Нагревательно-охлаждающая система экструдера

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< и654438 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.05.76 (21) 2362242/23-05 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. кл.2

В 29 F 3/08

Государственный комитет

СССР но делам нзоорвтеннй н открытнй

Опубликовано 30.03.79. Бюллетень № 12 (53) УДК 678.057..3 (088.8), Дата опубликования описания 30.03.73 (72) Авторы изобретения

Б. Л. Оситинский, В. П. Баско и В. В. Колесниченко

1 (71) Заявитель (54) НАГРЕВАТЕЛЬНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ СИСТЕМА ЭКСТРУДЕРА

Изобретение относится к оборудованию по переработке пластмасс и может быть использовано для нагрева и охлаждения цилиндров червячных экструдеров.

Известна нагревательно-охлаждающая система экструдера, состоящая из двух накладываемых на цилиндр составных полукожухов из материала с высокой теплопроводностью, непосредственно внутри которых имеются электрические нагреватели сопротивления змеевиковой формы и система трубок жидкостного охлаждения. Нагреватели занимают пространственное положение ближе к внутренней оболочке кожуха, а расположенные рядом друг с другом каналы охлаждения размещены над нагревателями и с одной стороны соединены с распределительным коллектором, а с другой — со сборником.

Для этой конструкции нагревательно-охлаждающей системы характерно наличие нескольких контактирующих между собой слоев (слой полукожуха, стенки трубок охлаждения и нагревателей) через которые проходит тепловой поток на пути к поверхности. цилиндра. Температуры слоев существенно изменяются в зависимости от режима работы системы. Так, в режиме нагрева температура полукожуха значительно выше температуры цилиндра, а в режиме охлаждения — значительно ниже. Это приводит к различию в температурном расширении сопрягающихся деталей, появлению зазоров, и, как следствие, к высокому значению термического сопротивления между поверхностью цилиндра и резистивным элементом электронагревателя или хладагентом. Результатом высокого значения термического сопротивления является низкая эффективность процессов нагрева и охлаждения.

Сравнительно большая теплоемкость литого полукожуха ведет к ухудщению динамических свойств нагревательно-охлаждающей системы, т. е. снижает ее регулируемость, а выполнение электронагревателей и трубок охлаждения залитыми в полукожухах делает систему практически неремонтоспособной.

20 Ближайшей по технической сущности к изобретению является нагревательно-охлаждающая система экструдера, содержащая охватывающий цилиндр экструдера кожух, выполненный с каналом для ввода хладагента в распределительную камеру, размещенную между наружным и внутренним его слоями, и отверстиями для подачи хладагента из распределительной камеры, расположенными во внутреннем слое кожуха, поверхность которого выполнена в виде отражателя теплового потока, смонтированные между цилиндром экструдера и кожухом электрические нагреватели сопротивления.

Недостаток системы состоит в том, что хладагент подают на поверхность нагревателя, представляющего .собой дополнительное сопротивление, благодаря чему уменьшается эффективность системы.

Цель изобретения — интенсификация процесса нагрева-охлаждения.

Достигается указанная цель благодаря тому, что нагреватели установлены радиально по периметру цилиндра экструдера с зазорами между цилиндром, кожухом и друг относительно друга, а отверстия для подачи хладагента размещены в промежутках между нагревателями.

Кроме того, отверстия для подачи хладагента выполнены с увеличением их диаметра и частоты расположения по мере удаления от канала для ввода хладагента в распределительную камеру, ограниченную внешним и внутренним слоями полукожуха.

Внешний слой каждого полукожуха снабжен по меньшей мере одним каналом для ввода хладагента в распределительную камеру, а внутренний слой перфорирован отверстиями для подачи хладагента из распределительной камеры на цилиндр, причем отверстия расположены в промежутках между нагревателями. Диаметры отверстий внутренних слоев полукожухов и частота их расположения увеличиваются по мере удаления от канала для ввода хладагента в распределительную камеру.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема нагревательно-охлаждающей системы экструдера, поперечный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг. 3.

Нагревательно-охлаждающая система представляет собой разъемную конструкцию, устанавливаемую на цилиндре 1 (фиг. 1 и 2) экструдера. Электрические нагреватели 2 сопротивления крепятся к двум составным полукожухам 3 и 4, стягивающимся друг с другом на цилиндре винтами 5. Каждый полукожух 3 и 4 имеет распределительную камеру 6 для хладагента, ограниченную его внешним и внутренним слоями 7 и 8, причем внешний, слой 7 снабжен каналом 9 для ввода хладагента в распределительную камеру 6, а внутренний слой 8 перфорирован отверстиями 10 для подачи хладагента из распределительной камеры 6 на цилиндр 1. Поверхность цилиндра 1 имеет продольные пазы 11, которые используются для выхода отработанного хладагента воздуха.

Наличие пазов 11 позволяет также увеличить охлаждаемую поверхность цилиндра, что способствует интенсификации процесса охлаждения. Внутренний слой 8 полукожухов 3 и 4 выполнен в виде отражателя лучистого теплового потока и изготовлен, например, из хромированной и полированной латуни, в качестве материала для внешнего слоя 7 может быть использован алюминий или нержавеющая сталь.

Отверстия 10 внутреннего слоя 8 полу-!

О кожуха выполнены радиально в промежутках между нагревателями 2 (фиг. 1) с тем, чтобы выходящий через них хладагент в виде струй попадал непосредственно на цилиндр 1, перпендикулярно его поверхности.

Поскольку давление хладагента в распределительной камере 6 по мере удаления от канала 9 ввода хладагента в продольном и поперечном направлениях уменьшается, для достижения эффективного и равномерного охлаждения всей поверхности цилиндра що 1 частота отверстий до внутреннего слоя 8 полукожуха и диаметра d отверстий 10 увеличиваются по мере удаления от каналов 9

Так, на фиг. 1 4 )4, а на фиг. 2 Ез )с и Ь! )L2.

Крепление нагревателей 2 к полукожухам

3 и 4 (фиг. 3, 4) производится посредством керамических деталей 12, выполняемых, например, из керамики 22ХС. Детали 12 установлены в торцовых полукольцах 13 полукожухов 3 и 4 и имеют призматическую форму с продольным пазом и отверстием. Болт

14 проходит в отверстия керамической детали 12, токоведущей перемычки 15 и нагревателя 2 и зафиксирован с помощью своей усеченной с двух боков шляпки в пазу керамической детали 12, что исключает возможность осевого вращения. Названные детали, а также промежуточные шайбы 16 стягиваются с помощью гайки 17. При этом перемещение керамической детали 12 вдоль оси цилиндра 1 исключается благодаря жесткости нагревателя 2, а вдоль окружности

4в торцового полукольца 13 — благодаря жесткости токоведущих перемычек 15, выполняемых из нержавеющей стали. Общее подсоединение нагревателей к электросети осуществляется с помощью клеммной коробки, 4 крепящейся к внешнему слою 7 полукожуха

3 и 4.

Работа нагревательно-охлаждающей системы экструдера осуществляется следующим образом.

При включении нагревателей 2 тепловая

so энергия передается излучением на цилиндр

1 экструдера. Выполнение кожуха в виде отражателя лучистого теплового потока и отсутствие промежуточных термических сопротивлений значительно увеличивает КПД обогрева. При достижении заданной температуры на цилиндре 1 нагреватели 2 отключаются, после чего излучение быстро прекращается, т. е. имеет место незначитель654438 ная тепловая инерция, что благоприятно сказывается на качестве терморегулирования.

При необходимости охлаждения цилиндра хладагент, например воздух или воздушно-водяная смесь, через канал 9 подается в распределительную камеру 6, из которой через отверстия 10 внутреннего слоя полукожухов 3 и 4 поступает на цилиндр 1 в виде струй, перпендикулярных его поверхности. Выход отработанного воздуха осуществляется по каналам, образованным па- 1о зами 11 цилиндра 1 и торцовыми полукольцами 13. Благодаря подаче хладагента на всю поверхность цилиндра 1 в виде перпендикулярных струй значительно интенсифицируется процесс охлаждения.

Электрические нагреватели 2 сопротивления в нагревательно-охлаждающей системе экструдера могут выполняться также в виде колец или полуколец, устанавливаемых в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, а также любой другой формы. Крепление нагревателей может осуществляться непосредственно к цилиндру с помощью полуколец 13. В последнем варианте полукожухи 3 и 4 могут монтироваться независимо от установки самих нагревателей. Автономность монтажа и в этом случае обеспечивается.

Данное изобретение благодаря определенному расположению нагревателей и отверстий для подачи хладагента позволяет повысить интенсивность процесса нагрева-охлаждения экструдера.

Формула изобретения

1. Нагревательно-охлаждающая система экструдера, содержащая охватывающий цилиндр экструдера кожух, выполненныЙ с каналом для ввода хладагента в распределительную камеру, размещенную между наружным и внутренним его слоями, и отверстиями для подачи хладагента на цилиндр экструдера из распределительной камеры, расположенными во внутреннем слое кожуха, поверхность которого выполнена в виде отражателя теплового потока, смонтированные между цилиндром экструдера и кожухом электрические нагреватели сопротивления, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации процесса нагрева-охлаждения, нагреватели установлены радиально по периметру цилиндра экструдера с зазорами между цилиндром, кожухом и друг относительно друга, а отверстия для подачи хладагента размещены в промежутках между нагревателяMH.

2. Система по и. 1, отличающаяся тем, что отверстия для подачи хладагента выполнены с увеличением их диаметра и частоты расположения по мере удаления от канала для ввода хладагента в распределительную камеру.

654438

Риг. 2

/г

/Е 77

E риг. 3

Рог. Ф

Составитель А. Быстров

Редактор Т. Пилипенко Техред О. Луговая Корректор И. Муска

Заказ 2240/1 Тираж 770 Подписное

ИНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул, Проектная. 4