ЧЕРВЯЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК B29B13/06 

Изобретение относится к оборудованию заводов химической промышленности, в частности для производства синтетических каучуков и термоэластопластов на стадии их обезвоживания.

Известно устройство для обезвоживания синтетических материалов, содержащее червячную машину с питающим бункером, патрубками для подачи крошки полимера и отвода фильтрата и расположенным в корпусе червячной машины червячным валом. На выходном торце корпуса закреплена фильерная плита с отверстиями. Корпус червячной машины содержит два участка для механического обезвоживания полимера, а второй участок предназначен для сушки полимера [1]
Однако использование устройства предполагает необходимость применения дополнительного устройства для отделения частиц каучука от основной части воды (до 40-60 мас. полимера из водной пульпы, содержащей 5-7 мас. полимера)
вибросита, либо концентратора. Кроме этого, в устройстве отсутствуют рыхлители.

Известна другая червячная машина для обезвоживания синтетических материалов, содержащая загрузочную воронку для подачи материала со средством для его фильтрации, корпус со смонтированным в нем червячным валом, состоящий из секций механического обезвоживания с фильтрующей поверхностью сжатия, отжима и нагрева материала, фильерную плиту, установленную на выходном торце корпуса, и средство для отвода фильтрата [2]
Однако известная машина имеет негерметичный корпус для червячного вала, а это приводит к тому, что теплота нагрева полимера трением идет не на увеличение его температуры, а на испарение окружающей частицы полимера воды.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности ведения технологических операций обезвоживания полимеров без снижения температуры циркуляционной воды (путем герметизации устройства) и уменьшения влажности отжатого полимера одновременно с увеличением пористости его макроструктуры (путем дополнительного нагрева полимера трением) в одной компактной машине.

Для достижения технического результата в червячной машине для обезвоживания синтетических материалов, содержащей загрузочную воронку для подачи материала со средством его фильтрации, корпус со смонтированным в нем червячным валом, состоящий из секций механического обезвоживания с фильтрующей поверхностью сжатия, отжима и нагрева материала, вильерную плиту, установленную на выходном торце корпуса, и средство для отвода фильтрата, согласно изобретения, средство для фильтрации полимерного материала выполнено в виде фильтрованного цилиндра, смонтированного аксиально червячному валу в зоне загрузочной воронки с корпусом, а на червячном валу в указанной зоне смонтирована эластичная вставка для устранения зазора между витком червяка и внутренней поверхностью фильтровального цилиндра. Загрузочная воронка для подачи синтетического материала выполнена в виде штуцера, причем средство для отвода фильтрата и штуцер для подачи синтетического материала герметично соединены с технологическими трубопроводами. Червячная машина снабжена смонтированными в корпусе рыхлителями, установленными между витками червячного вала в секциях сжатия, отжима и нагрева полимерного материала.

На фиг. 1 изображен общий вид червячной машины; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Червячная машина содержит загрузочную воронку 1 для подачи материала, корпус 2 со смонтированным в нем червячным валом 3, состоящий из секций сжатия 4, отжима 5 и нагрева 6 материала. Каждая из секций 4-6 имеет фильтрующую поверхность. Червячная машина содержит фильерную плиту 7, установленную на выходном торце корпуса 2, и средство 8 для отвода фильтрата. Загрузочная воронка 1 для подачи синтетического материала выполнена в виде штуцера, который герметично соединен с технологическим трубопроводом. Средство для отвода фильтрата также выполнено в виде штуцера, соединенного герметично с технологическим трубопроводом. Червячная машина содержит средство для фильтрации полимерного материала, выполненное в виде фильтровального цилиндра 9, смонтированного аксиально червячному валу 3 в зоне сопряжения загрузочной воронки 1 с корпусом 2. На червячном валу 3 в этой зоне смонтирована эластичная вставка 10 для устранения зазора между витком червяка и внутренней поверхностью фильтровального цилиндра 9. Торец червячного вала 3 уплотнен сальником 11. В корпусе 2 смонтированы рыхлители 12, установленные между витками червячного вала 3 в секциях 4-6. Фильтрующая поверхность секций 4-6 выполнена в виде фильтрующего цилиндра 13.

Червячная машина работает следующим образом.

Перегретую пульпу под избыточным давлением (сдерживающим вскипание воды в корпусе машины) подают через воронку 1. Крошка концентрируется на средствах для фильтрации и непрерывно сдвигается червячным валом 3 в зону 4 сжатия, где концентрированная крошка агломерируется в сплошную массу, а часть воды, находящаяся в пространстве между частицами полимера, отводится с фильтратом. В зоне 5 отжима сплошная масса полимера с включениями воды в сохранившихся (при неполном сжатии полимера) порах перемешивается путем торможения рыхлителями 12 вращаемого витками червячного вала 3 полимера. При перемешивании часть воды может удаляться из зоны 5 отжима через щели в фильтрующем цилиндре 13, если он используется, большая часть воды возвращается в зону 4 сжатия (под действием градиента давления вдоль оси вращения вала 3) и смешивается с фильтратом. В зоне 4 сжатия и зоне 5 отжима происходит нагрев полимера трением и увеличение его температуры, так как, находясь под избыточным давлением, отжимаемая вода не вскипает. В зонах отжима и нагрева полимер продолжает нагреваться трением и на выходе из отверстий фильеры 7 дросселирует, резко снижая влажность и образуя пористую макроструктуру, способствующую интенсификации его последующей диффузионной сушки.

Устройство позволяет управлять подачей пульпы автоматически и реализовать все стадии процесса обезвоживания в одной герметичной машине.

Использование: для производства синтетических каучуков и термоэластопластов на стадии их обезвоживания. Сущность изобретения: червячная машина содержит корпус с расположенным в нем червячным валом. Корпус состоит из секций сжатия, отжима и нагрева полимерного материала с фильтрующей поверхностью. На выходном торце корпуса установлена фильерная плита. Червячная машина имеет загрузочную воронку для подачи синтетического материала в виде штуцера. В зоне сопряжения загрузочной воронки с корпусом смонтирован аксиально червячному валу фильтровальный цилиндр. На червячном валу в указанной зоне смонтирована эластичная вставка для устранения зазора между витком червяка и внутренней поверхностью фильтровального цилиндра. Средство для отвода фильтрата и штуцер для подачи синтетического материала герметично соединены с технологическими трубопроводами. В секциях сжатия, отжима и нагрева полимерного материала между витками червячного вала смонтированы рыхлители. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Червячная машина для обезвоживания синтетических материалов, содержащая загрузочную воронку для подачи материала со средством для его фильтрации, корпус со смонтированным в нем червячным валом, состоящий из секций механического обезвоживания с фильтрующей поверхностью сжатия, отжима и нагрева материала, фильерную плиту, установленную на выходном торце корпуса, и средство для отвода фильтрата, отличающаяся тем, что средство для фильтрации материала выполнено в виде фильтровального цилиндра, смонтированного в корпусе аксиально червячному валу в зоне сопряжения загрузочной воронки с корпусом, а на червячном валу в указанной зоне смонтирована эластичная вставка для устранения зазора между витком червяка и внутренней поверхностью фильтровального цилиндра. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что загрузочная воронка для подачи синтетического материала выполнена в виде штуцера, причем средство для отвода фильтрата и штуцер для подачи синтетического материала герметично соединены с технологическими трубопроводами. 3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена смонтированными в корпусе рыхлителями, установленными между витками червячного вала в секциях сжатия, отжима и нагрева полимерного материала.