RU7633U1 - Диспергатор - Google Patents

Abstract

1. Диспергатор, включающий цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения, загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный соосно кожуху шнековый вал, разделенный на секции, отличающийся тем, что первая секция вала снабжена конической поверхностью, расширяющейся в направлении потока материала, между гребнями шнека второй секции и корпусом имеется зазор, обеспечивающий возможность рециркуляции материала, а вал второй секции снабжен конической поверхностью, сужающейся в направлении потока материала, при этом внутренние поверхности участков кожуха, охватывающих конические поверхности вала, выполнены также коническими коаксиальными с образованием узкой щели.2. Диспергатор по п.1, отличающийся тем, что конические участки корпуса выполнены съемными.3. Диспергатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что углы схождения конусов составляют 15 - 60.4. Диспергатор по пп.1 - 3, отличающийся тем, что ширина кольцевой щели составляет 1 - 5 мм.5. Диспергатор по пп.1 - 4, отличающийся тем, что зазор между гребнями шнека второй секции и внутренней поверхностью корпуса составляет 1,5 - 5 мм.

Description

ДИСПЕРГАТОР

Полевнач модель относится к обладзти обработки полимеров, а именно,к устройствам для регенерации эладзтомеров и может быть испольвоЕЕна в химическом проивводстве.

Иввестно устройство для предварительной обработш формуемых масс ревины Е11.В устройстве вагружаемая мазса с помощью винта подается в вавор,обравованный между оребренной конической насадкой и корпусом,где дополнительно ивмельчается ,а ватем шнеком подается на вторую коническую насадр:у с гладрюй поверхностью, на вьжоде ив нюторой установлена решетка. Обе конические насадки сужаются в сторону выгружного патрубка. Пла зтикация с частичной деструкцией осуществляется при перемещении массы в ваворач, обравованных между коническими насадками и втулкагли,установленными в корпусе.

Прототипом ваявляемой полевной модели является устройство, пред назначенное для деструкции полимера ( высокополшлериаированного полиивобутилена). Такой экструдер g содержит равмещенный в кожухе трехсекционный вал , на рютором подающие (шнековые) участки чередуются с ц1-1линдрами трения. При этом определярошими являются соотношения между диаметра ли цилиндров трения первой, второй и третьей секций и соотношения соответствующих кольцевых ваворов, обравованных между цилиндрами вала и внутренней поверхностью кожуха. Ptopnyc снабжен несв 29 в 17/00

кольки1,и нзгревающми и охлаждающими устройствали о датчикам температуры. На входе эрктрудера уст.ановлен вагрузочкый бункер, а на выходе раоположена зона охлаждения и дегазации полученного продукта. Экотрудер ооущеотвляет деотрукцию полимера, предварительно подогретого до температуры 150-250-- С, а также предусматривает обязательное наличие дополнительных устройств подогрева продукта до температуры 250- 400° С в процессе его переработрш.

Устройство-прототип имеет большую протяженность (длина шнека равна 27-32 диаметрам),обусловленную наличием трех зон переработк , также тем, что длина цилиндра трения составляет 2-4 диа летра.

В основу полезной модели поставлена задача: при обеспечении высорюго качества рюнечного продукта устранить перечисленные выше недостатки прототипа , а именно уменьшить удельные энергозатраты за счет исключения специальных подогреванэщих устройств, а тарже уменьшить линейный размер установка за счет уменьшения кол1таества зон обработки и уменьшения длины технологической зоны.

Поставленная задача решается тем, что в диспергаторе, содержаш,ем цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения, загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный соосно рюжуху шнерювый вал, разделенный на секции, согласно полезной модели, первая секция вала снабжена конической поверхностью, расширяюш,ейся в направлении потока материала, между гребнями шнека второй серщии и корпусом шлеется зазор, обеспечивающий

возможнооть решфкуляции материала , а вал второй секции окабжен рюничеокой поверхностью, сужающейся в направлении потока материала, при этом внутренние поверхности участков кожуха, охватывающи:-: конические поверхности вала выполнены также коническими коаксиальными с образованием узкой щели.

Для удобства эксплуатации целесообразно конические учадзтки корпуса выполнить съемньыи.

Наилучший результат достигается при следующих параметра ::

-углы схождения конусов - 15 - 60°,

-ширина кольцевой щели - 1 - 5 мм,

-зазор между гребнями шнек второй секлии и внутренней поверхностью корпуса - 1,5 - 5 мм.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлен пример реализации заявляемого диспергатора.

Диспергатор вришчает цилиндрический корпус 1 с рубашкой охлаждения S, загрузочным патрубком 3 и разгрузочные патрубрюм 4. Расположенный внутри корпуса 1 вал 5 выполнен двухсекционньм и включает:

-первая серщия: первый ( подающий) шнек 6 и коническая часть 7, конус которой расширяется в сторону разгрузочного патрубка 4,

-вторая серщия: второй шнек 8 и коническая часть 9, конус рюторой сужается в сторону разгрузочного патрубка. 4.

За основными технологическшж зонами может быть расположена камера 10 охла;вдения и дегазации. На конце ваяа 5 выполнен выгружной шнек 11.

Участки 12 и 13 корпуса 1, имеют внутреншзю кснриескую поверхность, коаксиаль.нувз охватываемшл РМИ конусам вала и могут быть обравованы, например., с помощью втулок 14 или иным образом. Ка конической поверхности первой секции целесообразно выполнить небольшие зубцы или ребра.

Диспергатор работает следующим образом.

Предварительно измельченный эластомерный материал при нормальной (комнатной) температуре загружается через загрузочный патрубок 3 внутрь корпуса 1 диспергатора и подается первы л подарзщим шнеком 5 в первую зону диспергации, а шленно в щель J образованную между конической частью 7 и внутренней конической поверхностью 12 корпуса. В виду того, что конус расширяется в направлении вдоль потока материала (перерабатываемой крошки), плопщць проходного сечения увеличивается, а, следовательно, уменьшается давление, воздействующее на матери.ал. В узкой щели крупные частицы подвергаются дополните ль нОМу измельчениьо, при этом в олучае налряия зубцов или ребер на поверхности конуса, процесс измельчения становится более эффективные. .Мелкие частицы подвергаются поверхностной деструкции и устремляются в зону пониженного давления, то есть в камеру, образованную между корпусом 1 и вторым шнеком 8. Процесс деструкции более крупньк частиц, обладающих большей теплоёмкостью, происходит медленнее, и они рецирр улируьзт в зоне повышенного давления до тех пор, пока не достигнут необходр1мой степени деструкции. В следствие рециркуляции крупных чадг-тиц в первой щели повышается однородность фракционного состава на выходе из первой зоны.

На первом этапе поддерживается температура дисоипационкох-о нагрева 50 - 150 С. Уотановка и регулирование температуры определяется различными фактораьли: шириной щели., фракционным составом крошки, скоростью подачи (расходом), дополнительным теплоотводом черев рубашку охл.эждения 2. В з-звисЗШости от физико-химичеок1Ж свойств обрабатываемого эластомера, температуру задают в предела:, указанных выше. Экспершлентально установлено, что уменьшение температуры ниже 50 С может привести к отсутствию поверхностной деструкции, повьппение свыше 150 С - к пиролизу мелких частиц.

Полученный на первом техно лог i-raecKOM этапе однородный поверхностно деструктированный продукт подаётся шнеком 8 во узкую щель, образованную конусом 9 и внутренней конической поверхностью 13 корпуса. Кольцевая коническая щель сужается в сторону выгружного патрубка 4, проходное сечение уменьшается, а следовательно давление в щели повьш1ается в направлении вдоль потока материала (в сторону выгружного шнерш, 4). Под действием усилий среза в узкой щели частицы подвергаются диссипационному нагреву, температуру рюторого поддерживают вылпе, чем на первом этапе, но не превышающей С. В противном случае это также может привести к пиролизу чаотиц.

Под воздейотвием повьш1енного давления на выходе из второй зоны непродеструктированные ча1зтицы вытесняются обратно в зону пошженного давления, то есть в камеру, образованнуп т между шнеком 8 и корпусом 1. Вследствие наличия вазора между гребнями шнека 8 и внутренней поверхностью корпуса становится Боеможной рециркуляция некондиционных чаотиц и получение гомогенизироБанного продукта на выходе из второй зоны. Полученный однородный полноотью продеструктированный материал поотупает через зону дегазации 10 (где общеиввеотншли опоообами выделявзт газообразные продукты j образующиеоя в процеоое деотрукции) в выгружной патрубок 4.

Эффект он1Шения/повышения давления в зон.ах деструкщ-ш и рециркуляция материала может быть доотигнут различными конотрукционными решениями. Однако в заявляемом уотройотве это реализуетоя наиболее проотым образом, а именно наличием конуоных рюльцевых щелей , а также наличием регламентированного зазора между внутренней цилиндричеокюй поверхноотью корпуоа и гребнями шнека 8.

При этом углы охождения конусов могут выбираться в предел.а} 15-60- и. конкретное значение этого параметра зависит от свойств обрабатываемого материала и той степени деструкции конечного продукта, которую стремятся получить на выходе из диопергатора. Ширина рюльцевой щели устанавливается в пределах 1-5 мм, при этом зазор может быть как постоянны л (вдоль оси), так и изменяющимся.

Конусные щели позволяют, о одной стороны, изменять давление в процессе диссипации , что приводит к дополнительной рещф.куляции и повышению эффективности гомогенизации, с другой стороны, в конусных щелях поток обрабатываемого материала дополнительно турбулизируется, что повышает эффективность диссипации и в конечном итоге позволяет уменьшить линейный оавмер зоны диссипации.

Эксперт-лентально установлено,, что завор между гребнями шнека второй иекщш и внутренней поверхностью корпуса следует оставлять в предела; 1,5- 5 лм. Такой зазор обеспечивает активную рециркуляцию материала на входе во щель.

Конструктивные отличия диопергатора позволяют осуществлять деструкцию эластомеров без предварительного подогрева исходной крошки и без дополнительного (черев корпус) подогрева, продурьта в процессе переработки. Высокая степень однородности полностью продеотруктированного продукта достигается при двухстадийной переработке в устройстве, линейный размер которого лишь в 8-10 рав больше диэ летра вала.

Примеры конкретной реализации заявляемого устройства представлены в Таблице, в которой указаны определяющие геометр1Г-1ескл-1е параметры узлов (угол схождения конуоов первой и второй зоны и ширина обеих щелей выбирались практически одинаковыми) , температуры в зонах переработки и характеристики полученного продукта. Примера14и может служить переработка отходов шинной ревины (строки 1-4 Таблицы) и отходов бутиловых резин (строки 5-7 Таблицы). Отходы измельчались до размера частиц 10-15 мм на стандартном оборудовании, затем без предварительного подогрева и без подогрева в процессе переработрш в диспергаторе осуществлялась деструрщия и гомогенизация продукта.

В результате работы на выходе ив разгрузочного патрубка был получен однородный гомогенный регенерат с заданной степенью деструкции и вязкостью. Ан-алогичным образом могут перерабьатыватьоя различные отходы резинотехнических изделий.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

l.AC COOP 2352S1

2.Патент Франции N 2003134 (прототип)

Claims (5)

1. Диспергатор, включающий цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения, загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный соосно кожуху шнековый вал, разделенный на секции, отличающийся тем, что первая секция вала снабжена конической поверхностью, расширяющейся в направлении потока материала, между гребнями шнека второй секции и корпусом имеется зазор, обеспечивающий возможность рециркуляции материала, а вал второй секции снабжен конической поверхностью, сужающейся в направлении потока материала, при этом внутренние поверхности участков кожуха, охватывающих конические поверхности вала, выполнены также коническими коаксиальными с образованием узкой щели.

2. Диспергатор по п.1, отличающийся тем, что конические участки корпуса выполнены съемными.

3. Диспергатор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что углы схождения конусов составляют 15 - 60^o.

4. Диспергатор по пп.1 - 3, отличающийся тем, что ширина кольцевой щели составляет 1 - 5 мм.

5. Диспергатор по пп.1 - 4, отличающийся тем, что зазор между гребнями шнека второй секции и внутренней поверхностью корпуса составляет 1,5 - 5 мм.