УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ Российский патент 1998 года по МПК B29B13/02 B29B17/00 

Изобретение относится к области полимерного машиностроения и может быть использовано при переработке полимерных отходов для получения расплава на предприятиях по производству синтетических волокон, пластических масс в химической промышленности.

Известно устройство для плавления полимеров, которое содержит горизонтально расположенный обогреваемый корпус в виде камеры для теплоносителя, размещенный в камере основной ротор со смесительными элементами, расположенный на торце корпуса штуцер ввода полимера и смонтированный на противоположном торце корпуса штуцера вывода полимера [1]
Кроме того оно снабжено дополнительным ротором со смесительными элементами, причем смесительные элементы роторов выполнены в виде стяжек, их боковые поверхности снабжены радиальными режущими элементами, а роторы снабжены установленными в шахматном порядке с образованием секций дисками, на периферии которых выполнены эксцентричные вырезы, причем на смежных дисках диаметрально противоположны. Штуцер вывода полимера размещен ниже осей роторов.

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и ограниченность ассортимента потребляемого сырья.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является известное устройство для плавления полимеров, содержащее обогреваемый корпус для жидкого теплоносителя, загрузочный бункер, связанный с ним питатель с транспортирующим органом, этажно размещенные в корпусе перфорированные элементы, ограничивающие рабочий объем корпуса, заполняемый полимером, накопитель полимера и расплавопровод [2]
Недостатком этого устройства является низкая интенсивность плавления и периодичность его работы. Техническим результатом изобретения является повышение интенсивности плавления при снижении затрат тепла и обеспечение возможности одновременной переработки полимеров различных по химическому составу и геометрической форме частиц.

Для достижения указанного технического результата устройство для плавления полимеров, содержание обогреваемый корпус для жидкого теплоносителя, загрузочный бункер, связанный с ним питатель с транспортирующим органом, этажно размещенные в корпусе перфорирование элементы, ограничивающие рабочий объем корпуса, заполняемый полимером, накопитель полимера и расплавопровод, согласно изобретению снабжено закрепленным на корпусе и сообщенным с его полостью сливным баком для теплоносителя с системой подачи последнего в питатель, а питатель выполнен обогреваемым и снабжен дверцей для закрытия его выходного отверстия, причем перфорированные элементы выполнены в виде имеющих выступы на обращенных друг к другу сторонах дисков, верхний из которых установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси корпуса и вращения относительно нее и снабжен приводом, с которым связана дверца питателя.

Сливной бак для теплоносителя сообщен с полостью корпуса через переливное отверстие с сепарационными элементами.

Кроме того, сливной бак для теплоносителя снабжен системой удаления расплава полимера из него.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображено описываемое устройство.

Устройство для плавления полимеров содержит обогреваемый корпус 1 для жидкого теплоносителя, питатель 2, связанный с загрузочным бункером 23 и имеющий транспортирующий орган 14, накопитель полимера 18 и расплавопровод 3.

В корпусе 1 этажно размещены перфорированные элементы, ограничивающие рабочий объем корпуса 1, заполняемый полимером. Перфорированные элементы выполнены в виде дисков 9 и 10, имеющих перфорацию 12 и выступы 13 на обращенных к друг другу их сторонах. Верхний диск 10 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси корпуса 1 и вращения относительно нее. Диск 10 снабжен приводом 11, с которым при помощи механизма 17 связана дверца 16 питателя 2. Питатель 2 выполнен обогреваемым и снабжен герметичной заслонкой 15, отделяющий его от загрузочного бункера 23.

На корпусе 1 закреплен сливной бак 4, для теплоносителя, сообщенный с полостью корпуса 1 через переливное отверстие 8 с сепарационными элементами 19. Сливной бак 4 имеет систему подачи теплоносителя в питатель 2, состоящую из насоса 5 и обогреваемого трубопровода 6, присоединенного к штуцеру 7 питателя. Бак 4 имеет систему 20 удаления расплава полимера из него и штуцеры 21 и 22 для подвода и отвода из него теплоносителя. Между корпусом и накопителем 18 также размещен сепарационный элемент 19.

Устройство работает следующим образом.

Заполняют корпус 1 жидким теплоносителем и включают обогрев. Избыток теплоносителя через переливное отверстие 8 попадает в сливной бак 4. При помощи насоса 5 и обогреваемого трубопровода 6 через штуцер 7 нагретый теплоноситель поступает в питатель 2, который также обогревается. Дверца 16 питателя 2 в этом случае закрыта, а из бункера 23 при открывании герметичной заслонки 15 в питатель 2 попадает твердый полимер или смесь полимеров (фильерная рвань, слитки, гранулы, крошка, путанные отходы и т.д.).

Затем заслонка 15 закрывается и в питателе 2 образуется смесь теплоносителя и полимера. Частично уже в питателе 2 происходит темперирование полимера и его поверхностное плавление. Теплоноситель может непрерывно удаляться из питателя 2 вновь в корпус 1 либо через перфорацию в дверце 16 в закрытом положении последней, либо, когда дверца 16 открыта, через проем для нее при открывании дверцы 16, когда верхний диск 10 находится выше отверстия, закрываемого дверцей 16 (показано пунктиром на чертеже); смесь полимер-теплоноситель поступает внутрь корпуса 1 либо самотеком за счет теплоносителя, либо при помощи транспортирующего органа 14 (например, транспортерной ленты, шнека, поршня и т.д.). После выгрузки полимеров из питателя 2 дверца 16 закрывается и вновь начинается процесс загрузки полимера в питатель 2 из бункера 23.

В это время от привода 11 верхний диск 10 начинает опускаться вниз. Когда диск 10 своей торцевой частью с выступами начинает соприкасаться с полимером, то он за счет вращения вокруг своей оси сжимает, и как бы перетирает полимер между выступами 13 своими и диска 9. Вращение диска 10 может быть постоянным или периодическим, например, только в нижней части корпуса 1 (фиг. 1). Благодаря перетиранию и сжатию полимера между неподвижным диском 9 и вращающимся опускающимся вниз диском 10 происходит удаление полимера с его поверхности, интенсификация процесса плавления и разделение полимера при совместном плавлении нескольких, например, двух полимеров. Полимер с удельной массой, большей удельной массы теплоносителя, через перфорацию 12 диска 9 поступает в нижнюю часть корпуса 1 в накопитель 18 полимера. При этом непроплавленные частички полимера, прошедшие через перфорацию 12 диска 9, при помощи сепарирующих элементов 19 удерживаются вблизи диска 9, где идет интенсивное перемешивание полимера. Расплавленный полимер, прошедший сепарирующие элементы 19, собирается в накопителе 18 и далее через расплавопровод 3 подается на формование (волокон, нитей, пленок, гранулятора и т.д.).

Если происходит одновременное плавление двух и более полимеров с разными удельными массами, то полимер с удельной массой, меньшей удельной массы теплоносителя, собирается над слоем теплоносителя в корпусе 1. При этом через перфорацию 12 диска 10 этот полимер может собираться над диском и через переливное отверстие 8 удаляться вместе с теплоносителем в сливной бак 4. Здесь происходит расслоение полимера и теплоносителя. Последний через трубопровод 6 при помощи насоса 5 возвращается в питатель 2. Более легкий полимер через систему 20 отбирается в верхней части бака 4 и направляется в накопитель 18 полимера и далее через расплавопровод 3 на формирование нитей, волокон и т.д. Удаление теплоносителя после окончания работы или поступление его перед началом работы устройства в сливной бак 4 реализуют при помощи штуцеров 21 и 22. Введение инертного газа, удаление газообразных продуктов из корпуса 1 и питателя осуществляют через штуцера, непоказанные на фигуре.

В качестве жидкого теплоносителя можно использовать, например, силиконовое масло, минеральное масло и другие высококипящие теплоносители.

Предлагаемым устройством можно перерабатывать одновременно без предварительного измельчения самые разные по химическому составу (например, полиэфиры и полиолефины) и по геометрическому состоянию например, слитки, фильерную рвань, крошку, гранулят волокнистые путанные и непутанные отходы) полимеры.

Использование: изобретение может быть использовано при переработке полимерных отходов. Сущность изобретения: на корпусе 1 закреплен сливной бак 4 для теплоносителя, сообщенный с полостью корпуса. Бак 4 имеет систему 6, 5, 7 подачи теплоносителя в питатель 2. Питатель 2 выполнен обогреваемым и снабжен дверцей 16 для закрытия его входного отверстия. В корпусе размещены перфорированные диски 9 и 10, ограничивающие рабочий объем корпуса, заполняемый полимером. Диски 9 и 10 на обращенных к друг другу сторонах имеют выступы 13. Верхний диск 10 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси корпуса и вращения относительно нее. Диск 10 снабжен приводом 11, с которым связана дверца 16 питателя 2. Бак 4 сообщен с помощью корпуса 1 через переливное отверстие 8 с сепарационными сетками. Бак 4 снабжен системой 20 удаления из него расплава полимера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для плавления полимеров, содержащее обогреваемый корпус для жидкого теплоносителя, загрузочный бункер, связанный с ним питатель с транспортирующим органом, этажно размещенные в корпусе перфорированные элементы, ограничивающие рабочий объем корпуса заполняемый полимером, накопитель полимера и расплавопровод, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленным на корпусе и сообщенным с его полостью сливным баком для теплоносителя с системой подачи последнего в питатель, а питатель выполнен обогреваемым и снабжен дверцей для закрытия его выходного отверстия, причем перфорированные элементы выполнены в виде имеющих выступы на обращенных друг к другу сторонах дисков, верхний из которых установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль центральной оси корпуса и вращения относительно нее и снабжен приводом, с которым связана дверца питателя. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сливной бак для теплоносителя сообщен с полостью корпуса через переливное отверстие с сепарационными элементами. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сливной бак для теплоносителя снабжен системой удаления расплава полимера из него.