Центробежный экструдер для переработки полимеров Советский патент 1984 года по МПК B29F3/12 

Изобретение относится к области переработки пластических масс, а более конкретно к устройствам, предназначенным для получения расплава полимера, и может быть использовано в химической и полимерной промышленности. , Известен центробежный экструдер, содержаии1Й вертикальный вал привода, на котором укреплен полый конический диск с центральным отверстием в верхней части для загрузки материала, причем диск состоит из верхнего и нижнего конических элементов, связанных кольцом, образ5ющим борт и снабженным рядом радиальных каналов, через которые выходит экструдат в виде нитей, верхний элемент выполнен из ферромаг,нитпого материала, нижний изготовлен из немагнитного материала, а под диском по его диаметру с некоторым зазором размещены два разнополюсных электромагнита 1. В данном центробежном экструдере нагрев полимерного ,материала происходит в результате образующихся при его вращении вихревых токов. Наличие сходящихся в районе плавления двух конических поверхностей, одна из которых не участвует в процессе плавления, создает предпосылки к зависанию перерабатываемых (особенно волокнистых) материалов, а это соответственно снижает эффективность процесса плавления и своевременное удаление расплавленного материала. Наиболее близким к изобретению по технической супиюсти и достигаемому результату является центробежный экструдер для переработки полимеров, содержащий смонтированный па основании плавитель с радиальными каналами для вывода расплава, привод вращения гьчавителя и охватывающий плавитель накопите.ть, рабочая полость которого Образована торцовой, верхней и нижней стенка-ми и сообщена радиальными каналами с плавителем 2. В известном центробежном экструдере неподвижный накопитель расплава выполнен в виде улитки, на выходе которой установлена фильера, причем плавитель в верхней части выполнен с продольно расположенными по внутренней его поверхности выступами. Наличие в центробежном экструдере переходной зоны между неподвижным накопителем расплава полимера и вращающимся плавителем создает трудности по обеспечению герметичности между сопрягаемыми поверхностями, а продавливание нолимера через фильеру вращающимся диском в накопителе, вызывает термическую деструкцию за счет больщих скоростей сдвига, что снижает качество экструдата. Недостатком такЖе является то, что накопитель расплава металлоемок, требует дополнительного подвода тепла для поддержания температуры расплава во время запуска экструдера. Цель изобретения - повыщение качества экструдата за счет предотвращения деструкции расплава. Указанная цель достигается тем, что центробежный экструдер для переработки полимеров, содержащий смонтированный на основании плавитель с радиальными каналами для вывода расплава, привод вращения плавителя и охватывающий плавитель накопитель, рабочая полость которого образована торцовой, верхней и нижней стенками и сообщена радиальными каналами с плавителе.м, снабжен смонтированным на основании приемником расплава, а торцовая стенка накопителя выполнена в виде связанной с приводо.м перемещения бесконечной ленты, взаимодействующей с верхней и нижней стенками, которые выполнены в виде смонтированных с возможностью вращения опорных колец, причем в прие.мнике расплава выполнен канал для прохода бесконечной ленты. Данное решение позволяет не допускать перегрева расплава в накопителе, обеспечивая постоянный его вывод в форме движущегося на ленте валика. Кроме того, независимость вращения соосно установленных плавителя и накопителя позволяет устанавливать оптимальный режим вращения плавителя, обеспечивающий заданную те.мпературу и вязкость расплава на выходе. На чертеже изображен центральный экструдер, общий вид. Центробежный экструдер содержит плавитель 1, закрепленный на валу привода 2 его вращеггия, установленном на основании 3. В плавителе 1 выполнены расположенные на боковой поверхности радиальные каналы 4 для вывода расплава, сообщающиеся с охватывающим плавитель 1 накопителем, рабочая полость которого образована верхней и нижней стенками, выполненными в виде смонтированных с возможностью вращения на роликах 5 опорных колец 6, и торцовой стенкой, представляющей собой беско .нечную ленту 7, взаимодействующую через полки 8 с опорными кольцами 6 и связанную с роликами 9 и 10 привода ее перемещения. Экструдер снабжен приемником 11 расплава, размещенным на основании 3 и выполненным с каналом 12 для прохо.л.а бесконеч ной ленты 7. Центробежный экструдер работает следующим образом. Приводом 2 вращения плавитель I приводится в движение. Материал, загружаемый в экструдер, под действием центробежных сил прижимается к внутренним стенкам плавителя 1, плавится и выходит в виде расплава через радиальные каналы 4. Поскольку опорные кольца 6 накопителя устанавливаются с учетом обеспечения пространства для выходящего из радиальных каналов 4 расплава и не имеют касания с плавителем 1, то их скорости могут быть различными, что важно для обеспечения технологического регламента.

Одновременно с приводом 2 вращения плавителя 1 включается привод перемещения бесконечной ленты 7. Ролики 9 и 10. перемещая бесконечную ленту 7, передают вращение опорным кольцом 6. Скорость вращения опорных колец 6 и бесконечной ленты 7 регулнруются в пределах, обеспечивающих вывод расплавленного материала, не допуская затекания его в щели между опорными кольцами 6 и плавителем 1.

Таким образом из плавителя 1 по радиальным каналам 4 выходящий расплав полимера попадает на бесконечную ленту 7 и переносится в приемник 11 расплава, где осуществляется его съем. Выходя из приемника 11 расплава, очищенная бесконечная лента 7 проходит между роликами 9 и 10 и прижимается к полкам 8 опорных колец 6.

Время нахождения расплава в предло женном экструдере составляет в зоне плавления такую же величину, как и у известного экструдера, а в зоне накопителя равно порядка секунды (частному от деления длины окружности опорного кольца 6 на скорость бесконечной ленты 7). В накопителе известного экструдера расплав находится все время, пока продавливается к фильере, и продолжает нагреваться за счет интенсивного

перемещивания между вращающимся корпусом плавителя и неподвижным накопителем. Практика показывает, что это время порядка 30-60 с, оно значительно зависит от скорости вращения плавителя, что резко ухудшает качество получаемого расплава.

В предлагаемом центробежном экструдере контакт между вращающимися элементами накопителя и плавителя I исключен, осуществлена независимость процесса плавления и вывода расплава, а это позволяет осуществить оптимальный режим работы плавителя 1 и оптимальный режим вывода полимерного материала. В известном .экструдере данная задача практически неосуществима.

Таким образом, в предложенном экструдере достигается снижение деструкции полимерного расплава, так как время пребывания полимерного материала в состоянии расплава резко сокращается и исключается возможность его локального перегрева.

Внедрение предлагаемого изобретения позволит расширить парк оборудования, способного перерабатывать полимерные отходы преимуществен но. в виде неориентированных волокон с повышенным содержанием влаги, модифицированных аппретов и других включений. Причем продукт переработки по своим физико-механическим свойствам Biiiine по качеству, чем получаемый на суп1ествующем оборудовании.

ЦЕНТРОБЕЖНБ1Й ЭКСТРУДЕР ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРОВ, содержаишй смонтированный на основании плавитель с радиальными каналами для вывода расплава, привод вращения плавителя и охватывающий плавитель накопитель, рабочая полость которого образована торцовой, верхней и нижней стенками и сообщена радиальными каналами с плавителем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества экструдата за счет предотвращения деструкции расплава, экструдер снабжен смонтированными на основании приемником расплава, а торцовая стенка накопителя выполнена в виде связанной с приводом перемещения -бесконечной ленты, взаимодействующей с верхней и нижней стенками, которые выполнены в виде смонтированных с возможностью вращения опорных колец, причем в приемнике расплава выполнен канал для прохода бесконечной ленты. (Л О5