EA014595B1 - Матричная плита со сплошной поверхностью - Google Patents

Abstract

Матричная плита со сплошной поверхностью для подводного гранулятора включает в себя держатель, или крепежную планку, с круглым пазом для удерживания твердого износостойкого элемента из обладающего высокой износостойкостью материала, в котором находятся отверстия экструзионных каналов для продавливания полимера. Матричная плита со сплошной поверхностью позволяет устранить необходимость в наличии изолирующего материала или заглушки в центре матричной плиты, а также посредством заделывания твердого износостойкого элемента в держатель защищает кромки твердого износостойкого элемента, обеспечивая более длительный срок его службы.

Description

Данная заявка испрашивает приоритет на основании заявки № 60/800030, поданной 15 мая 2006 г. и находящейся на рассмотрении.

Область техники

Настоящее изобретение относится к области подводных грануляторов, а более конкретно - к экструзионной матричной плите со сплошной поверхностью для подводного гранулятора.

Описание предшествующего уровня техники

Известные подводные грануляторы включают в себя экструзионную матрицу, или матричную плиту, снабженную экструзионными каналами, проходящими сквозь нее, через которые выдавливают расплавленный полимер. Ступица режущего инструмента с ножами вращается и обращена к поверхности плиты экструзионной матрицы таким образом, чтобы разрезать нити полимера на гранулы. Водяная камера с впускным и выпускным каналами для воды обеспечивает циркуляцию воды для охлаждения и отверждения экструдированного полимера, что позволяет ножам на ступице режущего инструмента разрезать нити на гранулы. Вода, циркулирующая через водяную камеру, также увлекает гранулы в смесь воды с гранулами, выходящую через выпускной канал водяной камеры.

Известной практикой является обеспечение выемки в рабочей поверхности плиты экструзионной матрицы и размещение в выемке изолирующего материала, чтобы уменьшить теплопередачу от плиты экструзионной матрицы и продавливаемого сквозь экструзионные каналы полимера воде, циркулирующей по водяной камере. Изолирующий материал, вставляемый в выемку, обычно представляет собой прокладку, установленную с помощью подходящей мастики, клея и т. п. и покрытую тонкой металлической пластиной в выемке. Тонкая пластина прикреплена к матричной плите соответствующими крепежными элементами, чтобы удерживать изолирующий материал на его месте в выемке. Изолирующий материал подвергается существенному разрушению из-за температур в выемке, и в некоторых случаях не может эффективно изолировать центральную область выемки в поверхности матрицы. Неэффективная изоляция может привести к избыточному охлаждению расплавленного полимера при продавливании его через экструзионные каналы, что вызывает замерзание расплавленного полимера у поверхности матрицы.

Одним из решений данной проблемы является обеспечение изолирующей заглушки в виде круглой планки, которая, по существу, заполняет выемку в поверхности матрицы, как указано в патенте США № 6824371, все описание изобретения которого включено в данный документ целиком и полностью, в виде ссылки. Круглая планка, описанная в патенте '371, в нашем случае называемая заглушкой, заменяющей уплотняющую прокладку (СЕР - дакке! ейтшаЮг р1ид), уменьшает теплопередачу от расплавленного полимера, продавливаемого сквозь каналы в плите экструзионной матрицы, к воде, циркулирующей по водяной камере подводного гранулятора, и, более того, не подвергается ухудшению или разрушению в отличие от обычных средств изоляции.

Допуск между СЕР, согласно патенту '371, или обычными изолирующими материалами и поверхностью матрицы очень мал. Поэтому поверхность матрицы легко повредить при установке или удалении СЕР в процессе регулярного технического обслуживания. Проблема состоит в том, что СЕР относительно дорога в изготовлении, и, кроме того, для ее корректной работы требуется жесткий допуск внутри матрицы.

Сущность изобретения

Для решения известных проблем, связанных со способами изоляции в предшествующем уровне техники, настоящим изобретением обеспечена матричная плита со сплошной поверхностью для подводного гранулятора. Матричная плита со сплошной поверхностью включает в себя основание матричной плиты и корпус съемного матричного вкладыша. Корпус матричного вкладыша содержит со стороны режущей поверхности плиты со сплошной поверхностью, состоящий из держателя, или крепежной планки, с твердым износостойким элементом (или элементами), окружающим экструзионные каналы матрицы. Держатель выполнен как единое целое и имеет круглый в общем случае паз для удерживания твердого износостойкого элемента. Держатель удерживает твердый износостойкий элемент, установленный в пазу, обеспечивает ему опору и защищает.

Матричная плита со сплошной поверхностью прикреплена к корпусу матричного вкладыша таким образом, что находится в контакте с ножами режущего инструмента и с водой, протекающей через закрытую зону резания. Благодаря тому, что его поверхность сплошная, матричная плита препятствует просачиванию воды, протекающей через зону резания, за матричной плитой, а также препятствует просачиванию расплавленного полимера, расположенного за матричной плитой, в зону резания.

Следовательно, целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхностью для подводного гранулятора, в котором твердый износостойкий элемент матричной плиты удерживается и защищается держателем цельной конструкции, и опирается на него же.

Другой целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхностью, позволяющей устранить необходимость в заглушке для замены уплотняющей прокладки или в изолирующих материалах, необходимых в случаях с обычными конструкциями матричной плиты с открытым центром. Данная конструкция со сплошной поверхностью также позволяет устранить необходимость в изолирующих отверстиях и отверстиях под болты передней конусообразной детали.

Другой целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхно

- 1 014595 стью, позволяющей избавиться от требований по замене изоляции или других потребностей в техническом обслуживании, связанных с центром матрицы.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание цельного держателя, защищающего твердый износостойкий элемент матричной плиты, особенно ее кромки, при этом твердый износостойкий элемент установлен в держателе заподлицо.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхностью, позволяющей более быструю замену матрицы при переходе от одних гранулируемых изделий к другим.

Еще одна цель настоящего изобретения - обеспечить матричную плиту со сплошной поверхностью, которая может быть неразъемным или разъемным образом прикреплена к корпусу матричного вкладыша, при этом разъемное крепление позволяет собирать один и тот же корпус матричного вкладыша с многими матричными плитами со сплошной поверхностью. Разъемное крепление также позволяет снизить денежные и временные затраты, так как менять нужно только матричную плиту со сплошной поверхностью, а не весь корпус матричного вкладыша.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхностью, уменьшающей теплопередачу от расплавленного полимера и корпуса подводного гранулятора к воде, циркулирующей по водяной камере, связанной со ступицей режущего инструмента, ножами режущего инструмента и поверхностью матрицы.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание матричной плиты со сплошной поверхностью для подводного гранулятора, который может быть изготовлен с помощью обычных технологических процессов, имеет простую конструкцию и прост в использовании, т. е. обеспечить экономически оправданное, долговечное и относительно надежное в работе устройство.

Все это вместе с другими целями и преимуществами, которые станут более ясны впоследствии, содержится в более подробном описании деталей конструкции и принципа работы, а также в формуле изобретения, выполненных со ссылками на прилагаемые чертежи, составляющие часть описания и формулы, причем одинаковые номера ссылочных позиций относятся к аналогичным деталям на протяжении всего документа.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - частичный вид в разрезе поводного гранулятора, иллюстрирующий плиту со сплошной поверхностью, установленный в корпусе матричного вкладыша согласно настоящему изобретению.

Фиг. 2 - фотоснимок, на котором представлен общий вид корпуса матричного вкладыша и плиты со сплошной поверхностью в соответствии с фиг. 1.

Фиг. 3 - вид спереди корпуса матричного вкладыша и плиты со сплошной поверхностью, представленных на фиг. 2.

Фиг. 4 - вид сзади корпуса матричного вкладыша и плиты со сплошной поверхностью, представленных на фиг. 2.

Фиг. 5 - вид в разрезе по линии А-А на фиг. 4.

Фиг. 6 - вид в разрезе по линии В-В на фиг. 5.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

В описании предпочтительного варианта осуществления изобретения, проиллюстрированного на чертежах, из соображений ясности будет использована конкретная специальная терминология. Однако изобретение не ограничивается выбранными с этой целью специальными терминами, и следует понимать, что каждый конкретный термин охватывает под собой все технические эквиваленты, функционирующие аналогичным образом для достижения аналогичной цели.

Фиг. 1 иллюстрирует подводный гранулятор, включающий в себя матричную плиту со сплошной поверхностью согласно настоящему изобретению, в общем и целом обозначенный поз. 10, установленный в корпусе экструдера, в общем и целом обозначенном поз. 12. Корпус 12 включает в себя впускной канал 14, в который поступает расплавленный полимер из расположенного выше по потоку оборудования. Поток расплавленного полимера разветвляется при помощи передней конусообразной детали 16 и проходит через множество экструзионных каналов в матричной плите 10. Матричная плита 10 предпочтительно снабжена радиальными нагревательными элементами 22, продолжающимися внутрь от ее периферии, и множеством отверстий 24, в которых размещаются болты 26, ввинченные в резьбовые отверстия 28 в корпусе 12.

Матричная плита 10 со сплошной поверхностью может быть цельной, а может, как показано на фиг. 1, предпочтительно включать в себя основание 21 матричной плиты и установленный в нем съемный корпус 30 матричного вкладыша. В любом случае матричная плита 10 со сплошной поверхностью снабжена соединительной поверхностью 32 с нижней по потоку стороны. На соединительной поверхности 32 установлена плита со сплошной поверхностью, в общем и целом обозначенная поз. 34, включающей в себя держатель 36 и твердый износостойкий элемент 38. Матричная плита 10 со сплошной поверхностью также включает в себя отверстие 40 для крепежного элемента 42, используемого для фиксации конусообразной детали 16 на матричной плите 10. В варианте осуществления, представленном на фиг. 1, отверстие 40 выполнено в участке корпуса 30 матричного вкладыша матричной плиты 10 со сплошной по

- 2 014595 верхностью.

Водяная камера, в общем и целом обозначенная поз. 50, имеющая вид полого корпуса, включает в себя фланец 52, прикрепленный к матричной плите 10 и корпусу 12 болтами 26. Уплотнительная прокладка 27 обеспечивает водонепроницаемое уплотнение между матричной плитой 10, держателем 36 и водяной камерой 50.

Водяная камера 50 включает в себя впускной канал 54 для воды, выпускной канал 56 для смеси воды и гранул, а также фланец 58, связанный с аналогичным фланцем на узле привода (не показанном на чертеже). Вода, циркулирующая через водяную камеру, охлаждает и отверждает полимер и увлекает гранулы в смесь воды с гранулами, чтобы выпустить их через выпускной канал 56. Другие стандартные компоненты, связанные с водяной камерой и гранулятором, такие как вал привода, ступица режущего инструмента и ножи режущего инструмента для разрезания нитей полимера, продавливаемых через каналы 18, на гранулы, не показаны, но имеют обычную конструкцию и работают общеизвестным способом, выдавливая расплавленный полимер через экструзионные отверстия 18 в матричной плите 10 со сплошной поверхностью, что хорошо известно специалистам обычной квалификации в данной области техники.

Как показано на фиг. 2, плита 34 со сплошной поверхностью включает в себя твердый износостойкий элемент 38, установленный внутри держателя 36, расположенный заподлицо с матричным вкладышем 30 и может быть прикреплен к нему сваркой, пайкой или другим подобным способом. Положение твердого износостойкого элемента 38, в котором он заглублен внутрь держателя 36, защищает кромки 60 (см. фиг. 5 и 6) твердого износостойкого элемента 38, препятствуя их повреждению. Цельная конструкция держателя 36 также устраняет необходимость в изолирующей пластине или СЕР, подобной описанной в патенте '371. Учитывая стоимость изготовления СЕР, это экономит пользователю затраты.

Корпус матричного вкладыша 30 обычно изготавливают из углеродистой стали, в то время как твердый износостойкий элемент 38 изготавливают из материала высокой износостойкости, такого как карбид вольфрама. В предпочтительной конструкции держатель 36 изготовлен из сплава железа с никелем, такого как НАЗТЕББОУ С-276 или ΙΝνΑΚ. 36. Как показано на фиг. 2, твердый износостойкий элемент 38 может быть выполнен в виде твердого кольца из карбида вольфрама или в качестве альтернативы может состоять из множества плиток из карбида вольфрама. В общем случае, матрицы малого размера изготавливают с кольцом со сплошной поверхностью, тогда как при конструировании матриц большего размера используют плитки.

Как показано на виде сзади, представленном на фиг. 3, выполненные механообработкой выступы 70 в матричном вкладыше 30, как воронки, пропускают продавливаемый материал к соединительной поверхности 32 и к верхней по потоку стороне плиты 34 со сплошной поверхностью. В сплошной центральной плите 70 просверлено отверстие 40, в котором нарезана внутренняя резьба, для соединения передней конусообразной детали 16 с матричной плитой 10. Корпус матричного вкладыша 30 имеет фланец, снабженный отверстиями 74 для крепления матричного вкладыша 30 к основанию 21 матричной плиты с помощью крепежных элементов 75.

Вид спереди плиты 34 со сплошной поверхностью, сцепленной с матричным вкладышем 30, с выходными отверстиями 19 множества экструзионных каналов 18, представлен на фиг. 4. Виды в разрезе матричного вкладыша 30 с плитой 34 со сплошной поверхностью представлены на фиг. 5 и 6.

Помимо припаивания на корпус матричного вкладыша 30 плита 34 со сплошной поверхностью согласно настоящему изобретению также может быть прикреплен болтами. В данном варианте осуществления крепежные элементы, такие как винты с головкой под ключ, установлены в раззенкованные отверстия, предусмотренные во внутренней поверхности твердого износостойкого элемента (не показанного на чертеже). В данной конструкции плиты 34 со сплошной поверхностью является сменным и может быть заменен отдельно от матричного вкладыша 30, что приводит к экономии затрат для потребителя. Потребитель также может использовать один и тот же корпус матричного вкладыша с многими держателями, что обеспечивает преимущество с точки зрения технического обслуживания в промежутках между заменой изделий.

Плита 34 со сплошной поверхностью согласно настоящему изобретению позволяет устранить необходимость в изолирующей пластине или СЕР. Это приводит к исключению трех просверленных отверстий с внутренней резьбой, а также соответствующих болтов, которые могут подвергнуться эрозии и сломаться. Также нет необходимости в изолирующем герметике холодного отверждения (ΚΤν). Следовательно, уменьшается время технического обслуживания и повышается безопасность оператора.

Плита 34 со сплошной поверхностью может быть дополнительно снабжена отверстием для индикации предела износа, которое показывает оставшееся время службы твердого износостойкого элемента до полного износа. Данное отверстие может быть выполнено в держателе таким образом, что при максимальном стирании матричной плиты оно оказывается на поверхности.

Claims (13)

1. Матричная плита (10) для экструдирования полимера в подводном грануляторе, содержащая

- 3 014595 множество экструзионных каналов (18), через которые полимер продавливают к выходным отверстиям (19) упомянутых экструзионных каналов (18), отличающаяся тем, что плита (34) со сплошной поверхностью жестко прикреплена к соединительной поверхности (32) на нижней по потоку стороне матричной плиты, причем плита со сплошной поверхностью покрывает центральную часть упомянутой нижней по потоку стороны и образует упомянутое множество выходных отверстий экструзионных каналов, а также плита со сплошной поверхностью включает в себя держатель (36) и твердый износостойкий элемент (38), установленный внутри держателя и окружающий упомянутые выходные отверстия.

2. Матричная плита по п.1, причем упомянутая матричная плита (10) включает в себя основание (21) матричной плиты, имеющей центрально расположенные сквозные отверстия, и корпус матричного вкладыша (30), установленный в отверстии упомянутого основания.

3. Матричная плита по п.2, в которой упомянутая плита (34) со сплошной поверхностью расположена заподлицо с кромками нижней по потоку стороны корпуса матричного вкладыша (30).

4. Матричная плита по п.1, в которой держатель имеет цельную конструкцию и проходит по центральной области плиты со сплошной поверхностью.

5. Матричная плита по п.1, в которой упомянутый держатель жестко прикреплен к соединительной поверхности.

6. Матричная плита по п.2, в которой держатель приклеен к соединительной поверхности нижней по потоку стороны корпуса матричного вкладыша.

7. Матричная плита по п.1, в которой упомянутый твердый износостойкий элемент (38) заделан в упомянутый держатель (36) и расположен заподлицо с ним таким образом, что кромки твердого износостойкого элемента защищены от износа держателем.

8. Матричная плита по п.1, в которой упомянутый твердый износостойкий элемент (38) изготовлен из карбида вольфрама, а упомянутый держатель (36) - из сплава железа с никелем.

9. Матричная плита по п.1, в которой упомянутые выходные отверстия (19) упомянутых экструзионных каналов (18) расположены с интервалом по периметру упомянутой плиты со сплошной поверхностью, при этом центральная область данной плиты, окруженная данными выходными отверстиями, является сплошной.

10. Матричная плита по п.2, в которой упомянутый корпус матричного вкладыша является съемным.

11. Матричная плита по п.2, в которой упомянутая плита со сплошной поверхностью прикреплена к корпусу матричного вкладыша.

12. Матричная плита по п.2, в которой упомянутые выше по потоку и ниже по потоку поверхности упомянутого матричного вкладыша, по существу, расположены заподлицо выше по потоку и ниже по потоку поверхностями упомянутого основания матричной плиты, соответственно, когда корпус матричного вкладыша установлен внутри упомянутого основания.

13. Матричная плита по п.1 в комбинации с подводным гранулятором, имеющим корпус, вращающийся вал, установленный в корпусе, приводной механизм для приведения в движение вала и узла режущих полотен на одном из концов вала для взаимосвязи с упомянутой плитой (34) со сплошной поверхностью с целью разрезания экструдируемого полимера на гранулы на нижней по потоку стороне упомянутого корпуса.