Пресс-экструдер

 

Предлагаемое техническое решение относится к шнековым аппаратам и реакторам и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности при проведении гидромеханических, мас-сообменных и реакционных процессов. Техническим результатом предлагаемой конструкции пресс-экструдера является упрощение конструкции за счет закрепления на неразрезном шнеке гидрозатвора в месте соединения разъемных частей корпуса шнека. Технический результат достигается тем, что в пресс-экструдере, содержащем корпус основного привода с загрузочным бункером и питателем, шнек, цилиндрический корпус шнека, состоящий из разъемных частей, в месте соединения которых выполнены кольцевые проточки, и жестко закрепленное на валу шнека кольцо, при этом кольцо установлено на ребрах с возможностью вращения вместе с валом в кольцевым проточках, причем наружный диаметр кольца d и внутренний диаметр D проточки подчиняются соотношению а внутренний диаметр d1 кольца и наружный диаметр D1 витков шнека подчиняются соотношению

Предлагаемое техническое решение относится к шнековым аппаратам и реакторам и может найти применение в химической, нефтехимической, сельскохозяйственной, микробиологической и биохимической и других отраслях промышленности при проведении гидромеханических, массообменных и реакционных процессов, особенно с высоковязкими и неньютоновскими перерабатываемыми средами.

Известна конструкция пресс-экструдера, состоящего из корпуса основного привода, установленного на сварной раме, загрузочного бункера, питателя, разъемного цилиндрического корпуса шнека, в котором выполнены кольцевые проточки, кольца с пазами, выполненными по оси или под углом к ней, шнека из составных частей, загрузочного устройства, экструзионной головки на конце разъемного цилиндрического корпуса, узла загрузки перерабатываемого продукта, силового привода и регулирующих устройств (патент РФ 2153270, A23P 1/12, B30B 11/12, B30B 11/22, B29B 7/42, 2000 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная со шнеком, состоящим из составных частей, и с жестким закреплением кольца с внутренними пазами в местах соединения разъемного цилиндрического корпуса шнека.

Известна конструкция пресс-экструдера, содержащая корпус основного привода с загрузочным бункером и питателем, составной шнек, цилиндрический корпус шнека, состоящий из разъемных частей, в месте соединения которых выполнены кольцевые проточки для жесткого закрепления в них кольца с внутренними пазами, направленными под углом

к оси кольца, при этом в кольцевую проточку установлено кольцо регулируемой толщины, выполненное в виде нескольких колец и шайб, общая толщина которых равна ширине кольцевой проточке (патент РФ 2266821, В29С 47/38, В30В 11/24, А23Р 1/12, 2005 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная со шнеком, состоящим из составных частей, и связанная с жестким закреплением кольца с внутренними пазами в кольцевых проточках в месте соединения частей корпуса шнека, само выполнение кольца в виде нескольких колец и шайб с общей толщиной, равной ширине кольцевой проточки.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятым за прототип является пресс-экструдер, содержащий корпус основного привода с загрузочным бункером и питателем, составной шнек, цилиндрический корпус шнека, состоящий из разъемных частей, в месте соединения которых выполнены кольцевые проточки для жесткого закрепления в них кольца с внутренними пазами, направленными под углом к оси кольца, причем в месте соединения составных частей шнека после кольца, жестко закрепленного в корпусе, установлено дополнительно жестко закрепленное на валу шнека кольцо с внешними пазами, направленными под углом к оси шнека (патент РФ 2263578, В29С 47/38, В29В 7/42, А23Р 7/12, В30В 11/22, 2005 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата относится сложность конструкции, связанная с устройством составного шнека, состоящего из двух частей, жесткое закрепление в месте соединения разъемных частей корпуса шнека кольца с внутренними пазами, направленными под углом к оси кольца, а также дополнительная установка кольца с внешними пазами, направленными под углом к оси шнека.

Техническим результатом предлагаемой конструкции пресс-экструдера является уменьшение обратного потока перерабатываемого в пресс-экструдере материала за счет закрепления на неразрезном шнеке гидрозатвора в месте соединения разъемных частей корпуса шнека.

Поставленный технический результат достигается тем, что в пресс-экструдере, содержащем корпус с приводом, загрузочным бункером и питателем, шнек, расположенный в цилиндрическом корпусе, выполненном разъемным из частей, в месте соединения которых выполнена кольцевая проточка, кольцо, установленное в упомянутой кольцевой проточке, и экструзионную головку, при этом кольцо жестко закреплено на валу шнека посредством ребер с возможностью вращения вместе с валом и с образованием между валом и кольцом кольцевого зазора, рассеченного ребрами, причем наружный диаметр кольца d, диаметр кольцевой проточки D цилиндрического корпуса, внутренний диаметр кольца d1 и наружный диаметр витков шнека D1 выбраны из следующих соотношений:

Установка в кольцевых проточках в местах соединения разъемных частей корпуса шнека кольца, жестко закрепленного на ребрах на валу шнека и имеющего возможность свободного вращения в кольцевых проточках, позволяет создать простой и надежный гидрозатвор, препятствующий движению обратного потока экструдируемого материала без разделения шнека на составные части, что упрощает конструкцию пресс-экструдера.

Уменьшение нижнего предела в соотношении (1) наружного диаметра d кольца и внутреннего диаметра D проточек ниже указанной величины предела, равной 0,92 увеличивает кольцевой зазор между кольцом и проточками, что снижает работоспособность гидрозатвора и может привести к увеличению обратного потока экструдируемого материала.

Увеличение верхнего предела в соотношении (1) наружного диаметра d кольца и внутреннего диаметра D проточек выше указанной величины, равной 0,97 может привести к механическому трению поверхностей кольца и проточек, что потребует повышения жесткости вала со шнеком, точности их изготовления и монтажа кольца в проточках, а значит усложнения конструкции и эксплуатации пресс-экструдера.

Уменьшение нижнего предела в соотношении (2) внутреннего диаметра d1 кольца и наружного диаметра D1 витков шнека ниже указанной величины, равной 0,8, чрезмерно увеличивает гидравлическое сопротивление экструдируемого материала, особенно высоковязких и неньютоновских сред, что значительно увеличит обратный поток перерабатываемого в пресс-экструдере материала, тем самым усложняя эксплуатацию пресс-экструдера.

Увеличение верхнего предела в соотношении (2) внутреннего диаметра d1 кольца и наружного диаметра D1 витков шнека выше указанной величины, равной 0,9, приводит к проскоку части обратного потока экструдируемого материала от движущегося в кольцевом зазоре между гребнями шнека и цилиндрическим корпусом, что ухудшает работоспособность предлагаемой конструкции гидрозатвора в пресс-экструдере.

Установка кольца на ребрах позволяет при работе устройства рассекать экструдируемый материал на число потоков, равное числу ребер, обеспечивая необходимую эффективность процесса при значительно простой конструкции устройства.

Таким образом, закрепление на ребрах кольца на валу шнека с возможностью его свободного вращения в кольцевых проточках в месте соединения разъемных частей корпуса шнека с геометрическими размерами его наружного d и внутреннего d1 диаметров, подчиняющихся соотношениям (1) и (2), позволяет подавить обратный поток экструдируемого материала простым по конструкции кольцом без разделения шнека на составные части.

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемой конструкции пресс-экструдера, на фиг. 2 - продольный разрез в зоне установки кольца, на фиг. 3 - поперечный разрез по сечению А-А.

Пресс-экструдер содержит корпус основного привода 1, установленный на сварной раме 2, загрузочный бункер 3, питатель 4, разъемные части корпуса шнека 5 и 6, в месте соединения которых выполнены кольцевые проточки с внутренним диаметром D, расположенный в питателе 4 подающий шнек 7, шнек 8, жестко закрепленный на валу 9 и имеющий витки 10, кольцо 11, жестко закрепленное на валу 9 шнека 8 с помощью ребер 12 с возможностью вращения вместе с валом 9 в кольцевых проточках, и экструзионную головку 13.

Наружный диаметр d кольца 11 и внутренний диаметр проточек D подчиняются соотношению (1), а внутренний диметр d1 кольца 11 и внутренний диаметр D1 витков 10 шнека 8 подчиняются соотношению (2).

Пресс-экструдер работает следующим образом.

Материал загружают в бункер 3, экстру дируемый материал посредством подающего шнека 7 транспортируется в питатель 4, где происходит регулирование его подачи в зону загрузки. Перерабатываемый материал продвигается к выдавливающему концу шнека 8, при этом происходит его нагрев до необходимой температуры за счет превращения механической энергии в тепловую, расплавление, перемешивание и выдавливание продукта через экструзионную головку 13. В месте установки кольца 11 витки 10 шнека 8 отсутствуют. Перерабатываемый материал продавливается между ребрами 12 в кольцевом зазоре, образованном между валом 9 шнека 8 и внутренним диаметром d1 кольца 11, рассекаясь на число потоков, равное числу ребер 12, к экструзионной головке 13. Обратный поток перерабатываемого материала, двигающийся в обратном направлении из зоны высокого давления экструзионной головки 13 к кольцу 11 между стенкой 4 корпуса 6 и витками 10 шнека 8, упирается во вращающуюся боковую поверхность кольца 11, образующего гидрозатвор в кольцевых проточках разъемных частей 5 и 6 корпуса шнека 8.

Таким образом, установка в кольцевых проточках разъемных частей 5 и 6 корпуса шнека 8 кольца 11 и жесткое закрепление его на валу 9 с возможностью вращения вместе со шнеком 8 при выполнении геометрических размеров наружного d и внутреннего d1 диаметров этого кольца 11, подчиняющихся соотношениям (1) и (2), позволяет создать простой по конструкции гидрозатвор, резко уменьшающий обратный поток перерабатываемого материала без применения шнека, состоящего из разъемных частей при сохранении стабильности и эффективности процесса экструзии.

Пресс-экструдер, содержащий корпус с приводом, загрузочным бункером и питателем, шнек, расположенный в цилиндрическом корпусе, выполненном разъемным из частей, в месте соединения которых выполнена кольцевая проточка, кольцо, установленное в упомянутой кольцевой проточке, и экструзионную головку, отличающийся тем, что кольцо жестко закреплено на валу шнека посредством ребер с возможностью вращения вместе с валом и с образованием между валом и кольцом кольцевого зазора, рассеченного ребрами, причем наружный диаметр кольца d, диаметр кольцевой проточки D цилиндрического корпуса, внутренний диаметр кольца d1 и наружный диаметр витков шнека D1 выбраны из следующих соотношений:

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх