Экструдер для переработки биологических отходов

Техническое решение относится к области обработки материалов давлением и может быть использовано при переработке биологических отходов с получением качественной продукции.
Известен экструдер (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.
В качестве наиболее близкого аналога выбран экструдер для переработки биологических отходов (RU 178074 U1, B30B 11/24, 22.03.2018), содержащий цилиндрический корпус с захватным устройством, выполненный с зоной питания, зоной сжатия биологических отходов и зоной дозирования, и установленный в корпусе с возможностью вращения шнек, выполненный сборным из конической секции, расположенной в зоне питания корпуса, конической барьерной и цилиндрической секций, расположенных в зоне сжатия биологических отходов, и конической и цилиндрической секций, последовательно расположенных в зоне дозирования.
Недостатком известной конструкции является то, что в случае переработки биологических отходов, состоящих из вторичного, первичного биологического сырья, наполнителей, красителей и других компонентов, необходимых для вторичных биологических материалов (вторичная биологическая смесь) необходим комплект дорогостоящего оборудования для предварительной подготовки исходного сырья (измельчители, смесители, пресса, термоустановки). Использование же напрямую неподготовленного предварительного сырья для известной конструкции не дает хорошего качества получаемых вторичных изделий из-за недостаточных измельчительных и смесительных способностей конструкции.
Задачей технического решения является усовершенствование экструдера за счет новой конструкция корпуса в зонах питания и сжатия, обеспечивающей повышение измельчительных и смесительных способностей экструдера.
Сущность технического решения: экструдер для переработки биологических отходов, содержащий цилиндрический корпус с захватным устройством, выполненный с зоной питания, зоной сжатия биологических отходов и зоной дозирования, и установленный в корпусе с возможностью вращения шнек, выполненный сборным из конической секции, расположенной в зоне питания корпуса, конической барьерной и цилиндрической секций, расположенных в зоне сжатия биологических отходов, и конической и цилиндрической секций, последовательно расположенных в зоне дозирования, корпус выполнен с прямоугольными прерывистыми барьерными пазами, высота и ширина которых равна 0,02-0,03 диаметра шнека, а длина – 0.5-0.8 диаметра шнека, расположенными вдоль корпуса в зонах питания и сжатия биологических отходов с шагом, равным половине длины паза, с образованием с корпусом входного канала для биологических отходов, выходного канала и зазора между гребнем пазов и витком шнека.
Общими признаками заявленного устройства являются: наличие корпуса, состоящего из зоны питания, зоны сжатия, зоны дозирования, захватного устройства, шнека, выполненного сборным, в зоне питания шнек выполнен в виде конической секции, в зоне сжатия шнек выполнен в виде конической барьерной секции и цилиндрической секции декомпрессии, в зоне дозирования шнек выполнен из двух последовательно расположенных конической и цилиндрической секций.
Отличительными признаками устройства является выполнение корпуса в зонах питания и сжатия с прямоугольными прерывистыми барьерными пазами, размещенными вдоль цилиндра корпуса и образующими входной канал, выпускной канал и зазор барьерного витка. Пазы имеют высоту и ширину, равную 0,02-0.03 диаметра шнека и длину, равную 0,5-0,8 диаметра шнека. Шаг между пазами равен половине длине паза. При меньших размерах пазов не обеспечивается качественное измельчение смеси, а при больших размерах создается избыточное давление в зоне питания, которое препятствует продвижению смеси. Поперечное расположение прямоугольных пазов корпуса основному витку шнека обеспечивает измельчение вторичных биологических материалов до мелких фракций, за счет чего на выходе из экструдера получается более однородная смесь.
Совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи. Использование заявленного экструдера при переработке разнородных вторичных биологических смесей позволяет сочетать подготовительные операции (измельчение, наполнение, прессование, смешивание) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства.
На фиг. 2 представлена секция измельчения устройства.
Экструдер для переработки биологических отходов (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 декомпрессии 8. В зоне дозирования 6, шнек 3 выполнен из двух последовательных частей: из конической 9 и цилиндрической секции 10. В зонах питания 4 и сжатия 5 корпус выполнен в виде секций измельчения. На (фиг. 2) представлена секция измельчения, содержащая прямоугольные пазы 11, размешенные поперек витка 12, при этом материал подвергается резке и смешиванию при перемещении из входного канала 13 в выходной канал 14, а также при движении в зазоре между пазами 15, зазоре между гребнем паза и гребнем витка 16.
Экструдер для переработки биологических отходов работает следующим образом (фиг. 1).
Различные биологические материалы (первичные, вторичные, красители, растительные и другие наполнители) подаются отдельными дозаторами в захватное устройство 2, захватывается шнеком 3, который вращается в корпусе 1, в твердом виде транспортируются, уплотняются, измельчаются, смешиваются в зоне питания 4, потом в зоне сжатия 5 в барьерной секции 7 происходит равномерный нагрев биологической смеси, создание смеси с равномерной по всему объему температурой, в секции декомпрессии 8 зоны сжатия 5 происходит удаление легколетучих соединений, которые содержатся в биологических отходах, коническая 9 и цилиндрическая 10 секции зоны дозирования 6 определяют величину и стабильность давления и производительности, которые развивает экструдер.
Пример. При диаметре шнека 43 мм пазы имеют высоту и ширину, равную 1,29 мм и длину, равную 34,4 мм. Шаг между пазами равен 17,2 мм.
Использование заявленного экструдера при переработке биологических отходов позволяет сочетать подготовительные операции (измельчение, смешивание, наполнение, термообработку, прессование) и операцию получения новых качественных изделий методом экструзии.