ЭКСТРУДЕР

Полезная модель относится к оборудованию для производства прессованных древесных изделий (стройматериалов, топливных прессбрусков) из отходов деревообработки в виде опилок, стружки, дробленки.
Широко известны экструдеры для изготовления профилированных изделий из различных материалов, содержащих корпус, экструзионную головку с нагревателем, шнек, установленный в корпусе (см. Политехнический словарь. Гл. ред. И.И.Артоболевский. - М.: «Советская энциклопедия», 1976, стр.573).
Недостатком известного экструдера является то, что прессуемая масса частично выдавливается через зазор между шнеком и корпусом обратно, что нарушает расчетные величины термического и динамического воздействия на массу, ухудшая свойства прессуемого изделия.
Задача полезной модели - обратить отрицательное свойство в положительный эффект, обеспечивающий стабильное термодинамическое воздействие на прессуемую массу.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном экструдере, содержащем корпус, экструзионную головку с нагревателем, шнек, установленный в корпусе, согласно изобретению часть шнека и соответствующая ей поверхность корпуса выполнены конусными, сужающимися перед входом в экструзионную головку, причем на конусной поверхности корпуса выполнены чередующиеся выступы и впадины, а последние выполнены глухими со стороны подачи массы.
Впадины могут быть выполнены в виде канавок, а выступы в виде гребней постоянного сечения, параллельных образующей конуса.
Впадины и выступы могут быть также выполнены в виде спиральных канавок и гребней.
Еще одним вариантом выполнения выступа могут быть чередующиеся гребни и усеченные конусы с промежутками между ними.
Конусное сужение шнека и корпуса повышает давление, а выполнение на конусной части корпуса выступов и впадин улучшает перемешивание массы, причем глухие стенки впадин препятствуют выдавливанию массы обратно в полость корпуса, направляя массу на шнек, чем создают своеобразный «замок» из самой массы и образуют полость, в которой поддерживаются постоянные давление и температура. Кроме того в указанной полости за счет выдавливания массы через экструзионную головку и наличия «замка» создается некоторое разрежение. Совместное действие указанных факторов, а также дополнительное
нагревание вызывает комплексное термодинамическое воздействие на прессуемую массу, преобразующее структуру и состав перерабатываемого сырья и придает готовым изделиям высокие физико-механические свойства.
Различные варианты выполнения выступов и впадин предназначены для одновременной переработки древесных отходов разного гранулометрического состава.
Полезная модель поясняется чертежами: на фиг.1 - общий вид экструзионного пресса;
на фиг.2 - коническая часть шнека; на фиг.3 - вид выступов и впадин в сечении.
Экструдер содержит раму 1, на которой установлены камера 2 прессования, привод пресса, состоящий из электродвигателя 3 и кинематической передачи 4 и привод 5 ворошителя (не показан). Камера 2 прессования снабжена загрузочным устройством 6 и экструзионной головкой 7.В корпусе камеры 2 установлен приводной шнек 8, имеющий конусную часть 9, расположенную в соответствующей конусной проточке 10 корпуса камеры 2. На конусной проточке 10 выполнены глухие канавки 11, разделенные гребнями 12. Экструзионная головка имеет калибрующие кольца 13 и нагреватель 14. Пресс работает следующим образом:
2
Исходная древесная масса, состоящая из опилок, стружек, измельченных веток, срезок, горбылей загружается через устройство 6 в камеру прессовки 2, где ворошитель равномерно подает ее на шнек 8. Последний перемещает массу по направлению к экструзионной головке 7, причем конусная часть 9 шнека 8 и соответствующая ей конусная проточка 10 в корпусе повышают давление прессования. Прессуемая масса поступает в экструзионную головку 7, где калибрующие кольца 13 придают выходящему материалу соответствующую форму, а нагреватель 14 интенсивно удаляет влагу. В сужающейся конусной зоне часть массы выдавливается по зазору обратно против хода прессования, однако пройдя по канавкам 11 останавливается их глухими стенками и вновь направляется на шнек 8. Усилия, действующие перпендикулярно оси шнека 8 таковы, что в зоне глухих стенок канавок 11 образуется своеобразный «замок», сформированный самой массой, которая герметично изолирует зону канавок 11. В полученной зоне создается разрежение за счет выхода основной массы через калибрующие кольца 13, в силу чего выделяющийся при перегреве массы и вследствие усилий прессования газообразный оксид углерода (СO) минерализуется и оксид связывается путем физико-химических преобразований со структурой массы - происходит так называемое «стеклование». Этому термодинамическому воздействию способствует нагреватель 14. В результате на выходе из экструзионной головки 7 получается изделие заданной формы со структурно преобразованной древесиной, имеющей повышенную прочность, твердость, влагостойкость. Такой материал износостоек, не подвержен порче жучками и гниению, не требует покраски, экологически чистый.
Можно получать по описанной технологии и топливные прессбруски, которые по теплотворной способности приравниваются к бурым углям, а горят намного дольше. В зависимости от желаемой степени структурного преобразования древесины и исходного сырья форма канавок 11 и выступов 12 может быть разной.
Промышленная применимость предлагаемого экструзионного пресса подтверждена экспериментальной моделью, строится опытный образец, аналогичные прессы выпускаются промышленностью.