PL163885B1 - Pompa wyporowa PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

17) w górnej strefie pom py; poje- dynczy wal wejsciowy (3); przynajm niej dwa przetlacza- jace tloki (10) (pow iazane kinem atycznie z napedzajacym je walem wejsciowym (3) o ruchu posuw isto-zw rotnym , pom iedzy górnym m artw ym punktem , a dolnym m art- wym punktem , slizgajace sie w nieruchom ych cylindrach (11), w których scianie znajduja sie wlotowe otw ory (12) do doprow adzania m aterialu kauczukow ego z wlotowej przestrzeni, zam ykane aby odizolow ac wlotowa prze- strzen z klapa (22) od cylindra (11) podczas przetlaczania m aterialu; otw ór odprow adzajacy (14) umiejscowiony w górnej czesci cylindra (11), przez który przeplywa m ate- rial kauczukow y z wlotowej przestrzeni; urzadzenie zw rotne (15) w otw orach odprow adzajacych (14); m echaniczne srodki przem ieszczajace m aterial kauczu- kowy w ew natrz w lotow ej przestrzeni z klapa (22), w k tó - rych elem ent napedzajacy stanow i wal wejsciowy (3) dla w yporowego przenoszenia m aterialu kauczukow ego z cylindra (11), dostarczanego przez wlotowy otw ór (12), o objetosci wytloczonej przez pom pe w jednym cyklu, bedaca funkcja pojem nosci skokow ej kazdego tloka (10) równej objetosci pom iedzy punktem , w którym tlok (10) zaslania otw ór w lotow y (12), a górnym m artw ym pu n k - tem biegu tloka (10), uklad krzywkowy, stanow iacy zespól sterujacy rucham i kazdego tloka (10), przy czym elem entem napedow ym tego ukladu krzywkowego jest równiez wal wejsciowy (3) o przelozeniu i synchronizacji z tlokam i (10) zapew niajacym i staly wyplyw m aterialu przy stalej predkosci walu wejsciowego (3). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pompa wyporowa, znajdująca zastosowanie do pompowania materiałów ciastowatych, a szczególnie kauczuku niewulkanizowanego.

Wytwarzanie wyrobów kauczukowych, w wielu etapach produkcyjnych wymaga ilościowego dawkowania kauczuku niewulkanizowanego. I tak na przykład przy elaboracji mieszanek dokonuje się tego na drodze ważenia. Przy użyciu wyrobów kauczukowych na wstępniaki opon, zgodnie ze zgłoszeniem patentowym EP 0 264 600, jest znane stosowanie zespołu cylinder-tłok dla umożliwienia dawkowania objętościowego, dzięki z góry określonej objętości wymiatanej przez tłok, działający jako organ wytłaczający. Rozwiązanie to ma wadę, ponieważ gdy cylinder jest pusty to jest koniecznym jego ponowne napełnienie przed możliwością uzyskania następnej dawki.

Zastosowanie wytłaczarek śrubowych pozwala na ciągłe przejście od surowca do wyrobów wytłaczanych. Wytłaczarki śrubowe nie są jednak wyporowymi, a szczególnie są bardzo niewystarczająco wyporowe podczas rozruchu i zatrzymywania. Wytłaczarki śrubowe mogą wytłaczać z góry określoną objętość tylko w warunkach ściśle ustalonych, jak stabilizowana temperatura i stałe straty ładunku na wyjściu wytłaczaki. Ponadto, w przypadku wytłaczarek śrubowych przy przechodzeniu z jednej mieszanki na drugą o innych cechach fizycznych na przykład o innej lepkości, wydatek wytłaczanego materiału będzie różny nawet przy takiej samej szybkości obrotowej śruby.

Warunkiem koniecznym do zakwalifikowania pompy lub wytłaczarki jako wyporowej jest to, by wydajność zależała wyłącznie od sterowanego parametru tej wytłaczarki lub pompy (na przykład od szybkości obrotowej wału wejściowego) i nie zależała w sposób znaczący od właściwości fizycznych wytłaczanego materiału.

Celem wynalazku jest opracowanie pompy wyporowej nadającej się do pracy ciągłej i pozostającej pompą wyporową podczas rozruchu i zatrzymywania, niezależnie od wydajności wytłaczania, która mogłaby być używana nawet przy materiałach trudnych do manipulowania ze względu na ciastowatość, lepkoelastyczność lub lepkoplastyczność, takich jak niewulkanizowany kauczuk.

Pompa wyporowa według wynalazku do wytłaczania kontrolowanej objętości materiału kauczukowego podczas każdego cyklu, chrakteryzuje się tym, że zawiera wlotową klapę dla wprowadzanego materiału, usytuowaną u dołu komory, wylotowy otwór w górnej strefie pompy, pojedynczy wał wejściowy, przynajmniej dwa przetłaczające tłoki (powiązana kinematycznie z napędzającym je wałem wejściowym) o ruchu posuwisto-zwrotnym pomiędzy górnym martwym punktem a dolnym martwym punktem, ślizgające się w nieruchomych cylindrach, w których ściance znajdują się otwory do doprowadzenia materiału kauczukowego z wlotowej przestrzeni, zamykanej aby odizolować wlotową przestrzeń z klapą od cylindra, podczas przetłaczania materiału. Ponadto pompa zawiera otwór odprowadzający umiejscowiony w górnej części cylindra, przez który przepływa materiał kauczukowy z wlotowej przestrzeni, urządzenie zwrotne w otworach odprowadzających, mechaniczne środki przemieszczające materiał kauczukowy wewnątrz wlotowej przestrzeni z klapą, w których element napędzający stanowi wał wejściowy dla wyporowego przenoszenia materiału kauczukowego z cylindra dostarczanego przez wlotowy otwór, o objętości wytłoczonej przez pompę w jednym cyklu będącą funkcją pojemności skokowej każdego tłoka, równej objętości pomiędzy punktem, w którym tłok zasłania otwór wlotowy, a górnym martwym punktem biegu tłoka; układ krzywkowy, stanowiący zespół sterujący ruchami każdego tłoka, przy czym elementem napędowym tego układu krzywkowego jest również wał wejściowy o przełożeniu i synchronizacji z tłokami zapewniającymi stały wypływ materiału stałej prędkości

163 885 wału wejściowego. Wymienione wyżej mechaniczne środki przemieszczające materiał kauczukowy stanowi śruba napełniająca obracająca się wewnątrz komory i usytuowana pomiędzy wlotowymi otworami w cylindrach, a wlotową klapą zasilającą umieszczoną w zewnętrznej ściance komory. Komora znajduje się co najmniej częściowo wokół cylindra na poziomie otworów, a oś obrotu śruby pokrywa się z osią cylindra.

Ponadto pompa zawiera wnękę o zmiennej objętości, która zajmuje przestrzeń poniżej otworu odprowadzającego i powyżej otworu wyjściowego oraz ma tłok kompensujący, którego głowica stanowi część ścianki wnęki, przy czym zmienną część objętości wnęki stanowi objętość zawarta pomiędzy głowicą tłoka kompensującego znajdującego się w dowolnym cyklu, a głowicą tego tłoka w jego górnym martwym punkcie. Element sterujący tłoka kompensującego stanowi krzywka związana synchronicznie z ruchem tłoka przetłaczającego. Pompa zawiera co najmniej dwa tłoki przetłaczające, ślizgające się w cylindrze, przy czym śruba napełniająca stanowi element napełniający wszystkie cylindry, zaś każdy z otworów doprowadzających zawiera urządzenie zwrotne zamontowane na drodze do kolektora z otworem wyjściowym, przy czym dla stałego wydatku przez otwór wyjściowy skoordynowany jest ruch wszystkich tłoków przetłaczających. Krzywka podwójnego działania, z osią obrotu równoległą do osi tłoków stanowi element sterujący wszystkimi tłokami, przy czym elementem sterującym ruchem każdego tłoka przetłaczającego od dolnego martwego punktu do górnego martwego punktu jest krążek skojarzony z pierwszą ścieżką toczenia krzywki, który to krążek jest przytrzymywany z każdego boku przez dwie tarcze z obrzeżami ścieżki i jest umieszczony w osi tłoka, przy czym elementem sterującym ruchem powrotnym od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu jest krążek skojarzony z drugą ścieżką toczenia krzywki, który to krążek jest zamontowany ruchomo względem każdego tłoka. Wyżej wspomniane urządzenie zwrotne stanowi kulka współpracująca z gniazdem wykonanym w otworze odprowadzającym od zewnętrznej strony cylindra, przy czym kulka stanowi element zamykający usytuowany na drodze masy kauczukowej przetłaczanej przez każdy tłok.

Tego rodzaju pompa dostarcza w każdym cyklu materiał o objętości niezależnej od ciśnienia przetłaczania, a zatem jest to pompa wyporowa. W swym najprostszym rozwiązaniu pompa ma tylko jeden tłok, a jej wydatek jest wydatkiem pulsującym, a więc może on posiadać wartość średnią, ale nie może być takim samym we wszystkich momentach cyklu. Z tego też powodu zgodnie z wynalazkiem stosuje się element stabilizacji wydatku do tego zespołu pompowania wyporowego, lub stosuje się pompę wielotłokową poruszaną w taki sposób, by wydatek chwilowy mógł być identyczny jak wydatek średni.

Przedmiot wynalazku zostanie szczegółowo opisany na przykładach wykonania, uwidocznionych na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pompę wyporową, fig. 2 - tę samą pompę z dodatkowym urządzeniem do kompensacji pulsacji, fig. 3 - zasadę działania pompy w schemacie, fig. 4 - pompę wyporową z kilkoma tłokami widzianą w przekroju wzdłuż linii IV-IV na fig. 6, fig. 5 - pompę w widoku wzdłuż linii V-V zaznaczonej na fig. 6, fig. 6 pompę w częściowym widoku wzdłuż linii VI-VI, zaś fig. 7 i 8 uwidacznia zasadę sterowania zasadniczymi ruchami pompy.

Na figurze 1 i 2 uwidoczniono tłok przetłaczający 10 ślizgający się wewnątrz cylindra 11. Tłok przetłaczający 10 został pokazany w górnym punkcie martwym PMH swojej drogi. W tym położeniu, cztery otwory 12 wykonane w ściance cylindra 11 są zasłonięte przez tłok przetłaczający

10, nie będąc przez niego przesłaniane w dolnym martwym punkcie PMB drogi. Widać również komorę 20 częściowo opasującą cylinder 11. Śruba napełniająca 21, której oś obrotu łączy się z osią cylindra 11, obraca się wewnątrz komory 20 i zapewnia transport materiału do otworów 12 umieszczonych na końcu komory 20.

Dzięki napełnieniu poprzez otwory 12 umieszczone w bocznej ścianie cylindra 11 uzyskuje się baidzo sprawne przemieszczanie dowolnego materiału, a zwłaszcza niewulkanizowanego kauczuku do wnętrza cylindra, ponieważ układ zapewnia bardzo duży przekrój przelotu i zmniejszenie do minimum strat ładunku. Dla zapewnienia prowadzenia tłoka przetłaczającego 10 w cylindrze

11, na kilku wąskich sektorach 120 zachowano ciągłość ścianki cylindra 11. Korzystnie, wymiar otworów 12 w kierunku osiowym (kierunek ruchu tłoka przetłaczającego 10) jest optymalizowany

163 885 dla zapewnienia wyporowego charakteru pompy przez pełne wypełnianie cylindra 11 (otwory możliwie duże w kierunku osiowym) i dla osiągnięcia maksymalnego wydatku przy określonym cyklu pracy (otwory w kierunku osiowym możliwie małe). Ponieważ komora 20 otacza cylinder 11 ze wszystkich stron, to napełnianie przestrzeni cylindrowej odbywa się na całym jej obwodzie i jest dzięki temu bardzo szybkie.

Na drugiej stronie komory 20 przewidziano klapę zasilającą 22, usytuowaną na promieniowo zewnętrznej ściance komory 20. Wystarcza wsunięcie w klapę zasilającą 22 taśmy z kauczuku niewulkanizowanego, a obracająca się śruba napełniająca 21 automatycznie pociągnie niezbędny kauczuk. Można również łatwo przewidzieć inne sposoby zasilania kauczukiem surowym, ponieważ w tym miejscu nie jest potrzebna jakakolwiek dokładność wyporowa. Przez umieszczenie śruby napełniającej 21 koncentrycznie względem cylindra 11 uzyskuje się dobre rozmieszczenie końcowe materiału wokół cylindra 11 i możliwość zmniejszenia wymiarów urządzenia.

Ścianka 13 zasłaniająca cylinder 11 od strony górnego punktu martwego PMH ma otwór odprowadzający 14 wyposażony w urządzenie zwrotne. Jest to kulka 15, której cofanie jest ograniczone zderzakiem. Kulka 15 uwalnia otwór 14 pod działaniem ciśnienia przekazanego na kauczuk przez tłok przetłaczający 10, a zamyka otwór 14 pod wpływem przeciwciśnienia. Pompa tego rodzaju pozwala na doskonałe wyporowe dawkowania produktu ciastowatego, takiego jak kauczuk w stanie nie wulkanizowanym.

Można powodować powrót kulki 15 do jej gniazda pod wpływem sprężyny dla zamykania otworu 14 niezależnie od warunków przeciwciśnienia panujących przed otworem 14. Można również przewidzieć urządzenie zwrotne, takie jak zawór sterowany w sposób synchronizowany z ruchami tłoka przetłaczającego 10, by powodować szybkie podnoszenie z chwilą zasłonięcia otworów 12 przez tłok przetłaczający 10 oraz szybkie zamykanie otworu 14 z chwilą osiągnięcia przez tłok górnego punktu martwego PMH.

Łańcuch kinematyczny obejmuje wał wejściowy 3, pierwszy ciąg przekładni 31 sterujący obrotami śruby 21 i następnie drugi ciąg przekładni 32 sterujący poprzez układ korbowód-korba 33 ruchem przemiennym pręta 100 stanowiącego przedłużenie tłoka przetłaczającego 10.

Wydatek opisanej pompy jest wydatkiem pulsującym. Oznacza to, że dla określonej szybkości obrotowej nadawanej wałowi wejściowemu 3, wydatek średni jest stały, natomiast wydatek chwilowy wewnątrz cyklu ruchu tłoka przetłaczającego jest zmienny. W zastosowaniach, w których trzeba unikać pulsacji, poniżej urządzenia zwrotnego i powyżej otworu wyjściowego należy zastosować wnękę o zmiennej objętości zdolną do kompensacji pulsowania. Zmiana objętości wnęki powinna umożliwić zaabsorbowanie części objętości wytłoczonej przez tłok przetłaczający podczas użytkowej części jego biegu i utrzymanie wydatku poprzez otwór wyjściowy podczas reszty cyklu pompy, dzięki oddawaniu zaabsorbowanej objętości w tym czasie, w którym urządzenie zwrotne zamyka otwór odprowadzający cylindra. Jest to rola dodatkowego urządzenia opisanego w nawiązaniu do fig. 2. Pokazano wnękę 4 o zmiennej objętości umieszczoną pomiędzy otworem odprowadzającym 14 a otworem wyjściowym 17. Objętość, którą należy zaabsorbować podczas ruchu tłoka 10 pomiędzy punktem w którym zamyka on otwory 12 a górnym punktem martwym PMH powinna odpowiadać pojemności skokowej wymiatanej przez tłok kompensujący 41. Głowica 410 tłoka kompensującego 41 stanowi część ścianki wnęki 4.

Na figurze 2 przez 40 oznaczono zmienną część objętości wnęki 4, tzn. objętość zawartą pomiędzy głowicą 410 tłoka kompensującego 41 znajdującego się w rozpatrywanym punkcie swojego cyklu a głowicą 410 tłoka kompensacyjnego 41 znajdującego się w swoim górnym martwym punkcie PMH. Ruch tłoka kompensacyjnego 41 jest tak skoordynowany z ruchem tłoka przetłczającego 10 by utrzymywać stały wydatek przechodzący przez otwór wyjściowy 17.

Wszystkie ruchy są sterowane poczynając do tego samego wału wejściowego 3. Jak widać, wał wykorbiony 330 układu korbowód-korba 33, sterujący tłokiem przetłaczającym 10, zapewnia również synchroniczne obracanie krzywki 42 sterującej przesuwaniem tłoka kompensacyjnego 41 do przodu, przy czym wycofanie tego tłoka kompensacyjnego 41 zapewnia przeciwciśnienie panujące w komorze 4.

163 885

Na figurze 3 przedstawiono główne ruchy pompy. Na osi odciętych naniesione są wartości kąta obrotu wału wykorbionego 330. Oś rzędnych oznacza przemieszczenie tłoka przetłaczającego 10, pokazane przez krzywą A, oraz przemieszczenie tłoka kompensującego 41, pokazane przrez krzywą B.

Profil krzywki jest określony w taki sposób, że w każdym momencie dodane algebraicznie objętości powodowane przemieszczaniem tłoka przetłaczającego 10 i tłoka kompensującego 41 zapewniają stały wydatek poprzez otwór wyjściowy 17. W tym sumowaniu nie uwzględnia się działania tłoka przetłaczającego 10 (ciągła część krzywej A) za wyjątkiem jego przemieszczania użytkowego PC pomiędzy zamknięciem otworów 12 a górnym punktem martwym (część H krzywej nazywana użytkową) i które podczas reszty cyklu powinno być traktowane jako zerowe. Wspomniany stały wydatek jest określany w prosty sposób przez rozłożenie na cały cykl objętości materiału, którą może wytłoczyć tłok przetłaczający 10 działający bez uwzględnienia tłoka kompensacyjnego 41. Podczas fazy kompensacji, sumę wydatków tłoka przetłaczającego 10 (krzywa A) i tłoka kompensacyjnego 41 (krzywa B) przedstawia krzywa C.

Gdy ruch tłoka przetłaczającego 10 jest sterowany układem korbowód-korba to szybkość liniowa tłoka jest bliską maksymalnej w momencie gdy tłok przetłaczający 10 przesłania otwory 12 oraz w momencie, w którym zostaje uwolniony otwór 14. Kompensacja narzuca więc gwarantowane odwrócenie ruchu tłoka kompensującego 41 z maksymalną szybkością cofania, dokładnie równą posiadanej po odwróceniu kierunku ruchu (faza PC na fig. 3).

Tak pomyślana pompa może być bardzo zwartą, jest doskonale przystosowana do zrobotyzowanego nakładania wyrobów kauczukowych na wstępniak opony, przy czym określenie wstępniak oznacza oponę w trakcie wytwarzania w dowolnym momencie przed wulkanizacją. Wynalazek pozala również na wykorzystanie sposobu wytwarzania opon, w którym niewulkanizowany kauczuk jest umieszczany na wstępniaku sposobem pompowania, jak wyżej opisano.

Aby uniknąć konieczności gwałtownej kompenscji można również dobrze sterować ruchami tłoka przetłaczającego oraz tłoka kompensującego za pomocą krzywek o odpowiednim profilu Gdy pozwala na to reologia mieszanki można zasilać kilka tłoków za pomocą jednej śruby napełniającej 21. Przy pozostawieniu reszty parametrów jako niezmienionych, można zmienić wydatek pompy, która jest do tego zdolna i zmniejszyć przerywanie przepływu kauczuku w komorze 20, które to przerwanie mogłoby doprowadzić do nadmiernego nagrzewania kauczuku, w przypadku gdyby śruba napełniająca dalej obraca się.

W przypadku gdy przewidywane zatosowanie nie pozwala na zastosowanie sterowania układem korbowód-korba, proponuje się pompę wyporową posiadającą klapę dla doprowadzenia surowca oraz otwór wyjściowy, które są w pełni uruchamiane tylko przez pojedynczy wał wejściowy, posiadająca co najmniej jeden tłok przetłaczający ślizgający się wewnątrz cylindra ruchem przemiennym pomiędzy górnym punktem martwym a dolnym punktem martwym, przy czym ścianka cylindra ma otwór doprowadzania materiału, który może być zasłonięty podczas przetłaczania, oraz otwór odprowadzający wyposażony w urządzenie zwrotne, która to pompa zawiera środki do napełniania cylindra poprzez otwór doprowadzania materiału, a objętość materiału wytłaczanego przez pompę w jednym cyklu jest funkcją pojemności skokowej wymiatanej przez każdy tłok przetłaczający, pomiędzy tym miejscem a jego biegu, w którym otwór dopiowadzania materiału jest zamknięty a górnym punktem martwym jego biegu, przy czym ruch każdego tłoka jest sterowany układem krzywkowym, w którym ścieżka lub ścieżki przebiegają w taki sposób, że przy stałej szybkości wału wejściowego, wydatek materiału przechodzącego przez otwór wyjściowy jest stały.

Na figurze 4 pokazano wariant realizacji pompy zawierającej dwa tłoki przetłaczające 10, których ruchy są sterowane jedną i tą samą krzywką 50. Za krzywkę przyjmuje się element mechaniczny, który za pomocą ruchu kołowego może wytworzyć zgodnie z wybranym wzorem okresowy ruch prostoliniowy lub kątowy.

Wał wejściowy 3 jest bezpośrednio sprzęgnięty ze śrubą napełniającą 21 umieszczoną wewnątrz komory 20 zaopatrzonej w klapę zasilającą 22. Śruba napełniająca 21 zapewnia przenoszenie materiału ku zakończeniu 200 komory 20, skąd materiał przechodzi do cylindra 11 poprzez otwory

12. Otwory 12 są wykonane na całym obwodzie cylindra 11 dla ułatwienia dobrego napełniania.

163 885

Napełnianie każdego cylindra 11 odbywa się, tak jak to uprzednio wyjaśniono, przy wycofanym cylindrze 10. Objętość przewidziana do wytłoczenia jest określona przez pojemność skokową cylindra 11 w momencie, w którym tłok 10 zamyka otwór napełniania 12. Od strony górnego punktu martwego PMH umieszczono na otworze 14 cylindra 11 urządzenie zwrotne, którym w tym przypadku jest kulka 15.

Ruch obydwu tłoków przetłaczania 10 jest koordynowany w taki sposób, by utrzymać stały wydatek przez otwór wyjściowy 17 usytuowany poniżej wnęki 4 odbierającej materiał dostarczany przez każdy cylinder 11.

Ruch wszystkich tłoków jest sterowany przez krzywkę 50. Jest to krzywka cylindryczna podwójnego działania. Krzywka 50 jest wprowadzana w ruch obrotowy z szybkością czterokrotnie większą od szybkości obrotowej wału przejściowego 3 przez ciąg epicykloidalny 34. Wał wejściowy 3 jest zespolony z jarzmem 341 zaopatrzonym w dwa czopy 342. Na tych czopach 342 są zamontowane na łożyskach igiełkowych 344 koła obiegowe 343. Uzębienie kół obiegowych 343 jest sprzęgnięte z wieńcem zewnętrznym 345 i z wieńcem wewnętrznym 346. Wieniec wewnętrzny 346 jest przytwierdzony do krzywki 50. Krzywka 50 poprzez łożyska toczne opiera się o wał 3 i o wnętrze korpusu 1 pompy.

Tłoki 10 przemieszczają się równolegle do osi obrotu krzywki 50. Ruch każdego tłoka przetłaczającego 10 od dolnego punktu martwego PMB do górnego punktu martwego PMH jest sterowany pierwszym krążkiem 51 przechwyconym przez pierwszą ścieżkę toczne wykonaną na krzywce 50. Pierwszy krążek 51 jest utrzymywany w widłach przez dwie tarcze z obrzeżem 520, umieszczone po jednej i drugiej stronie krążka 51. Poza tym, pierwszy krążek 51 jest umieszczony w osi tłoka 10 którym steruje. Widlaste utrzymywanie krążka 51 zapobiega jego zamontowaniu na wysięgniku. W ten sposób tłok 10 a przede wszystkim pręt 100, który go przedłuża do tyłu i łączy z krążkiem 51, nie są narażone na zginanie, co jest bardzo ważne ze względu na znaczne siły wywołane ciśnieniem przetłaczania, które może być znaczne.

Ruch powrotny od górnego punktu martwego PMH do dolnego punktu martwego PMB dokonywany jest przy niewielkich naprężeniach. Jest on sterowany drugim krążkiem 53 znacznie mniejszym od pierwszego. Krążek 53 jest zamontowany na pręcie 100 w nawiasie względem tłoka 0 i jest sprzęgnięty z drugą ścieżką toczenia 54 krzywki 50. Na fig. 7 i 8 pokazano krzywkę 50 w rozwinięciu dla lepszego wyjaśnienia jej zasadniczej koncepcji. Odcięte reprezentują kąty. Pełny obrót odpowiada obróceniu o 2 radianów, zaś „N“ odpowiada liczbie tłoków przetłaczających 10. Istnieje oczywiście N krążków lub zespołów krążków 51 i 53 zapewniających sterowanie każdemu z tłoków przetłaczających 10 a porozdzielanych łukami o 2n/N radianów. Na rzędnych przedstawiono osiowe przemieszczenie z każdego tłoka przetłaczającego 10. Wysokość H przedstawia użytkową drogę każdego tłoka tzn. tę która jest zawarta pomiędzy zasłonięciem otworu 12 a górnym punktem martwym PMH.

Ścieżka toczenia 52 wykazuje stałe nachylenie na łuku 2 π/N-R, gdzie R jest kątem przykrycia pomiędzy dwoma tłokami, odpowiadającym czasowi w którym zwalnia się tłok przetłaczający dochodzący do swego górnego punktu martwego i kiedy koniecznym jest przyspieszenie ruchu następnego tłoka przetłaczającego dla utrzymania stałości wydatku Poza tymi okresami przykrycia, przy stałej szybkości obrotowej wału wejściowego 3, jeden z tłoków przetłaczających 10 porusza się regularnie do przodu ze stałą szybkością. Tak więc, nachylenie ścieżki toczenia 52 odpowiadające 2 π/N jest stałe.

Ponadto ścieżka toczenia 52 jest tak zaprojektowana by poniżej 2n/N umożliwić zatrzymanie w górnym punkcie martwym PMH (ścieżka 52 zawiera więc poniżej końca okresu R odcinek o nachyleniu zerowym) a powyżej, skoordynowany rozruch następnego tłoka przetłaczającego (ścieżka toczenia 52 wykazuje więc kształt odpowiedni do tego by suma odpowiednich przesunięć do przodu każdego z krążków 51 zapewniała stałość wydatku). Pozostała część ścieżki toczenia 52 jest taką by każdy tłok mógł przejść z górnego punktu martwego PMH do dolnego punktu martwego PMB, następnie przesunąć się aż do zasłonięcia swojego otworu 12, przy przechodzeniu wystarczająco płynnym dla zapewnienia ruchu bez wstrząsów.

163 885

Drugi krążek 53 jest sprzęgnięty ze ścieżką 54 w taki sposób by zapewnić sterowanie podwójne, przy czym każdy z krążków 51 i 53 każdego tłoka jest stale sprzęgnięty ze swoją ścieżką toczenia. Istnieje również możliwość wycięcia widelca przytrzymującego krążek 51 tak, by umożliwić temu krążkowi sprzęgnięcie bocznym obrzeżem ze ścieżką toczenia zapewniającą powrót tłoka do dolnego punktu martwego i uzyskując w ten sposób podwójne sterowanie za pomocą tylko jednego krążka.

Każdy pręt 100 przechodzi przez wybrania 101 (fig. 4) wykonane w korpusie 1 pompy. Zadaniem tych wybrań jest gromadzenie ewentualnych niewielkich wycieków kauczuku z pomiędzy tłoków 10 i odpowiednich cylindrów 11, aby zapobiec gromadzeniu kauczuku w niepożądanym miejscu, na przykład na poziomie przekładni. Wycieki te z wyporowego punktu widzenia są całkowicie bez znaczenia, a dokładność wyporowa pompy osiąga 0,3%, ale muszą być uwzględnione z punktu widzenia eksploatacji pompy, która musi pracować bezawaryjnie przez kilkanaście dziesiątków tysięcy godzin.

W tym przypadku urządzeniem zwrotnym umieszczonym poniżej cylindrów jest kulka 15 współdziałająca z gniazdem 151 wykonanym na otworze odprowadzającym 14 od zewnętrznej strony cylindra 11. Każda kulka 15 styka się z przedłużaczem 150. Dwa przedłużacze 150 stykają się z tym samym wahliwym ramieniem 162 (fig. 5), który powoduje , ee gdy jedna z kulek 15 jes t osadzona na swoim gnieździe 151 to druga uwalnia otwór 14 i odwrotnie. Wahliwe ramię 162 jest sterowane przez dwa popychacze, z których każdy jest obciążony krążkiem 164. Krążki 164 są przestawione o 180° i współdziałają ze ścieżką toczenia 165 wykonaną na krzywce 50, celem zsynchronizowania ruchu kulki 15 z ruchem odpowiedniego tłoka przetłaczającego. Zastosowanie dwóch popychaczy 163 jest konieczne dla zapewnienia podwójnego sterowania przy użciu tylko jednej ścieżki toczenia 165 dobrze widocznej na fig. 4. Fig. 8 jest w fazie z fig. 7 która została wykreślona w rzeczywistości dla szczególnego przypadku, gdy N = 2.

W razie potrzeby można do pompy według wynalazku dołączyć urządzenie schładzające powietrzne, wodne czy olejowe z zadaniem usunięcia ciepła wydzielanego w wyniku pracy śruby napełniającej. Śruba ta może także spełniać rolę mieszalnika.

Przy wytwarzaniu opon można stosować pompę tego rodzaju dla każdego typu mieszanki kauczukowej przewidzianej na oponę. Każda pompa jest manipulowana przez robota, który zapewnia właściwe ustawienie otworu wyjściowego 17 przed wstępniakiem opony znajdującym się w produkcji i nadanie obrotów wałowi wejściowemu 3 odpowiednio do objętości, którą należy wytłoczyć. Można zastosować jeden pojedynczy robot-manipulator który się kolejno sprzęga z różnymi pompami zgodnie z programem wymaganym przez przebieg produkcji. Można również umieścić kilka robotów-manipulatorów wokół jednego wstępniaka dla jednoczesnego umieszczania wyrobów z różnych kauczuków. Zespół pomp wyporowych tego rodzaju, z jednym lub kilkoma robotami-manipulatorami może stanowić wytłaczarki wyporowe maszyny do umieszczania wyrobów kauczukowych, takiej jaką opisano w zgłoszeniu patentowym EP 0264600. Można również przygotowywać półprodukty takie jak taśmy bieżników lub inne wyroby takie jak klapy.

16:3885

FIG 3

FIG 8

FIG 7

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 10 000 zł

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pompa wyporowa do wytłaczania kontrolowanej objętości materiału kauczukowego podczas każdego cyklu, znamienna tym, że zawiera wlotową klapę (22) dla wprowadzanego materiału usytuowaną u dołu komory (20); wylotowy otwór (17) w górnej strefie pompy; pojedynczy wał wejściowy (3); przynajmniej dwa przetłaczające tłoki (10) (powiązane kinematycznie z napędzającym je wałem wejściowym (3)) o ruchu posuwisto-zwrotnym, pomiędzy górnym martwym punktem, a dolnym martwym punktem, ślizgające się w nieruchomych cylindrach (11), w których ścianie znajdują się wlotowe otwory (12) do doprowadzania materiału kauczukowego z wlotowej przestrzeni, zamykane aby odizolować wlotową przestrzeń z klapą (22) od cylindra (11) podczas przetłaczania materiału; otwór odprowadzający (14) umiejscowiony w górnej części cylindra (11), przez który przepływa materiał kauczukowy z wlotowej przestrzeni; urządzenie zwrotne (15) w otworach odprowadzających (14); mechaniczne środki przemieszczające materiał kauczukowy wewnątrz wlotowej przestrzeni z klapą (22), w których element napędzający stanowi wał wejściowy (3) dla wyporowego przenoszenia materiału kauczukowego z cylindra (11), dostarczanego przez wlotowy otwór (12), o objętości wytłoczonej przez pompę w jednym cyklu, będącą funkcją pojemności skokowej każdego tłoka (10) równej objętości pomiędzy punktem, w którym tłok (10) zasłania otwór wlotowy (12), a górnym martwym punktem biegu tłoka (10); układ krzywkowy, stanowiący zespół sterujący ruchami każdego tłoka (10), przy czym elementem napędowym tego układu krzywkowego jest również wał wejściowy (3) o przełożeniu i synchronizacji z tłokami (10) zapewniającymi stały wypływ materiału przy stałej prędkości wału wejściowego (3).
2. 2. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że mechaniczne środki przemieszczające materiał kauczukowy stanowi śruba napełniająca (21) obracająca się wewnątrz komory (20) i usytuowana pomiędzy wlotowymi otworami (12), a wlotową klapą (22) umieszczoną w zewnętrznej ściance komory (20).
3. 3. Pompa według zastrz. 2, znamienna tym, że komora (20) jest umieszczona przynajmniej częściowo wokół cylindra (11) na poziomie otworów (12), a oś obrotu śruby (21) pokrywa się z osią cylindra (11).
4. 4. Pompa według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera poniżej otworu odprowadzającego (14) i powyżej otworu wyjściowego (17) wnękę (4) o zmiennej objętości.
5. 5. Pompa według zastrz. 4, znamienna tym, że ma tłok kompensujący (41), którego głowica (410) stanowi część ścianki wnęki (4), przy czym zmienną część objętości wnęki (4) stanowi zawarta pomiędzy głowicą (410) tłoka kompensującego (41) znajdującego się w dowolnym punkcie cyklu a głowicą (410) tłoka kompensującego (41) w jego górnym martwym punkcie (PMH).
6. 6. Pompa według zastrz. 5, znamienna tym, że element sterujący tłoka kompensacyjnego (41) stanowi krzywka (42) związana synchronicznie z ruchem tłoka przetłaczającego (10).
7. 7. Pompa według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że zawiera co najmniej dwa tłoki przetłaczające (10) ślizgające się w cylindrach (11), przy czym śruba napełniająca (21) stanowi element napełniający wszystkie cylindry (11), zaś każdy z otworów odprowadzających (14) zawiera urządzenie zwrotne zamontowane na drodze do kolektora z otworem wyjściowym (17), przy czym dla stałego wydatku przez otwór wyjściowy (17), skoordynowany jest ruch wszystkich tłoków przetłaczających (10).
8. 8. Pompa według zastrz. 7, znamienna tym, że krzywka (50) podwójnego działania z osią obrotu równoległą do osi tłoków (10) stanowi element sterujący wszystkimi tłokami.
9. 9. Pompa według zastrz. 8, znamienna tym, że elementem sterującym ruchem każdego tłoka przetłaczającego (10) od dolnego martwego punktu (PMB) do górnego martwego punktu (PMH) jest krążek (51) skojarzony z pierwszą ścieżką toczenia (52) krzywki (50), który przytrzymywany jest z każdego boku przez dwie tarcze z obizeżami ścieżki (52) i jest umieszczony w osi tłoka (10), przy czym elementem sterującym ruchem powrotnym do górnego martwego punktu (PMH) do dolnego martwego punktu (PMB) jest krążek (53) skojarzony z drugą ścieżką toczenia (54) krzywki (50), który jest zamontowany ruchomo względem każdego tłoka (10).

   163 885
10. 10. Pompa według zastrz. 7, znamienna tym, że urządzenie zwrotne stanowi kulka (15) współpracująca z gniazdem (151) wykonanym w otworze odprowadzającym (14) od zewnętrznej strony cylindra (11).
11. 11. Pompa według zastrz. 10, znamienna tym, że kulka (15) stanowi element zamykający usytuowany na drodze masy kauczukowej przetłaczanej przez każdy tłok przetłaczający (11).