Шнековый пластикатор для переработки термореактивных материалов с волокнистым наполнителем Советский патент 1987 года по МПК B29B7/54 B29B11/16 B29C45/04 

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.

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

На фиг.1 изображен шнековый пласти- ю вдоль пазов, при этом в материале развикатор дляпереработки тер.мореактивных вается давление и он уплотняется. Колебаматериаловс волокнистым наполнителем,

обший вид;на фиг. 2 - узел I на фиг. 1,

ние производительности транспортирующих устройств (пневмоустройства, шнековые питатели и т. д.), несмотря на склонность

фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2;волокнитов к комкованию, не приводит в

на фиг. 5 - узел П на фиг. 2, разрез;данном пластикаторе к резкому переуплотразрез; на фиг. 3 - сечение А-А

на

на фиг. 6 - схема с характерными геометрическими размерами паза, бункера, шнека. Шнековый пластикатор содержит вертикально расположенный материальный цилиндр 1, конический загрузочный бункер 2 20 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- 90 мм на

нению 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-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

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 зо 2 в окружном направлении, практически не 1, а полая коническая секция 4, выполнен-перемещаясь в осевом. Тем самым происхоная усеченной в плоскости, совпадающей при нижнем ее положении со стороны вер- щины конуса с плоскостью начала продольных пазов 3 на внутренней поверхности бункера, смонтирована в загрузочном бункере 2 35 новесия между подачей материала кони- с возможностью осевого перемещения отно-ческой 4 и цилиндрической 5 секциями масительно -продольной оси посредством вин- териал в зоне 1 перестает вращаться со шне- товой нарезки 7, выполненной с профилем,ком в окружном направлении и начинает

соответствующим профилю винтовой на- перемещаться в осевом. Подача материала резки 8 цилиндрической секции 5. Цолая из зоны 1 в зону 2 конической секцией 4 усеченная коническая секция 4 соединенашнека восстанавливается. Таким образом.

дит снижение давления в нижней части загрузочного бункера 2 без среза материала в пазах 3 и соответственно без прекращения его подачи. После восстановления равобразом,

обеспечивается саморегулирование подачи конической секцией 4 шнека при изменении условий его загрузки. Это позволяет вести переработку материала с волокнистым наусеченная

с цилиндрической секцией 5 посредством двух щлицевых соединений 9 и 10 с разным числом шлицев.

Пластикатор также содержит гидроцилиндры 11 и 12, камеры 13 и 14, гидро- 45 полнителем с высокой производительностью, цилиндр 15 и направляющую планку 16. стабильностью работы и без опасения раз- Канавки шлицевых соединений 9 и 10 выполнены в шлицевой втулке 17.

Пластикатор работает следующим образом.

Перерабатываемый материал с помощью пневмотранспорта (не показан) или какого- либо другого устройства подается в бункер 2. Коническая секция 4 шнека, выполненная усеченной в плоскости,. совпадающей со стороны вершины конуса с плоскостью на- jj достижении поршнем гидроцилиндра 11 чала продольных пазов 3 на внутренней по-нижнего положения привод 6 врашения

верхности бункера 2, вращаясь, захваты-автоматически отключается и приемные ка50

рушения 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

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 развинению 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-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 происхоновесия между подачей материала кони- ческой 4 и цилиндрической 5 секциями мадит снижение давления в нижней части загрузочного бункера 2 без среза материала в пазах 3 и соответственно без прекращения его подачи. После восстановления равперемещаться в осевом. Подача материала из зоны 1 в зону 2 конической секцией 4 шнека восстанавливается. Таким образом.

образом,

обеспечивается саморегулирование подачи конической секцией 4 шнека при изменении условий его загрузки. Это позволяет вести переработку материала с волокнистым на полнителем с высокой производительностью, стабильностью работы и без опасения раз-

полнителем с высокой производительностью, стабильностью работы и без опасения раз-

достижении поршнем гидроцилиндра 11 нижнего положения привод 6 врашения

рушения 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

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 соответст- венно месторасположение среза конической секции шнека зависит от ряда геометрических параметров паза, бункера, цилиндрической секции шнека. Математическая формула, вывод которой приводится ниже, поз- воляет 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 L. - .1.СП

И -

Преобразовав выражение (1) относительно //, плучаем

Н - ,(2)

где Н - расстояние между началом продольных пазов на поверхности бункера и л{1нией перехода конической поверхности бункера в цилиндрическую материальную цилиндра,L - 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 выра

жения

Ни

L

где Hfi максимальная глубина паза.

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

,

10

2025

30

35

45

50

55

где D - диаметр шнека, а максимальная глубина равна среднему диаметру частицы материала, т. е. Лл 10- 15 м.м.

Тогда для шнеков диаметром 40-90 мм имеем

мин arcsin- 6,41,рад. arc sin л- 19,4 град.

Приняв р 60°, находим по формуле (2) макси.мальное 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 диа.метр шнека из выражения (4), всегда можно найти длину паза 3 в коническом бункере 2 и соответственно плоскость се-чения конической нарезки В-В (фиг. 5) при условии, что в момент усечения коническая секция находится в нижнем положении, т. е. при зазоре, равном 0.

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

Формула изобретения

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

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

LI

.ff

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

А-А

6-5

Фиг.З

фиг Л

i

Коничес/ ая секция Ses среза f зоне пазов

ЛоВерхнос/пь среза материала S пазах

CM

фиг. 5

сриг.6

Редактор И.Николайчук Заказ 7760/17

Составитель И. Скопинцев

Техред И. ВересКорректор В. Бутяга

Тираж 587Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4