Відцентровий екструдер для переробки полімерів

Відцентровий екструдер для переробки полімерів, що містить обертовий, вертикально розташований розплавлювач з циліндричним корпусом і 3 77333 4 переработки полимерных материалов / зв'язано зі значною трудоємністю виготовлення й Ю.А.Кузнецов, В.А.Успенский, И.М.Кузяев (СССР). налагодження такого агрегату внаслідок постійно- №3441208/23 - 05; Заявл. 24.05.82; Опубл. го динамічного балансування й встановлення 07.01.84, Бюл. №1 - 3с.]. складної ущільнювальної системи. До недоліків відомого екструдера слід віднести В основу винаходу поставлена задача зменпідвищені енерговитрати на плавлення полімерношення енерговитрат на переробку полімерного го матеріалу в першій робочій зоні й низьку продуматеріалу й зниження трудоємності виготовлення ктивність внаслідок виникнення нестабільності й налагодження відцентрового екструдера шляхом руху перероблюваного матеріалу в другій робочій роз'єднання функціональних можливостей розплазоні. влювача й нагромаджувача, а також суміщення Відомий черв'ячно-дисковий екструдер для енергетичних ресурсів для плавлення й переміпереробки полімерних матеріалів, що містить нещення полімерного матеріалу в робочих зонах рухомий корпус, де розміщений транспортуючий відцентрового екструдера. черв'як з порожниною, в якій установлений диск, Поставлена задача вирішується тим, що у віщо утворює з корпусом робочий зазор. На валу домому відцентровому екструдері для переробки диска змонтована втулка, яка має привод зворотполімерів, який містить обертовий, вертикально но-поступального руху. Крім того, диск і черв'як розташований розплавлювач з циліндричним кормають індивідуальні приводи обертального руху пусом і робочою порожниною, поверхня якої має [А.с. 852611 СССР, MKH3 B29F3/012. Червячноконічні й дискові ділянки, а на боковій поверхні дисковый экструдер / В.А.Успенский, И.М.Кузяев виконані виступи з дренажними канавками, що (СССР). - №2772193/25 - 05; Заявл. 30.05.79; зв'язані з периферійними каналами для відведенОпубл. 07.08.81, Бюл. №29 - 3с.]. ня розплавленого полімерного матеріалу, а також До недоліків відомого екструдера слід віднести нагромаджувач з робочою зоною та системи нагрізначні енерговитрати на створення поступального вання й охолодження, відповідно до винаходу ексруху, що викликано подоланням достатньо велитрудер постачений двома електроприводами асиких зусиль від пружних і в'язких властивостей рознхронного типу з короткозамкненими роторами, плавів полімерів, а також низьку якість отримувапри цьому обмотки ротора виконані з подвійною ного виробу внаслідок пульсуючого руху "білячою кліткою" і встановлені безпосередньо на матеріалу. корпусах розплавлювача й нагромаджувача; крім Найбільш близьким за технічною сутністю й того, робоча зона нагромаджувача обмежена тільдосяжному результату до запропонованого винаки обертовими поверхнями й утворена двома дисходу є відцентровий екструдер для переробки поковими зазорами (периферійним і центральним), лімерів, який містить обертовий, вертикально розякі з'єднані конічним зазором, причому на поверхні ташований розплавлювач з циліндричним периферійного зазору виконані нагнітальні лопаті, корпусом і робочою порожниною, поверхня якої а на поверхні центрального зазору - дозувальні має конічні й дискові ділянки, а на боковій поверхні лопаті. виконані виступи з дренажними канавками, що На Фіг.1 поданий відцентровий екструдер для зв'язані з периферійними каналами для відведенпереробки полімерів; на Фіг.2 - переріз А-А на ня розплавленого полімерного матеріалу, а також Фіг.1; на Фіг.3 дисково-конічний робочий елемент; нагромаджувач з робочою зоною, утвореною нена Фіг.4 - вид на робочу поверхню вкладня нагрорухомим корпусом й обертовим елементом, що є маджувача; на Фіг.5 - обмотка ротора з подвійною продовженням розплавлювача. Крім того, розпла"білячою кліткою". влювач і нагромаджувач постачені системами наВідцентровий екструдер містить нерухомий грівання й охолодження за схемою подачі теплокорпус 1, де на підшипниках 2 встановлений оберносіїв [А.с. 765000 СССР, МКИ3 B29F3/012. товий циліндричний корпус розплавлювача 3, а на Центробежный экструдер для полимеров / підшипниках 4 встановлений обертовий корпус Н.М.Климашевич, Ю.И.Пушкарев (СССР). нагромаджувача 5 (Фіг.1) №2673572/23 -05; Заявл. 16.10.78; Опубл. На корпус розплавлювача 3, у його нижній ча23.09.80, Бюл. №35. - 3с.] (прототип). стині, жорстко насаджений дисково-конічний робоДо недоліків прототипу варто віднести значні чий елемент 6, який зверху має центральну коніченерговитрати, які викликані такими причинами: ну поверхню 7 і периферійну дискову поверхню 8 з по-перше, внаслідок втрат потужності на передачу прохідними вікнами 9, а знизу має центральну 10 і крутного моменту від електродвигуна до обертовопериферійну 11 дискові поверхні, що з'єднані між го розплавлювача в елементах трансмісії (у редуксобою конічною поверхнею 12 (Фіг.3). Корпус розторі, у клинопасовій передачі, у муфтах, тощо); поплавлювача 3 і робочий елемент 6 утворюють родруге, внаслідок нагрівання теплоносіїв для сисбочу порожнину 13, на боковій поверхні якої викотем нагрівання й, навпаки, охолодження теплононані виступи 14 з дренажними канавками 15, що сіїв для систем охолодження, а також на їх перезв'язані з периферійними каналами 16 для відвеміщення по трубопроводам; по-третє, внаслідок дення розплавленого полімерного матеріалу (Фіг.1 значних дисипативних виділень у робочій зоні наі Фіг.2). громаджувача, що зв'язано з великою відносною У центральній частині корпуса нагромаджувашвидкістю обертових і нерухомих елементів нача 5 встановлений вкладень 17, який зафіксований громаджувача, а також жорсткою обумовленістю у корпусі через штифти 18. Робоча поверхня вклароботи розплавлювача й нагромаджувача. Крім дня 17 повторює конфігурацію нижньої поверхні того, впровадження систем нагрівання з викорисробочого елемента 6, причому на периферійній танням теплоносіїв у швидкообертових вузлах дисковій поверхні виконані нагнітальні лопаті 19, а 5 77333 6 на центральній дисковій поверхні - дозувальні лоротора 25 і роторів 28 та 29, виходять на режим з паті 20 (Фіг.4). однаковими кутовими швидкостями 1 і 2 і однаВідповідні поверхні нижньої частини дисковоковим напрямком обертання. У цей же момент конічного робочого елемента 6 і робочої поверхні також починають обертатися крильчатки 33 і 35. вкладня 17 утворюють три функціональні зазори Причому осьові охолодні отвори 34 у корпусі 1 робочої зони нагромаджувача, а саме: периферійпостійно відкриті, що дає змогу для постійного ний (нагнітальний) дисковий зазор 21; конічний охолодження корпуса 1 і підшипників 2 і 4. Що ж (змішувальний) зазор 22; центральний (дозувальстосується дії крильчатки 35, то на початковій станий) дисковий зазор 23. дії роботи екструдера вона працює вхолосту, тому Привод розплавлювача складається з обмотки що потік повітря від неї видихається жалюзями 41, 24, яка виконана за аналогією з обмоткою статора які у даний момент закриті. асинхронного двигуна, і обмотки 25, яка виконана Після досягнення необхідної швидкості оберза аналогією з обмоткою ротора асинхронного тання через завантажувальний патрубок 44 у родвигуна. Причому обмотка 25 виконана за схемою бочу порожнину 13 подається перероблюваний для подвійної "білячої клітини" (Фіг.2 і Фіг.5). Таке матеріал, який відтискується за рахунок значних виконання дає змогу, крім покращення пускових відцентрових сил до бокової поверхні. Коли бокова характеристик двигуна, регулювати температуру в поверхня робочої порожнини 13 набуде темпераобмотці, а отже й в корпусі розплавлювача 3, підтури, яка відповідає температурі плавлення полібираючи відповідні параметри обмотки, а саме, мерного матеріалу, за рахунок нагрівальних власдіаметри D стержнів 26 внутрішньої клітки, діаметтивостей обмотки 25, що досягається підбором ри d стержнів 27 зовнішньої клітки, відстань h між діаметрів D і d, відстаней h і 1 а також відповідноосями стержнів, а також величину зазору 1 між го матеріалу для стержнів 26 і 27 (від міді, через внутрішньою поверхнею обмотки 24 і зовнішньою латунь і бронзу, до сплавів з більшим омічним поверхнею обмотки 25. опором), полімерний матеріал починає плавитися. Привод нагромаджувача має таку ж основну Розплав полімеру через дренажні канавки 15 висхему, як і для розплавлювача. Однак, внаслідок тискується у канали 16, через які прямується до можливих дисипативних виділень у робочій зоні прохідних вікон 9 і далі у периферійний дисковий нагромаджувача (функціональні зазори 21, 22 і зазор 21 робочої зони нагромаджувача. 23), для більш інтенсивного охолодження корпуса На наступній стадії кутова швидкість корпуса нагромаджувача 5 і обмоток ротора, останній винагромаджувача уповільнюється, тобто стає спраконаний з двох частин - верхньої 28 і нижньої 29, ведливим відношення 2 1, але в даному випадку будуть біНерухомий корпус 1 змонтований через болти льші енерговитрати на переробку матеріалу. 36 на плиті 37, в центральній частині якої виконана Виходячи з лопатів 19, матеріал потрапляє в філь'єра 38 з вихідним отвором 39. На зовнішній конічний зазор 22, де відбувається його інтенсивне поверхні філь'єри знаходиться нагрівач 40 і закрізмішування, після чого він надходить до центраплені жалюзі 41. льного дискового зазора 23, де відбувається стаДля запобігання виходу перероблюваного мабілізація потоку розплаву після змішувального теріалу з робочих зон встановлені ущільнювальні зазора 22 і надання необхідного тиску для подовузли 42 і 43. лання опору вихідного отвору 39. Лопаті 20 у У верхню частину робочої порожнини 13 вхоцентральному дисковому зазорі 23 мають аналогідить завантажувальний патрубок 44, який кріпитьчну конфігурацію з лопатями 19. ся до нерухомого корпуса 1 (на рисунках не покаПри проходженні розплавом полімеру через зано). робочі зазори 21, 22, 23 нагромаджувача можуть Для зменшення теплових втрат встановлені виникати значні дисипативні виділення, у результеплоізоляційні екрани 45 і 46. таті яких буде підвищуватися температура. Для Для охолодження корпусу награмаджувача в запобігання перегріву перероблюваного матеріаньому виконані осьові охолодні отвори 47, а на лу, у разі необхідності, тобто при перевищенні периферійній частині вкладня 17 виконані пази 48. необхідної температури, жалюзі 41 відкриваються Екструдер працює наступним чином. Подають й потік повітря, який викликаний обертанням кринапругу на обмотки статорів 24, 31 і 32, у резульльчатки 35 подається в корпус нагромаджувача 5 таті чого виникає обертове магнітне поле, яке інпо шляху: осьові охолодні отвори 47 - пази 48 дукує електрорушійну силу (ЕРС) у статорній та радіальні охолодні отвори 31. роторній обмотках. У результаті виникнення ЕРС в Нагрівач 40 використовується, як правило, у обмотках роторів 25, 26 і 29 починають обертатися ролі стартового нагрівача, тобто на початковій корпуса розплавлювача 3 і нагромаджувача 5. стадії роботи екструдера. У подальшому, після Причому, задаючи необхідні параметри напруги й прогрівання філь'єри 38 і за умови надійності тепчастоти струму, відповідно з параметрами обмоток лоізоляційного екрану 46 нагрівач 40 може бути 7 77333 8 вимкнутим. мерного матеріалу в робочих зонах відцентрового Таким чином, у запропонованому екструдері екструдера шляхом встановлення обмоток ротора роз'єднані функціональні можливості розплавлюбезпосередньо на корпусах розплавлювача й навача й нагромаджувача, шляхом застосування громаджувача, що дає змогу одночасно створюваіндивідуальних приводів, що дає змогу окремого ти й обертовий момент, і відповідну температуру. регулювання режимів плавлення в робочий зоні Запропонований винахід можна застосовувати розплавлювача й режимів змішування в робочий на будь-якому підприємстві, де переробляється зоні нагромаджувача. Крім того, суміщені енергеполімерний матеріал. тичні ресурси для плавлення й переміщення полі Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 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