Корпус многошнековой машины и способ его изготовления

Союэ Советских Социалистичефтих Республик(5)м )( 3 В 29 Г 3/00 В 29 В 1/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений . и открытий(72) Автор, изобретения Иностранец Пьер Бержэ (Францйя) Иностранная фирма иКреэо-Луар"(54) КОРПУС МНОГОШНЕКОВОЙ ЮШИНЫ И СПОСОБЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Изобретение относится к переработке полимерных материалов, в частности к конструкциям корпуса многошнековой машины и способу его изготовления.Известен корпус шнековой машины для переработки полимерных материалов, содержащий цилиндр с рабоЧей полостью (1.Известен способ изготовленйя корпуса шнековой машины, заключающийся в том, что рабочую полость получают, высверливая ее в цельной стальной заготовке, с последующей дополнительной обработкой, например азотирова" нием 1..Недостатком известного корпуса и способа его изготовления является высокая стоимость,что обусловлено использованием для получения корпуса цельной стальной заготовки. Кроме того, корпус не предусматривает раз" мещение нескольких шнеков. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к 5 предлагаемому является корпус многошнековой машины, выполненный в виде ряда соответствующих числу шнеков и соединенных между собой трубчатых , элементов и имеющий рабочую полость 30 в виде расточенных по радиусу секторов с центральным углом А (21.Известен способ изготовления указанного корпуса многошнеконой машины, заключакщийся в изготовлении трубчатых элементов и соединении их с об-. разованием рабочей полости в виде со" ответствующих числу шнеков секторов, расточенных по радиусу и имеющих центральный угол А 2 . Недостаток указанного корпуса испособа его изготовления состоит всложности изготовления корпуса,поскольку при переработке полимерныхматериалов в многошнековых машинахнеобходимо, чтобы зазор между шнеком и внутренней поверхностью трубчатых элементов, ограничивающих рабОчую полость, был наименьшим. Поэтомунужно растачивать трубчатые элементыс большой точностью, что делает этуоперациЮ трудоемкой и дорогостоящей.Цель изобретения - упрощение изготовления корпуса,Поставленная цель достигаетсятем, что в корпусе многошнековой машины, выполненном в виде ряда соответствующихчислу шнеков и соеди"венных межпу собой трубчатых элемен 878186тов и имеющем рабочую полость в виде расточенйых по радиусу секторовс центральным углом А, каждый трубчатый элемент имеет внутренюю цилиндрическую поверхность в форме сектора с центральным углом В, меньшимА, причем трубчатые элементы соединены между собой рейками, имеющимикаждая две пересекающиеся вогнутыевнутренние поверхности в форме расточенных по радиусу секторов с центА - Вральным углом С = . , оси которых2параллельны, расположены на расстоянии, равном межосевому расстояниюшнеков и совмещены с осями секторовтрубчатых элементов, размещенных по 15обе стороны реек, как это изображено на фиг. 1, 7.Кроме того, каждый трубчатый элемент выполнен с двумя фланцами, имеющими посадочные поверхности, располо- Щженные в плоскостях, проходящихчерез оси секторов трубчатых элементов и .реек, а каждая рейка имеет посадочные поверхности, расстояниемежду которыми равно межосевому расстоянию шнеков, для крепления к нимФланцев трубчатых элементов,По меньшей мере, один из трубчатыхэлементов снабжен Фильтрующим элементом, выполненным в виде цилиндрических секторов с каналами между ними, закрепленных на Фланцах и прикрепленных к рейкам.Сектора Фильтрующего элемента образованы рядом дуг, закрепленных поих внешней поверхности на стержнях,параллельных осям шнеков и равномерно распределенных по периферии дуг.Каждая дуга Фильтрующего элементаимеет в поперечном сечении форму треугольника, основание которого образует внутреннюю поверхность фильтрующего элемента, а к вершине, расположенной с внешней стороны, присоединены стержни.Цель изобретения достигается так.же тем, что в способе изготовлениякорпуса многошнековой машины,заключающемся в изготовлении трубчатыхэлементов и соединении их с.образованием рабочей полости в виде соответствующих числу шнеков секторов,расточенных по радиусу и имеющихцентральный угол А, изготавливаюттрубчатые элементы, имеющие каждыйвнутренйюю поверхность в Форме секторов с центральным. углом В, меньшимА, и изготавливают рейки, имеЮщиекаждая две пересекающиеся вогнутыевнутренние поверхности в форме секторов, расточенных по радиусу, сА - В 60центральным углом С = , оси которых параллельны и расположены нарасстоянии, равном межосевому расстоянию шнеков, как это изображенона Фиг. 1, 7, и соединяют рейки крепежными элементами так, чтобы осисекторов реек попарно совпадали,азатем прикрепляют к рейкам трубчатыеэлементы с обеспечением совмещенияосей секторов трубчатых элементов сосями секторов реек.Кроме того, каждый трубчатый элемент выполняют с двумя фланцами, имеющими посадочные поверхности,расположенные в плоскостях, проходящих через оси секторов трубчатых элементови реек, соединяют трубчатые элементы по посадочным поверхностямдо образования цилиндра и растачи"вают по радиусу, затем отделяют трубчатые элементы и соединяют их по посадочным поверхностям с рейками.По меньшей мере, изготавливаютодин Фильтрующий элемент с каналамидля Фильтрации, выполненный в видецилиндрических секторов, причем каждый цилиндрический сектор закрепляютна фланцах и соединяют с рейками.Фильтрующий элемент изготавливаютиз цилиндрической заготовки путемразрезания ее по образующей, распрямления, вырезания заготовки фильтрующего элемента с последующим приданиемей Формы цилиндрического сектора,который крепят на Фланцах.Цилиндрическую заготовку Формуютиз стержней, смонтированных с образованием цилиндра и равномерно рас,пределенных вокруг оси, на которыеспирально навивают проволоку с зазорами между витками, имеющую в поперечном сечении внешнюю плоскую поверхность профиля, разрезают заготовкупо образующей, выпрямляют до плоского состояния, перевертывают и придают Форму Фильтрующего элемента,внутренняя цилиндрическая поверхностькоторого образована плоской поверхностью проволоки, а внешняя - радиально расположенными стержнями,На фиг. 1 схематично показан корпусмногошнековой машины; на. Фиг. 2-5последовательные этапы способа изготовления корпуса многошнековой машины; на фиг. б - вариант корпуса; нафиг. 7 - вариант конструкции корпусас фильтрующими элементами; наФиг. 8 - корпус изображенный наФиг.7, внутри которого изображенодиншнек, продольный разрез; на фиг.9частичный вид Фильтрующего элемента на Фиг, 10-12 - этапы одного варианта изготовления фильтрующего элемента,В случае шнековой машины с двумяпараллельными шнеками (фиг.11 корпусобразован двумятрубчатыми элементами 1, прикрепленными к двум рейкам 2.Пунктирными линиями показаны двашнека 3, приводимых во вращение так,чтобы обеспечить продвижение материала внутри корпуса. Известно, что шнеки 3 приводятся во вращение в одномнаправлении, если их витки идентичны,40 и в разные стороны, если их витки противоположны. Однако во всех случаях обе винтовые поверхности проникают одна в другую в средней зоне 4, находящейся между осями шнеков 3.Для того, чтобы материал перемещался в шнековой машине в хороших условиях, необходимо, чтобы оба шнека 3 были размещены внутри корпуса, внутренний профиль которого охватывает периферию шнеков 3 с возможно малым зазором, причем допуск зависит, в частности, от степени вязкости перерабатываемого материала. Из этого следует, что внутренняя стенка 5 рабочей полости корпуса образована из двух цилиндрических. секторов,15 каждый из которых имеет ось, совпадающую с осью шнека 3, и расточен по радиусу г немного большему радиуса шнека 3, но который, однако, должен контролироваться с точностью, зави сящей от допустимого зазора, Кроме того, центральный угол А раскрытия каждого из секторов зависит от расстояния е между осями шнеков 3 и их радиуса. 25Два трубчатых элемента 1 и две рейки 2 изготовляют раздельно.Каждый трубчатый элемент 1 покрывает одну часть периферии шнека 3. Следовательно, каждая рейка 2 состав- З 0 ляет остальную часть корпуса в зоне 4 проникновения шнеков 3 и, следовательно, имеет две пересекающиеся вогнутые поверхности б Ч-образной формы. Каждая вогнутая поверхность имеет ось, совпадающую с соответствующей осью шнека 3, расточена радиусом г, равным радиусу сектора трубчатого элемента 1, и центральным углом раскрытия С, равным А - В- таким образом, что комплект2трубчатого элемента 1 и двух прилегающих вогнутых поверхностейб рейки 2 имеет центральный угол раскрытия А, 45Такое расположение позволяет изготовить корпус согласно предлагаемому способу, различные этапы которого схематично изображены нафиг. 1-5. 50Действительно трубчатые элементы 1 могут быть легко изготовлены посредством, например, литья, как это изображено на фиг.2. С другой стороны, каждый трубчатый элемент 1 будет выполнен вдоль своих прямолинейных кромок с двумя фланцами 7, на которых находятся посадочные поверхности 8, прзимущественно расположенные в плоскостях, проходящих через ось цилиндрического сектора, образующе го внутреннюю стенку 5 трубчатого элемента 1.В преимущественном варианте исполнения центральный угол В сектора будет равен 180 , так что поверхнос" ти 8 расположены в плоскости, проходящей через оси сектора и шнека,1Из этого следует, что обработавс заданной точностью посадочные поверхности 8, можно соединить дватрубчатых элемента 1 для образования полного цилиндра, чтобы одновременно растачивать оба трубчатых элемента радиусом г с помощью резца 9(фиг.3).С другой стороны можно изготовитьдве рейки 2, которые будут содержатьдве вогнутые поверхности б Н-образной формы, расточенные радиусом г,и две посадочные поверхности 10,обработанные с такой точностью, чтоони будут параллельными и отстоящимина расстоянии, равноммежосевому рас.стоянию е шнеков 3, причем каждаяпосадочная поверхность 10 также расположена в плоскости, проходящейчерез ось прилежащей вогнутой поверхность б, и перпендикулярнойплоскости, проходящей через оси шнеков 3.Обе рейки 2 (фиг.5) затем устанавливаются так, чтобы совпали оси вогнутых поверхностей б, находящихся одна против другой. Для этого дверейки 2 предварительно скрепляютсредствами соединения, которые могутбыть дугами 11, достаточно раздвигающими рейки для обеспечения установки трубчатых элементов 1 или соединительных лапок 12, размещенных наконцах двух реек 2.Рейки 2,установленные таким образом на место с необходимой точностью, возможно прикрепить их посадочными поверхностями 10 к посадочным поверхностям 8 двух трубчатыхэлементов 1 так, чтобы получить целый корпус, изображенный на фиг.1.Крепление трубчатых элементов 1 нарейках 2 может осуществляться любымисредствами, например болтами, проходящими через фланцы 7 и ввинчиваемыми в резьбовые отверстия, находящиеся в рейках 2, или стяжками, проходящими через рейку 2 и два прилежащих Фланца 7 и снабженными на своих концах гайками, опирающимися наоба фланца 7,Описанный вариант исполнения является особенно простым и особо применимым в шнековых машинах, которые неподвергаются очень большим внутренним давлениям. Однако очевидно, чтодля выдерживания давления достаточнопредусмотреть достаточно прочные трубчатые элементы и необходимый варианткрепления.Предлагаейый способ позволяет изготовить открывающиеся корпуса, чтопредставляет преиМущество в практикеиспользования шнековых машин.Кроме того, трубчатые элементымогут быть изготовлены посредствомпростых и экономичных способов, таких878186 как литье, или механические соединения простых элементов, Можно предусмотреть термостатирование трубчатых элементов и реек, выполняя в них полости, в которых может циркулировать теплоноситель для обогрева или охлаждения корпуса.Выше был описан частный вариант изобретения, относящийся к двухшнековой машине. Однако изобретение может быть применимо к другим типам корпусов. Так для корпуса шнековой машины, содержащей три шнека, можно испольэовать те же рейки 2 с посадоч- ными поверхностями, параллельными и отстоящими на расстоянии, равном межосевому расстоянию шнеков, и соединенными с трубчатыми элементами с углом раскрытия В, равным 120о Для четырехшнековой машины те же рей. ки будут соединены с трубчатыми элементами, сектора которых имеют цент ральный угол В, равный 90.Но также можно применять трубчатые элементы, раскрытые на 180 , для изготовления корпусов шнековой машины с более, чем двумя шнеками, если изменять форму реек. Действительно достаточно, как это изображено на фиг.б, чтобы кажцая рейка 2 была снабжена посадочными поверхностями, образующими между собой дополнение угла С раскрытия вогнутых ее поверхностей.Таким образом, благодаря партии различных реек и трубчатых элементов можно изготавливать корпуса для шнековых машин с необходимым числом шнеков.Хотя описанный способ и представляет некоторое преимущество, не обязательно растачивать одновременно все трубчатые элементы и, таким образом, 40 задавать последним центральный угол2 Кравный - (и - число шнеков). Расточиная операция может быть ненужной, если вариант исполнения позволяет 45 получить достаточную точность, в частности по внутреннему радиусу О,О другой стороны трубчатые элементы могут быть образованы цилиндрическими секторами, изготовленными отдельно, а затем скреплены любым известным способом с деталями, образующими фланцы 7 крепления.Изобретение относится и к корпусам, имеющим фильтрующие зоны.Как изображено на фиг. 7 и 8, по меньшей мере, один из трубчатых элементов снабжен фильтрующим элементом 13, выполненным в виде цилиндрических секторов с каналами между ними, закрепленных на фланцах 7 и прикреп- щ ленных к рейкам 2. Расположение фильтрующих элементов зависит от вида шнековой машины и вида перерабатываемого материала,Фильтрующие элементы могут бытьизготовлены желаемых размеров, например спеканием.На фиг. 9 частично изображен вперспективе фильтрующий элемент, изготовленный в соответствии со способом, основные этапы которого представлены на фиг. 10-12.фильтрующие элементы 13 изготавливают из цилиндрической заготовкитрубы, показанной в поперечном сечении на фиг. 10 и образованной проволокой 14, спирально навитой вокругмножества продольных стержней 15.Проволока 14 имеет треугольное поперечное сечение таким образом,чтобы образовать снаружи выпуклуюцилиндрическую поверхность 1 б,и навита с довольно малым шагом, чтобыобразовать витки, удаленные друг отдруга на расстояние шириной С.Продольные стержни 15 также имеюттреугольное поперечное сечение ипредставляют каждый изнутри плоскуюповерхность 17 и со стороны проволоки - ребро 18, на которое опираетсяребро 19 спиральной проволоки 14,причем бба ребра пересекаются подпрямым углом,Атак, расположив стержни 15 радиальным образом вокруг оси, проволоку 14 спирально навивают вокругкомплекта с шагом, позволяющим,получить канал для фильтрации желаемой ширины.Проволока 14 и стержни 15 касаются своими ребрами 18 и 19 и могутбыть соединены посредством контактной сварки.Для изготовления фильтрующегоэлемента такая заготовка рассекается плоскостью Р, параллельной осивращения шнеков ( фиг.10 ), а затем еевыпрямляют в плоскость (фнг.11).Таким образом, получают нечто вроде решетки, которую можно сворачивать или штамповать так, чтобы онапредставляла внутреннюю вогнутуюповерхность с требуемым радиусомь , причем стержни 15 размещены навнешней выпуклой поверхности фильтрующего элемента 13Затем эта трубообразная решеткарассекается по плоскостям Р, перпен.дикулярным оси вращения шнека, так,чтобы образовать фильтрующий элемент - сектор желаемой длины и сцентральным углом В , закрепленныйна двух фланцах 7 фиг,12).Как указано ранее, можно присоединять к рейкам 2 фильтрующпе элементы, полученные таким образом,чтобы образовать корпус, чередуяфильтрующие элементы 13 и трубчатыеэлементы 1. Непрерывно меняя шаг навивки витков проволоки и, следовательно,ширину С каналов фильтрации, можнорегулировать проницаемость фильтрующей зоны.Можно отметить, что благодаря оригинальной структуре фильтрукщих элементов согласно изобретению получают эффективную очистку внутренней поверхности корпуса. Действительно, как видно из фиг, 8, где,показан один из двух шнеков 3, размещенных виутри корпуса и имеющих небольшой шаг, нарезка шнека 3 составляет незначительный угол с с каналами фильтрации, разделяющими витки проволоки 14. Из этого следует, что твердые частицы, которые могли застрять на поверхности фильтрующего элемента, будут либо выводиться шнеком, либо выталкиваться наружу,причем это выталкивание облегчается формой профиля канала фильтрации, расширяющегося наружу, благодаря треугольному сечению витков проволоки, Таким образом, фильтрующий элемент всегда хорошо пришабренный,имеет меньший риск забиваться, и материалы, отлагающиеся на нем, срезаются шнеками.Фильтрукщие элементы могут быть изготовлены и классическими способами либо самостоятельно, либо из трубы, имеющей желаемый внутренний диаметр 2, которую разрезаютна,секторы с центральным углом В и длиной, равной длине изготавливаемой фильтрующей зоны.Затем эти.секторы закрепляются на деталях, образующих фланцы такой толщины, что комплект будет иметь желаемый центральный угол В.Предлагаемое изобретение обеспечивает изготовление корпуса многошнековой машины простым и несложным методом. Формула изобретений 1. Корпус многошнековой машины, выполненный в виде ряда соответствующих числу шнеков и соединенных между собой трубчатых элементов и имеюций рабочую полость в виде расточенных по радиусу секторов с центральным углом А, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения изго,товления корпуса, каждый трубчатый элемент имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность в Форме сектора с центральным углом В, меньшим А,причем трубчатые элементы соединены между собой рейками, имеющими каждая две пересекающиеся вогнутые внутрен" ние поверхности в Форме расточенных по радиусу секторов с центральнымА - Вуглом С =2оси которых параллельны, расположены на расстоянии; равном межосевому расстоянию шнеков и совмещены с осями секторов трубчатых элементов, размещенных пообе стороны реек, как это изображенона фиг. 1, 72. Корпус по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый трубчатыйэлемент выполнен с двумя фланцами,имеющими посадочные поверхности,расположенные в плоскостях, проходящихчерез оси. секторов трубчатых элементов и реек, а каждая рейка имеетпосадочные поверхности, расстояниемежду которыми равно межосевому расстоянию шнеков, для крепления к нимфланцев трубчатых элементов.3. Корпус по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, по мень шей мере, один из трубчатых элементов снабжен фильтрующим элементом,выполненным в виде цилиндрическихсекторов с каналами между ними,закрепленных на фланцах и прикреплен ных к рейкам.4. Корпус по п.3, с т л и ч а ющ и й с я тем, что сектора фильтрующего элемента образованы рядомдуг, закрепленных по их внешнейповеРхности на стержнях, параллельных осям шнеков и равномерно распределенных по периферии дуг.5. Корпус по п.4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждая дугафильтрующего элемента имеет в поперечном сечении Форму треугольника, основание которого образует внут.реннюю поверхность,фильтрующегоэлемента, а к вершине, расположеннойс внешней стороны, присоединеныстержни.б. Способ изготовления корпусамногошнековой машины, заключающийсяв изготовлении трубчатых элементови соединении их с образованием рабо чей полости в виде соответствующихчислу шнеков. секторов, расточенныхпо радиусу и имеющих центральный.уголА, отличающийсятем, что, с целью упрощения изго товления корпуса, изготавливаюттрубчатые элементы, имекщне каждЫйвнутреннюю поверхность в форме секторов с центральным угломВ, мень,шим А, и изготавливают рейки, имеющие каждая две пересекающиеся вогну.тые внутренние поверхности в Формесекторов, расточенных по радиусуА - Вс центральным углом С = - , оси2которых параллельны и расположенына расстоянии, равном межосевомурасстоянию шнеков, как это изображено на Фиг. 1, 7, и соединяютрейки крепежными элементами так,чтобы оси секторов реек попарно совпада ли, а затем прикрепляют к рейкамтрубчатые элементы с обеспечениемсовмещения осей секторов трубчатыхэлементов с. осями секторов реек.7. Способ по п.б, о т л и ч а ющ и й с я тем, что каждый трубчатыйэлемент выполняют с двумя фланцами, имеющими посадочные поверхности,расположенные в плоскостях, проходящих через осн секторов трубчатых элементов и реек, соединяют трубчатые элементы по посадочным поверхностям до образования цилиндра и растачивают по радиусу, затем отделяют трубчатые элементы и соединяют их по посадочным поверхностям с рейками.8. Способ по п.7, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, по меньшей мере, изготавливают один фильтрующий элемент с каналами для Фильтрации,выполненный в виде цилиндрических секторов, причем каждый цилиндрический сектор закрепляют на фланцах и соединяют а рейками.9. Способ по п.8, о т л и ч а ющ и й с я тем, что Фильтрующий элемент изготавливают из цилиндрической заготовки путем разрезания ее по образующей, распрямления,вырезания заготовки Фильтрующего элемента.с последующим приданием формы цилиндрического сектора, который крепят на фланцах. 10, Способ по п.9, о т л и ч а ющ и й с я тем, что цилиндрическуюзаготовку формуют из стержней,смонтированных с образованием цилиндраи равномерно распределенных вокругоси, на которые спирально навиваютпроволоку с зазорами между витками,имеющую в поперечном сечении внешнююплоскую поверхность профиля, разрезают заготовку по образующей,выпрямляют до плоского состояния, перевертывают и придают Форму Фильтрующего элемента, внутренняя цилиндрическая поверхность которого образова"на плоской поверхностью проволоки,а внешняя - радиально расположенны ми стержнями. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гурвич С.Г. и др. Машины дляпереработки термопластических материалов. М., фМашиностроение", 1965, с. 236.2. Патент СССР Р 606542,д кл. В 29 Г 3/00, 1974 ( прототип),/5 лиал ППП фПатент", г. Ужгоро оектная,4 каз 9656/87 ВНИИП по 113035,Составитель Л, Кольцоватехред Т.йаточка Корректо краж 697 Подписное Государственного комитета СССР делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д.