RU2531187C1

RU2531187C1 - Extruder for processing of thermoplastic materials

Info

Publication number: RU2531187C1
Application number: RU2013117220/05A
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Иванов; Игорь Васильевич Брехов; Иван Дмитриевич Шеврикуко; Ирина Петровна Иванова; Наиль Гумерович Ибрагимов; Энсар Халиуллович Афиатуллов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт полимерных материалов"
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-10-20
Also published as: RU2013117220A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: extruder for processing of thermoplastic materials includes the body, forming tool, frame, drive and working member - two serrated rotors installed with a clearance. And along the rotor teeth hollows the groove rectangular cross-section grooves are cut, and the tooth tip is made with angular shoulder, one of the sides of which is located in a plane of symmetry of the teeth.

EFFECT: decrease of reflux of power mass through the clearance in a toothing of rotors, ensuring of stable pressure in a pressing zone of extruder and improvement of stability of its operation at a rated output.

3 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для переработки термопластичных материалов, а именно к оборудованию для фаз гомогенизации и прессования.The invention relates to equipment for the processing of thermoplastic materials, and in particular to equipment for the phases of homogenization and pressing.

Экструдер может быть использован при производстве на указанных фазах взрывчатых веществ любых типов.The extruder can be used in the production of explosives of any type at these phases.

Известным устройством, применяемым для целей гомогенизации и прессования порохов и топлив, являются шнек-пресс, конструкция и принцип работы которого изложены в книге Л.А. Смирнова «Оборудование для производства баллиститных порохов по шнековой технологии и зарядов из них», Москва, 1992 г., с.72 и 114-117.A well-known device used for the homogenization and pressing of powders and fuels are a screw press, the design and principle of operation of which are described in the book of L.A. Smirnova “Equipment for the production of ballistic powders by screw technology and charges from them”, Moscow, 1992, p. 72 and 114-117.

Он состоит из стального корпуса с запрессованной в него динамически ослабленной бронзовой втулкой, в которой вращается шнек-винт. На выходе к корпусу крепится формующая решетка, если шнек-пресс используется как гомогенизатор.It consists of a steel case with a dynamically weakened bronze sleeve pressed into it, in which the screw-screw rotates. At the outlet, a forming grid is attached to the housing if the screw press is used as a homogenizer.

Недостатком аналога является то, что в шнек-прессе в замкнутом состоянии находится объем пороха, обладающий большим разрушительным потенциалом и опасностью для людей, а также динамически ослабленная втулка, призванная исключить взрыв, будучи сложной конструктивно, весьма затратив при изготовлении. При этом ее расчетные и прочностные характеристики не проверяются натурными испытаниями.The disadvantage of the analogue is that in the screw press in a closed state there is a volume of gunpowder, which has great destructive potential and danger to people, as well as a dynamically weakened sleeve, designed to exclude an explosion, being structurally complex, very costly to manufacture. At the same time, its design and strength characteristics are not verified by field tests.

Наиболее близким аналогом-прототипом заявленного устройства является «Экструдер для переработки баллиститных порохов и топлив» по патенту RU №2451003.The closest analogue to the prototype of the claimed device is an "Extruder for the processing of ballistic powder and fuels" according to patent RU No. 2451003.

Экструдер выполнен в виде двух размещенных в открытом корпусе зубчатых роторов, установленных на параллельных валах с зазором, исключающим контакт в зубчатом зацеплении.The extruder is made in the form of two gear rotors located in an open housing mounted on parallel shafts with a gap that excludes contact in the gearing.

Недостатком прототипа является то, что при высоком давлении в прессующей зоне пороховая масса по зазору в зубчатом зацеплении перетекает частично в зону загрузки, создавая обратный поток, тем самым понижая давление в прессующей зоне до уровня, недостаточного для процесса гомогенизации и прессования.The disadvantage of the prototype is that at high pressure in the pressing zone, the powder mass in the gap in the gear mesh partially flows into the loading zone, creating a reverse flow, thereby lowering the pressure in the pressing zone to a level insufficient for the homogenization and pressing process.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в усовершенствовании конструкции роторов, позволяющем ограничить обратный поток пороховой массы через зазор в их зубчатом зацеплении.The problem to which the invention is directed is to improve the design of the rotors, which allows to limit the reverse flow of the powder mass through the gap in their gear engagement.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении в прессующей зоне стабильного давления, необходимого для проведения процесса гомогенизации и прессования пороховой массы.The technical result obtained as a result of the implementation of the invention is to provide a stable pressure in the pressing zone necessary for the homogenization and pressing of the powder mass.

Для достижения указанного технического результата предлагается использовать экструдер для переработки термопластичных материалов, состоящий из корпуса, формующего инструмента, рамы, привода и рабочего органа в виде двух зубчатых роторов, установленных с зазором. Вдоль впадин зубьев роторов нарезаны канавки прямоугольного сечения, а вершина зуба выполнена с уступом в виде уголка, одна из сторон которого расположена в плоскости симметрии зуба.To achieve the specified technical result, it is proposed to use an extruder for processing thermoplastic materials, consisting of a body, a forming tool, a frame, a drive, and a working body in the form of two gear rotors installed with a gap. Grooves of rectangular section are cut along the hollows of the teeth of the rotors, and the top of the tooth is made with a ledge in the form of a corner, one of the sides of which is located in the plane of symmetry of the tooth.

Сущность предлагаемого экструдера поясняется фигурами. The essence of the proposed extruder is illustrated by figures.

На фиг.1 показан поперечный разрез экструдера, где корпус 1, с закрепленным на нем бункером 2, установлен на раме 3. Внутри корпуса на параллельных валах 4 расположен рабочий орган экструдера в виде двух зубчатых роторов 5. Снизу к корпусу крепится сменный формующий инструмент 6.Figure 1 shows a cross section of the extruder, where the housing 1, with a hopper 2 mounted on it, is mounted on the frame 3. Inside the housing on the parallel shafts 4 is located the working body of the extruder in the form of two gear rotors 5. A removable forming tool 6 is attached to the bottom of the housing .

Полость А - загрузочная зона;Cavity A - loading zone;

полость Б - каналы пластической деформации;cavity B - channels of plastic deformation;

полость В - прессующая зона.cavity B is the pressing zone.

На фиг.2 показано зубчатое зацепление роторов с зазором Г между ними; на фиг.3 - конструктивное решение зубчатого зацепления, где Д - канавка во впадине зуба, Е - уступ при вершине зуба. Экструдер работает следующим образом.Figure 2 shows the gearing of the rotors with a gap G between them; figure 3 is a constructive solution of the gearing, where D is the groove in the tooth cavity, E is the ledge at the top of the tooth. The extruder operates as follows.

Пороховая масса в виде гранул, разогретая до требуемой температуры, поступает в бункер 2 (фиг.1) и из него самотеком в загрузочную зону А корпуса 1, где гранулы заполняют впадины зубьев роторов 5. Вращающиеся роторы захватывают гранулы, увлекают их в криволинейные клиновые каналы Б, где происходит сжатие гранул и их пластическая деформация. При дальнейшем вращении пороховая масса попадает в прессующую зону В, расположенную между началом зубчатого зацепления роторов 5 и формующим инструментом 6, где создается давление для обеспечения полной ее гомогенизации. Под действием давлений масса течет по каналам формующего инструмента 6, но одновременно и в виде обратного потока по зазору Г (фиг.2) в зубчатом зацеплении в загрузочную зону.The powder mass in the form of granules, heated to the required temperature, enters the hopper 2 (Fig. 1) and from it by gravity to the loading zone A of the housing 1, where the granules fill the cavities of the teeth of the rotors 5. Rotating rotors capture the granules and carry them into curved wedge channels B, where there is a compression of the granules and their plastic deformation. With further rotation, the powder mass falls into the pressing zone B, located between the beginning of the gearing of the rotors 5 and the forming tool 6, where pressure is created to ensure its complete homogenization. Under the action of pressure, the mass flows through the channels of the forming tool 6, but at the same time in the form of a reverse flow along the gap G (Fig. 2) in gear engagement into the loading zone.

Прямоугольные канавки Д (фиг.3) во впадинах зубьев и уступы Е при их вершинах создают сопротивление течению обратного потока. В них пороховая масса задерживается с постепенным обновлением, повышая силу трения, т.к. коэффициент трения пороха по металлу не превышает 2, а коэффициент трения пороха по пороху достигает значений около 12. Таким образом, уменьшение обратного потока по зазору в зацеплении способствует обеспечению в прессующей зоне стабильного давления, необходимого для проведения процесса гомогенизации и прессования пороховой массы, а следовательно, более устойчивой работе экструдера с расчетной производительностью.Rectangular grooves D (figure 3) in the dents of the teeth and ledges E at their vertices create resistance to the flow of the reverse flow. In them, the powder mass is delayed with a gradual renewal, increasing the friction force, because the coefficient of friction of gunpowder on metal does not exceed 2, and the coefficient of friction of gunpowder on gunpowder reaches values of about 12. Thus, a decrease in the reverse flow in the meshing gap contributes to ensuring the stable pressure in the pressing zone necessary for the homogenization and pressing of the powder mass, and therefore , more stable operation of the extruder with a design capacity.

Конструктивное решение зубчатого зацепления обеспечит повышенный уровень безопасности в производстве термопластичных веществ на фазах гомогенизации и прессования.The design of gearing will provide an increased level of safety in the production of thermoplastic substances in the phases of homogenization and pressing.

В настоящие время данное техническое предложение проверяется в условиях опытного цеха ОАО «НИИПМ».At present, this technical proposal is being tested in the conditions of the experimental workshop of NIIPM OJSC.

Claims

An extruder for processing thermoplastic materials, including a housing, a forming tool, a frame, a drive, and a working body in the form of two gear rotors installed with a gap, characterized in that along the hollows of the rotor teeth, rectangular grooves are cut and the tooth top is made with a ledge in the form of a corner , one of the sides of which is located in the plane of symmetry of the tooth.