Відцентровий екструдер для переробки полімерів

Відцентрованний екструдер для переробки полімерів, що має розплавлювач з робочою зоною, і нагромаджувач розплаву з робочою 3 форму в нижній частині. Крім того, на боковій поверхні виконані виступи з дренажними канавками [Ас, 765000 СССР, МКИ B29F3/012. Центробежный экструдер для полимеров / Н.М., Климашевич, Ю.И Пушкарев (СССР). №2673572/32-05; Заявл. 16.10.78; Опубл. 23.09.80, Бюл. №35. - 3с.] (прототип). До недоліків прототипу варто віднести значні енерговитрати на плавлення полімерного матеріалу, внаслідок великого робочого общему розплавлювача й проведення процесу плавлення тільки за рахунок зовнішнього підведення тепла, а також низьку продуктивність внаслідок не розвішеної робочої поверхні нагромаджувача. В основу винаходу поставлена задача зниження енерговитрат на плавлення полімерного матеріалу й підвищення продуктивності агрегату шляхом збільшення поверхні теплообміну й створення руху перероблюваного матеріалу за рахунок відцентрових сил у зоні плавлення. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому відцентровому екструдері для переробки полімерів, який містить обертовий розплавлювач з робочою зоною та нагромаджувач розплаву з робочою зоною, з'єднаний з філь'єрою, відповідно до винаходу розплавлювач виконаний з двох частин, нижньої та верхньої, які жорстко з'єднані між собою через уставні гвинти й зафіксовані між собою за допомогою клинчастих виступів, виконаних на нижній частині; нагромаджувач також виконаний з двох частин, причому нижня частина жорстко зв'язана з верхньою частиною розплавлювача, а верхня частіша нагромаджувача виконана у вигляді дискового елемента, який має окремий привід обертання, при цьому робоча зона нагромаджувача має дискову форму, а розплавлювача - конусну, з двома ділянками завантаження та плавлення. На Фіг.1 поданий відцентровий екструдер для переробки в'язко-пружних полімерних матеріалів, загальний вид, на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг.1; на Фіг.3 - переріз Б-Б на Фіг.2. Відцентровий екструдер містить розплавлювач 1 і нагромаджувач 2. Розплавлювач складається з двох частин: верхньої 3 і нижньої 4, які жорстко з'єднані між собою через уставні гвинти 5 (Фіг.3) і зафіксовані між собою за допомогою клинчастих виступів 6 (Фіг.2). Робоча поверхня верхньої частини З розплавлювача 1 виконана з різною висотою таким чином, що утворює з робочою поверхнею нижньої частини 4 дві конусні ділянки завантаження 7 і плавлення 8. Нагромаджувач 2 складається з нижньої частини 9і верхньої частини 10, які утворюють робочу дискову зону 11. Нижня частина 9 нагромаджувача 2 жорстко з'єднана з верхньою частиною 3 розплавлювача 1 гвинтами 12 (Фіг.3). Верхня частина 10 нагромаджувача 2 являє собою дисковий елемент, який з'єднаний з валом 13, зв'язаним через шків 14 з приводом його обертання (на кресленні не показаний). Ділянка плавлення 8 розплавлювача 1 і робоча зона 11 нагромаджувача 2 зв'язані між собою перехідною зоною 15. 76553 4 Усі елементи розплавлювача, а також нижня частина 9 нагромаджувача 2, з'єднані з обертовою втулкою 16, яка зв'язана через шків 17 з приводом обертання розплавлювана (на кресленні не показаний). Втулка 16 через підшипники 18 встановлена на нижній траверсі 19, а вал 13 через підшипники 20 - на верхній траверсі 21. Обидві траверси через колони (на кресленні не показані) з'єднані зі станиною 22, де також розміщена філь'єра 23 з формувальним отвором 24. Для запобігання витоку розплавленого матеріалу між обертовою поверхнею нижньої частини 9 і філь'єри 23 установлене торцеве ущільнення 25. Додаткове центрування вага, 13 здійснюється за допомогою підшипника 26. Для завантаження перероблюваного матеріалу встановлений бункер 27, який закріплений на нижній траверсі 19 через пластини 28. Підтримування теплового режиму в робочих зонах екструдера виконує система термостабілізації, яка включає індукційні нагрівачі 29, 30, 31 і охолоджуючі вентилятори 32. Екструдер працює наступним чином. Вмикають обидва електродвигуни, які через шківи 14 і 17 приводять в обертальний рух відповідно вал 13 і втулку 16, що в свою чергу надає обертального руху й усім обертовим частинам розплавлювача 1 і нагромаджувача 2. Причому кутова швидкість усіх елементів однакова Далі полімерний матеріал у вигляді гранул подається в бункер 27. Звідки він потрапляє в зону завантаження 7, де виникають значні відцентрові сили внаслідок обертання розплавлювана з великою кутовою швидкістю (більш, ніж 20 с-1), за рахунок чого гранули стискуються й проштовхуються до зони плавлення 8. У зоні плавлення висота робочого зазора значно зменшується, що приводить до змішання гранул і збільшення поверхні теплообміну між перероблюваним матеріалом і стінками каналу, внаслідок чого відбувається інтенсивний прогрів полімерного матеріалу та його плавлення від нагрівачів 29 і 30. Крім того, процес плавлення буде підсилюватися внаслідок дії сил тертя, які знову ж таки викликаються відцентровими силами. При ньому питома потужність, яка витрачається на здійснення роботи за рахунок тертя гранул полімерного матеріалу між собою й з поверхнею робочого каналу, буде на багато менша, ніж для черв'ячних і черв'ячно-дискових екструдерів, де сили тфтя з'являються в результаті відносного руху двох поверхонь. На початковій стадії роботи даного агрегату незначна частина гранул може проскочити в перехідну зону 15. Однак, рух матеріалу в дисковій зоні 11 у доцентровому напрямку відбуватися не буде, тому що тут будуть діяти тільки відцентрові сили. Після остаточного прогріву матеріалу перехідна зона буде повністю заповнена розплавом. На наступному етапі кутова швидкість верхньої частини 10 нагромаджувача 2 буде зменшуватися, у результаті чого верхня частина 10 і нижня частина 9 його будуть мати різні кутові 5 76553 швидкості, внаслідок чого для в'язко-пружної рідини будуть виникати доцентрові сили за рахунок ефекту Вайссенберга і розплав полімеру почне рухатися від периферії до центру й далі до формувального отвору 24. У дисковому зазорі 11 за рахунок інтенсивних зсувних деформацій будуть відбуватися змішувальні процеси. Причому якість змішування і Комп’ютерна верстка О. Чепелев 6 продуктивність екструдера будуть залежати від співвідношення кутових швидкостей верхньої 10 і нижньої 9 частин нагромаджувана 2, а також від відстані між ними. Запропонований винахід можна застосувати на будь-якому підприємстві, де мається первинний або вторинний гранульований полімерний матеріал, Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601