СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБЧАТОГО СЕЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B29C47/56 B30B11/22 C10L5/36 C10L5/38 

Изобретение относится к способу изготовления топливных элементов трубчатого сечения и устройство для его осуществления и может быть использовано при производстве эксплуатационным методом зажигаемых от спички двухкомпонентных или однокомпонентных топливных элементов на одном и том же оборудовании.

Известен способ изготовления топливных элементов трубчатого сечения, при котором осуществляют подачу под давлением в формующий кольцевой канал экструзионной головки одного экструдируемого компонента или двух компонентов топливного элемента, включающего угольную и зажигательную смеси, подаваемые раздельно из двух экструдеров, при этом зажигательную смесь подают через дополнительный канал экструзионной головки (US, патент, N 4810255, кл. C 10 L 44/06, 1989).

Для осуществления способа служит устройство для изготовления топливных элементов трубчатого сечения, содержащее два экструдера для подачи угольной и зажигательной смесей, соответственно включающие корпус со шнеком и связанные с экструзионной головкой, имеющей формующий кольцевой канал и сообщенный с ним дополнительный канал для зажигательной смеси (US патент, N 4810255, кл. C 10 L 11/06, 1989).

Однако, недостатком известного способа является усложнение конструкции реализующего способ устройства за счет необходимости подачи в дополнительный канал как угольной смеси при изготовлении однокомпонентного топливного элемента, так и зажигательной смеси при изготовлении двухкомпонентного топливного элемента.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности за счет упрощения способа и устройства при переходе на производство нового типа топливного элемента.

Для достижения технического результата в способе изготовления топливных элементов трубчатого сечения, при котором осуществляется подача под давлением в формующий канал экструзионной головки одного экструзионного компонента или двух компонентов топливного элемента, включающего угольную и зажигательную смеси, подаваемые отдельно из двух экструдеров, при этом зажигательную смесь подают через дополнительный канал экструзионной головки, согласно изобретению переход на изготовления двухкомпонентного или однокомпонентного топливного элемента производят путем открытия и соответственно перекрытия дополнительного канала подачи зажигательной смеси в экструзионную головку.

В устройстве для изготовления топливных элементов трубчатого сечения, содержащем два экструдера для подачи угольной и зажигательной смеси, соответственно включающие корпус со шнеком и связанные с экструзионной головкой, имеющей формующий кольцевой канал и сообщенный с ним дополнительный канал для зажигательной смеси, согласно изобретению экструзионная головка снабжена установленными в формующем кольцевом канале центральным стержнем с перемычкой, расположенной перед дополнительным каналом для зажигательной смеси, и цилиндрической втулкой, примыкающей к наружному торцу перемычки одним концом, выполненным с вырезом прямоугольного сечения, размеры которого равны размерам поперечного сечения дополнительного канала в зоне его сообщения с формующим каналом, причем перемычка имеет толщину, равную ширине дополнительного канала для зажигательной смеси, а цилиндрическая втулка снабжена расположенными на ее свободном конце приспособлениями для поворота втулки, удержания ее от продольного смещения, фиксации угла поворота втулки и поддержания топливного элемента.

Приспособление для поворота цилиндрической втулки выполнено в виде маховика, соосно закрепленного на втулке.

Приспособление для удержания цилиндрической втулки от продольного смещения выполнено в виде кольцевого выступа на втулке и нажимного кольца, закрепленного на экструзионной головке и имеющего возможность взаимодействия с кольцевым выступом.

Приспособление для фиксации угла поворота цилиндрической втулки выполнено в виде упоров, закрепленных на нажимном кольце, и выступа на втулке, имеющего возможность взаимодействия в ее крайних положениях с упорами.

Приспособление для поддержания топливного элемента выполнено в виде размещенной на оси маховика направляющей втулки с внутренней конической поверхностью, сужающийся в сторону движения топливного элемента, имеющего возможность свободного прохода через направляющую втулку.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1 при изготовлении двухкомпонентных топливных элементов; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 1 при изготовлении однокомпонентных топливных элементов.

Устройство для изготовления топливных элементов трубчатого сечения состоит из полого корпуса 1, в котором размещен шнек 2, вал 3 которого кинематически через муфту 4 связан с силовым приводом (не показан). Корпус 1 снабжен загрузочным приспособлением в виде бункера 5 для угольной смеси. На конце корпус а 1 закреплена экструзионная головка 6 с двумя взаимно перпендикулярными и пересекающимися формующими каналами 7 и дополнительным каналом 8 для зажигательной смеси. Причем формующий канал 7 имеет неполное кольцевое сечение с перемычкой 9, на которой закреплен стержень круглого сечения 10, размещенный соосно с валом 2 шнека 2. Стержень 10 с перемычкой 9 расположен перед дополнительным каналом 8. Дополнительный канал 8 для зажигательной смеси расположен в плоскости перемычки 9 с наружной относительно корпуса 1 стороны и примыкает к перемычке 9. Толщина перемычки 9 (в плоскости, перпендикулярной оси шнека 2) принята равной ширине канала 8, который соединен с внутренней полостью корпуса 11 с размещенным в нем шнеком 12. Шнек 12 кинематически связан с приводом (не показан) и загрузочным приспособлением для зажигательной смеси (не показан).

наружная поверхность формующего канала 7 за пределами перемычки 9 образована внутренней поверхностью коаксиально размещенной относительно стержня 10 цилиндрической втулки 13 с возможностью ее поворота относительно экструзионной головки 6. Один конец втулки 13 размещен в плоскости наружного среза перемычки 9 и снабжен продольным вырезом прямоугольного сечения 14, размеры которого совпадают с размерами поперечного сечения канала 8 в зоне его примыкания к формующему каналу 7. Второй конец втулки 13 размещен за пределами экструзионной головки 6 и снабжен маховиком 15.

От продольного смещения втулка 13 удерживается нажимным кольцом 16, закрепленным на экструзионной головке 6 винтами 17 и взаимодействующим с кольцевым выступом 18 на втулке 13.

Маховик 15 снабжен размещенной на его центральной части направляющей втулкой 19 для выходящего из экструзионной головки топливного элемента. Направляющая втулка 19 выполнена и конической поверхностью с сужением проходного сечения в сторону движения топливного элемента и с возможностью его свободного прохода через направляющую втулку 19.

Втулка 13 снабжена выступом 20 с возможностью его взаимодействия при повороте втулки 13 с упорами 21 и 22, закрепленными на нажимном кольце 16. Наружная поверхность втулки по поверхности ее контакта с экструзионной головкой 6 может быть покрыта густой смазкой.

Способ реализуется при работе устройства.

При изготовлении двухкомпонентных топливных элементов (с зажигательным компонентом) втулка 13 с помощью маховика 15 поворачивается в положение, при котором выступ 20 упирается в упор 21. При этом вырез 14 совпадает с дополнительным каналом 8 (фиг. 3 и 4). Из бункера 5 шнеком 2 угольная смесь подается в формующий канал 7 экструзионной головки 6, в котором формуется тело неполного кольцевого сечения. В свободную зону, образующуюся за счет наличия перемычки 9, с помощью шнека 12 подается зажигательная смесь, которая, проходя канал 8 в экструзионной головке 6 и вырез 14 во втулке 13, заполняет эту свободную зону.

Образующийся двухкомпонентный топливный элемент, выходя за пределы втулки 13, поддерживается направляющей втулкой 19. Благодаря расширению конической поверхности в сторону экструзионной головки 6 топливный элемент не заклинивается в направляющей втулке 19 и в то же время поддерживается ею.

При изготовлении однокомпонентного топливного элемента (без зажигательного компонента) с помощью маховика 15 втулка 13 поворачивается по часовой стрелке до упирания выступа 20 в упор 22 (на фиг. 4). Благодаря этому вырез 14 смещается за пределы канала 8. Шнек 12 в этом режиме работы устройства не включается. При подаче угольной смеси шнеком 2 в экструзионную головку 6 свободная зона за перемычкой 9 и вырез 14 заполняются угольной смесью за счет ее давления в канале 7. Поэтому в канале 7 формируется однокомпонентный топливный элемент.

При повороте втулки 13 винты 17 могут немного отпускаться для уменьшения крутящего момента на маховике 15.

Таким образом способ позволяет использовать одно и то же устройство для изготовления как двухкомпонентных, так и однокомпонентных топливных элементов при упрощенной схеме реализующего его устройства, что позволяет быстро и с минимальной трудоемкостью осуществлять переход на выпуск другой номенклатуры брикетов без остановки непрерывного технологического процесса.

Использование: изобретение относится к способу изготовления топливных элементов трубчатого сечения и устройству для его осуществления и может быть использовано при производстве экструзионным методом зажигаемых от спички двухкомпонентных или однокомпонентных угольных топливных элементов на одном и том же оборудовании. Сущность изобретения: в способе изготовления топливных элементов трубчатого сечения переход на изготовление двухкомпонентного или однокомпонентного топливного элемента производят путем открытия и соответственно перекрытия дополнительного канала подачи зажигательной смеси в экструзионную головку. В устройстве для изготовления топливных элементов трубчатого сечения экструзионная головка снабжена установленными в формующем канале центральным стержнем с перемычкой и цилиндрической втулкой. Перемычка расположена перед дополнительным каналом для зажигания смеси. Цилиндрическая втулка примыкает к наружному торцу перемычки одним концом. Этот конец выполнен с вырезом прямоугольного сечения, размеры которого равны размерам поперечного сечения дополнительного канала в зоне его сообщения с формующим кольцевым каналом. Толщина перемычки равна ширине дополнительного канала. Цилиндрическая втулка снабжена расположенными на ее свободном конце приспособлениями для поворота втулки, удерживая ее от продольного смещения, фиксации угла поворота и поддержания топливного элемента. Кроме того, приспособление для поворота цилиндрической втулки выполнено в виде маховика, соосно закрепленного на втулке. Приспособление для удержания цилиндрической втулки от продольного смещения выполнено в виде кольцевого выступа на втулке и нажимного кольца. Нажимное кольцо закреплено на экструзионной головке и имеет возможность взаимодействия с кольцевым выступом. Приспособление для фиксации угла поворота цилиндрической втулки выполнено в виде упоров, закрепленных на нажимном кольце, и выступа на втулке. Выступ имеет возможность взаимодействия в крайних положениях втулки с упорами. Приспособление для поддержания топливного элемента выполнено в виде размещенной на оси маховика направляющей втулки с внутренней конической поверхностью, сужается в сторону движения топливного элемента. Топливный элемент имеет возможноть свободного прохода через направляющую втулку. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ изготовления топливных элементов трубчатого сечения, при котором осуществляют подачу под давлением в формующий кольцевой канал экструзионной головки одного экструдируемого компонента или двух компонентов топливного элемента, включающего угольную и зажигательную смеси, подаваемые раздельно из двух экструдеров, при этом зажигательную смесь подают через дополнительный канал экструзионной головки, отличающийся тем, что переход на изготовление двухкомпонентного или однокомпонентного топливного элемента производят путем открытия и соответственно перекрытия дополнительного канала подачи зажигательной смеси в экструзионную головку. 2. Устройство для изготовления топливных элементов трубчатого сечения, содержащее два экструдера для подачи угольной и зажигательной смеси соответственно, включающие корпус со шнеком и связанные с экструзионной головкой, имеющей формующий кольцевой канал и сообщенный с ним дополнительный канал для зажигательной смеси, отличающееся тем, что экструзионная головка снабжена установленными в формующем кольцевом канале центральным стержнем с перемычкой, расположенной перед дополнительным каналом для зажигательной смеси, и цилиндрической втулкой, примыкающей к наружному торцу перемычки одним концом, выполненным с вырезом прямоугольного сечения, размеры которого равны размерам поперечного сечения дополнительного канала в зоне его сообщения с формующим кольцевым каналом, причем перемычка выполнена толщиной, равной ширине дополнительного канала для зажигательной смеси, а цилиндрическая втулка снабжена расположенными на ее свободном конце приспособлениями для поворота втулки, удержания ее от продольного смещения, фиксации угла поворота и поддержания топливного элемента. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приспособление для поворота цилиндрической втулки выполнено в виде маховика, соосно закрепленного на втулке. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приспособление для удержания цилиндрической втулки от продольного смещения выполнено в виде кольцевого выступа на втулке и нажимного кольца, закрепленного на экструзионной головке и имеющего возможность взаимодействия с кольцевым выступом. 5. Устройство по пп.2 и 4, отличающееся тем, что приспособление для фиксации угла поворота цилиндрической втулки выполнено в виде упоров, закрепленных на нажимном кольце, и выступа на втулке, имеющего возможность взаимодействия в ее крайних положениях с упорами. '
6. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что приспособление для поддержания топливного элемента выполнено в виде размещенной по оси маховика направляющей втулки с внутренней конической поверхностью, сужающейся в сторону движения топливного элемента, имеющего возможность свободного прохода через направляющую втулку.