Экструдер для переработки мелкодисперсных строительных и полимерных материалов

Полезная модель относится к области обработки крупнодисперсных строительных и полимерных материалов давлением и может быть использована при переработке строительных и полимерных отходов с получением качественных изделий.
Известен экструдер для переработки термопластов (патент UA №5779, опубл. 15.03.2005, Бюл. №3), выбранный в качестве прототипа. Экструдер содержит корпус, захватное устройство, шнек, зону питания, зону сжатия, которая состоит из барьерной секции и секции декомпрессии, зону дозирования, выполненную из последовательных конической и цилиндрической секции.
Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки строительных и полимерных материалов, состоящих из вторичного, первичного сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для вторичных строительных и полимерных материалов (вторичная строительно-полимерная смесь) необходим комплект дорогостоящего оборудования для предварительной подготовки исходного сырья (смесители, пресса, пластификаторы, грануляторы). Использование же напрямую неподготовленного предварительного сырья для известной конструкции не дает хорошего качества получаемых вторичных изделий из-за недостаточных смесительных способностей конструкции.
Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкция шнека в зоне сжатия.
Сущность технического решения: экструдер для переработки мелкодисперсных строительных и полимерных материалов, включающий корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватное устройство, шнек, выполненный сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне дозирования, шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций, а шнек в зоне сжатия выполнен в виде барьерной секции и четырехзаходной смешивающей секции с четырьмя прерывистыми витками смешивания, причем геометрия витка выполнена в виде четырех частей формы эллипса с углублением с одной стороны, и последующий виток смещен относительно предыдущего на половину эллипса.
Использование заявленного экструдера при переработке комбинированных мелкодисперсных вторичных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, прессование, смешивание, гранулирование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.
Общими с прототипом признаками являются:
корпус, состоящий из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования,
захватное устройство,
шнек, выполненный сборным,
в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции,
в зоне сжатия шнек выполнен в виде двух секций, одна из которых является барьерной,
в зоне дозирования, шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций.
Отличительными признаками технического решения являются:
шнек в зоне сжатия содержит секцию смешивания многокомпонентной строительной и полимерной смеси, выполненной в виде цилиндра с прерывистыми витками,
количество витков составляет от 4 до 8,
витки выполнены в форме эллипса с углублением с одной стороны на величину малого радиуса эллипса,
витки размещены поперек цилиндра,
величина толщины витка составляет 2-5% от длины смешивающей секции,
последующий виток смещен относительно предыдущего на половину эллипса.
Совокупность существенных признаков обеспечивает конструкцию экструдера, позволяющего получать новые качественные изделия.
Экструдер для переработки мелкодисперсных строительных и полимерных материалов (фиг. 1) содержит корпус 1, захватное устройство 2, шнек 3, выполненный в виде сборной конструкции. Корпус состоит из зоны питания 4, зоны сжатия 5, зоны дозирования 6. В зоне питания 4 шнек выполнен в виде конической секции, в зоне сжатия 5 шнек состоит из барьерной секции 7 и секции смешивания многокомпонентной строительной и полимерной смеси 8. В зоне дозирования 6, шнек 3 выполнен из двух последовательных частей: из конической 9 и цилиндрической секции 10. На (фиг. 2) представлена часть шнека, расположенного в секции смешивания многокомпонентной строительной и полимерной смеси 8 зоны сжатия 5. Шнек в секции 8 зоны сжатия 5 выполнен в виде цилиндра с прерывистыми витками формы эллипса с углублением с одной стороны на величину малого радиуса эллипса 11, размещенные поперек цилиндра 12, при этом материал переходит из входного канала 13 в выходной канал 14 через зазор витка формы эллипса с углублением с одной стороны 15. Количество витков смешивающей секции может быть от 4 до 8. При количестве менее 4 смешивание многокомпонентного строительно-полимерного расплава происходит некачественно, а при увеличении ступеней смешивания больше 8 каналы смешивающего витка становятся слишком малы для продвижения вторичного строительно-полимерного материала вдоль канала. Величина толщины витка зависит от длины смешивающей секции 8 и должна составлять 2-5% от ее длины, что обеспечит оптимальное качество смешивания. При меньшем соотношении не будет обеспечиваться однородность расплава, а при большем расплав не сможет продвигаться по экструдеру.
Экструдер для переработки мелкодисперсных строительных и полимерных материалов работает следующим образом (фиг. 1).
Различные мелкодисперсные строительные и полимерные материалы (первичные, вторичные, красители и другие наполнители) подаются отдельными дозаторами в захватное устройство 2, захватываются шнеком 3, который вращается в корпусе 1, в твердом виде транспортируются, и уплотняются в зоне питания 4, потом в зоне сжатия 5 в барьерной секции 7 происходит перемещение строительной смеси и расплавление полимерной смеси, создание смеси с равномерной по всему объему температурой, в секции смешивания многокомпонентного мелкодисперсного строительного и полимерного расплава 8 зоны сжатия 5 происходит однородное диспергирующее смешивающее воздействие, за счет использования конструкции с четырехзаходной смешивающей секции с четырьмя прерывистыми витками смешивания, причем геометрия прерывистого витка выполнена в виде формы эллипса с углублением с одной стороны на величину малого радиуса эллипса, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер.
Пример. При диаметре шнека 20 мм длина прерывистого витка, выполненного в форме эллипса составляет 8 мм, углубление прерывистого витка составляет 2 мм. Величина толщины витка зависит от длины смешивающей секции 8 и должна составлять 2-5% от ее длины.
Использование заявленного экструдера при переработке комбинированных вторичных мелкодисперсных строительно-полимерных смесей позволяет сочетать подготовительные операции (наполнение, смешивание, гранулирование, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.