RU2159179C2 - Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method - Google Patents
Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2159179C2 RU2159179C2 RU99101916A RU99101916A RU2159179C2 RU 2159179 C2 RU2159179 C2 RU 2159179C2 RU 99101916 A RU99101916 A RU 99101916A RU 99101916 A RU99101916 A RU 99101916A RU 2159179 C2 RU2159179 C2 RU 2159179C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- worm
- disk
- extruder
- nozzle
- destruction
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 31
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000002360 explosive Substances 0.000 abstract description 8
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 20
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- -1 ethylene, propylene Chemical group 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам для получения деструктированных продуктов из высокомолекулярных соединений (ВМС) в качестве основы для получения присадок полифункционального действия, органических связующих, модификаторов различного типа и т.д. Изобретение относится также к устройствам для использования в комбинированных червячно-дисковых экструдерах при получении низкомолекулярных продуктов деструкционным способом. The invention relates to methods for producing degraded products from high molecular weight compounds (IUDs) as the basis for the preparation of polyfunctional additives, organic binders, various types of modifiers, etc. The invention also relates to devices for use in combined worm-disk extruders in the production of low molecular weight products in a destruction way.
Известна вязкостная и диспергирующая присадка (патент США N 473573, 1988, кл. C 10 M 133/16), содержащая продукт реакции деструктированного полиолефина, карбоновой кислоты и амина. Причем, сополимер этилена и пропилена деструктируют истиранием под внешним механическим воздействием при повышенной температуре в течение 90 мин. Known viscosity and dispersant additives (US patent N 473573, 1988, class C 10 M 133/16) containing the reaction product of the degraded polyolefin, carboxylic acid and amine. Moreover, the copolymer of ethylene and propylene is destroyed by abrasion under external mechanical stress at elevated temperature for 90 minutes.
Недостатком получения присадки является длительность истирания сополимера, периодичность процесса и многостадийность получения присадки. The disadvantage of obtaining additives is the duration of abrasion of the copolymer, the frequency of the process and the multi-stage preparation of the additive.
Известен также способ получения низкомолекулярных полимеров (А.С. СССР N 1267768, 1984, кл. C 08 C 19/08) окислительной деструкцией бутадиеновых и др. каучуков под действием кислородсодержащего газа в среде углеводородного растворителя при 60-180oC в присутствии катализаторов.There is also a method of producing low molecular weight polymers (AS USSR N 1267768, 1984, class C 08 C 19/08) by oxidative degradation of butadiene and other rubbers under the action of an oxygen-containing gas in a hydrocarbon solvent at 60-180 o C in the presence of catalysts .
Недостатком способа является высокое содержание углеводородного растворителя до 90%, периодичность процесса, его длительность, сложность системы улавливания углеводородного растворителя, уходящего с окислителем и его регенерация, низкая эффективность процесса деструкции высокомолекулярного соединения. The disadvantage of this method is the high content of hydrocarbon solvent up to 90%, the frequency of the process, its duration, the complexity of the capture system of the hydrocarbon solvent leaving with the oxidizing agent and its regeneration, low efficiency of the process of destruction of high molecular weight compounds.
В качестве прототипа выбран способ получения деструктированного продукта (патент RU N 2120380, МПК B 29 С 47/52, оп. 20.10.98), включающий деструкцию высокомолекулярных соединений, находящихся в расплаве, в дисковой насадке путем механического и термического воздействия на высокомолекулярные соединения. As a prototype, a method for producing a degraded product was selected (patent RU N 2120380, IPC B 29 С 47/52, op. 20.10.98), including the destruction of high molecular weight compounds in the melt in a disk nozzle by mechanical and thermal effects on high molecular weight compounds.
Недостатками способа являются:
- сложность управления процессом деструкции в условиях сдвиговых деформаций в расширяющемся коническом канале;
- процесс деструкции осуществляется только в щелевом канале, что создает условия нестабильности процесса деструкции вследствии различия в сопротивлении при движении расплава, особенно на входе в коническую щель;
- трудность управления температурой деструктируемого высокомолекулярного соединения.The disadvantages of the method are:
- the complexity of controlling the destruction process in the conditions of shear deformations in an expanding conical channel;
- the destruction process is carried out only in the slotted channel, which creates conditions for the instability of the destruction process due to differences in resistance during the movement of the melt, especially at the entrance to the conical gap;
- the difficulty of controlling the temperature of the degradable macromolecular compounds.
Известен червячно-дисковый экструдер для подачи расплава (патент РФ N 2003407, 1991, МПК B 29 C 47/52, B 29 C 47/38), содержащий полый корпус (питательный цилиндр) с загрузочной воронкой и размещенным в нем рабочим органом, выполненным в виде червяка с диском на конце, дисковую головку, неподвижный диск и размещенное между ним и дисковой головкой уплотнительное кольцо. Экструдер снабжен упорным элементом, выполненным в виде двух концентрических резьбовых колец, зафиксированных от взаимного смещения в осевом направлении и смонтированных с возможностью независимого поворота относительно продольной оси, при этом наружное кольцо посредством резьбового соединения установлено внутри дисковой головки, внутреннее - на неподвижном диске, а уплотнительное кольцо по его торцевым поверхностям поджато посредством упорного элемента к неподвижному диску. Known worm-disk extruder for feeding the melt (RF patent N 2003407, 1991, IPC B 29 C 47/52, B 29 C 47/38), containing a hollow body (feed cylinder) with a loading funnel and placed in it a working body made in the form of a worm with a disk at the end, a disk head, a fixed disk and a sealing ring located between it and the disk head. The extruder is equipped with a thrust element made in the form of two concentric threaded rings fixed from mutual displacement in the axial direction and mounted with the possibility of independent rotation relative to the longitudinal axis, while the outer ring is installed inside the disk head by means of a threaded connection, the inner one is on the fixed disk, and the sealing the ring on its end surfaces is pressed by means of a thrust element to the fixed disk.
Однако известное устройство не обеспечивает необходимые условия для деструкции высокомолекулярных соединений ввиду относительно низких скоростей сдвига, воздействующих при движении расплавленного материала через данную конструкцию. Это связано с жестким соединением шнека и диска и не дает возможности эффективного управления процессом деструкции. However, the known device does not provide the necessary conditions for the destruction of high molecular weight compounds due to the relatively low shear rates that are affected when the molten material moves through this structure. This is due to the rigid connection of the screw and disk and does not allow effective control of the destruction process.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является червячно-дисковый экструдер (патент RU N 2120380, МПК B 29 C 47/52, оп. 20.10.98), содержащий питательный цилиндр, размещенный в нем и соединенный с приводом червяк с винтовой нарезкой и последовательно расположенный диск с приводом, причем диск выполнен в виде конической насадки, обращенной вершиной конуса к зоне выходного отверстия питающего цилиндра и расположен в корпусе с рабочим зазором относительно него и имеет соотношение сечения рабочего зазора в вершине и основании конуса конической насадки 1:10 и более. The closest in technical essence to the claimed technical solution is a worm-disk extruder (patent RU N 2120380, IPC B 29 C 47/52, op. 20.10.98), containing a feeding cylinder placed in it and connected to the drive screw screw thread and a sequentially located disk with a drive, the disk being made in the form of a conical nozzle facing the top of the cone to the area of the outlet opening of the supply cylinder and is located in the housing with a working gap relative to it and has a ratio of the cross section of the working gap at the top and novaniye of a cone of a conic nozzle 1:10 and more.
Экструдер описанной конструкции в виду высокой чистоты поверхностей подвижной и неподвижной частей конической насадки недостаточно эффективен для создания сдвиговых деформаций и отсюда эффективности деструкции ВМС, особенно это заметно при высоких температурных воздействиях на расплав. The extruder of the described design, in view of the high purity of the surfaces of the movable and stationary parts of the conical nozzle, is not effective enough to create shear deformations and hence the destruction efficiency of the Navy, this is especially noticeable at high temperature effects on the melt.
Задачей изобретения является разработка способа и устройства, позволяющих получать низкомолекулярные продукты путем механического и термического воздействия на ВМС. The objective of the invention is to develop a method and device that allows to obtain low molecular weight products by mechanical and thermal effects on the IUD.
Предлагаемый способ получения деструктированного продукта включает деструкцию высокомолекулярных соединений, находящихся в расплаве, в дисковой насадке путем механического и термического воздействия на высокомолекулярные соединения, перед деструкцией высокомолекулярных соединений в дисковой насадке осуществляют предварительную деструкцию их в червячном экструдере, причем деструкцию высокомолекулярных соединений в дисковой насадке выполняют при температуре расплава, равной или ниже, чем на выходе из червячного экструдера. The proposed method for producing a degraded product includes the destruction of high molecular weight compounds in the melt in a disk nozzle by mechanical and thermal effects on high molecular weight compounds, before the destruction of high molecular weight compounds in a disk nozzle, they are preliminarily destroyed in a screw extruder, and the high molecular weight compounds are degraded in a disk extruder melt temperature equal to or lower than at the exit of the screw extruder.
Отличительными признаками заявляемого способа является то, что перед деструкцией высокомолекулярных соединений в дисковой насадке осуществляют предварительную деструкцию их в червячном экструдере, причем деструкцию высокомолекулярных соединений в дисковой насадке выполняют при температуре расплава, равной или ниже, чем на выходе из червячного экструдера. Distinctive features of the proposed method is that prior to the destruction of high molecular weight compounds in a disk nozzle, their preliminary destruction is carried out in a screw extruder, and the high molecular weight compounds in a disk nozzle are destroyed at a melt temperature equal to or lower than at the exit of the screw extruder.
В результате ВМС подвергается предварительной деструкции. Частично деструктированный материал, попадая в дисковую головку, подвергается сложно-напряженному сдвигу в канале движения материала, в результате чего осуществляется дополнительная интенсивная деструкция. При этом происходит переход механической энергии движения в тепловую и, как результат, резкое повышение температуры расплава, что приводит к снижению вязкостных показателей расплава. Кроме того, энергия, выделяемая при деструкции макромолекул, так же вносит вклад в повышение температуры расплава деструктированного материала. Понижение вязкости расплава приводит к увеличению доли вязкого течения при деформации расплава в насадке, что снижает эффективность деструкционных процессов. Отвод тепла от деструктируемого расплава через элементы конструкции дисковой насадки приводит к снижению его температуры в условиях наложения сложнонапряженного сдвига до значения температуры либо равной температуре расплава, подаваемого из червячной зоны экструдера, либо ниже ее. За счет этого хотя и наблюдается снижение вязкостных показателей в результате получения более низкомолекулярного продукта, но доля высокоэластической деформации при этом значительно больше, чем в аналогичных условиях деформаций без отвода тепла. Это повышает глубину деструкции получаемого продукта на втором этапе процесса. As a result, the IUD is subjected to preliminary destruction. Partially degraded material, falling into the disk head, undergoes a difficult-shear in the channel of movement of the material, resulting in additional intensive destruction. In this case, the transition of mechanical motion energy to heat occurs and, as a result, a sharp increase in the temperature of the melt, which leads to a decrease in the viscosity of the melt. In addition, the energy released during the destruction of macromolecules also contributes to an increase in the melt temperature of the degraded material. A decrease in the viscosity of the melt leads to an increase in the proportion of viscous flow during deformation of the melt in the nozzle, which reduces the efficiency of destruction processes. Heat removal from the destructible melt through structural elements of the disk nozzle leads to a decrease in its temperature under conditions of superimposed shear to a temperature either equal to or lower than the temperature of the melt supplied from the worm zone of the extruder. Due to this, although a decrease in viscosity is observed as a result of obtaining a lower molecular weight product, the proportion of highly elastic deformation is significantly greater than under similar conditions of deformation without heat removal. This increases the depth of destruction of the resulting product in the second stage of the process.
Таким образом, при перемещении расплава ВМС через экструдер с разрывными болтами и червяком с торпедой, с последующим его движением в рабочем канале дисковой насадки в условиях интенсивного отвода тепла с элементов конструкции насадки, достигается большая глубина деструкционных процессов. Thus, when moving the Navy melt through an extruder with explosive bolts and a worm with a torpedo, followed by its movement in the working channel of the disk nozzle under conditions of intense heat removal from the nozzle design elements, a large depth of destruction processes is achieved.
Устройство достигает цель тем, что червячно-дисковый экструдер содержит питательный цилиндр, размещенный в нем и соединенный с приводом вращения червякя с винтовой нарезкой и последовательно расположенную дисковую насадку, при этом вал насадки выполнен полым, а корпус имеет рубашку охлаждения, где питательный цилиндр снабжен разрывными болтами, а червяк - "торпедой". The device achieves the goal by the fact that the worm-disk extruder contains a feeding cylinder located in it and connected to a rotary drive of a worm with a screw thread and a disk nozzle in series, the nozzle shaft being hollow and the housing has a cooling jacket, where the feeding cylinder is equipped with discontinuous bolts, and the worm - "torpedo".
Отличительными признаками заявляемого устройства является то, что вал насадки выполнен полым, а корпус имеет рубашку охлаждения, причем питательный цилиндр снабжен разрывными болтами, а червяк - "торпедой". Distinctive features of the claimed device is that the nozzle shaft is made hollow, and the body has a cooling jacket, and the feeding cylinder is equipped with explosive bolts, and the worm is “torpedo”.
В процессе работы экструдера ВМС из загрузочной воронки поступает в полость питательного цилиндра, захватывается витками червяка и после плавления подвергается механическому воздействию разрывными болтами цилиндра и торпедой червяка. Предварительно деструктируемое ВМС через переходник попадает в канал, образованный вращающимися дисками вала насадки и неподвижными дисками корпуса насадки. Вал насадки выполнен полым для подачи через него охлаждающей жидкости, что обеспечивает теплоотвод от деструктируемого в рабочем канале дисковой насадки расплава ВМС через подвижные диски и стенку вала насадки. Корпус дисковой насадки снабжен рубашкой охлаждения, через которую также подаются охлаждающие жидкости или газообразные продукты. In the process of operation of the extruder, the Navy from the loading funnel enters the cavity of the feeding cylinder, is captured by the turns of the worm and after melting it is subjected to mechanical action by the explosive bolts of the cylinder and the torpedo worm. The pre-destructible IUD through the adapter enters the channel formed by the rotating disks of the nozzle shaft and the fixed disks of the nozzle body. The nozzle shaft is hollow for supplying coolant through it, which ensures heat removal from the Navy melt that is being destroyed in the working channel of the disk nozzle through movable disks and the nozzle shaft wall. The case of the disk nozzle is equipped with a cooling jacket, through which coolants or gaseous products are also supplied.
Отвод тепла от деструктируемого продукта осуществляется через неподвижные диски и корпус насадки. Такая конструкция обеспечивает интенсивный отвод тепла от деструктируемого продукта, обеспечивая его температуру или равной температуре расплава, выходящего из червячной зоны экструдера, или ниже ее. При этом повышается интенсивность деструкционных процессов в расплаве предварительного деструктированного на первом этапе ВМС. Heat is removed from the destructible product through fixed disks and the nozzle body. This design provides intensive heat removal from the destructible product, ensuring its temperature or equal to the temperature of the melt emerging from the worm zone of the extruder, or below it. At the same time, the intensity of the destruction processes in the melt of the preliminary decomposed IUD at the first stage increases.
В патентной и технической литературе не имеется сведений о совокупности отмеченных отличительных признаков с указанной целью как способа получения деструктированного продукта, так и для червячно-дискового экструдера для его осуществления. In the patent and technical literature there is no information about the totality of the distinguishing features noted for the indicated purpose, both for a method for producing a degraded product and for a worm-disk extruder for its implementation.
По совокупности отличительных признаков заявляемых технических решений ни способ получения деструктированных продуктов, ни червячно-дисковый экструдер друг без друга не существуют. By the totality of the distinguishing features of the claimed technical solutions, neither a method for producing degraded products, nor a worm-disk extruder do not exist without each other.
Кроме того, реализация способа получения деструктированных продуктов в условиях двухэтапного деструктирования при обеспечении в дисковой насадке температуры расплава или равной, или ниже чем на выходе из червячной зоны экструдера возможна только в заявленном червячно- дисковом экструдере. In addition, the implementation of the method for producing degraded products under the conditions of two-stage degradation while ensuring the melt temperature in the disk nozzle is equal to or lower than at the exit from the worm zone of the extruder is possible only in the declared worm-disk extruder.
На фиг. 1 изображен продольный разрез червячно-дискового экструдера. Экструдер содержит бункер 1, питательный цилиндр 2 с разрывными болтами 3, червяк 4 с торпедой 5 и привод вращения червяка. Червяк 4 имеет зону пластикации сжатия и дозирования и расположен соосно питательному цилиндру 2. Цилиндр 2 через переходник 6 соединен с корпусом дисковой насадки 7. Внутри корпуса 7 укреплен на подшипниковых узлах 8 вал 9. Вал 9 выполнен полым. На валу насадки 9 укреплены диски 10. На корпусе 7 укреплены диски 11. На валу насадки 9 в зоне переходника 6 выполнены транспортирующие витки 12. По торцам корпуса 7 установлены уплотнительные устройства 13. На валу 9 укрепляется средство для передачи крутящего момента 14. На торцы вала установлены системы подачи 15 и отвода 16 охлаждающей жидкости. Патрубок 17 служит для отвода деструктированного продукта. Корпус 7 выполнен с рубашкой охлаждения 18 и штуцерами подачи 19 и отвода 20 охлаждающей жидкости. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a worm-disk extruder. The extruder comprises a
Пространство между дисками 10 и 11 и поверхностями наружной вала 9 и внутренней корпуса 7 образуют рабочий канал для перемещения расплавленного материала. The space between the
Подготовка экструдера к работе осуществляется в следующем порядке. Preparation of the extruder for operation is carried out in the following order.
В зависимости от перерабатываемого материала, требуемой глубины деструкции ВМС устанавливается необходимая температура по зонам червячной части экструдера и обеспечивается заданная температура расплава на его выходе. Дисковая насадка разогревается с помощью внешних источников тепла до температуры максимально близкой к температуре расплава на выходе из червячной зоны экструдера. Depending on the material being processed, the required depth of destruction of the Navy, the required temperature is established over the zones of the extruder's worm part and a predetermined melt temperature is provided at its exit. The disk nozzle is heated using external heat sources to a temperature as close as possible to the melt temperature at the exit from the worm zone of the extruder.
Экструдер работает следующим образом: ВМС поступает из загрузочной воронки 1 в полость питательного цилиндра 2, захватывается витками червяка 4, плавится, механически перемешивается и достигает состояния расплава. Поступая в зону действия разрывных болтов 3, а далее в зону торпеды 5 расплав за счет воздействия деформаций подвергается предварительной деструкции. Молекулярная масса расплава ВМС снижается. The extruder works as follows: the IUD comes from the
Далее предварительно деструктированный расплав через переходник 6 и через транспортирующие витки 12 попадает в рабочий канал между дисками 10 и 11 и продавливается в направлении отводящего патрубка 17. При движении расплава между дисками 10 и 11, он подвергается сложно-напряженному сдвигу, под действием которого расплав подвергается дополнительной интенсивной деструкции, что резко снижает молекулярную массу предварительного деструктированного ВМС. Next, the pre-degraded melt through the
В рабочем режиме в полый вал 9 через системы подачи 15 и отвода 16 и рубашку 18 через патрубки 19 и 20 вводится охлаждающая жидкость. In operating mode, coolant is introduced into the
Количество подаваемой охлаждающей жидкости в вал 9 и рубашку охлаждения 18 определяется перерабатываемым материалом и условиями его деструкции исходя из условий достижения температуры отводящего низкомолекулярного продукта или равной или ниже чем на выходе из червячной зоны экструдера. The amount of coolant supplied to the
На фиг. 2 изображен продольный разрез червячно-дискового экструдера. Экструдер содержит бункер 1, цилиндр 2 с разрывными болтами 3, червяк 4 с торпедой 5 и полым валом 6 дисковой насадки. Полый вал 6 оборудован подшипником 7 с регистрируемой опорой 8. На полом вале крепятся диски 9, их положение по длине вала фиксируется втулками 10. На корпусе дисковой насадки 11 крепятся диски 12 с распорками 13. Дисковая насадка оборудована уплотнителем 14 и патрубком 15 для отвода деструктированного материала. Ввод охлаждающей жидкости в полый вал осуществляется через штуцер 16 уплотнительного устройства 17, а ее отвод через трубку 18. Охлаждение корпуса дисковой насадки 11 обеспечивается рубашкой охлаждения 19. In FIG. 2 shows a longitudinal section through a worm-disk extruder. The extruder comprises a
Пример 1. Червячно-дисковый экструдер, изображенный на фиг. 1, с диаметром червяка 63 мм L/D = 21 имеет 8 разрывных болтов диаметром 12 мм и торпедой длиной 100 мм при зазоре между поверхностями цилиндра и торпедой 2 мм. Привод червяка 10 кВт обеспечивает 228 об/мин. Экструдер снабжен дисковой насадкой, оснащенной двухвитковым транспортным червяком диаметром 120 мм и 7 сплошных подвижных и 6 сплошных неподвижных дисков с высотой рабочей части 10 мм. Вал насадки имеет индивидуальный привод мощностью 5 кВт с возможностью регулирования числа оборотов от 100 до 500 в минуту. Example 1. The worm-disk extruder shown in FIG. 1, with a worm diameter of 63 mm, L / D = 21 has 8 explosive bolts with a diameter of 12 mm and a torpedo with a length of 100 mm with a gap between the surfaces of the cylinder and the torpedo of 2 mm. A 10 kW worm drive provides 228 rpm. The extruder is equipped with a disk nozzle equipped with a two-turn transport worm with a diameter of 120 mm and 7 continuous movable and 6 continuous stationary disks with a working part height of 10 mm. The nozzle shaft has an individual 5 kW drive with the ability to control the speed from 100 to 500 per minute.
В период подготовки экструдера в рубашку охлаждения корпуса насадки и в полый вал насадки пропускается пар с температурой 160oC, а в режиме работы - охлаждающие жидкости: технологическая вода с температурой плюс 30oC и захоложенная технологическая вода с температурой плюс 10oC.During the preparation of the extruder, steam with a temperature of 160 o C is passed into the cooling jacket of the nozzle body and into the hollow shaft of the nozzle, and coolants are passed in operating mode: process water with a temperature of plus 30 o C and refrigerated process water with a temperature of plus 10 o C.
На экструдере перерабатывался тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена СКЭПТ-40 (ТУ 2294-022-05766801-94). Результаты экспериментов представлены в таблице 1 (опыты NN 1-6). The triple copolymer of ethylene, propylene and dicyclopentadiene SKEPT-40 (TU 2294-022-05766801-94) was processed on an extruder. The results of the experiments are presented in table 1 (experiments NN 1-6).
Из экспериментов видно, что при отсутствии охлаждения на втором этапе процесса деструкции при одном вращающемся сплошном диске (опыт N 1) и при 7 вращающихся сплошных дисках (опыт N 2) процесс деструкции на втором этапе хотя и имеет место, но не обеспечивает достаточной глубины. It can be seen from the experiments that in the absence of cooling in the second stage of the destruction process with one rotating solid disk (experiment N 1) and with 7 rotating solid disks (experiment N 2), the destruction process in the second stage, although it takes place, does not provide sufficient depth.
Использование в процессе охлаждающих жидкостей (опыты NN 3-6) с различной начальной температурой обеспечивает протекание глубоких процессов деструкции, при которых достигаются низкие молекулярные массы получаемого продукта. Это обеспечивается за счет отвода тепла от деструктируемого продукта на втором этапе процесса. The use in the process of cooling liquids (experiments NN 3-6) with different initial temperatures ensures the occurrence of deep degradation processes in which low molecular weights of the obtained product are achieved. This is ensured by the removal of heat from the destructible product in the second stage of the process.
Пример 2. На червячно-дисковом эксрудере (см.пример 1) перерабатывается сополимер этилена с винилацетатом марки 115-073-075 ТУ 6-051636-78). Результаты экспериментов предоставлены в таблице 1, опыты 7,8. Из опытов видно, что использование охлаждения корпуса и вала дисковой насадки обеспечивает получение температуры расплава после ее прохождения, равной или ниже, чем после выхода из червячной зоны экструдера, и это приводит к значительному снижению молекулярной массы получаемого продукта. Example 2. On a worm-disk extruder (see example 1) is processed a copolymer of ethylene with vinyl acetate brand 115-073-075 TU 6-051636-78). The experimental results are presented in table 1, experiments 7.8. From the experiments it is seen that the use of cooling the housing and the shaft of the disk nozzle ensures that the melt temperature after passing through it is equal to or lower than after leaving the extruder worm zone, and this leads to a significant decrease in the molecular weight of the resulting product.
Таким образом, получение деструктированного продукта из ВМС обеспечивается проведением процесса в условиях отвода тепла на втором этапе. Thus, obtaining the degraded product from the IUD is ensured by carrying out the process under conditions of heat removal in the second stage.
Интенсивность и глубина деструкции определяются условиями теплоотвода при прочих равных условиях. Конструктивное решение обеспечения теплоотвода от элементов, взаимодействующих с расплавом деструктирующего ВМС в дисковой насадке, одно, а вариантов его реализации может быть два. Одно - для дисковой насадки с индивидуальным приводом, другое - вращение дисков совместно со шнеком. У каждого решения есть достоинства и недостатки, но они обеспечивают достижение поставленной цели - получение низкомолекулярного деструктированного продукта из ВМС. The intensity and depth of destruction are determined by the conditions of heat removal, ceteris paribus. The constructive solution for providing heat removal from elements interacting with the melt of the destructive IUD in the disk nozzle is one, and there can be two options for its implementation. One is for a disk nozzle with an individual drive, the other is the rotation of the disks together with the auger. Each solution has advantages and disadvantages, but they ensure the achievement of the goal - obtaining a low molecular weight degraded product from the IUD.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101916A RU2159179C2 (en) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99101916A RU2159179C2 (en) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2159179C2 true RU2159179C2 (en) | 2000-11-20 |
| RU99101916A RU99101916A (en) | 2000-12-20 |
Family
ID=20215321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99101916A RU2159179C2 (en) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2159179C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2396303C2 (en) * | 2008-07-17 | 2010-08-10 | Василий Иванович Рева | Method for production of liquid fuel from solid fossil fuels and mechanothermochemical reactor for its realisation |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3801252A (en) * | 1971-01-26 | 1974-04-02 | Scragg & Sons | Apparatus for manufacturing filamentary and fibrous textile products from thermoplastic film |
| DE1729304B2 (en) * | 1966-02-02 | 1977-01-20 | Owens-Illinois, Inc., Toledo, Ohio (V.StA.) | ROTARY DISC EXTRUDER FOR PLASTICIZING PLASTIC |
| FR2401013A1 (en) * | 1977-08-27 | 1979-03-23 | Berstorff Gmbh Masch Hermann | THERMOPLASTIC MATERIAL EXTRUDER |
| SU1634528A1 (en) * | 1988-08-05 | 1991-03-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Equipment for processing polymeric materials by extrusion |
| SU1717381A1 (en) * | 1987-06-29 | 1992-03-07 | Киевский Филиал Научно-Исследовательского Института Резиновых И Латексных Изделий | Rubber waste processing device |
| RU2117576C1 (en) * | 1996-08-14 | 1998-08-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Worm-disc type extruder |
| RU2120380C1 (en) * | 1997-08-14 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Worm-and-disk extruder |
-
1999
- 1999-02-02 RU RU99101916A patent/RU2159179C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1729304B2 (en) * | 1966-02-02 | 1977-01-20 | Owens-Illinois, Inc., Toledo, Ohio (V.StA.) | ROTARY DISC EXTRUDER FOR PLASTICIZING PLASTIC |
| US3801252A (en) * | 1971-01-26 | 1974-04-02 | Scragg & Sons | Apparatus for manufacturing filamentary and fibrous textile products from thermoplastic film |
| FR2401013A1 (en) * | 1977-08-27 | 1979-03-23 | Berstorff Gmbh Masch Hermann | THERMOPLASTIC MATERIAL EXTRUDER |
| SU1717381A1 (en) * | 1987-06-29 | 1992-03-07 | Киевский Филиал Научно-Исследовательского Института Резиновых И Латексных Изделий | Rubber waste processing device |
| SU1634528A1 (en) * | 1988-08-05 | 1991-03-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Equipment for processing polymeric materials by extrusion |
| RU2117576C1 (en) * | 1996-08-14 | 1998-08-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Worm-disc type extruder |
| RU2120380C1 (en) * | 1997-08-14 | 1998-10-20 | Акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" | Worm-and-disk extruder |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2396303C2 (en) * | 2008-07-17 | 2010-08-10 | Василий Иванович Рева | Method for production of liquid fuel from solid fossil fuels and mechanothermochemical reactor for its realisation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI66309B (en) | REFERENCE TO A CONTAINER CONSTRUCTION OF A CONTAINER INSULATED INSULATION MATERIAL | |
| SU1058508A3 (en) | Process and apparatus for producing carbon from coal | |
| DE602004005964T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING MEDICAL DEVICES USING MICROWAVE ENERGY | |
| US7654726B2 (en) | Multi-shaft extruder | |
| KR910005195B1 (en) | Screw extruder | |
| JPH02194004A (en) | Method and device for removing impurity from polymeric synthetic substance | |
| US4076481A (en) | Annular extrusion die | |
| US4708617A (en) | Screw extruder with a rotatable barrel section | |
| US4615664A (en) | Apparatus for producing expanded thermoplastic materials | |
| US3730492A (en) | Mixing of thermoplastic materials | |
| RU2159179C2 (en) | Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method | |
| US4608210A (en) | Method for producing plastically bonded propulsion powders and explosives | |
| JP3035480B2 (en) | Underwater granulation method of thermoplastic resin material and underwater granulation die | |
| JP2003504246A (en) | Method and apparatus for feeding and processing plastic extruded material | |
| US7293982B2 (en) | Device for producing physically expanded structural foams during an injection molding process involving the use of dynamic mixing elements | |
| JP2005111847A (en) | Volume reduction granulation method and apparatus for waste plastic | |
| US4842788A (en) | Process of an apparatus for extruding a meltable composition | |
| US3588955A (en) | Extruding apparatus | |
| AU664952B2 (en) | Annular gap expander | |
| GB2565831A (en) | Apparatus for depolymerisation of waste plastics | |
| RU2159180C2 (en) | Method for obtaining of degradated product and worm-disk extruder for realization of the method (modifications) | |
| US4832889A (en) | Vaulted screw/grooved barrel extrusion machine, method and system | |
| US4795599A (en) | Screw extruder and a method of operation thereof | |
| JPH09155524A (en) | Method and device for taking out screw of injection molding machine | |
| RU2146615C1 (en) | Disk-type screw extruder |