стисненого повітря, формуючі отвори і ЗОВНІШНІЙ простір Причому, у цих двох системах відбувається послідовна зміна першого елемента, а саме, зони розплаву і отворів для стисненого повітря В результаті переходу від однієї системи до іншої виникають значні пульсації тиску До недоліків прототипу варто віднести значну нестабільність екструзійного пневмоформування гранул, внаслідок чутливості екструзійних процесів від пульсацій тиску в робочій зоні, що приводить до неоднорідності гранулометричного складу продукту Крім того, переміщення мундштука з ребрами в зоні розплаву вимагає значних енерговитрат У основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою з метою підвищення стабільності пневмоекструзійного формування гранул і зменшення енерговитрат на гранулювання шляхом відокремлення системи формування гранул від зовнішнього простору Поставлена задача досягається тим, що у відому пристрою для пневмоекструзійного гранулювання полімерів, який включає екструзійну частішу, що складається із черв'яка і корпуса, та формуючу частину, що включає корпус і формуючий елемент, в якому розташований мундштук з поздовжньою порожнечею для підведення стисненого повітря, системи формування і виштовхування гранул, які містять формуючі отвори, зону розплаву , отвори підведення стисненого повітря і ЗОВНІШНІЙ простір , ВІДПОВІДНО винаходу формуючий елемент виконаний у вигляді перфорованого ротора з приводом обертання, вісь якого розташована перпендикулярно осі черв'яка, при цьому, формуючі отвори виконані конічними з меншим діаметром в області мундштука На фіг 1 поданий стрій, загальний вид, на фіг 2 - перетин А - А на фіг 1 пристрій складається із екскрузійної і формуючої частин Екструзійна частина включає корпус 1 і черв'як 2 Формуюча частина включає корпус 3, в якому з одного боку нерухомо встановлений мундштук 4, 3 іншого боку в корпус 3 заведений формуючий елемент 5, який має можливість обертатися за рахунок приводу (не показаний) Мундштук 4 і формуючий елемент 5 встановлені таким чином, що їх осі утворюють кут у 90° до осі черв'яка У мундштуку 4 виконана поздовжня порожнеча 6, з якою зв'язані радіальні отвори 7 Формуючий елемент 5 являє собою перфорований ротор з формуючими отворами 8, які мають конусність, причому з меншим діаметром в області поверхні мундштука Величина конусності впливає на два фактори на форму гранул і на зусилля виштовхування В корпусі 3 виконаний колектор 9, який зв'язаний з зовнішньою поверхнею ротора 5 через формуючий канал 10, що утворює разом з колектором 9 зону розплаву Корпус 3 також містить нагрівачі 11 для підтримки необхідного температурного режиму Неможливість витікання розплаву із колектора забезпечується за допомогою заглушок 12 Між мундштуком 4 і корпусом 3 встановлена шпонка для утримання мундштука від обертального руху Для підведення стисненого повітря в порожнечу 6 встановлений патрубок 14 Пристрій працює таким чином Розплав полімерного матеріалу за допомогою черв'яка 2, який обертається з кутовою швидкістю со, подається спочатку в колектор 9, а далі через формуючий канал 10, поступає до зовнішньої поверхні формуючого елемента 4 і заповнює формуючі отвори 8 Коли формуючі отвори виходять із області формуючого канапу 10, порція розплаву, що знаходиться у формуючих отворах, відсікається внутрішньою поверхнею корпуса З В момент часу, коли зовнішня поверхня формуючих отворів відкривається і починає контактувати з ЗОВНІШНІМ простором 15, гранули починають охолоджуватися Крім того, при наявності визначеної швидкості обертання ротора сої виникають відцентрові сили, які відривають гранули від поверхні формуючого каналу, що приводить до зменшення тиску стисненого повітря в момент виштовхування гранул при спів паданні отворів 8 і 7 В даній конструкції система формування гранул, яка включає формуючий канал 10 і формуючі отвори 8 не зв'язана з ЗОВНІШНІМ простором 15 і, тим самим, пульсації тиску розшиву не впливають на розміри гранул, які при будь яких параметрах залишаються постійними Крім того, поверхня ротора є гладкою, що не вимагає значних енерговитрат на обертання ротора У промисловості даний винахід передбачається використати на Дніпропетровському заводі полімерного машинобудування 50309 чс • > Фіг 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71