Устройство для обработки и смешения полимерных материалов

Сова Советснни Соцналнстнческни Ресяублнк(33) Ф5; Р 26125,11,78 Лвл итет23 932.112 63.3412 612.иковаио 2 Государственный комитет Сооота Министров СССР по делам изобретений и отирмтий(45) Дата опубликования описания ИностранцыВидьхедьм Брв(ф РГ вторыОбретения Берт и Ханс-Иоахим Шеффер рг Иностранная фирма ерманн Берсторфф Мвшиненб(71) Заявитель Изобретение относится к устройствам ддя подготовки и .обработки преимущественно порошкообрвзных формовочных масс из пластмассы иди каучукв и может быть исподьэовано в полимерном машиностроении и резиновой промышленности.Известно устройство для обработки и смешения подимерных материалов, Содержащее корпус с загрузочной и разгрузочной зонами и размещенный В корпусе смесвтельнмй элемент в ввле веренев 11,Такое устройство характеризуется тем, что при подготовке иди обработке порошков в червячных машинах материал, имеющий очень низкий насыпной вес, загружается нецостаточно, Это вызь 1 ввет неподное и неравномерное заподнение винтовых каналов червяка, всдецствие чего формотоянно, Экструцироввнное изгазовые пузырьки и недоствфицироввнно и гомогенизироНЕ ПО имеет пласт и оно дедие ВанноГ Ьдиждйшим по технической сущностик предложенному изобретению являетсяустройство цдя обработки и смешения поднмерных мдтеривдовсодержащее станинукорпус с Выподненными по его рабочей О поверхности зубьями и загрузочной и разгрузочной зонами, смеситедьный элементс приводом его перемещения и зубьямина рабочей поверхности, Взаимодействующими с зубьями корпуса5 Однако указанное устройство не обеспечиВвет интенсивного перемешиВания материвдов,Цель изобретения - повышение интенсификации смешения.О Зто Достигается бдвгоцвРЯ томУт чтокорпус и смеситедьный элемент предложенного устройства Выподнены в виде па РЫ ПДВНОКв РасПОДожЕННЫХ ЦРУГ Над ДРУгом, с боковых противоподожных сторон Л которых размещены загрузочная н раэгрувиде порошка проходит сзначитедьно меньшем формовочная масса в виКроме того, в результате загрузке порошка не дос днмое ддя сжатия формоедввритедьное давдение очная масса в иями и кодиче де гра затруд тигаетс вочной е, чем д ний прнеобхмассы 4) УСТРОИСТВО ПЛЯ ОБРАБОТКИ И СМЕШБИИЯ ПОЛИМЕРНЫ ЯДТ -ИдДОВСоставитель Л, КольцоваРедактор Т. Загребельная Техред К. Гаврон Корректор А. ВласенкоЗаказ 6627/2 Тираж 768 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035,.Москва, Ж, Раушская набд., 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4зочная зоны, а привод смесительного элементе выполнен в виде кривошипно-шатунного механизма.Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительным кривошипно-ша тунным механизмом для перемещения смесительного элемента, а смесительныйэлемент установлен с возможностью вертикального перемещения относительно корпуса.ОКорпус и смесительный элемент могут быть выполнены в виде группы параллельно расположенных пар планок, причем зубья одной пары смещены относительно3 зубьев соседней пары.Корпус и смесительный элемент могут быть установлены под углом к горизонтали.Поверхность корпуса в загрузочной зо 2 О не может быть выполнена плоской и рас" положена под углом к горизонтали.Корпус в загрузочной зоне может быть снабжен пластиной, шарнирно соединенной с корпусом.Поверхность корпуса в разгрузочной зоне может быть выполнена плоской и расположена под углом к горизонтали.Устройство может быть снабжено элементом для перемещения корпуса парап 30 дельно направлению перемещения материе- ла, размещенным в станине со стороны разгрузочной зоны и взаимодействующим с торцом корпуса.Устоойство может быть снабжено эле)з ментом для перемещения корпуса перпендикулярно направлению перемещения материала, расположенным на станине и взаимодействующим с нижней поверхностью корпуса,Элемент для перемещения корпуса может быть выполнен в виде тарельчатой пружины.На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг, 2 - разрез Л-А на фиг. 1; на фиг, 3-6 схематически изображено данное устройство со смесительным элементом в четырех различных положениях (во время одного оборота кривошипно-шатунного механизма); на5 О фиг, 7 - устройство с двумя парами планок (изображены только неподвижные планки этих пар); на фиг. 8 - две пары планок ,показаны только планки корпуса) с противоположным наклоном зубьев; на55 фиг, 9 - устройство с одним кривошипношатунным механизмом и одной парой планок, причем подвижная планка на участке загрузки проходит год углом к горизонтали; на фиг, 10 - устройство расположенное под углом к горизонтали; на фиг.11 - то же, с регулируемым участком загрузки корпуса;, на фиг, 12 - то же с участком корпуса со стороны разгрузки, расположенным под углом к горизонтали; на фиг. 13 - то же, с плоским участком корпуса в зоне разгрузки на фиг.14 - то же, в верхнем положении в мертвой точке с элементом перемещения корпуса параллельно направлению перемещения материале; на фиг, 15 - то же, сэлементом перемещения корпуса перпендикулярно направлению перемещения материа-.ла; на фиг, 16 - то же, с комбинированным элементом (предохранительным) перемещения корпуса.Изображенчое на фиг. 1 устройство выполнено с двумя стенками 1 и 2 станины,между которыми расположен корпус в виде неподвижной пленки 3, поверхность которой снабжена волнообразным профилированием ( по рабочей поверхности в видезубьев, как показано на фиг, 2 ). К каждой стенке 1,2 жестко привинчены двеопоры 4,5 или 6 подшипника, которые всоответствующем случае соединены другс другом подходяшчми распорками, Каждая пара онор 4,5 или 6 подшипника образует опору коленчатого вала 7 или 8,установленного с возможностью вращения.На шейке 9 или 10 каждого коленчатоговалА 7 или 8 находится головка 11 и 12вильчатого шатуна 13 или 14 из двухчастей со стороны кривошипа, установленная с возможностью вращения, Вильчатаяголовка 15 и 16 каждого вильчатого шатуна 13 или 14 охватывает привареннуюк смесительному элементу в виде подвижной планки 17 втулку 18 пбдшипника исоединена шарнирно с ней с возможностьювращения через болт 19 или 20,Обе чести каждого вильчатого шатуна13 или 14 жестко соединены друг с другом через соединительную деталь 21 или22 посредством винтов 23, 24 или 25,26. Заходящий в нижнюю часть вильчетого шатуна 13 или 14 винт 24 или 26проходит через удлиненное отверстие "а"или "б" в соединительной детали 2 1 или22, С помощью указанного соединенияможно устанавливать определенный зазормежду неподвижной планкой 3 и подвижной планкой 17.Подвижная планка 17 выполнена нарабочей нижней стороне с волнообразнымпрофилированием в виде зубьев и находится между стенками 1 и 2 станины над"в" волны подвижной планки 17 расположены против гребней "г" волны неподвижной планки 3 и наоборот, На фиг. 2 подвижная планка 17 показана в нижнем по 5пожении,Шеки 27-29 коленчатого валарасположены вертикально, причем втулкаподшипника шейки 9 или 10 находитсяпод враша 1 ошимися в опорах 4,5 или 610подшипника шейками 30,31 или 32 ваИзображенный на фиг, 2 резервуар 33закреплен на тооцовой стороне устройстванв стенках 1,2 станины и на неподвижнойпланке 3.На концах шеек 30-32 вала установлены колеса 34, 35 передачи, через которые приводятся синхронно оба кривошипно-шатунных механизма устройства20при помощи приводного механизма (начертежах не изображен).Впадины "в" и гребни "д" волныподвижной планки 17 имеют одинаковый радиус ГО . Среднее расстояние от впади 25ны "в волны до соседнего гребня "д"волны составляет 2 РО, Центры М кругов (изображены на фиг, 2 штрих-пунктиром), на которых лежат впадины "в"водны подвижной планки 17, находятсяна 1/2 гс ниже, чем центры Мэ кругов, на которых лежат гребни "9," волны.Переход между двумя смежными кругамидостигается путем тангенциапьпого соединения.Профилирование неподвижной планки 3выполнено аналогично профилированиюподвижной планки 17. Радиус Г впадин"е" волны представляет собой сумму радиуса Р, подвижной планки 17 и рвдиуса кривошппа Р Образующийся междувпадинами "е" водны меньший гребень"Р" волны закруглен.Планки могут быть выполнены с рифлениями на волнообразном профиле дляповышения поперечного смещения,Принцип действия устройства поясняется более подробно при помощи фиг, 3-6,Для упрощения выбрано устройство, снабженное только одним кривошипно-шатунным механизмом, В исходном положенииизображенного на фиг. 3 устройства шейка 9 на кривошипном диске 36 достигаетнаивысшей точки. Подвижная планка 17снимается посредством шатунов 13 и 14с неподвижной планки 3, ервая впадина"е" волны неподвижной планки 3 загружается, например, порошкообрвзной.формовочной массой. После четверти оборо-. та кривошицного диска 36 (см, фиг, 4) подвижная планка 17 находится в своем самом заднем положении, Расположенные близко к пику участки боковых сторон профиля обеих планок 3 и 17 припегаот друг к другу. Устройство можно устанавливать ипи выполнять так, чтобы между профилями обеих планок бып всегда воздушный зазор. Образуются камеры 37 сжатия, уменыцаюшнеся при дальнейшем вращении кривошипного диска 36 и при вхождении гребней д" волны подвижнойпланки 17 во впадины "е" водны неподвижной планки 3, Пвижение гребней "д"волны подвижной планки 17 осуцествляется по круговой траектории, определеннойоадиусом кривошпчаФормовочная мас подается и г 1 рижимается к проходящей в направлении подачибоковой стороне профиля неподвижнойпланки 3. Посредством движу:цихся относительно друг друга поверхностей профиля формовочная масса подвергается деформациям сдвига,Когда шейка кривттта достигает никвйшсй точки (см, фцг, 5), гребни дволны подвижной планки 17 заходят впротиволежащие впадины "е" волны неподвижной планки 3, Объем камер 37сжатия уменьшается, масса сильно сжимается. Формовочная масса поступает ипродолжает поступать во время движения.через гребки "г" неподвижной планки 3из зазора между впадиной волны подвижной планки 17 и гребнем "г волны непсдвиэкной планки 3 в следующую впвдину "е" неподвижной планки 3, подвергаясьпри этом напряжению сдвига, Бо впадинах "е" образуются увеличивающиеся камеры 38 расширения в которые попадают формовочная масса из предыдуших владин "е" волны во время продолжения движения подвижной планки 17 (см, фиг, 6),Из последней впадины е" волны выбрасывается хорошо смешанная и пластифицированная формовочная масса, гомогенностькоторой зависит от числа камер 37 сжатия, Практические опыты с шестью камерами сжатия для подготовки порошкового каучука дают подготовленную формовэчную массу, из которой получают послеее обработки в шнековом экструдере изделие наивысшего качества,ВО время каждого оборота кривошипного диска 36 формовочная масса во Впадинах "е" волны неподвижной планки 3интенсивно смешивается, сжимается ипластифццируется, причем она неизбежнопродвигается, Степень сжатия Формовоч-ной массы постепенно увеличивается иуменьшается. Благодаря этому формовочная масса обрабатывается осторожно,На Фиг, 7 схематически изображеноустройство, содержащее две расположенные рядом пары планок, Изображены только неподвижные планки 39 и 40 этихпар. Гребни "жволны передней планки39, изображенной только частично, на оходятся на уровне со впадинами з" волны другой планки 40. Благодаря такомурасположению повышается поперечноесмешивание формовочной массы.Другим вариантом выполнения этого5устройства является противоположный наклон зубьев пар планок (см, фиг. 8), чтоулучшает поперечную подачу Формовочноймессы.Изображенное на Фп. 9 устройствосодержит пару планок 41, 42, при этомпланка 41 с непрерывным волнообразнымпроФилированием неподвижна, а пленка42 подвижна и расположена над планкой2541. Подвижная планка 42 выполнена наобращенной к неподвижной пленке 41 поверхностп также с непрерывным волнообразным профилированием. Подвижная планке 42 приводится через два шатуна 43,44 кривошипно-шатунным механизмом45 изображенным в верхней мертвойточке,В концевом участке "и" со сторонызагрузки материала (загрузочный участок) кривошипно-шатунного механизмапрофилирование подвижной пленки 42 становится в сторону разгрузки материалаболее плоским, В загрузочном участкеи" подвижной планки 42 рабочая поверх 4 Оность проходит в центре по диагоналивверх. Так как волнообразное профилирование нижней пленки 41 не меняется,устройство имеет в загрузочном участке"и большую емкость загрузки, чем в45других участках.Изображенное не фиг, 10 устройствонаклонно в сторону загрузки, Этот наклон, улучшает загрузку материала, В загрузочном участке "к" устройства рабочие50поверхности обеих планок 46, 47 проходят по диагонали вверх. Рабочая поверхность л" неподвижной планки 46 расположена под более плоским углом, чем рабочая поверхность м" подвижной планки47. Рабочая поверхность "л" неподвижной пленки 46 выполнена в загрузочномучастке "к плоской. Неподвижная планка46 со стороны загрузки материала в устройство выполнена более длинной, чем подвижная планка 47.В изображенном на фиг. 11 устройстве загрузочный участок снабжсн пластиной 48, а участок неподвижной планки 49 выполнен плоским. Пластине 48 соединена с возмож состью регулирования шарнира с остающимся участком неподвижной план - ки 49, Наклон загрузочного участка осуществляется посредством находящегося в неподвижной планке 49 ходового винта 50 и двух контргаек 51 и 52.Устройство, изображенное на фиг. 12, показано с парой планок 53 и 54, при атом планка 53 с непрерывным волнообразным профилированием неподвижна, а расположенная над ней планка 54 подвижна. Подвижная планке 54 снабжена па обращенной к неподвижной планке 53 поверхности также непрерывным волнообразным профилированием, Подвижная планка 54 приводится в движение через два шатуна 55, 56 кривошипным диском 57, изображенным в верхней мертвой точке,В концевом уч аст ке н" : о стор оны разгрузки материала профилирование неподвижной пленки 53 становится в сторону разгрузки материала более плоским, В концевом участке и со стороны разгрузки рабочая поверхность неподвижной планки 53 проходит по диагонали вниз. Тек как волнообразное проФилирование подвижной планки 54 не изменяется, устройство имеет в концевом участке нсо стороны разгрузки увеличивающееся в направлении подачи пространство для приеме обрабатываемой Формовочной массы,В устройстве, изображенном на фиг. 13, рабочая поверхность о" неподвижной планки 58, проходящая в концевом участке д со стороны разгрузки по дчегонели вниз, выполнена плоской. Поступающий через устройство в направлении подачи материал встречается в концевом участке 1 со стороны разгрузки с постоянно уменьшающимся сопротивлением, Ребочне поверхности обеих планок одной пары можно выполнять в концевом участке устройства со стороны разгрузки проходяцими по диагонали ввеох, При атом наклоненная рабочая поверхность нсподвижной пленки должна быть ресположепе под более плоским углом, чем наклоненная рабочая поверхность подвижной планки,Изображенное пе фиг. 14 устройство содержит перу планок 59,60, причем эти планки расположены друг над другом, Обращенные друг к другу поверхностиппанок 58 и 60 выполнены с волнообразным проФилированием. Нижняя планка 60расположена на станине 61 и прилегаетпод воздействием элемента лпя перемещения ппанки 60 в виде пакета тарепьчатых пружин 62 к упору станины 61.Подвижная планка 58 поднимаетсяпосредством шатунов с неподвижной ппвнки 60. Шейка кривошипа находится в верхней мертвой точке,10Загруженная в первой впадине "р волны формовочная масса поступает черезустройство в направлении стрепки Б, Если рабочее давление в устройстве становится слишком высоким, то ппанка 60 мо жет передвинуться. После снижения пикадавления пакет тврельчатых пружин 62возвращает ппанку 60 опять в попожешеприлегания к упору станины 61.Изображенное на Фнг. 15 устройствосодержит эпемент перемещения корпусаперендикупярно направпению перемещения материала, состоящий из двух пакетовтарепьчатых пружин 62 и 63. Этц пакетытарепьчатых пружин нагружают планку 64вертикально по отношению к направпеншоподачи материвпа по направпению к подвижной планке 65 и упорам 66 и 67 станины, взаимодействующим с выступамифс", тф на ппанке 64,ЗОВ случае недопустимого повышения рабочего давпения планка 64 смещаетсявниз. После снижения лика давпения пакеты тарельчатых пружин 62, 63 возвращают планку 64 опять в положение прилегания к упорам 66, 67.В изображеннод 1 на фиг. 16 устройстве благодаря применению пакета тарепьчвтых пружин, 68, нагружающего ппанкуо69 против направления подачи, ц пакетовтарельчатых пружин 70 и 71, нагружающих планку 69 вертикально по отношениюк подвижной ппанке 72, ппвнка 68 можетсмещаться в случае недопустимого повы 45щения рабочего давления в устройстве,Поспе снижения пика давпения и возобновпения нормапьного рабочего цавпения вустройстве планка 69 возвращается в исходное положение,50Данное изобретение позволяет интенсивно смешивать и пластифидировать порошкообразные формовочные массы беэих термической перегрузки. Выбором определенного числа спедующих друг за другом впадин волны неподвижной планки исоответствующего чиспа гребней волныподвижной ппвнки можно оказать влияниена степень гомогенизации материала, что также позвопяет проводить подготовку Формовочных масс хорошего качества для загрузки капвндров и экструцеров н уменьшить количество испопьзуемых дпя этой испи дорогостоящих смесцтельных ввпьцов.Фордупв изобретения1, Устройство для обработки и смещения попимерцых мвтеривпов, соцержвщее станину, корпус с выполненными поего рабочей поверхности зубьями и загрузочной и разгрузочной зонами, смеслтельный эпемецт с приводом его перемещенияц зубьями нв рабочей поверхности, взаимодействующими с зубьями корпуса,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцепью повышения интенсификации смешения, корпус и смеситепьный эпемецт выполнены в виде пары ппанок, распопожец 1 ых друг нац другом, с боковых противоположных сторон которых размещены загрузочная и разгрузочная зоны, а приводсмесительного элемента выполнен в видекривошипно-шатунного механизма,2. Устройство по п. 1, о т п и ч в ющ е е с я тем, что оно снабжено допопчцтепьным кривошипно швтунным механизмом дпя переменения смеситепьцого элемента,3. Устройство по пп, 1 и 2, о т и цч а ю щ е е с я тем, что смеситепьцый эпемецт установлен с возможностьювертикального перемещения относительнокорпуса,4. Устройство по пл. 1-3, о т и и -ч вющееся тем,чтокорпусисмеситепьный эпемецт выполнены в виде группы пврвплельцо расположенных пар ппанок, причем зубья оццой пары смещеныотцоситепьцо зубьев соседней пары,5. Устройство по пп. 1-4, о т п ивч а ю щ е е с я тем, что корпус и смесительный элемент установлены под угломк горизонтвпи,6, Устройство по пп. 1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что поверхностькорпуса в загрузочной зоне выполненаппсской й распопожецв под угпом к горизонт впи7. Устройство по п. 6, о т л и ч а ющ е е с я тем что корпус в загрузочной эоце снабжен ппастиной, шарнирносоешшецной с корпусом,8, Устройство по пп, 1-7, о т л цч в ю щ е е с я тем, что поверхностькорпуса в разгрузочной зоне выпопценвплоской и расположена под углом к горизонтали,9, Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено элементом для перемещения корпуса парал . лельно направлению перемещения материала, размещенным в станинесо стороны разгрузочной зоны и взаимодействуюшимс торцом корпуса.1010. Устройство по пп. 1 и 9, о т - л и ч а ю ш е е с я тем, что оно снабжено элементом дпя перемещения корпуса перпендикулярно направлению перемещения матариала, расположенным на станине и взаимодействующим с нижней поверхностью корпуса.13., Устройство по пп. 9 и 10, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что элемент для перемещения корпуса выполнен в виде тарельчатой пружины.Приоритет по пунктам:30.05.75 по пп. 1-425.03.76 по пп, 5-725,03.76 по п. 825.03.76 по пп. 9-11Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1, Рябинин Д, Червячные машины дляпереработки пластических масс и резиновых смесей, "Машиностроение", М., 1965,с. 19,2, Штербачек 3, Перемешивание в химической промышленности, "Госхимиздат, Х 1.р 19631 с 349 а