Шнековый пластикатор для переработки термореактивных материалов с волокнистым наполнителем

 

Изобретение относится к химической промышленности и м. б. использовано для пластикации и точного дозирования термореактивных материалов с волокнистым наполнителем . Целью изобретения является повышение производительности, стабильности и надежности работы пластикатора. Для этого в материальном вертикальном цилиндре расположена цилиндрическая секция шнека, а в коническом загрузочном бункере размещена коническая секция (КС) шнека. В загрузочном бункере по его внутренней поверхности выпатнены продольные пазы, а КС выполнена усеченной в плоскости , совпадаюш,ей с плоскостью начала продольных пазов со стороны вершины конуса при нижнем положении КС. При работе при колебаниях подачи материала в бункер в зоне пазов материал не срезается нарезкой шнека, а проскальзывает относительно плоскости среза КС. В то же время в верхней части КС материал проскальзывает в окружном направлении, не перемещаясь в осевом. Т. о. происходит снижение давления в нижней части загрузочного бункера без среза материала в пазах и без прекращения подачи .материала. После восстановления равновесия материал в верхней зоне загрузочного бункера перестает вращаться в окружном направлении и начинает перемещаться в осевом. Подача материала из верхней зоны загрузочного бункера в нижнюю восстанавливается. Т. о. обеспечивается саморегулирование подачи материала КС при изменении условий загрузки. Это позволяет вести переработку материалов с волокнистым наполнителем с высокой производительностью, стабильностью и без опасения разрушения элементов конструкции пластикатора. 6 ил. W N:) 00 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3911855/23-05 (22) 14.06.85 (46) 07.02.87. Бюл. № 5 (72) Б. А. Петров, В. Л. Макаров, В. В. Скачков и И. М. Котт (53) 678.057 (088.8) (56) Завгородный В. К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. — M.: Машиностроение, 1970, с. 71.

Авторское свидетельство СССР № 1127776, кл. В 29 В 7/14, 1983. (54) ШНЕКОВЫЙ ПЛАСТИКАТОР ДЛЯ

ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ

МАТЕРИАЛОВ С ВОЛОКНИСТЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

I (57) Изобретение относится к химической промышленности и м. б. использовано для пластикации и точного дозирования термореактивных материалов с волокнистым наполнителем. Целью изобретения является повышение производительности, стабильности и надежности работы пластикатора.

Для этого в материальном вертикальном цилиндре расположена цилиндрическая секция шнека, а в коническом загрузочном бункере размещена коническая секция (КС) шнека. В загрузочном бункере по его внут„„Я0„„1288084 (59 4 В 29 В 7/54, 1/16, В 29 С 45/04 ренней поверхности выполнены продольные пазы, а КС выполнена усеченной в плоскости, совпадающей с плоскостью начала продольных пазов со стороны вершины конуса при нижнем положении КС. При работе при колебаниях подачи материала в бункер в зоне пазов материал не срезается нарезкой шнека, а проскальзывает относительно плоскости среза КС. В то же время в верхней части КС материал проскальзывает в окружном направлении, не перемещаясь в осевом. Т. о. происходит снижение давления в нижней части загрузочного бункера без среза материала в пазах и без прекращения подачи материала. После восстановления равновесия материал в верхней зоне загрузочного бункера перестает вращаться в окружном направлении и начинает перемещаться в осевом. Подача материала из верхней зоны загрузочного бункера в нижнюю восстанавливается. Т. о. обеспечивается саморегулирование подачи материала

КС при изменении условий загрузки. Это позволяет вести переработку материалов с волокнистым наполнителем с высокой производительностью, стабильностью и без опасения разрушения элементов конструкции пластикатора. 6 ил.

1288084

Изобретение относится к оборудованию для переработки пластических масс и может быть использовано в химической промышленности для пластикации и точного дозирования термореактивных материалов с волокнистым наполнителем при их прессовании в изделия.

Цель изобретения — повышение производительности, стабильности и надежности работы пластикатора.

На фиг. 1 изображен шнековый пластикатор для переработки термореактивных материалов с волокнистым наполнителем, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1, разрез; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение Б — Б на фиг. 2; на фиг. 5 — узел П на фиг. 2, разрез; на фиг. 6 — схема с характерными геометрическими размерами паза, бункера, шнека.

Шнековый пластикатор содержит вертикально расположенный материальный цилиндр 1, конический загрузочный бункер 2 с продольными пазами 3 по внутренней поверхности (при этом пазы отстоят от линии перехода конической поверхности бункера

2 в цилиндрическую материального цилиндра 1 для шнеков диаметром 40 — 80 мм на расстоянии 0,4 — 0,7 их диаметра), шнек с винтовой нарезкой, выполненный с усеченной полой конической секцией 4 и цилиндрической секцией 5, связанный с приводом 6 вращения. Цилиндрическая секция 5 размещена в материальном цилиндре

1, а полая коническая секция 4, выполненная усеченной в плоскости, совпадаюшей при нижнем ее положении со стороны вершины конуса с плоскостью начала продольных пазов 3 на внутренней поверхности бункера, смонтирована в загрузочном бункере 2 с возможностью осевого перемешения относительно продольной оси посредством винтовой нарезки 7, выполненной с профилем, соответствующим профилю винтовой нарезки 8 цилиндрической секции 5. Полая усеченная коническая секция 4 соединена с цилиндрической секцией 5 посредством двух шлицевых соединений 9 и 10 с разным числом шлицев.

Пластикатор также содержит гидроцилиндры 11 и 12, камеры 13 и 14, гидроцилиндр 15 и направляющую планку 16.

Канавки шлицевых соединений 9 и 10 выполнены в шлицевой втулке 17.

Пластикатор работает следующим образом.

Перерабатываемый материал с помощью пневмотранспорта (не показан) или какоголибо другого устройства подается в бункер 2.

Коническая секция 4 шнека, выполненная усеченной в плоскости, совпадаюшей со стороны вершины конуса с плоскостью начала продольных пазов 3 на внутренней поверхности бункера 2, врагцаясь, захваты10

S5 вает материал и перемешает его в зону расположения цилиндрической секции 5 шнека.

В верхней части усеченной конической секции 4 шнека (зона 1, фиг. 2 и.5) частицы материала свободно перемещаются относительно друг друга из-за отсутствия достаточного уплотнения и проскальзывают относительно поверхности бункера 2.

Движение материала в зоне расположения пазов 3 (зона 2, фиг. 2 и 5) происходит вдоль пазов, при этом в материале развивается давление и он уплотняется. Колебание производительности транспортирующих устройств (пневмоустройства, шнековые питатели и т. д.), несмотря на склонность волокнитов к комкованию, не приводит в данном пластикаторе к резкому переуплотнению материала в зоне пазов 3, длина которой определяется совокупностью геометрий пазов 3, шнека и конического бункера.

Объясняется это следующим.

В зоне расположения пазов 3 на конической поверхности загрузочного бункера 2 (зона 2) материал не срезается конической нарезкой, а проскальзывает относительно плоскости среза витка конической секции 4 шнека со стороны вершины конуса (плоскость  — В, фиг. 5). В то же время материал, находящийся в верхней части конической секции 4 шнека (зона 1, фиг. 5), начинает проскальзывать относительно конической поверхности загрузочного бункера

2 в окружном направлении, практически не перемещаясь в осевом. Тем самым происходит снижение давления в нижней части загрузочного бункера 2 без среза материала в пазах 3 и соответственно без прекращения его подачи. После восстановления равновесия между подачей материала конической 4 и цилиндрической 5 секциями материал в зоне 1 перестает вращаться со шнеком в окружном направлении и начинает перемещаться в осевом. Подача материала из зоны 1 в зону 2 конической секцией 4 шнека восстанавливается. Таким образом, обеспечивается саморегулирование подачи конической секцией 4 шнека при изменении условий его загрузки. Это позволяет вести переработку материала с волокнистым наполнителем с высокой производительностью, стабильностью работы и без опасения разрушения отдельных элементов конструкций шнекового пластикатора.

По мере подачи материала и движения

его в цилиндрической секции 5 материал разогревается, пластицируется и подается в приемную камеру 13. В процессе набора заданной дозы материала, поршень гидроцилиндра 11 перемещается вниз под действием давления, возникающего в дозе. При достижении поршнем гидроцилиндра 11 нижнего положения привод 6 вращения автоматически отключается и приемные ка1288084

Формула изобретения

Ны

; — а с5И1 — 7

L D

3 меры 13 и 14 совместно с гидроцилиндрами

11 и 12 перемещаются по направляющей планке 16 при помощи гидроцилиндра 15 в крайнее правое положение (поз. II) . При перемещении приемных камер 13 и 14 происходит отрезание дозы. Доза выталкивается из полости приемной камеры 13 под действием поршня гидроцилиндра 11 при перемещении его в верхнее крайнее положение.

Одновременно производится набор дозы в приемную камеру 14, которая находится под цилиндрической секцией 5. После набора дозы в приемную камеру 14 гидроцилиндр

15 перемещает приемные камеры 13 и 14 совместно с гидроцилиндрами 11 и 12 в крайнее левое положение (поз. I). В данном положении одновременно происходит выталкивание дозы из приемной камеры 14 и набор дозы в камеру 13. В дальнейшем цикл повторяется.

Начало расположения пазов на конической поверхности бункера 2 и соответственно месторасположение среза конической секции шнека зависит от ряда геометрических параметров паза, бункера, цилиндрической секции шнека. Математическая формула, вывод которой приводится ниже, позволяет связать длину паза на конической поверхности бункера с рядом геометрических параметров бункера, цилиндрической секции шнека, паза.

Из геометрии продольного паза и бункера (фиг. 4) по теореме синусов имеем

Й = — —,.——

1. сф 1

Преобразовав выражение (1) относительно Н, плучаем н

I (2) 9 где Н вЂ” расстояние между началом продольных пазов на поверхности бункера и линией перехода конической поверхности бункера в цилиндрическую материальную цилиндра; — расстояние между окончанием продольных пазов на поверхности материального цилиндра и линией перехода конической поверхности бункера в цилиндрическую материального цилиндра;

Р— угол наклона конического бункера; — угол наклона продольного паза, который может быть определен из выражения где Н», максимальная глубина паза.

Экспериментальные исследования показали, что длина паза в материальном цилиндре (зона 3) должна быть равна одному диаметру шнека:

4 где D — диаметр шнека, а максимальная глубина равна среднему диаметру частицы материала, т. е. Л„= 10—

15 мм.

Тогда для шнеков диаметром 40 — 90 мм

5 имеем

)г„„н — — а гс з1п- — — — 6,4„равд.

4ахс= агс з1п <0 — — —.19,4 град.

Приняв Р= 60, находим по формуле

10 (2) максимальное и минимальное значения Н.

Для шнеков диаметром 40 — 90 мм имеем

Н = (0,4 — 0,7) D, (4) причем меньшее значение коэффициента относится к большему значению диаметра шнека.

Таким образом, зная диаметр шнека из выражения (4), всегда можно найти длину паза 3 в коническом бункере 2 и соответственно плоскость сечения конической

20 нарезки  — В (фиг. 5) при условии, что в момент усечения коническая секция находится в нижнем положении, т. е. при зазоре, равном О.

Предложенный пластикатор благодаря выполнению конической секции усеченной в плоскости, совпадающей со стороны вершины конуса с плоскостью начала продольных пазов на поверхности бункера, позволяет запитывать термореактивные материалы с волокнистым наполнителем с достаточ30 но высокой производительностью при любой нестабильной подаче материала в шнековый пластикатор. Кроме того, саморегулирование подачи материала усеченной конической секцией шнека при изменении условий его запитки повышает надежность работы шнекового пластикатора, позволяет исключить возможность разрушения элементов его конструкции за счет исключения переуплотнения материала в зоне расположения пазов. Использование шнековых пластикато40 ров с предложенным узлом загрузки значительно интенсифицирует и полностью автоматизирует процесс формирования изделий, исключает промежуточные операции и высвобождает значительное количество персонала, занятого на операциях таблетирова45 ния, складирования, транспортирования таблеток и обслуживания прессов.

Шнековый пластикатор для переработки термореактивных материалов с волокнистым наполнителем, содержащий вертикально расположенный м атериальный цилиндр и конический загрузочный бункер с продольными пазами по внутренней поверхности, 55 шнек с винтовой нарезкой, связанный с приводом вращения и выполненный с цилиндрической секцией, размещенной в материаль1288084

1Я

703, 5 ном цилиндре, и полой конической секцией, смонтированной в загрузочном бункере с возможностью осевого перемещения относительно продольной оси при помощи винтовой нарезки, выполненной с профилем, соответствующим профилю винтовой нарезки цилиндрической секции шнека и соединенной с последней посредством двух шлицевых соединений с разным числом

Ь шлицев, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, стабильности и надежности работы пластикатора, коническая секция выполнена усеченной в плоскости, совпадающей со стороны вершины конуса с плоскостью начала продольных пазов по внутренней поверхности загрузочного бункера при нижнем положении конической секции.

1288084

1288084

Кониче секция среза Ю не паю

Составитель И. Скопинцев

Редактор И. Николайчук Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Заказ 7760/17 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! (3035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4