Устройство для измельчения органических материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11) 1)5 В 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН ПАТЕНТУ Бюл. )," 25грипари Валлалат (НН)Густав Гюндиш, ГеМолпар (НН)(088.8) 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ И 31 ЕЛЬЧЕНИЯ ОРГАИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ57) Изобретение относится к устрой(2) (22) (31) (32) (33) (46) (71) (72) за С (53) 4202864/3302,07.872761/8602.07.86НН07. 07.91.Таурус ГумИлоне Тата1етш и Карой621.926.9 ствам для переработки формованных полимерных иэделий. Целью изобретенияявляется снижение энергетических затрат. В устройстве имеется блок загрузки и предварительного сжатия, содержащий шнеки 6-8, разгрузочные концы которых соединены с концом большего сечения сужающегося в виде воронкивнутреннего пространства 18 и 19 блока сжатия среднего давления 4, тогдакак его конецменьшего сечения соединен с напорным пространством 28 приспособлений 20 и 21 для вьщавливания. 2 з,п. ф-лы, 11 ил.1662343при этом корпус 1 укреплен посредством еще одной подставки 1 на фундаментеК разгрузочному ко щу транспортных5 шнеков 6 - 8 блока 3 загрузки и предварительного сжатия присоединен блокя 4 сжатия среднего давления, имеющийдва внутренних пространства 18 и 19,которые сужаются в виде воронки, Вовнутреннем пространстве 18 или 19блока 4 сжатия происходит сдавливаниематериала при давлении 30 - 100 бар,который уже подвергался предварительному сжатию в блоке 3 загрузки и сжа 15 тия низкого давления (величина давления сжатия переменна в зависимости отсвойств измельчаемого органическогоматериала),а К суженному сечению воронкообраз - 20 ных внутренних пространств 18 или 19блока 4 сжатия подсоединены приспособления 20 или 21 для выдавливанияй блока 5 измельчения высокого давления. Приспособления имеют трубчатыеоболочки 22 и 23, которые по всейсвоей длине снабжены равномерно распределенными радиально направленнымиотверстиями 24 и 25 для выдавливанияо и радиальными кольцами 26 жесткости.- 30 Наружный конец приспособления 20 или21 для выдавливания закрыт замыкающейо плитой 27, которая также может иметьосевые отверстия для выдавливания,Радиальные отверстия 24 и 25 выходятнаружу в виде конуса. Напорные пространства приспособлений 20 или 21для выдавливания обозначены позицией28,1- Кахщое из приспособлений 20 и 2140 для выдавливания блока 5 измельчениявысокого давления взаимодействует сь- расположенной с воэможностью перемеР- щения в осевом направлении прессующейголовкой 29 или 30, которые размещены45 с возможностью свободного перемещенияб- в трубчатых валах 9 или 11 и присоеВ динены к поршневым штокам 31 или 32гидравлического рабочего цилиндра 33или 34. Длина хода рабочих цилиндров50 может изменяться известным путем.Рабочий цилиндр 33 расположен соосно со шнеком 6 и приспособлением 20б- для выдавливания, а рабочий цилиндрм 34 соответственно со шнеком 8 и приспособлением 21 для выдавливания. Изобретение относится к устройствам переработки материалов органического происхождения путем их измельчения.Целью изобретения является снижение энергетических затрат.На фиг.1 изображено устройство длизмельчения органических материалов,преимущественно полимерных формованных изделий, вид сбоку 1 на фиг.2 -то же, вид сверху 1 на фиг.3 - разрезЛ-Л на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Бна фиг.2, на фиг.5 - разрез В-В нафиг, 2; на фиг. б - разрез Г-Г на фиг. 1на фиг.7 - разрез Д-Д на фиг.2; нафиг.8 приспособление для вьдавливания,основной тип, на фиг.9то яе, усовершенствованный вариант,на Фиг.10 - то же, второй вариант; нфиг. 11 - диаграмма давлений в приспособлении для выдавливания, включаяего варианты,Устройство имеет корпус 1, которьснабжен загрузочной горловиной 2 дляприема подлежащего измельчению материала, Устройство может быть разделено на три основные части: блок 3 загрузки и предварительного сжатия низкого давления, блок 4 сжатия среднегдавления и блок 5 измельчения высокого давления.Блок 3 загрузки и предварительногсжатия состоит из трех находящихсяво взаимном зацеплении шнеков 6-8.Они расположены в корпусе 1 в однойгоризонтальной плоскости параллельномежду собой, а их валы 9 - 11 расположены в корпусе 1 с возможностьювращения. Оба боковых вала 9 и 11 вьполнены в виде труб,В общее рабочее пространство 12корпуса 1 подается подлежащий измелчению органический материал и подвегается предварительному сжатию нашнеках 6, 7 и 8 или между боковымишнеками б и 8, а также внутренней олицовкой рабочего пространства 12.данном случае шнеки б и 8 являютсялевозаходными и имеют правое направление вращения, тогда как шнек 7 является правозаходным и вращается влевую сторону.Валы 9 - 1 1 шнеков соединены с ощим приводом 13, который посредствомуфты 14 подсоединен к приводномудвигателю 15. Последний укреплен наподставке 16 и может представлять собой, например, обычный электродвигатель с изменяемым числом оборотов,Под приспособлениями 20 и 21 для выдавливания блока 5 высокого давления предусмотрен транспортер 35.1662343 5Устройство смонтировано посредст- . вом четырех стяжных стержней 36 - 39, имеющих на концах крепежные гайки 40 и 41.В ходе проводимых испытаний в зависимости от вида подлежащего измельчению материала диаметр радиальных отверстий для вцпавливания выбирался из расчета от 1,5 до 5 мм, диаметр напорного, пространства 28 приспособлений 20 и 21 для выдавливания 50 мм, диаметр шнеков 6 - 8 по 200 мм.В случае необходимости при более высокой влажности исходного материала, например веток со свежими листьями и древесных отходов, внутренние пространства 18 или 19 блока 4 сжатия среднего давления могут иметь одно или несколько отверстий 42 (показано пунктирной линией на фиг.2), которое сообщается с наружным пространством. Через эти отверстия вытесняемая. при сжатии влага может удаляться из устройства.Диаметр Й цилиндрического напорного пространства 28 совпадает с диаметром прессующей головки 29 или 30,Усовершенствованный вариант приспособления или выдавливания (фиг.9). отличается от основного типа тем, что по сравнению с диаметром Й прессующей головки 29 или 30 напорное пространство 28 имеет увеличенный диаметр П . Это увеличение диаметра или поперечного сечения составляет по меньшей мере 107. В конкретном случае диаметр 0 напорного пространства 28 составляет 60 мм, диаметр й прессующей головки 29 или 30 50 мм.Второй вариант усовершенствованного приспособления 20 или 21 для выдавливания (фиг.10) отличается тем, что здесь напорное пространство 28 . закрыто не плитой, а запирающим элементом 43. Последний имеет полую насадку 44, которая конически сужается внутрь, а ее внутреннее пространство 45 сообщается с окружающим пространством. Полое пространство 45 имеет также отверстия 25 для выдавливания. Обраценный к напорному пространству 28 торец насадки выполнен в виде конуса 46, взаимодействующий с выполненным на торце прессующей головки 29 или 30 коническим полым пространством 47. Между внутренней облицовкой приспособления 20 или 21, а также конической наружной боковой поверхностью 48 насадки образовано 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6кольцевое пространство 49, которое функционирует аналогично укаэанной форме выполнения (фиг.9).Измельчение, осуществляемое посредством приспособления 20 или 21 для выдавливания в обоих вариантах (фпг.8 и фиг.9) различается тем, что в конструкции приспособлений основного типа (Лиг.8) в результате смещения прессующей головки 29 или 30 внутрь отверстия 24 и 25 для выдавливания все более блокируются, т.е. предпола - гается равномерная скорость течения, и в напорном пространстве 28 давление истечения постоянно возрастает, тогда как в конструкции приспособлений усовершенствованного варианта (фиг.9) давление истечения в напорном пространстве 28 почти до последнего момента остается на одном уровне, т.е совпадает с начальным минимальным критическим давлением истечения, поскольку все отверстия 24 и 25 для выдавливания в течение хода прессующей головки остаются открытыми (вынужценное обратное течение материала в напорном пространстве 28 показано на фиг.9 пунктирными стрелками).Различие между обоими вариантами (фиг.8 и 9) демонстрируется также на диаграмме (фиг.11), где на оси ординат показано давление Р, а на оси абсцисс - ход Ь прессующей головки. Отрезок 50 относится к участку течения в блоке 5 измельчения высокого давления, кривая 51 - к основному типу приспособления для выдавливания, кривая 52 - к усовершенствованному варианту приспособления для выдавливания, т.е. к приспособлениям 20 или 21.Диаграмма показывает, какие процессы предшествуют текучему состоянию, Так отрезок 53 низкого давления относится к блоку 3 загрузки и предварительного сжатия низкого давления, а отрезок 54 относится к блоку 4 сжатия среднего давления.Подлежаций измельчению органический материал непрерывно подается в загрузочную горловину 2 и далее шнекамк 6-8 транспортируется в блок 4 сжатия среднего давления. В зависимости от измельчаемого материала в общем рабочем пространстве 12 может создаваться давление 30 - 100 бар, В ходе испытаний давление поддерживалось равным 50 бар.Диаграмма показывает также,что рабочее давление в блоке 4 сжатия среднего давления почти не изменялось, за счет наличия сужаюцихся в виде конуса внутренних пространств 18 и 19. Материал здесь соответственно уплот - няется и попадает в текучем виде в одно из приспособлений 20 или 21 блока 5 измельчения высокого давления. Поскольку рабочие пространства 18 и 19 блока 4 сжатия среднего давления сообщаются между собой, шнеки 6-8 непрерывно и попеременно передают измельчаемый материал в приспособления 20 или 21 для выдавливания.На диаграмме показано, что в напорном пространстве 28 приспособления для выдавливания, в конструкции, соответствующей основному типу, наблюдаются пики давления, равные 3000- 4000 бар, тогда как в конструкции,соответствуюцей усовершенствованному ,варианту, наблюдаются пики давления, не превышающие 1000 - 1200 бар. Как только в приспособлении 20 для выдавливания заканчивается течение, сразу же начинается течение в другом приспособлении 21 для выдавливания. Таким образом обеспечивается непрерывный режим работы устройства.30Измельченный органический материал выходит из приспособления 20 или 21 для выдавливания практически равномерными порциями. Через отверстия 24 и 25 продукт подается на транспортер 35 35 и измельчается.Скорости врацения шнеков 6-8 подбираются в соответствии .со свойствами исходного материала. Применительно к веществам с пористой структурой, 40 например, древесине, скорость вращения должна быть выше, для менее пористого материала, например, синтетических материалов и резиновых отходов, целесообразно поддерживать бо лее высокую скорость вращения. В ходе испытаний время действия-гидравлических рабочих цилиндров 31 и 32 находилось в пределах "15 с.Предлагаемое устройство и является 50 компактной конструкцией, позволяющей осуществлять измельчение с низкими энергетическими затратами. Формула изобретения1. Устройство для измельчения органических материалов, преимущественно полимерных Формованных изделий, содержащее последовательно располо-, женные по ходу перемецения материала блок загрузки и предварительного уплотнения низкого давления, имеющий приемное окно и приводной транспортирующий шнек, блок уплотнения среднего давления с внутренней конической . полостью, сопряженной меньшим основанием с полостью блока измельчения высокого давления, имеющего приспособление окончательной переработки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат, приспособление окончательной переработки выполнено в виде примыкающей к. конической полости блока уплотнения среднего давления гильзы с соплами истечения, при этом шнек выполнен с продольной полостью, в которой коаксиально смонтирована прессующая головка с возможностью осевого перемещения с помощью автономного привода.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю ц е е с я тем, что блок загрузки и предварительного сжатия снабжен дополнительным параллельно расположенным приводным транспортирующим шнеком с внутренней продольной полостью, блок, уплотнения среднего давления выполнен 1 с дополнительной конической полостью и размещен в полости дополнительного шнека прессуюцей головкой с автономным приводом, а блок измельчения высокого давления - с дополнительной гильзой с соп,лами истечения, при этом конические полости блока измельчения среднего давления выполнены сообщающймися.3. Устройство по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что блок загрузки и сжатия низкого давления снабжен третьим центрально расположенным шнекоМ, взаимодействующим с обоими параллельно расположенными шнеками, при этом шнеки снабжены обцим приводом.7000200 О Составитель В.Гу Техред М.Морген аревлКорректор А,ОбРУчаР едактор О.Хрип Заказ 2139 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, И, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О