Документ описывает шнековый экструдер, разработанный белорусским исследовательским институтом, который включает цилиндрический резервуар с теплообменной рубашкой и поршнем для повышения эффективности переработки вязких полимерных материалов. Устройство устраняет недостатки известных экструдеров, обеспечивая равномерную подачу компонентов и предотвращая термическую деструкцию материалов. Шнековый экструдер демонстрирует высокие результаты в экструзии высоковязких растворов целлюлозы в ортофосфорной кислоте.

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 7402
(13) U
(46) 2011.06.30
(51) МПК
B 29C 47/10 (2006.01)
(54) ШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР
(21) Номер заявки: u 20100938
(22) 2010.11.10
(71) Заявитель: Учреждение Белорусско-
го государственного университета
"Научно-исследовательский инсти-
тут физико-химических проблем"
(BY)
(72) Авторы: Гриншпан Дмитрий Давидо-
вич; Гончар Александр Николаевич;
Цыганкова Надежда Георгиевна; Мака-
ревич Светлана Евгеньевна; Куксенков
Василий Андреевич; Вовк Василий
Иосифович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение Бело-
русского государственного универси-
тета "Научно-исследовательский инсти-
тут физико-химических проблем" (BY)
(57)
1. Шнековый экструдер, содержащий корпус, червяк и бункер для ввода компонентов
в экструдер, отличающийся тем, что бункер для ввода компонентов в экструдер выпол-
нен в виде цилиндрического резервуара, снабженного теплообменной рубашкой с проточной
BY7402U2011.06.30

2. BY 7402 U 2011.06.30
2
циркуляцией теплового носителя, с размещенным внутри резервуара поршнем, выполнен-
ным в виде металлического цилиндра, плотно притертого к внутренней поверхности ре-
зервуара за счет уплотнительных колец, и закрепленным на штоке, цилиндрический
резервуар также снабжен герметично соединенной с ним крышкой и патрубком, располо-
женным в боковой его части и соединенным с отверстием для ввода компонентов в экс-
трудер, крышка имеет штуцер для подключения подачи сжатого газа, за счет которого
поршень приводится в движение, кроме того, для загрузки материала в цилиндрическом
резервуаре имеется боковое отверстие.
2. Шнековый экструдер по п. 1, отличающийся тем, что цилиндрический резервуар
бункера имеет сужение в боковой части, к которому подведена отдельная циркуляционная
рубашка.
(56)
1. Gray M. English Patent 5056, 1879.
Полезная модель относится к устройству для переработки прядильных растворов и
расплавов полимеров и может быть использована в отраслях промышленности, применя-
ющих экструзию.
Известен червячный экструдер для переработки полимерных материалов, состоящий
из корпуса, червяка и бункера для ввода компонентов в экструдер [1].
Недостатком известного червячного экструдера является неудовлетворительное каче-
ство переработки вязкого материала, обусловленное низкими эффективностью и произво-
дительностью бункера для ввода вязких компонентов в экструдер.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности устрой-
ства при экструзии вязких материалов при одновременном повышении равномерности по-
дачи вводимых компонентов.
Поставленная задача достигается тем, что в шнековом экструдере, содержащем кор-
пус, червяк и бункер для ввода компонентов в экструдер, бункер для ввода компонентов в
экструдер выполнен в виде цилиндрического резервуара, снабженного теплообменной ру-
башкой с проточной циркуляцией теплового носителя, с размещенным внутри резервуара
поршнем, выполненным в виде металлического цилиндра, плотно притертого к внутрен-
ней поверхности резервуара за счет уплотнительных колец, и закрепленным на штоке.
Цилиндрический резервуар также снабжен герметично соединенной с ним крышкой и па-
трубком, расположенным в боковой его части и соединенным с отверстием для ввода
компонентов в экструдер. Крышка имеет штуцер для подключения подачи сжатого газа, за
счет которого поршень приводится в движение. Скорость подачи вязкого материала в экс-
трудер контролируется давлением сжатого газа. Для загрузки материала в цилиндриче-
ском резервуаре имеется боковое отверстие.
Цилиндрический резервуар может дополнительно иметь сужение в боковой части, к
которому подведена отдельная циркуляционная рубашка, что позволяет производить
разогрев части раствора, тогда как основная часть не подвергается высокотемпературному
воздействию, что важно в случае экструзии растворов полимеров, подверженных темпе-
ратурной деструкции.
На приведенной фигуре представлен поперечный срез шнекового экструдера.
Шнековый экструдер состоит из цилиндрического резервуара 1 с герметично соеди-
ненной с ним крышкой 2, снабженного жидкостной рубашкой, поршня 3 с уплотнитель-
ными кольцами 4, закрепленного на штоке 5, патрубка 6, червяка 7, заключенного в
жидкостную рубашку, штуцера 8 для подключения подачи сжатого газа и отверстия 9 для
загрузки материала в резервуар.

3. BY 7402 U 2011.06.30
3
Поршень 3, закрепленный на штоке 5, располагается внутри цилиндрического резер-
вуара 1 с малым зазором между поршнем и стенкой цилиндра, что достигается с помощью
уплотнительных колец 4. В нижней части резервуара 1 имеется боковое отверстие 9, через
которое осуществляется подача компонентов для их последующей экструзии.
Шнековый экструдер работает следующим образом.
По мере наполнения полимерным материалом резервуара 1 поршень перемещается в
направлении к крышке 2 вплоть до крайнего положения. Затем отверстие 9 перекрывает-
ся. Крышка 2 резервуара 1 снабжается штуцером 8 для подключения подачи сжатого газа,
за счет которого поршень приводится в движение. Поршень выдавливает полимерную
массу через патрубок 6, соединяющий резервуар 1 с червяком 7.
Совокупность указанных элементов позволяет получить шнековый экструдер с повы-
шенной эффективностью устройства при экструзии вязких материалов при одновремен-
ном повышении равномерности подачи вводимых компонентов.
Конкретные размеры и материалы отдельных элементов шнекового экструдера опре-
деляются технологическими условиями производства и требованиями заказчика.
Испытания показали высокую эффективность и надежность шнекового экструдера
при экструзии высоковязких растворов полимеров и расплавов. Шнековый экструдер поз-
волил произвести экструзию прядильных растворов целлюлозы в ортофосфорной кислоте
в широком диапазоне динамических вязкостей (100-20000 Па⋅с).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.