Черв’ячний екструдер для переробки полімерних матеріалів

Реферат: Черв'ячний екструдер містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також розміщеним у ньому з можливістю обертання черв'яком, нарізка якого з внутрішньою поверхнею корпуса утворює робочий канал з послідовно розташованими зонами подавання, плавлення й гомогенізації, який оснащений дозатором сировини та шестеренним насосом. На вході і виході шестеренного насоса встановлені датчики тиску, які з'єднані через диференційний перетворювач з приводами дозатора та екструдера з можливістю регулювання швидкості робочих органів. UA 105263 U (12) UA 105263 U UA 105263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до полімеропереробного обладнання, зокрема до черв'ячних екструдерів для переробки високомолекулярних сполук і матеріалів на їх основі. У техніці переробки цих матеріалів широкого поширення набули черв'ячні екструдери, які вирізняються простотою конструкції і достатньою продуктивністю. Так, відомий черв'ячний екструдер, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також розміщеним у ньому з можливістю обертання черв'яком, нарізка якого з внутрішньою поверхнею корпуса утворює робочий канал з послідовно розташованими зонами подавання, плавлення й гомогенізації [Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Принцип действия, конструирования и эксплуатации; пер. с нем. - Л.: Госхимиздат, 1962. - С. 32]. Зазначений екструдер забезпечує задовільну переробку різноманітних матеріалів, проте внаслідок досить тривалого процесу плавлення твердої сировини він має відносно довгі робочі органи: черв'як і корпус, а отже, і підвищену матеріалоємність. Найбільш близьким за технічною суттю до технічного рішення, що заявляється, є черв'ячний екструдер, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також розміщеним у ньому з можливістю обертання черв'яком, нарізка якого з внутрішньою поверхнею корпуса утворює робочий канал з послідовно розташованими зонами подавання, плавлення й гомогенізації, при цьому зони плавлення й гомогенізації сполучені між собою розплавопроводом [пат. 93381 U Україна, МПК9 В29С 47/58; заявл. 07.05.2014; опубл. 25.09.2014, бюл. № 18/2014]. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити каскадний ресурсоенергозберігаючий екструдер, з підвищеною точністю дозування, де створення тиску і дозування розплаву виконується шестеренним насосом. Поставлена задача вирішується тим, що черв'ячний екструдер оснащений дозатором вихідної сировини і шестеренним насосом для створення тиску і дозування розплаву. Всі три пристрої оснащені приводами з можливістю регулювання швидкості робочих органів. Такий екструдер працює в "голодному" режимі і забезпечує кероване інтенсивне дисперсійне плавлення і змішування в завантажувально-пластикувальній зоні черв'ячного екструдера за рахунок зміни частоти обертання черв'ячної частини, при незмінній продуктивності. Шестеренний насос, який встановлюється між черв'ячним екструдером і формуючою головкою, повинен забезпечити високий тиск і сталу продуктивність. Використання шестеренних насосів вирівнює пульсацію розплаву, що дозволяє підвищити точність дозування і випускати продукцію з меншими допусками на геометричні розміри зі значною економією сировини і енергії, що є головною економічною підставою використовування шестеренних насосів для дозування розплавів полімерів. Шестеренні насоси також дають змогу знімати деяке навантаження з основного черв'ячного екструдера, дозволяючи йому працювати при нижчому тиску і, отже, з меншими виділеннями теплоти тертя. Це може в результаті дати заощадження енергії, або збільшення продуктивності, якщо обмежуючим чинником є висока температура. Важливим моментом є те, що дозатор, черв'ячний екструдер і шестеренний насос мають свої приводи, які обертають робочі органи, від узгодженості роботи яких залежить стабільність роботи екструдера та енергозатрати виробництва в цілому. При незмінній подачі сировини та постійній швидкості робочих органів екструдера, утворюється різниця тисків на вході і виході шестеренного насоса, яка прямо пропорційна об'ємній продуктивності. Тому, згідно з пропонованою корисною моделлю, для забезпечення більш гнучкого керування цього процесу, з метою узгодженості обертів всіх пристроїв, пропонується встановити між ними датчики тиску, які з'єднані через диференційний перетворювач, сигнал від яких надходить через пристрої на приводи. Таке конструктивне виконання забезпечує активний вплив на регулювання тиску перероблюваного матеріалу, а отже, і на показники надійності та стабільності роботи екструдера. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено поздовжній переріз черв'ячного екструдера. Черв'ячний екструдер містить дозатор сировини 1 та корпус 5 із завантажувальним 4 і розвантажувальним 12 отворами, а також розміщеним у ньому з можливістю обертання черв'яком 6, нарізка якого з внутрішньою поверхнею корпуса утворює робочий канал 7 з послідовно розташованими зонами подачі 8, плавлення 9 і гомогенізації 10, після зони гомогенізації розташовано шестеренний насос 11 з датчиками тиску на вході 13 і виході 14, які з'єднані через диференційний перетворювач 15 з приводами дозатора 2 та екструдера 3 (див.креслення). Екструдер працює в такий спосіб. Матеріал, що підлягає переробці, за допомогою дозатора надходить у завантажувальний отвір корпуса, де захоплюється нарізкою черв'яка і через робочий канал послідовно потрапляє в 1 UA 105263 U 5 зону подачі, плавлення і гомогенізації, потім розплав дозується і транспортується шестеренним насосом у напрямі до розвантажувального отвору. При цьому вимірюється тиск перероблюваного матеріалу на вході Р1 і виході Р2 шестеренного насоса, різниця яких ΔР фіксується диференційним перетворювачем. Різницю тисків, яка повинна бути сталою (ΔР=Р2Р1=const), підтримують за допомогою регулювання частоти обертання черв'яка та подачі сировини. Такий взаємозв'язок дозволяє стабілізувати тиск та продуктивність на виході черв'ячного екструдера, що веде до зменшення допусків на геометричні розміри, і тим самим веде до економії сировини та енергії на переробку полімерного матеріалу. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Черв'ячний екструдер, що містить корпус із завантажувальним і розвантажувальним отворами, а також розміщеним у ньому з можливістю обертання черв'яком, нарізка якого з внутрішньою поверхнею корпуса утворює робочий канал з послідовно розташованими зонами подавання, плавлення й гомогенізації, який оснащений дозатором сировини та шестеренним насосом, який відрізняється тим, що на вході і виході шестеренного насоса встановлені датчики тиску, які з'єднані через диференційний перетворювач з приводами дозатора та екструдера з можливістю регулювання швидкості робочих органів. Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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 2