Способ загрузки экструдера для обработки каучука или термопластических полимеров и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК B29C47/10 B29C31/04 

Изобретение относится к переработке по; имерных материалов экструзией,

Задачей изобретения является повышение производительности процесса и сокра- ще ше потерь материала.

В частности, с помощью соответствующе О изобретению способа должно быть до- CTI/гнуто значительное уменьшение или пр« дотврао(вние износа ножа и потерь смеси i :аучука, в том чиг.пе в условиях постоянно меняющихся сепарационных усилий между UJHJKOM и питающим валиком,

Поставленная задача достигается тем, что; в способе загрузки зкструдера для обработки каучука или термопластических пол- имзров заключающемся в подаче ма- ериала посредством питающего валика с и эжом-сбрасывателем, расположенного в загоузочной зоне экструдера и взаимодействующего со шнеком, при регулировании

усилия прижима ножа-сбрасывателя к оболочке питающего валика, согласно изобретению измеряют усилие материала в щели между питающим валиком и шнеком и в зависимости от измеренной величины усилия материала регулируют усилие прижима ножа-сбрасывателя к питающему валику для поддержания его на постоянном уровне.

В устройстве загрузки экструдера для обработки каучука или термопластических полимеров, содержащее расположенный а загрузочной зоне экструдера с возможностью взаимодействия со шнеком и соединенный с приводом вращения питающий валик, установленный на держателе, смонтированном с возможностью поворота от- носмтельно корпуса зкструдера посредством шарнира, причем питающий залик снабжен ножом-сбрасывателем, сое« г

д иненным с механизмом регулирования его положения относительно оболочки питающего валика, согласно изобретению, устройство снабжено по меньшей мере, одним элементом для измерения сепарационного усилия материала между шнеком и питающим валиком, а корпус держателя питающего валика соединен с корпусом экструдера по меньшей мере одним стяжным болтом, при этом каждый элемент измерения усилия материала расположен на стяжном болте и соединен с помощью средства управления или пропорционального вентиля с механизмом регулирования положения ножа-сбрасывателя относительно оболочки питающего валика,

При этом механизм регулирования положения ножа-сбрасывателя может быть зыполнен а виде гидро- или пневмоцилинд- ра, в виде шпиндельного привода, в виде управляемого электромагнита.

Держатель питающего валика может быть выполнен в виде консоли, на которой смонтированы подшипник и привод вращения питающего валика.

За счет постоянного измерения усилия между шнеком и питающим валиком и соответствующей оценки результатов измерения для регулирования постоянного усилия ножа-сбрасывателя относительно оболочки питающего валика достигаются следующие преимущества.

Нож-сбрасыватель прижимается к оболочке питающего валика полностью независимо от давления каучука в загрузочной зоне шнека при постоянном неизменном усилии и, таким образом, не остается никакого необходимого с механической точки зрения зазора между ножом-сбрасывателем и питающим валиком, обычного для слу- чая использования ножа с фиксированной юстировкой.

Износ ножа-сбрасывателя существенно уменьшается или даже полностью отсутствует.

Потери выходящего на стороне питающего валика экструдера каучука становятся столь малыми, что или можно пренебречь.

Можно высвободить одного человека из числа обслуживающего персонала, на кото- рого была возложена обязанность проведения работ по дополнительной юстировке ножа-сбрасывателя.

Предпочтительным образом измеренное с помощью элемента измерения усилие материала в щели используется в качестве регулирующей величины и на стороне давления гидравлического цилиндра для осевого движения ножа-сбрасывателя прикладывается соответственно меньшее

контрусилие (гидравлическое давление), в результате чего нож-сбрасыватель движется относительно оболочки питающего валика при постоянном усилии и нулевом зазоре.

Воздействующее на гидравлический цилиндр давление может предпочтительным образом регулироваться с помощью пропорционального вентиля или также с помощью соответствующим образом запрограммированных средств управления. Важно то, что в соответствии с измеренным щелевым усилие, которое пропорционально воздействует на поверхность ножа-сбрасывателя, пропорциональный вентиль или другое средство управления прикладывает к механизму перемещения ножа-сбрасывателя противодействующее усилие, посредством которого нож прижимается к оболочке валика постоянно с неизменным усилием,

В предпочтительном случае механизм для поддержания неизменного усилия прижима ножа-сбрасывателя к оболочке питающего валика может быть образован гидравлическим или пневматическим цилиндром, шпиндельным приводом или также управляемыми электромагнитами.

Пример исполнения устройства, которое особо пригодно для осуществления соответствующего изобретению способа, изображен на чертежах и поясняется ниже более подробно.

На фиг. 1 изображено поперечное сечение загрузочной зоны зкструдера и гидравлического механизма для регулировки положения ножа-сбрасывателя; на фиг. 2 - поперечное сечение в соответствии с фиг. 1, однако со шпиндельным приводом для регулирования положения ножа-сбрасывателя; на фиг, 3 - поперечное сечение в соответствии с фиг., однако с магнитом для регулировки положения ножа-сбрасывателя; на фиг. 4 показывает гидравлическую схему устройства; на фиг. 5 показывает графическое представление соответствующих усилий.

В изображенном в поперечном сечении корпус 1 экструдера расположен шнек2 экструдера, который во входной части взаимодействует с питающим валиком 3, размещенным в загрузочной зоне экструдера. Выше шнека 2 расположено отверстие 4 для ввода материала.

Питающий валик 3 расположен вместе со своим подшипником 5 в корпусе 6 питающего валика 3, который посредством шарнира 7 соединен с корпусом 1 экструдера. Питающий валик 3 приводится во вращение с помощью не изображенного более подробно привода, взаимодействующего с приводной шестерней 8.

Ниже валика 3 в корпусе 6 выполнена выемка для приема ножа-сбрасывателя 9, который выполнен таким образом, что с помощью механизма регулирования положения в виде гидравлического цилиндра 10 может перемещаться в направлении стрелки 11 относительно оболочки валика 3, в результате чего может осуществляться регулирование расстояния между оболочкой валика 3 и острием ножа 9.

В верхней части корпуса 1 в отверстие 12 корпуса ввинчен, по меньшей мере, один стяжной болт 13. Стяжной болт 13 соединяет держатель 14 валика 3, выполненный в виде консоли с верхней частью корпуса 1 экструдера, На стяжном болте 13 расположен элемент 15 для измерения сепарацион- ного усилия в щели между шнеком 2 и питающим валиком Закрепленный на стяжном болте 13 с помощью гайки 16.

:На фиг. 2 изображен состоящий из шпинделя 17 с электродвигателем 18 шпиндельный привод механизма регулировки расстояния, между ножом-сбрасывателем 9 и оболочкой валика 3.

Установленное с помощью элемента 15 измерения усилие фиксируется усилителем 19 и соответствующим образом выдается на средство 20 управления. На основании этого электродвигатель 18 вырабатывает затем крутящий момент, который через шпиндель 17 обеспечивает перемещение ножа-сбрасывателя 9 с неизменным усилием, например, 10 кН, в направлении оболочки валика 3,

Если щелевое усилие увеличивается, например, до 70 кЫ, то в этом случае происходит также увеличение усилия ножа 9 относительно питающего валика 3. В результате этого средство 20 управления обеспечивает с помощью электродвигателя 18 изменение направления крутящего момента с тем, чтобы посредством шпинделя 17 обеспечить поддержание усилия между ножом 9 и валиком 3 на постоянной величине, составляющей 10 к И,

На фиг, 3 изображен электромагнит 21, который постоянно управляется средством 20 управления таким образом, что соединенный с магнитом 21 нож-сбрасыватель 9 постоянно движется относительно валика 3 с неизменным усилием 10 кН, При повышении щелевого усилия, например, до 70 кН электромагнит 21 создает соответствующее противодействующее усилие, в результате чего усилие между ножом 9 и валиком 3 поддерживается на неизменной величине 10 кН.

На фиг, 4 на основании гидравлической схемы показан принцип действия механизма для поддержания неизменного усилия прижима или расстояния ножа 9 от питающего валика 3.

Если между шнеком 2 и валикам 3 осуществляется ввод, например, каучука, то а этом случае в щели возникает сепарацион- ное усилие, которое измеряется с помощг ю элемента 15 для измерения усилия, укрепленного, на стяжном болте 13. Измеренное

- с помощью элемента 15 щелевое усилие между шнеком 2 и валиком 3, который подвижно укреплен с помощью шарнира 7 & держателе 14, усиливается электрическим усилителем 19 и выдается на пропорциональный вентиль 22 для управления работой гидравлического цилиндра 10.

С помощью гидравлического насоса 23 вырабатывается давление, которое уменьшается, с помощью редукционного вентиля

24 и направляется в оесивео 25.

От ресивера 25, в котором присутствует давление, например, 300 бар, через редукционный вентиль 26 к стороне поршневого штока гидравлического цилиндра 19 прикладывается затем постоянное давление, например,величиной 20 бар.

Поршневой шток 27 гидравлического цилиндра 10 соединен с. ножом сбрасывателем 9 (фиг. 1). В результате нагружения присоединения Юз гидравлического цилиндра давлением (20 бар) достигается постоянный режим ножа-сбрасывателя 9 к оболочке питающего валика 3 при неизменной величине усилия 20 бар.

Если давление материала, составляющее, например, 200 бар, и действующее между шнеком 2 экструдера и валиком 3, частично распространяется на поверхность 9а ножа-сбрасывателя 9, то в этом случае к

линейному присоединению 10 гидравлического цилиндра 10 прикладывается гидравлическое усилие противодействия, соответствующее по величине давлению каучука, например, 180 бар (давление на нох сбрасыватель), в результате чего нож-сбрасыватель 9 прижимается, к оболочке питающего валика 3 с неизменным усилим 20 бар. При повышении измеренного усилия в щели, то есть давления каучука,

соответствующим образом повышается также гидравлическое усилие противодействий на линейном присоединении Юз гидравлическом цилиндре 10.

Поскольку измеренное сепарационное усилие между шнеком 2 и питающим валиком 3 пропорционально усилию, которое воздействует на поверхность 9а ножа-сбрасывателя, осуществляется также пропорциональное регулирование давления

гидравлического цилиндра 10 с помощью вентиля 22.

Графическое изображение на фиг. 5 показывает пропорциональные соотношения давления. Кривой 28 изображено усилие ма- териала, которое воздействует на питающий валик 3 в результате ввода каучука и которое составляет, например, 70 кН.

Воздействующее на поверхность 9а ножа усилие является соответственно мень- шим, например, 20 кН, и изображено посредством кривой 29..К ножу-сбрасывателю 9 с помощью гидравлического цилиндра 10 прикладывается противодействующее давление (кривая 30), в результате чего со- здается неизменное давление между ножом 9 и валиком 3, например, 10 кН. Кривой 31 изображено неизменное усилие, составляющее для данного примера 10 кН.

Из приведенных выше графических изо- бражений видно, что с помощью изобретения усилие прижима ножа-сбрасывателя 9 относительно валика 3 поддерживается на неизменной величине при всех соотношениях давлений и усилий, которые возникают между шнеком 2 и питающим валиком 3. и постоянно изменяются.

Формула изобретения

1. Способ загрузки экструдера для обработки каучука или термопластических пол- имеров, заключающийся в подаче материала посредством питающего валика с ножом-сбрасывателем, расположенного в загрузочной зоне экструдера и взаимодействующего со шнеком, при регулировании усилия прижима ножа-сбрасывателя к оболочке питающего валика, отличающий- с я тем, что, с целью повышения производительности процесса и сокращения потерь материала, измеряют усилие материала в щели между питающим валиком и шнеком и в зависимости от измеренной величины усилия материала регулируют усилие прижима

ножа-сбрасывателя к питающему валику для поддержания его на постоянном уровне.

2. Устройство загрузки экструдера для обработки каучука или термопластических полимеров, содержащее расположенный в загрузочной зоне экструдера с возможностью взаимодействия со шнеком и соединенный с приводом вращения питающий валик, установленный на держателе, смонтированном с возможностью поворота относительно корпуса экструдера посредством шарнира, причем питающий валик снабжен ножом-сбрасывателем, соединенным с механизмом регулирования его положения относительно оболочки питающего валика, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности процесса и сокращения потерь материала, устройство снабжено по меньшей мере одним элементом для измерения сепарацион- ного усилия материала в щели между шнеком и питающим валиком, а корпус держателя питающего валика соединен с корпусом экструдера по меньшей мере одним стяжным болтом, при этом каждый элемент измерения усилия материала расположен на стяжном болте и соединен с помощью средства управления или пропорционального вентиля с механизмом регулирования положения ножа-сбрасывателя относительно оболочки питающего палика.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а га щ е е- с я тем, что механизм регулирования положения ножа-сбрасывателя выполнен в виде гидро- или пневмоцилиндра, шпиндельного привода, управляемого электромагнита.

4. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что держатель питающего валика выполнен в виде консоли, на которой смонтированы подшипник и привод вращения питающего валика.

ff / в

9Q

Использование: переработка каучука или термопластических полимеров экструзией. Сущность изобретения: при ззгрузке экструдерз измеряют усилие материала з щели между питающим валиком и шнеком. В зависимости от измеренной величины регулируют усилие прижима ножа-сбрасывателя к питающему валику для поддержания его на постоянном уровне. Для этого устройство загрузки снабжено элементом измерения усилия материала. Элемент измерения усилия расположен на стяжном болте и соединен с помощью средства управлений с механизмом регулирования положения ножа-сбрасывателя относительно питающего валика, 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

90

фиг. 1

Фг/е.З