PL172892B1 - Wytlaczarka slimakowa PL - Google Patents

Abstract

1. Wytlaczarka slimakowa, z co najmniej jednym slimakiem, umieszczonym w cylin- drze, w którym sa wykonane otwory dla umieszczonych w plaszczyznach promienio- wych, i wystajacych do obszaru tloczenia kolków, których osie sa styczne do sciany cylindra, znamienna tym, ze kolki (7) sa umieszczone ukosnie w obszarach, w których slimak (3) jest zaopatrzony w pierscieniowe zgrubienie rdzeniowe (5), a cylinder (1) w pierscieniowe wybranie (6) w scianie we- wnetrznej z tym, ze dlugosc kolków (7) jest tak dobrana, ze pokrywaja one sasiadujace grzbiety zeber (4) slimaka (3). FIG.1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wytłaczarka ślimakowa.

Z opisu DE nr 40 10 540 Cl jest znana wytłaczarka ślimakowa, w której cylindrze, przyjmującym co najmniej jeden ślimak, są usytuowane otwory dla przyjęcia kołków, umieszczonych w płaszczyznach promieniowych i wystających do obszaru tłoczenia, których osie są umieszczone stycznie do ściany cylindra i równolegle do niej. Wytłaczarki ślimakowe służą do uplastyczniania i homogenizowania wytłaczanej masy, przy czym ten proces, w zależności od jej własności, jest połączony z co najmniej silnym ogrzewaniem. To ogrzewanie ogranicza przy sieciowanych lub wulkanizowanych masach przepustość wytłaczarki, ponieważ takie sieciowanie, lub wulkanizacja nie może zachodzić w wytłaczarce.

Z opisu DE 22 35 784 B2 jest znana wytłaczarka z kołkami promieniowymi, która przez ilość kołków, ich rozmieszczenie oraz ukształtowanie kołków i urządzeń do ich przestawiania, pozwala na uzyskanie optymalnych warunków roboczych, ale jest jednak trudna w obsługiwaniu

172 892 i skomplikowana. Ponadto kołki nie wykazują żadnego aktywnego działania tłoczącego i nie są samoczyszczące.

W celu zwiększenia intensywności uplastyczniania wytłaczanej masy w wytłaczarkach z kołkami promieniowymi często są stosowane środki do przestawiania w wysokości kołków, które jednak są skomplikowane i powodują nieznaczną mechaniczną stabilność kołków. Przykłady takich wytłaczarek są przestawione w opisach DE 22 35 784 B2, DE 35 03 911 Cl, DE 40 12 612 C2.

Kołki promieniowe z aktywnym działaniem tłoczącym lub mieszającym, np. według opisu DE 36 13 612 Al były jeszcze bardziej wrażliwe na mechanizm uszkodzenia, niż to ma miejsce przy prostych kołkach promieniowych i dlatego w praktyce nie są już wykonywane. Znaczną niedogodnością występującą obok naturalnego zużycia kołków, wystających promieniowo do cylindra, jest ich podatność na złamanie. Takie złamania kołków są kosztowne, ponieważ powstają nie tylko problemy z samym produktem, znajdującym się w wytłaczarce, ale także z koniecznością demontażu i montażu nowych kołków.

Z opisu DE 40 10 540 Cl jest znana wytłaczarka z kołkami stycznymi, to znaczy kołkami usytuowanymi stycznie wobec cylindra, co pozwala na uniknięcie niebezpieczeństwa ich złamania. Konstrukcja ta istotnie obniża koszty wytwarzania, a jednocześnie pozwala na szybkie nastawianie kołków, co umożliwia zwiększenie ilości obrotów ślimaka, a zatem i wyższą przepustowość wytłaczarki. Te kołki styczne również nie posiadają aktywnego działania tłoczącego.

Inną niedogodnością, jaka istnieje także przy wytłaczarkach z kołkami promieniowymi, polega na tym, że po zakończeniu pracy nie zachodzi samooczyszczanie się wytłaczarki, a wybudowanie i wbudowanie ślimaka tłoczącego jest możliwe tylko przy kołkach, wyciągniętych z przestrzeni wewnętrznej cylindra, co oznacza znaczne koszty naprawy, względnie konserwacji.

Zadaniem wynalazku jest stworzenie prostej i taniej w wytwarzaniu wytłaczarki ślimakowej, o wysokiej wydajności, która zapewniałaby istotnie polepszone warunki samooczyszczania i była całkowicie zabezpieczona przed niebezpieczeństwem złamania kołków.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że kołki są umieszczone w obszarach, w których ślimak jest zaopatrzony w pierścieniowe zgrubienie, a cylinder w pierścieniowe wybranie w ścianie wewnętrznej, z tym, że długość kołków jest tak dobrana, że one przykrywają sąsiadujące grzbiety żeber ślimaka.

Zgodnie z wynalazkiem pierścieniowe wybrania w ścianie wewnętrznej cylindra mają przekrój poprzeczny w postaci trapezu.

Korzystnie kąt nachylenia kołków w obszarze płaszczyzny promieniowej wynosi od 30° do 15⁰, a kołki mają wybranie, którego promień jest większy od promienia ślimaka.

Według wynalazku kołki są umieszczone obracalnie wokół swojej osi o kąt wynoszący do

90°C.

W korzystnym wykonaniu zgrubienia rdzeniowe na ślimaku mają w przekroju poprzecznym kształt trapezu, a kołki mają okrągły przekrój poprzeczny.

Według wynalazku kołki są wydrążone i mają pustkę połączoną z kanałem doprowadzającym środek wyrównujący temperaturę i że kołki w obszarze płaszczyzny promieniowej są umieszczone w odstępie od siebie, który odpowiada w przybliżeniu najwyżej średnicy kołka.

W innym wykonaniu zgrubienia rdzeniowe ślimaka są zaopatrzone w uzębienie w postaci zębów piły, a głębokość uzębienia zmniejsza się w kierunku tłoczenia.

Korzystnie kołki są umieszczone w szeregu obszarach płaszczyzn promieniowych, umieszczonych jedna za drugą, patrząc w kierunku tłoczenia.

Wytłaczarka ślimakowa według wynalazku jest prosta w wytwarzaniu, ponieważ wykonanie pierścieniowych wybrań w cylindrze i zgrubień pierścieniowych na ślimaku jest od strony technicznej bezproblemowe, a kołki są umieszczone w otworach ukośnych w cylindrze wytłaczarki ślimakowej, które są prosto wytwarzane przez wiercenie. Położenie ukośne kołków powoduje z jednej strony samooczyszczanie się wytłaczarki ślimakowej na końcu fazy pracy, a z drugiej strony materiał w wytłaczarce jest przemieszczany ze ścianek ślimaka do pierścieniowych wybrań na ścianie wewnętrznej cylindra i tutaj przez kołki jest poddawany szczególnie intensywnej obróbce uplastyczniającej, przez co osiąga się dobry efekt tłoczenia w kierunku

172 892 osiowym. Przy tym bez przeprowadzenia demontażu kołków jest możliwy montaż i demontaż ślimaka. Złamanie kołków nie występuje, ponieważ kołki styczne są zamocowane z obu stron i ustalone. Ponadto wydrążone kołki umożliwiają bardzo skuteczne schładzanie środkiem wyrównującym temperaturę tłoczonej masy w obszarach, w których ona jest silnie nagrzewana.

Położenie ukośne kołków pozwala na umieszczenie znacznie więcej kołków w obszarze płaszczyzny promieniowej niż było to dotychczas możliwe. Przez dobór odstępu kołków od siebie można nastawiać na określone, żądane wartości działanie uplastyczniające wytłaczarki.

W przypadku trudno się rozpuszczających się mas, zgrubienia rdzeniowe ślimaka zaopatrzone w uzębienie wywołują działanie ścinające i tnące wytłaczanej masy na grube części co znacznie ułatwia ich wytłaczanie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania, na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku wycinek cylindra wytłaczarki z ukośnie umieszczonymi kołkami stycznymi w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - przekrój według linii A-A na fig. 1, fig. 3 - usytuowanie kołków stycznych o zmienialnej szerokości szczeliny s, fig. 4

- przekrój wzdłużny ze szczeliną s, według linii B-B na fig. 3, fig. 5 - przekrój wzdłużny według linii C-C na fig. 3, fig. 6 - rozwinięcie żebrajednozwojowego ślimakao skoku gwintu H, i ukośnie umieszczonych kołków stycznych, fig. 7 - rozwinięcie żebra z wielozwojowym ślimakiem w obszarze kołków i ukośnie umieszczonych kołków stycznych, fig. 8 - częściowy wycinek cylindra wytłaczarki z fig. 1 z kołkami umieszczonymi w kolejnych płaszczyznach, a fig. 9

- inny przykład wykonania, w którym zgrubienia rdzeniowe są zaopatrzone w uzębienie, którego głębokość zmniejsza się w kierunku tłoczenia.

W cylindrze 1 z komorami 2 wyrównującymi temperaturę znajduje się obrotowy wytłaczający ślimak 3, który posiada żebra 4 i co najmniej jedno zgrubienie rdzeniowe 5, którego średnica co najmniej w przybliżeniu odpowiada średnicy ślimaka 3. W obszarze tego zgrubienia rdzeniowego 5 cylinder 1 ma na średnicy wewnętrznej pierścieniowe wybranie 6, umieszczone także po stronie wlotu i wylotu, które służy do przyjęcia stycznych cylindrycznych kołków 7. Kolki 7 są wykonane z pustką 8, co pozwala na wyrównanie ich temperatury za pomocą doprowadzanego do nich medium o żądanej temperaturze. Kołki 7 są tak umieszczone pod kątem β do osi ślimaka 3, że ich krawędzie wewnętrzne leżą w jednej płaszczyźnie z cylindryczną powierzchnią otworu nie przedstawionego cylindra 1 (fig. 6). Zgodnie z powyższym kołki 7 przechodzą ukośnie przez obszar płaszczyzny promieniowej R, w którym znajduje się zgrubienie rdzeniowe 5 i pierścieniowe wybranie 6. Jak widać, np. z fig. 1, dzięki takiemu umieszczeniu kołków 7 ich przekrój poprzeczny ma kształt owalu. Odstęp A kołków 7 w obszarze płaszczyzny promieniowej R odpowiada w przybliżeniu średnicy d kołka 7, lub jest od niej mniejszy.

Na fig. 1 i 2 wyraźnie widać punktowe miejsca nieznacznego odstępu pomiędzy kołkami 7 a średnicą zewnętrzną ślimaka 3. Na fig. 2 jest pokazanym osiem kołków 7, jednakże są możliwe także i inne liczby kołków 7, usytuowanych w płaszczyznach działania. W obszarach przelotowych pomiędzy ośmioma kokami 7 wytłaczana masa jest mocno odkształcana, a więc intensywnie ścinana. Dzięki współdziałaniu zgrubień rdzeniowych 6 i ukośnie umieszczonych kołków 7 osiąga się efekt tłoczenia masy, który występuje podczas całego procesu wytłaczania.

Na fig. 3 do 5 kołki 7 swoimi krawędziami wewnętrznymi są przesunięte w pobliże średnicy zewnętrznej ślimaka 3, ponieważ kołki 7 częściowo są wykonane z wybraniem 10, w celu umożliwienia przej ścia obrotowego ślimaka 3. Dzięki temu osiąga się spłaszczenie o bardzo nieznacznym odstępie pomiędzy zarysem kołka 7 a zgrubieniem rdzeniowym 5 ślimaka 3, co pozwala na jeszcze intensywniejsze ścinanie wytłaczanej masy w tym obszarze.

Ukośne umieszczenie stycznych kołków 7 umożliwia ich osiowe obracanie w zakresie do 90°, przy czym częściowe wybranie 10 na kołkach 7 jest wtedy wykorzystywane dla przestawiania szerokości szczeliny s, co jest dokonywane przez obracanie kołków 7 za pomocą nie pokazanego urządzenia przestawiającego. Dzięki temu osiąga się bezstopniowe, zmiemalne podczas pracy, nastawianie intensywności uplastyczniania wytłaczanego materiału. Takie przestawianie kątowe kołków 7 przez przekręcanie wokół osi, np. 30°, maksymalnie do około 90°, jest konstrukcyjnie realizowane w znacznie łatwiejszy sposób niż przestawianie kołków promieniowych. Ukształtowanie kołków 7 jest widoczne w przekroju na fig. 4 i 5. Szerokość szczeliny s może być nastawiana zależnie od położenia kąta β od 0 do Smax.

172 892

W takiej wytłaczarce można stosować wymienne lub osiowo przesuwalne kołki 7, co pozwala na uzyskanie podobnych skutków. Za pomocą układu czujników, np. do pomiaru nacisku masy, pomiaru temperatury lub lepkości, umieszczonych na końcu ślimaka lub bezpośrednio pod obszarem z kołkami 7, można zautomatyzować nastawianie szczelin s, przez co po zabiegu wytłaczania osiąga się szczególnie jednorodne i jednakowe tłoczywo.

Na fig. 6 i 7 jest przedstawione rozwinięcie zwojów ślimaka 3 w odniesieniu do ukośnie umieszczonych kołków 7. Na fig. 6 jest pokazany jednozwojowy ślimak 3, mający uzwojenie o skoku gwintu H i średnicę D o kąt nachylenia a zwojów ślimaka, tutaj żeber 4

Na fig. 7 jest pokazany ślimak 3 z częściowym lub całkowitym wielozwojowym skokiem uzwojenia H. Kąt nachylenia kołków 7 jest oznaczony β i wynosi np. 45°. Od jego wielkości zależy ilość kołków 7 na obwodzie, przykładowo przy sześciu kołkach 7 uzyskuje się większy kąt β.

Istotna zaleta skośnie umieszczonych kołków 7 polega na tym, że w porównaniu do wytłaczarki z kołkami stycznymi, w płaszczyźnie zgrubienia rdzeniowego 5 ślimaka 3 może być umieszczonych na obwodzie więcej kołków 7, dzięki czemu kołki 7 mogą dostarczać do materiału więcej energii uplastyczniającej, to znaczy pracy ścinania do wytłaczanej masy

Kilka takich obszarów 23, 24 z ukośnie przebiegającymi kołkami 7 jest przedstawionych na fig. 8.

Na fig. 9 zgrubienia rdzeniowe 5 są wykonane z uzębieniem 20, 21, mającym w przekroju poprzecznym kształt trapezu.

Przy przerabianiu mas, których proces uplastyczniania przebiega z trudnością, istnieje możliwość wymontowania niektórych kołków 7, a na ich miejsce zamontowania kołków zużywających się podczas pracy, które rozciągają się aż do pierścieniowego wybrania ściany wewnętrznej cylindra, ale nie sięgających do pierścieniowego wybrania 6. Takie rozwiązanie znacznie ułatwia proces uplastyczniania.

172 892

FIG.3 FIG. 4-

c-c

¹⁷² 892

172 892

172 892

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wytłaczarka ślimakowa, z co najmniej jednym ślimakiem, umieszczonym w cylindrze, w którym są wykonane otwory dla umieszczonych w płaszczyznach promieniowych, i wystających do obszaru tłoczenia kołków, których osie są styczne do ściany cylindra, znamienna tym, że kołki (7) są umieszczone ukośnie w obszarach, w których ślimak (3) jest zaopatrzony w pierścieniowe zgrubienie rdzeniowe (5), a cylinder (1) w pierścieniowe wybranie (6) w ścianie wewnętrznej z tym, że długość kołków (7) jest tak dobrana, że pokrywają one sąsiadujące grzbiety żeber (4) ślimaka (3).
2. 2. Wytłaczarka według zastrz. 1, znamienna tym, że pierścieniowe wybrania (6) w ścianie wewnętrznej cylindra (1) mają przekrój poprzeczny w postaci trapezu.
3. 3. Wytłaczarka według zastrz. 1, znamienna tym, że kąt nachylenia ((3) kołków (7) w obszarze płaszczyzny promieniowej (R) wynosi od 30° do 75°.
4. 4. Wytłaczarka według zastrz. 3, znamienna tym, że kołki (7) mają wybranie (10), którego promień jest większy od promienia ślimaka (3).
5. 5. Wytłaczarka według zastrz. 4, znamienna tym, że kołki (7) są umieszczone obracalnie wokół swojej osi o kąt wynoszący do 90°C.
6. 6. Wytłaczaka według zastrz. 1, znamienna tym, że zgrubienia rdzeniowe (5) na ślimaku (3) mają w przekroju poprzecznym kształt trapezu.
7. 7. Wytłaczarka według zastrz. 4, znamienna tym, że kołki (7) mają okrągły przekrój poprzeczny.
8. 8. Wytłaczarka według zastrz. 7, znamienna tym, że kołki (7) są wydrążone i mają pustkę (8) połączoną z kanałem doprowadzającym środek wyrównujący temperaturę.
9. 9. Wytłaczarka według zastrz. 8, znamienna tym, że kołki (7) w obszarze płaszczyzny promieniowej (R) są umieszczone w odstępie (A) od siebie, który odpowiada w przybliżeniu najwyżej średnicy (d) kołka (7).
10. 10. Wytłaczarka według zastrz. 1, znamienna tym, że zgrubienie rdzeniowe (5) ślimaka (3) jest zaopatrzone w uzębienie (20, 21) w postaci zębów piły.
11. 11. Wytłaczarka według zastrz. 10, znamienna tym, że głębokość uzębienia (20, 21) zmniejsza się w kierunku tłoczenia (25).
12. 12. Wytłaczarka według zastrz. 1, znamienna tym, że kołki (7) są umieszczone w szeregu obszarach płaszczyzn promieniowych (R), umieszczonych jedna za drugą, patrząc w kierunku tłoczenia (25).