Роторный экструдер Советский патент 1991 года по МПК B29C47/52 B29C47/36 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости.

На фиг. 1 изображен роторный экстру- дер, общий вид; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Роторный экструдер содержит корпус 1 с двумя впускными каналами 2 в зоне загрузки и выпускным каналом 3, к которому подсоединяется коллектор (на фиг. не показан). В корпусе 1 расположен цилиндрический ротор 4 с возможностью вращения в подшипниках 5, установленных в крышках 6. Ротор 4 образует с рабочей поверхностью А (см. фиг. 2) корпуса 1 плавно уменьшающийся в направлении выпускного канала 3 рабочий зазор а. Рабочая поверхность А корпуса 1 в направлении выпускного канала 3 образована по меньшей мере в виде двух сопряженных криволинейных поверхноО

ч:

стей. описываемых разными уравнениями, Одна из поверхностей расположена в зоне загрузки (на фиг. 2 рабочая поверхность образована круговым цилиндром, в зоне загрузки, который переходит затем в логарифмический цилиндр). По корпуса 1 и ротора 4 расположены со спираль- ными канавками 7 кольца 8 и 9. За выпускным каналом 3 в направлении вращения ротора 4 в корпусе 1 расположена регулируемая относительно ротора 4 планка 10. В зоне загрузки для соединения впускных каналов 2 и увеличения рабочего зазора а площади поперечного сеченая рабочей полости выполнен карман 11, В корпусе 1 по окружности с определенным шагом размещены электронагреватели 12 патронного типа.

Экструдер работает следующим образом.

Перед началом работы экструдера включаются электронагреватели 12 для нагрева корпуса 1 до заданной температуры. Перерабатываемый материал, например полимер, в виде гранул или порошка дозируется во впускные каналу 2 зоны загрузки (роторный зкструдер требует равномерной запитки) корпуса 1 и через карман 11 подает на горячий гладкий ротор 4, покрытый тонким слоем расплавленного полимера. Материал захватывается ротором 4, вращающимся в подшипниках 5 и транспортируется через зоны сжатия, пластикации и дозирования к выпускному каналу 3.

Благодаря уменьшению рабочего за- зора а при переходе от одной зоны к другой материал подвергается деформациям сжатия и сдвига, что обусловливает повышение его давления и трения, приводящие к нагреву за счет превращения механической энергии в тепловую, смешению его и расплавлению. Оптимальный подбор сопряженных криволинейных поверхностей по зонам в рабочей полости корпуса 1 позволяет устранить перегрев полимера и повысить качество его смешения. Регулируемая относительно ротора 4 планка 10,.расположенная внутри корпуса 1 экструдера, помогает сохранять ровный слой расплава полимера на роторе 4 и способствуе г выходу расплава через выпускной канал 3.

Так как роторный экструдер имеет открытый выпускной канал 3, то в нем не возникает обратного давления и, следовательно, достигается высокая эффективность переработки. Расположенные по краям корпуса 1 и ротора 4 со спиральными канавками 7 кольца 8 и 9, помещенные одно внутри другого, работают как насос и служат в качестве затвора для предотвращений утечки

расплава полимера из рабочей полости корпуса 1, Перед пуском экструдера должны быть включены электронагреватели 12 для нэгрева корпуса 1 до заданного температурнего режима, В процессе работы роторного экструдера создается давление до 3,5 МПа, которое при помощи шестеренчатого насоса (на фиг, не показан) повышается до уровни, необходимого для экструзии. Экструзер

работает, как правило, в адиабатическом режиме.

Таким образом, изобретение позволит изменять геометрию рабочей полости и более гибко управлять процессом переработки полимеров с различными физи- ко-механичепкими свойствами, Как пример можно привести оформление внутренней поверхности корпуса 1 экструдера из двух сопряженных криволинейных поверхностей, которые в сечении, перпендикулярном оси вращения ротора 4, представляют собой поверхность в зоне загрузки, описываемую радиусом, .равным сумме радиусу ротора 4 и зазора между поверхностью ротора 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 в зоне выпускного канала 3, с переходом в направлении вращения ро- гора 4 в алгебраическую спираль, или в nceg доспираль, в отрезки спиралей, или в

другие виды отрезков кривых. Выбор кривых или отрезков кривых зависит от свойств перерабатываемых материалов и от необходимой степени сжатия материала в определенной зоне экструдера. Так, например, для

переработки полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) в зоне сжатия необходимо использовать участок спирали,обеспечивающий степень сжатия материала 3,0- 3,5, а для поливинилхлорида (ПВХ) 2,0-2,5, При этом длина участка сжатия для ПВХ должна быть в 2,5-6,0 раз больше, чем для ПЭНП.

Изобретение позволяет при одном и том же типоразмере экструдера увеличить

путь переработки материала на 20%, а изменение геометрии внутренней поверхности корпуса позволяет управлять процессом переработки полимеров с различными физико-механическими свойствами, что способствует повышению качества расплава и производительности экструдера. При сохранении длины пути переработки экструдер можно изготавливать с меньшим диаметром корпуса и ротора, что снижает

металлоемкость.

Формула изобретения Роторный экструдер, содержащий корпус с впускным каналом в зоне загрузки и выпускным каналом, цилиндрический ротор, расположенный в корпусе с возможностью вращения и образования с рабочей поверхностью корпуса, плавно уменьшающегося в направлении выпускного канала рабочего зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки

материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости, рабочая поверхность корпуса в направлении выпускного канала образована по меньшей мере в виде двух сопряженный криволинейных поверхностей, описываемых разными уравнениями, одна из которых расположена в зоне загрузки.

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов. Цель изобретения - повышение производительности экструдера и качества расплава за счет обеспечения удлинения пути переработки материала и подбора рациональной геометрии рабочей полости. Роторный экс- трудер содержит корпус с впускными и выпускным каналами. Внутри корпуса расположен вращающийся цилиндрический ротор. Он образует с рабочей поверхностью корпуса полость с плавно изменяющимся зазором в направлении выпускного канала. Рабочая поверхность корпуса образована по меньшей мере двумя криволинейными сопряженными поверхностями. Эти поверхности описываются разными уравнениями. Одна из поверхностей располагается в зоне загрузки. Материал при работе захватывается ротором и транспортируется через зоны сжатия, пластикации и дозирования к выпускному каналу. За счет подбора рациональной геометрии рабочей полости зкстру- дера и удлинения пути переработки обеспечивается повышение качества расплава и производительности экструдера. 2 ил. (/

6

Фиг.1

Зона, дозирооцрцр.

/

11

Зона загрузни

Фиг.2

9 X

Зона сжатия и

пластикации