УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА

1. Устройство для предварительной обработки и последующих транспортировки, пластификации или агломерирования полимеров, в частности термопластичных полимерных отходов, с целью рециклирования, содержащее бункер (1) для перерабатываемого материала, причем в бункере (1) с возможностью вращения вокруг оси (10) установлен смесительный и/или измельчающий инструмент (3) для смешивания, нагрева и, при необходимости, измельчения полимерного материала, причем смесительный и/или измельчающий инструмент (3) содержит инструменты и/или ножи (14), которые установлены с возможностью своими передними кромками (22) в направлении (12) вращения или движения оказывать на полимерный материал смешивающее, измельчающее, режущее и/или нагревающее действие, в боковой стенке (9) бункера (1) в зоне высоты смесительного и/или измельчающего инструмента (3) или ближайшего к дну смесительного и/или измельчающего инструмента (3) выполнено отверстие (8), через которое предварительно обработанный полимерный материал выгружается из бункера (1), причем предусмотрен, по меньшей мере, один транспортер (5), в частности экструдер (5), для приема предварительно обработанного материала, по меньшей мере, с одним установленным в корпусе (16) с возможностью вращения, в частности пластифицирующим или агломерирующим, шнеком (6), причем корпус (16) имеет на своей торцевой стороне (7) или в своей боковой стенке питающее отверстие (80) для захватываемого шнеком (6) материала, которое сообщено с отверстием (8), отличающееся тем, что воображаемое продолжение центральной продольной оси (15) транспортера (5) или ближайшего к питающему отверстию (80) шнека (6) проходит против направления (17) транспортировки транспортера (5) мимо оси (10) вращения, не пересекая ее, причем продольная ось (15) транспортера (5) или ближайшего к питающему отверстию (80) шнека (6) со стороны выхода и вниз по потоку в направлении (12) вращения или движения смесительного и/или измельчающего инструмента (3) смещена на расстояние (18) от радиали (11) бункера (1), параллельной продольной оси (15) и направленной наружу от оси (10) вращения смесительного и/или измельчающего инструмента (3) в направлении (17) транспортировки транспортера (5), угол (γ) установки радиально крайнего, ближайшего к дну смесительного и/или измельчающего инструмента (3) или радиально крайнего инструмента и/или ножа (14) соответствует отношению
γ=k∙d+K,
где d - диаметр шнека (6), мм, K - коэффициент в диапазоне от 15 до 35, k - коэффициент в диапазоне от 0,08 до 0,2,
причем угол (γ) установки измеряется в радиально крайней точке (23) ближайшего к дну смесительного и/или измельчающего инструмента (3) или инструмента и/или ножа (14), а именно между продолжением (24), в частности прямой, передней кромки (22) и проходящей через точку (23) радиалью (11), при этом отношение длины (L) шнека (6), измеренной от лежащего вниз по потоку в направлении его транспортировки края (20′) или наиболее удаленной вниз по потоку точки (20) питающего отверстия (80) до конца шнека (6) или до самого раннего, наиболее удаленного вверх по потоку относительно направления транспортировки шнека (6) выходного отверстия (30) в корпусе (16) для расплава у удаленного от бункера дистального конца (31) шнека (6), к номинальному диаметру (d) шнека (6) составляет ≥7, преимущественно ≥10.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угол (γ) установки составляет от 20 до 60°, в частности от 30 до 50°.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что угол (γ) установки соответствует отношению
B
γ=k1·D+K1,
B
где D - внутренний диаметр в мм режущего уплотнителя или бункера в форме кругового цилиндра или внутренний диаметр в мм пересчитанного на ту же вместимость виртуального бункера в форме кругового цилиндра такой же высоты, K1 - коэффициент в диапазоне от 12 до 40, k1 - коэффициент в диапазоне от 0,005 до 0,015.
B
4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что угол (γ) установки в бункерах (1) диаметром (D) менее 750 мм составляет от 20 до 35°.
B
5. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что угол (γ) установки в бункерах (1) диаметром (D) от 750 до 1300 мм составляет от 28 до 47°.
B
6. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что угол (γ) установки в бункерах (1) диаметром (D) более 1300 мм составляет от 35 до 55°.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что радиальное расстояние (mb) инструмента, измеренное от радиально крайней точки (23) ближайшего к дну смесительного и/или измельчающего инструмента (3) или предусмотренных там инструментов и/или ножей (14) или от описываемой этой точкой (23) окружности до внутренней поверхности боковой стенки (9) бункера (1), соответствует отношению
B,
mb=k3∙D
B
где D - внутренний диаметр в мм бункера в виде кругового цилиндра или внутренний диаметр в мм пересчитанного на ту же вместимость виртуального бункера в виде кругового цилиндра такой же высоты, k3 - постоянная в диапазоне от 0,006 до 0,16, причем радиальное расстояние (mb) инструмента составляет преимущественно от 15 до 120 мм, в частности от 20 до 80 мм.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что при угле (γ) установки от 20 до 33° минимальное радиальное расстояние (mb) инструмента составляет от 15 до 20 мм и/или при угле (γ) установки от 45 до 60° минимальное радиальное расстояние (mb) инструмента составляет ≥35 мм.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что минимально возможное расстояние (ms) между инструментом (3) и шнеком (6) описывается отношением
ms≤k2·d+K2,
где d - диаметр шнека (6), мм, K2 - коэффициент в диапазоне от 20 до 100, в частности от 20 до 80, k2 - коэффициент в диапазоне от 0,03 до 0,4, в частности от 0,04 до 0,25,
причем расстояние (ms) измеряется между радиально крайней точкой (23) самого нижнего, ближайшего к дну смесительного и/или измельчающего инструмента (3) или предусмотренными там инструментами и/или ножами (14) и точкой, лежащей на огибающей ближайшего к питающему отверстию (80) шнека (6), а именно вдоль радиали (11), проходящей от оси вращения (10) через отверстие (8) и питающей отверстие (80), причем расстояние (ms) составляет преимущественно от 15 до 150 мм.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что преимущественно в одной и той же горизонтальной плоскости расположен, по меньшей мере, один, преимущественно несколько лежащих радиально дальше внутрь инструментов или ножей (14), причем угол установки каждого инструмента или ножа (14), измеренный в их радиально крайних точках между продолжением (24) их, в частности прямых, передних кромок (22) и проходящей через эту точку радиалью (11), соответственно меньше, чем угол установки соседнего, лежащего дальше наружу инструмента или ножа (14), причем угол установки радиально наиболее удаленного внутрь инструмента или ножа (14) составляет преимущественно от 0 до 30°.
11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для соединенного с бункером (1) транспортера (5) скалярное произведение вектора (19) направления вращения, ориентированного по касательной к окружности, описываемой радиально крайней точкой смесительного и/или измельчающего инструмента (3), или к проходящему мимо отверстия (8), к полимерному материалу и перпендикулярно радиали (11) бункера (1) и указывающего в направлении (12) вращения и/или движения смесительного и/или измельчающего инструмента (3), и вектора (17) направления транспортировки транспортера (5) в каждой отдельной точке или во всей зоне отверстия (8) или непосредственно радиально перед отверстием (8) равно нулю или является отрицательным.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что вектор (19) направления вращения радиально крайней точки смесительного и/или измельчающего инструмента (3) и вектор (17) направления транспортировки экструдера (5) составляют угол (α)≥90°≤180°, измеренный в точке пересечения обоих векторов (17, 19) на лежащем вверх по потоку относительно направления (12) вращения или движения смесительного и/или измельчающего инструмента (3) краю (20′) отверстия (8) со стороны входа, в частности в наиболее удаленной вверх по потоку точке (20) на этом краю или отверстии (8).
13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что вектор (19) направления (12) вращения или движения и вектор (17) направления транспортировки транспортера (5) составляют угол (β) от 170 до 180°, измеренный в точке пересечения обоих векторов (17, 19) в центре отверстия (8).
14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что расстояние (18) больше или равно половине внутреннего диаметра корпуса (16) транспортера (5) или шнека (6) и/или больше или равно 7%, преимущественно больше или равно 20% радиуса бункера (1) или расстояние (18) больше или равно радиусу бункера (1).
15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воображаемое продолжение продольной оси (15) транспортера (5) против направления подачи расположено по типу секущей к сечению бункера (1) и, по меньшей мере, частично проходит через внутреннее пространство бункера (1).
16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что транспортер (5) присоединен по касательной к бункеру (1) или проходит по касательной к его сечению или продольная ось (15) транспортера (5) или шнека (6) или продольная ось ближайшего к питающему отверстию (80) шнека (6) проходит по касательной к внутренней стороне боковой стенки (9) бункера (1), причем преимущественно шнек (6) соединен на своей торцевой стороне (7) с приводом, а на противоположном торцевом конце выполнен с возможностью транспортировки материала к расположенному на торцевом конце корпуса (16) выходному отверстию, в частности головке экструдера.
17. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие (8) непосредственно и напрямую и без существенного промежутка, в частности без передающего участка или транспортирующего шнека, соединено с питающим отверстием (80).
18. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что смесительный и/или измельчающий инструмент (3) содержит инструменты и/или ножи (14), установленные с возможностью в направлении (12) вращения или движения оказывать на полимерный материал измельчающее, режущее или нагревающее действие, причем инструменты и/или ножи (14) выполнены или расположены преимущественно на установленном с возможностью вращения, в частности параллельно дну (2), инструментодержателе (13), в частности несущем диске (13).
19. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздействующие на полимерный материал, указывающие в направлении (12) вращения или движения передние участки или передние кромки (22) смесительных и/или измельчающих инструментов (3) или ножей (14) по-разному выполнены, установлены, искривлены и/или расположены по сравнению с задними или догоняющими в направлении (12) вращения или движения участками.
20. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бункер (1) выполнен, в основном, в виде кругового цилиндра с плоским дном (2) и ориентированной вертикально к нему боковой стенкой (9), и/или ось (10) вращения смесительных и/или измельчающих инструментов (3) совпадает с центральной средней осью бункера (1), и/или ось (10) вращения или центральная средняя ось ориентирована вертикально и/или перпендикулярно дну (2).
21. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что самый нижний инструментодержатель (13) или самый нижний из смесительных и/или измельчающих инструментов (3) и/или отверстие (8) расположено близко к дну (2) на небольшом расстоянии от него, в частности в зоне нижней четверти высоты бункера (1), преимущественно на расстоянии от 10 до 400 мм от дна (2).
22. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что транспортер (5) представляет собой одношнековый экструдер (6) с единственным компрессионным шнеком (6) или двух- или многошнековый экструдер, причем диаметры d отдельных шнеков (6) одинаковы.