УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТОВ

Полезная модель относится к установкам для переработки полимерных материалов и может быть использована для переработки термопластичных пластмассовых отходов.
Известно устройство для переработки термопластов, содержащее рабочий цилиндр с загрузочным окном и перфорированной головкой, механизм резки и механизм сдавливания и перемещения материала, выполненный в виде плунжера (см. патент США N 3611951, кл. В30В 11/28, 1971).
Такая конструкция устройства при работе ненадежна и требует большой затраты энергии.
Известно также устройство для переработки термопластов, содержащее измельчитель, моечную машину, бак, бункер-питатель, экструдер, фильтр, перфорированную головку, механизм резки, и бункер-накопитель (см. описание линии переработки отходов термопластов ЛПОТ-2, производства фирмы «Пластмодерн-маш» http://www.equipnet/ru).
Недостаток этого решения - невозможность модифицирования литейных термопластов, с приданием им физико-механических характеристик соответствующих экструзионным термопластам.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности модифицирования литейных термопластов, с приданием им физико-механических характеристик, соответствующих экструзионным термопластам.
Технический результат - возможность получения термопластов с физико-механическими характеристиками, соответствующими, аналогичным показателям экструзионных термопластов.
Для решения поставленной задачи, устройство для переработки термопластов, содержащее последовательно установленные измельчитель, моечную машину, бункер-питатель, экструдер, фильтр, перфорированную головку, механизм резки, и бункер-накопитель отличается тем, что, между бункером-питателем и экструдером, размещен, по меньшей мере один дополнительный экструдер, выход которого непосредственно связан с загрузочным отверстием экструдера, при этом фильтр, размещен на выходе дополнительного экструдера, причем при использовании более одного дополнительного экструдера, они связаны в последовательную цепочку, когда выход предшествующего аппарата связан с входом последующего, при этом участки коммутирования дополнительных экструдеров друг с другом и с экструдером снабжены теплоизолирующими кожухами.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию “новизна”.
Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, при этом совокупность ее признаков обеспечивает возможность модифицирования литейных термопластов, с приданием им физико-механических характеристик, соответствующих экструзионным термопластам.
На фиг.1 показана схема заявленного устройства.
На чертежах показаны измельчитель 1, моечная машина 2, бункер-питатель 3, экструдер 4, фильтр 5, перфорированная головка 6, механизм резки 7, бункер-накопитель 8, первый дополнительный экструдер 9 и второй дополнительный экструдер 10, теплоизолирующие кожухи 11. Между бункером-питателем 3 и экструдером 4, размещены первый 9 и второй 10 дополнительные экструдеры, связанные в последовательную цепочку, когда выход предшествующего аппарата связан с входом последующего, при этом выход второго дополнительного экструдера 10 непосредственно связан с загрузочным отверстием экструдера 4. Кроме того, фильтр 5 размещен на выходе первого дополнительного экструдера 9.
В качестве измельчителя 1 можно использовать дробилки серии Торнадо S соответствующей производительности, предназначенные для измельчения легковесных отходов пластмассовых изделий: пенопласта, ПЭТ-бутылок, мелких и средних отходов литья, пленки. Особенно эффективны данные дробилки для измельчения отходов пенопласта (вспененного полистирола, полипропилена) на шарики, а так же для измельчения отходов ПЭТ-тары, причем 2-х литровые ПЭТ-бутылки не надо предварительно прессовать.
В качестве моечной машины 2 можно использовать известные установки водяной мойки (например, моечно-сушильные комплексы экономкласса МСК (разработанные КБ Nazarov-Systems), предназначенные для отмывки и сушки измельченных сильнозагрязненных (в том числе полигонных) отходов любых видов термопластов производительностью от 300 до 800 кг/час. Достоинством мойки МСК является способность отмывать даже загрязненные маслом отходы без применения моющих средств, получать чистый продукт высокого качества даже из сильнозагрязненных отходов, компактность, малое потребление воды и низкая стоимость. Также, в качестве моечной машины 2 можно использовать известные установки сухой мойки DRD (производства компании MAS Maschinen und Anlagenbau Schulz (Австрия), производительностью 500 и 1000 кг/час. Параметры и время цикла мойки зависят от перерабатываемого материала и настраиваются оператором в зависимости от требуемой чистоты и производительности. Сухая мойка происходит за счет сочетания механической и термической обработки материала. Подаваемый материал обдувается специально направленным потоком воздуха, подается на ротор специальной конструкции, формирующий поток материала с максимальной степенью эффективности очистки от абразивных примесей песка, грязи, солей, пыли. По мере очистки материала автоматически открывается выгружной клапан (на чертежах не показан), через который очищенный материал поступает на дальнейшую переработку. Грязь, пыль, песок отводятся в отдельный бункер-накопитель. Включения металла оседают в специальном отсеке модуля мойки DRD.
Бункер-питатель 3 конструктивно не отличается от узлов аналогичного функционального назначения.
В качестве экструдеров 4, 9 и 10 можно использовать известные установки - одношнековый или двухшнековый экструдер, производительность которого соответствует проектной производительности линии. Цилиндр и шнек экструдера принимают на себя основную нагрузку при переработке полимерных отходов, по этой причине они изготавливаются из легированных износостойких сталей (#45, 38СrМоА1А) и дополнительно обрабатываются закалкой, азотированием, твердым хромированием. Поверхности полируются.
Перфорированная головка 6, так называемая стрэнговая голова, обеспечивает получение нитей (стрэнгов) на выходе экструдера, разрушением которых формируют гранулы.
Фильтр 5 обычно состоит из двух частей - стальная пластина или диск с группой отверстий до 3 мм и несколько слоев мелкоячеистой стальной сетки (на чертежах не показаны). Во время работы фильтра такой конструкции сетка периодически забивается посторонними включениями и подлежит обязательной замене. Поэтому для обеспечения возможности смены фильтров 5 без остановки процесса грануляции широко применяются шиберные фильтры, с пневматическим, электрическим или гидроприводом, работающие в ручном и автоматическом режиме или управляемые датчиком давления расплава (на чертежах не показаны) в перфорированной головке 6 (стрэнговой головке).
Механизм резки 7 может реализовать принцип резки гранул непосредственно на выходе головки экструдера с дальнейшей пневмотранспортировкой в накопительный бункер 8, либо горячей резки с водяным охлаждением и транспортировкой.
Таким образом экструдер 4, перфорированная головка 6 и механизм резки 7 образуют линию грануляции термопласта. Гранулятор в обязательном порядке оснащается, по крайней мере, одной зоной дегазации для получения монолитных гранул без включения пузырьков воздуха. По способу резки грануляторы делятся на стренговые и бесстренговые. Бесстренговые, в свою очередь, бывают горячей и холодной резки («грануляция в воду»).
Заявленное устройство работает следующим образом.
Сырье (отходы термопласта), подают в измельчитель 1, откуда после измельчения до заданной крупности, отходы по шнековым транспортерам (на чертежах не показаны) поступают в моечную машину 2. Затем измельченное и чистое полимерное сырье поступает в бункер-питатель 3, откуда подается в первый дополнительный экструдер 9 где оно расплавляется и перемешивается, образуя гомогенный расплав, температура которого близка к температуре деструкции полимера. Из экструдера расплав, очищенный от механических примесей на Фильтре 5, выдавливается через перфорированную головку 6 с образованием нитей (стрэнгов). Эти нити посредством механизма резки 7 разделяются на гранулы, которые посредством пневмоканала (на чертежах не показан) подаются во второй дополнительный экструдер 10, где повторяется процесс переработки термопласта (с одним отличием от уже описанного - в качестве исходного материала используют гранулы, сформированные в предшествующем экструдере). Далее гранулы, полученные во втором дополнительном экструдере 10, подаются в экструдер 4, где их перерабатывают во второй раз по описанной схеме.
Получаемый в процессе переработки на заявленной установке гранулят отличается высокой степенью однородности состава и геометрии, а также чистоты материала. Далее гранулы поступают на расфасовку, где известным образом затариваются в соответствующие емкости (мешки, мягкие контейнеры и т.п.). При этом теплоизолирующие кожухи 11 минимизируют потери тепла в гранулированном материале, что снижает затраты энергии на его переработку на последующих стадиях переработки.
Таким образом, многостадийная грануляция термопласта обеспечивает возможность модифицирования литейных термопластов, с приданием им физико-механических характеристик, соответствующих экструзионным термопластам.