ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B02C18/28 

Изобретение относится к переработке материалов малой твердости, в частности к устройствам для измельчения высокоэластичных вторичных материалов, и применимо в регенераторном производстве.

Изобретение также применимо и в других отраслях промышленности, например, для переработки сельскохозяйственной продукции.

Известен одношнековый измельчитель, содержащий цилиндрический корпус с загрузочным окном и смонтированный в нем шнек, на конце которого установлена эксцентричная лопасть [1]
Участком измельчения является та часть устройства, на котором расположена лопасть.

Материал в виде кусков резины подается через загрузочное окно в корпус, в котором он захватывается шнеком и перемещается им, уплотняясь по ходу движения, на участок измельчения. На этом участке он измельчается лопастью путем сдвигового деформирования.

Недостатками устройства являются высокие энергозатраты, сложность конструкции и необходимость в системе водоохлаждения.

Наиболее близким техническим решением является измельчитель, содержащий вертикальный корпус с загрузочным окном, смонтированный в корпусе конический шнек и расположенные с зазором между собой кольцевые ножи, охватывающие шнек [2]
Недостатком устройства является сложность конструкции и низкое качество получаемого готового продукта.

Задачей изобретения является упрощение конструкции устройства и повышение качества готового продукта.

Указанная задача достигается в измельчителе, содержащем вертикальный корпус с загрузочным окном, смонтированный в корпусе шнек и расположенные с зазором между собой кольцевые ножи, охватывающие шнек, тем, что шнек выполнен цилиндрическим, кольцевые ножи расположены вне корпуса, установлены при помощи вертикальных планок с поперечными пазами и выполнены в виде шайб с внутренней многозаходной резьбой, образующей режущие кромки.

На фиг. 1 показан общий вид измельчителя; на фиг.2 разрез А-А; на фиг.3 выносной элемент 1.

Измельчитель содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с загрузочным окном 2, смонтированный в нем цилиндрический шнек 3 и набор одинаковых по диаметру кольцевых ножей 4, установленных в вертикальных планках 5. Планка 5 закреплены в штангах 6. На чертеже шнек 3 показан с конусным сердечником, который позволяет изменять объем материала при его перемещении по длине шнека. Однако возможны и другие исполнения шнека, например, он может быть выполнен с цилиндрическим сердечником, но иметь изменяющийся шаг витков. Один конец шнека установлен в подшипниковом узле 7, а другой конец размещен в полости набора кольцевых ножей 4. В планках 5 выполнены пазы 8, которые разграничивают ножи между собой с зазорами "а". Между стенками ножей по их наружному диаметру и ответным стенкам пазов 8 имеются зазоры "b", обеспечивающие поперечные подвижки ножей. Ножи в пазах установлены без возможности их вращения (конструктивные элементы их фиксации на чертеже не показаны). Режущие кромки в ножах расположены на их внутреннем диаметре. Форма сечения ножей может быть различная и зависит от свойств перерабатываемых материалов. На чертеже показано конструктивное решение ножей применительно к переработке резины. На каждом ноже, выполненном в виде шайбы, нарезана внутренняя многозаходная резьба 9, кромки канавок которой являются режущими. Одна из торцовых стенок каждого ножа выполнена конусной формы.

Измельчитель работает следующим образом.

Куски резины через загрузочное окно 2 корпуса 1 подают к шнеку 3, который захватывает и транспортирует их в сторону участка измельчения. При этом за счет конусности сердечника шнека уменьшающего межвитковые объемы, эти куски, по мере перемещения их по длине шнека, уплотняются и на участок измельчения они поступают в виде сжатой пробки. На участке измельчения сжатия пробка протягивается шнеком через набор ножей, режущие кромки которых последовательно измельчают ее периферийные слои. В конце набора ножей пробка перерабатывается полностью. Конусность сердечника шнека, которая сохраняется на участке измельчения, позволяет избежать образования застойной зоны на этом участке.

Процесс измельчения протекает следующим образом. Периферийный слой сжатой пробки вдавливается в канавки резьбы 9 и заполняет их по объему. При перемещении пробки шнеком вдоль оси его вращения относительно неподвижных ножей под действием срезающих напряжений вдавленный материал срезается кромками резьбовых канавок и в виде стружки перемещается по наклону канавок к кольцевым щелям, образованным зазорами "а". Перемещение стружки в канавках обусловлено подпором от последующих отрезаемых порций материала пробки. Процесс измельчения является сложным, т.к. в нем принимает участие вращающаяся режущая кромка витков шнека "с", которая также срезает вдавленный в резьбовые канавки материал и измельчает стружку, поступающую из канавок к кольцевым щелям.

Стенка витков вращающегося шнека на наружном его диаметре содействует перемещению стружки по канавкам резьбы.

Удаление измельченной резины в виде крошки и порошка осуществляется экструдированием через кольцевые щели набора ножей. От величины зазора "а" зависит дисперсность экструдируемого продукта и давление внутри пробки. Экструдирование измельченного материала через кольцевые щели сопровождается его дополнительным измельчением под действием срезающих напряжений, возникающих на торцевых кромках ножей на входе в эти щели, которые играют роль режущих элементов.

Измельченный материал частично разрушается и сдвиговыми деформациями, роль которых возрастает по мере затупления режущих кромок. Наличие конусных торцовых стенок в ножах уменьшает сопротивление при экструдировании измельченной резины через кольцевые щели и исключает возможность ее напрессовки между стенками ножей.

Наличие зазоров "b", обеспечивающих поперечную подвижку ножей, позволяет ножам самозатачиваться. Самозатачивание происходит следующим образом. Режущая кромка витков шнека, срезая материал, освобождает тем самым от давления пробки участок внутренней стенки ножа, расположенный напротив участка стенки витка шнека (см.фиг.3). Однако противоположный участок стенки ножа (на фиг.3 не показан) испытывает давление пробки, усилие от которого передается ножу. Поэтому, неуравновешенный давлением пробки нож смещается в поперечном направлении и участок его стенки соприкасается с усилием с ответным участком стенки витка шнека. При вращении шнека внутренняя стенка каждого ножа набора последовательно по всему контуру входит в контакт с соответствующим участком стенки витков шнека.

Так как кольцевые ножи расположены вне корпуса, то соответственно сам корпус укорачивается на длину набора ножей, что упрощает изготовление и конструкцию измельчителя. Наличие кольцевых ножей одинакового диаметра также упрощает изготовление и конструкцию измельчителя.

Выполнение ножей измельчителя в виде шайб с внутренней многозаходной резьбой многократно увеличивает общую длину их режущих кромок, что улучшает качество готового продукта.

Использование: в регенераторном производстве для переработки материалов малой твердости. Сущность изобретения: измельчитель содержит цилиндрический корпус 1 с загрузочным окном 2 и смонтированный в нем шнек 3. Корпус на участке измельчения выполнен в виде набора кольцевых ножей 4, установленных в вертикальных планках 5 с пазами 8, разграничивающими ножи между собой с зазорами, при этом шнек размещен в полости набора ножей. 3 ил.

Измельчитель, содержащий вертикальный корпус с загрузочным окном, смонтированный в корпусе шнек и расположенные с зазором между собой кольцевые ножи, охватывающие шнек, отличающийся тем, что шнек выполнен цилиндрическим, кольцевые ножи расположены на длину корпуса, установлены при помощи вертикальных планок с поперечными пазами и выполнены в виде шайб с внутренней многозаходной резьбой, образующей режущую кромку.