Червячный смеситель для высоковязких материалов Советский патент 1992 года по МПК B29B7/42 B29C47/38 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в шинной и резинотехнической отраслях промышленности для переработки преимущественно высоковязких резиновых смесей.

Известен червячный смеситель непрерывного действия для пластических масс. содержащий корпус с загрузочной воронкой и расположенный в нем червяк с четным числом заходов и винтовыми каналами, образованными в зоне смешения гребнями винтовой нарезки и эксцентричным подлине сердечником, где каждый его винтовой канал выполнен с эксцентриситетом сердечника, диаметрально противоположным эксцентриситету сердечника в соседнем канале, и со срезанным гребнем со стороны выходного конца червяка 1.

Недостаток указанного смесителя заключается в том, что при вращении червяка на участках винтового канала с уменьшающейся глубиной обрабатываемый материал перетекает через витки со срезанными вершинами по направлению вращения червяка, вследствие чего внутренняя поверхность корпуса будет противодействовать протеканию материала, снижая его скорость и, сле- довательно, производительность и повышая разогрев материала, что может привести его к перегреву.

Ближайшим к изобретению по технической сущности является червячный смеситель для высоковязких материалов,

х| ел

Ч)

о

00

содержащий корпус с загрузочной воронкой, расположенный в нем и соединенный с приводом вращения червяк, выполненный с эксцентричной винтовой многозаходной нарезкой с четным числом заходов, с диа- метрально противоположным расположением эксцентриситетов поверхностей сердечников в смежных винтовых каналах нарезки и со срезанными вершинами витков со стороны входного конца червяка на участках винтовых каналов с уменьшающейся глубиной 2.

При данной конструкции червяка в зоне смешения при вращении червяка на участках винтового канала с уменьшающейся глу- биной обрабатываемый материал перетекает через витки со срезанными вершинами в направлении, противоположном вращению червяка, за счет чего происходит смешение потоков материала, движущихся в разных винтовых каналах. Благодаря тому, что направление воздействия внутренней поверхности корпуса на материал совпадает с направлением течения его через зазоры над витками со срезанными вер- шинами в минимальных сечениях винтовых каналов материал уносится быстрее из этих зазоров, что приводит к увеличению производительности по сравнению с аналогом.

Однако при диаметрально противопо- ложных эксцентриситетах в смежных каналах между витками двухзаходного червяка срезанные вершины витков располагаются относительно поверхности цилиндра корпуса по поперечному его сечению, образуя как бы замкнутое кольцо. В результате этого часть материала при переходе из одного канала захода в другой смежный канал вместо перемещения его по этому каналу попадает опять в тот же канал, совершая круговое перемещение в одном сечении корпуса. Это способствует образованию застойных зон в различных сечениях корпуса подлине, снижает производительность смесителя, образует зоны с повышенным дав- лением, что снижает качество обрабатываемого материала.

Цель изобретения - увеличение производительности смесителя и повышение качества обрабатываемого материала за счет устранения застойных зон в местах среЗан- ных вершин витков червяка.

Цель достигается тем, что червяк снабжен дополнительными участками концентричной нарезки с постоянной глубиной канала, равной максимальному значению глубины канала эксцентричной нарезки, при этом эксцентричная нарезка каждой пары смежных заходов расположена участками с длиной, равной шагу нарезки, в

чередовании в каждом заходе с участками концентричной нарезки червяка, длина которых также равна шагу нарезки .

В зоне выдавливания на витках червяка выполнена кольцевая канавка для выравнивания давления в заходах нарезки.

На фиг.1 изображен червячный смеситель для высоковязких материалов, общий вид; на фиг.2 - диаметральное сечение по корпусу с червяком; на фиг.З изображена развертка нарезки червяка; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.2.

Червячный смеситель для высоковязких материалов содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2 и расположенный в нем червяк 3, соединенный с приводом вращения. Червяк 3 имеет многозаходную эксцентричную винтовую нарезку 4 с четным числом заходов и диаметрально противоположным расположенным эксцентриситетов EI и Е2 и соответственно эксцентричными поверхностями сердечников 5 и 6 в смежных винтовых каналах I и II нарезки (в приведенном на фигурах примере выполнения червяк имеет двухзаходную нарезку с каналами I и II). При этом сердечники 5 выполнены эксцентричными относительно оси червяка с эксцентриситетом EI с радиусом RI в заходе I, a сердечники 6 выполнены эксцентричными относительно оси червяка с эксцентриситетом Е2 с радиусом R2 в заходе II. Эксцентричная нарезка каждой пары I и II смежных заходов расположена участками длиной, равной шагу нарезки. Эксцентричная нарезка изменяется по глубине от максимального значения (макс) до минимального (мин) на длине полушага и затем на другой длине полушага от минимального (мин) до максимального (макс).

Эксцентричная нарезка чередуется в каждом заходе I и II с дополнительными участками 7 и 8 концентричной нарезки относительно оси червяка, длина которых также равна шагу нарезки. При этом на участках 7, 8 концентричного выполнения сердечника червяка 3 глубина канала постоянная и равна максимальному значению глубины канала эксцентричной нарезки (макс) (на фиг.З заштрихованные). На участках эксцентричной нарезки с уменьшающейся глубиной канала на вершинах витков со стороны входного конца червяка 3 выполнены срезы 9 так, что над ними и внутренней поверхностью корпуса 1 образован зазор, высота которого равна минимальной глубине винтового канала над участками с эксцентричной нарезкой.

В зонах загрузки и выдавливания сердечник червяка 3 выполнен обычным, без

эксцентриситета. В зоне выдавливания для выравнивания давления материала в заходах на витках нарезки выполнена кольцевая канавка 10.

Червячный смеситель работает следующим образом.

При вращении червяка 3 в корпусе 1 витки червяка в зоне загрузочной воронки 2 забирают из нее обрабатываемый материал и подают его в зону смешения.

В зоне смешения в канале эксцентричной нарезки захода I глубина канала изменяется от (макс) до (мин) на длине полушага нарезки. За счет этого излишняя часть материала из захода I переходит в заход II через зазор, который образуется срезом 9 в сторону входного конца червяка 3, а остальная часть продолжает движение по заходу I. В смежном по ходу движения материала канале захода II материал перемещается по участку 8 концентричной нарезки с максимальной глубиной канала на длине одного шага нарезки,

В заходе I на другой половине шага глубина канала изменяется от (мин) до (макс). В это же время во II заходе глубина канала уменьшается от (макс) до (мин), за счет чего часть материала переходит из II захода в I заход через срез 9 витка со стороны входного конца червяка 3.

Далее материал последовательно перемещается по виткам каждого захода до зоны выдавливания, поочередно проходя участки с эксцентричной и концентричной нарезками, где на участках с уменьшающейся глубиной канала часть его переходит в смежный канал через зазор, образованный срезом 9 витка с входной стороны червяка 3, и поступает на участок, на котором глубина канала увеличивается.

За счет многократного деления и соединения потоков материала в смежных каналах червяка 3 происходит эффективное смешение частиц материала, а при перетекании материала через минимальные сечения винтовых каналов и через узкие зазоры над срезанными витками интенсивное его диспергирование. В зоне выдавливания потоки материала из заходов поступают в кольцевую канавку 10 на витках червяка 3,

в результате чего происходит выравнивание давления материала перед выдавливанием.

Благодаря тому, что эксцентричная нарезка в заходах разделена участками кон- центричной нарезки срезы 9 на витках в местах с уменьшающейся глубиной каналов нарезки рассосредоточены по длине червяка 3 так, что не образуют в поперечных сечениях червяка кольцевых канавок, что исключает появление застойных зон при работе смесителя.

За счет этого предлагаемый смеситель характеризуется повышенной производительностью и хорошим качеством обрабо- тайного материала.

Формула изобретения

1.Червячный смеситель для высоковязких материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой, расположенный в нем

и соединенный с приводом вращения червяк, выполненный с эксцентричной винтовой многозаходной нарезкой с четным числом заходов, с диаметрально противоположным расположением эксцентриситетов

поверхностей сердечников в смежных винтовых каналах нарезки и со срезанными вершинами витков со стороны входного конца червяка на участках винтовых каналов с уменьшающейся глубиной, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью увеличения производительности смесителя и повышения качества обрабатываемого материала за счет устранения застойных зон в местах срезанных вершин витков червяка, червяк

снабжен дополнительными участками концентричной нарезки с постоянной глубиной канала, равной максимальному значению глубины канала эксцентричной нарезки, при этом эксцентричная нарезка каждой пары смежных заходов расположена участками с длиной, равной шагу нарезки, в чередовании в каждом заходе с участками концентричной нарезки червяка, длина которых также равна шагу нарезки.

2.Червячный смеситель поп.1,отлича- ю щ и и с я тем, что в зоне выдавливания на витках червяка выполнена кольцевая канавка для выравнивания давления в заходах нарезки.

§

ю

4 3 1

f

H HN

Фи&г

2

Использование: переработка высоковязких материалов в шинной и резинотехнической отраслях промышленности. Сущность изобретения: червячный смеситель содержит корпус и приводной червяк. Он выполнен с эксцентричной винтовой многозаходной нарезкой с четным числом заходов. Эксцентриситеты поверхностей сердечников в смежных винтовых каналах нарезки диаметрально противоположны. Со стороны входа червяка вершины витков срезаны на участках каналов с уменьшающейся глубиной. Эксцентричная нарезка каждой пары смежных заходов выполнена в виде чередующихся по длине червяка участков длиной, равной шагу нарезки. Между ними в каждом заходе расположен участок концентричной нарезки на длине одного шага с постоянной глубиной канала. Эта глубина равна максимальному значению глубины канала эксцентричной нарезки. В зоне выдавливания на витках червяка выполнена выравнивающая давление в заходах кольцевая канавка. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. со С

МавлиЗашя

Фцг.З

загрузки

4

Редактор Е.Хорина

Фиг.5

Составитель Л.Кольцова Техред М.Моргентал

,

ЦигМ 6-6

Корректор Е.Папп