RU2635866C1 - Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation - Google Patents

Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2635866C1
RU2635866C1 RU2016126666A RU2016126666A RU2635866C1 RU 2635866 C1 RU2635866 C1 RU 2635866C1 RU 2016126666 A RU2016126666 A RU 2016126666A RU 2016126666 A RU2016126666 A RU 2016126666A RU 2635866 C1 RU2635866 C1 RU 2635866C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
worm
screw
turns
axis
wheels
Prior art date
Application number
RU2016126666A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Евсеевич Перельман
Original Assignee
Владимир Евсеевич Перельман
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Евсеевич Перельман filed Critical Владимир Евсеевич Перельман
Priority to RU2016126666A priority Critical patent/RU2635866C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635866C1 publication Critical patent/RU2635866C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/425—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders using three or more screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/435—Sub-screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/24—Extrusion presses; Dies therefor using screws or worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
    • B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
    • B30B9/14—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing operating with only one screw or worm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: device contains a housing with a cylindrical path in which a screw is located. The worm screw turns in at least one portion of the screw are in the form of turns of a worm and are engaged with at least one group of worm gears. The group includes at least two worm gears. The discrete material is fed along the cylindrical path. A deformation effect is provided on the material enclosed in the grooves between the screw turns and the teeth of the worm gears during their engagement with the screw turns.
EFFECT: high compression stresses are created in the deformation processing zone of the material and a high degree of shear deformation is provided in one pass of the material through this zone.
14 cl, 14 dwg

Description

Группа изобретений относится к атомной, металлургической, горной, машиностроительной и пищевой промышленности и может быть использована в производстве мастербача (композитов), заготовок и изделий из композиционных дискретных материалов различной дисперсности, а также для отжима масла из растительного сырья путем экструзии этих материалов с использованием шнекового пресса.The group of inventions relates to the nuclear, metallurgical, mining, engineering and food industries and can be used in the production of masterbatch (composites), blanks and products from composite discrete materials of various dispersion, as well as for the extraction of oil from plant materials by extrusion of these materials using a screw press.

Известны способы и устройства, осуществляющие подобные виды деформационной обработки дискретных материалов на одношнековых прессах (см., например, RU 2214917 С1, опубл. 27.10.2003), в которых реализуются высокие степени деформационной обработки шихт, однако они имеют ограничения по давлениям (не более 20-50 МПа) и степени деформации (до 1000%), при которых идет обработка материала.Known methods and devices that carry out similar types of deformation processing of discrete materials on single-screw presses (see, for example, RU 2214917 C1, publ. 10/27/2003), in which high degrees of deformation processing of the charge are realized, however, they have pressure limitations (no more 20-50 MPa) and the degree of deformation (up to 1000%) at which the material is being processed.

Известны также способы деформационной обработки материалов на двухшнековых прессах, использующих для сжатия и деформации дискретных сред кулачковые механизмы и косозубые цилиндрические передачи, в межконтактном пространстве которых давления могут превышать 50 МПа (см., например, RU 2214917 С1, опубл. 27.10.2009). Однако накопленные деформации сдвига при прохождении материала через такие зоны относительно невелики. Поэтому материал в длинных трактах (1/d≈20-60) подвергают таким воздействиям многократно, при этом величина давления сжатия материала ограничивается жесткостью валов по деформациям изгиба, что, в частности, следует учитывать при расчете дозировки перерабатываемых шихт.There are also known methods of deformation processing of materials on twin-screw presses, which use cam mechanisms and helical gears for compression and deformation of discrete media, in the intercontact space of which pressures can exceed 50 MPa (see, for example, RU 2214917 C1, publ. 10.27.2009). However, the accumulated shear deformations during the passage of the material through such zones are relatively small. Therefore, the material in long paths (1 / d≈20-60) is subjected to such influences many times, while the magnitude of the compression pressure of the material is limited by the bending stiffness of the shafts, which, in particular, should be taken into account when calculating the dosage of the processed blends.

Известны также планетарные экструдеры, состоящие из приводного центрального шнека, вокруг которого вращаются пассивные «планетарные» шнеки, находящиеся в зацеплении и с зубьями, расположенными на внутренней поверхности корпуса пресса. Наиболее близким к предложенному устройству является планетарный зубчатый экструдер, содержащий зубчатый цилиндр с внутренними косыми зубьями, соосный с ним центральный вал с наружными косыми зубьями и сателлиты, каждый из которых образует зубчатое зацепление с зубчатым цилиндром корпуса и зубчатое зацепление с центральным валом, в каждом из которых зазоры между рабочими поверхностями зубчатых пар могут уменьшаться от входа экструдера к его выходу (см. RU 2071914 С1, опубл. 20.01.1997).Also known are planetary extruders, consisting of a drive central screw, around which passive "planetary" screws rotate, meshing and with teeth located on the inner surface of the press housing. Closest to the proposed device is a planetary gear extruder containing a gear cylinder with internal oblique teeth, a central shaft coaxial with the external oblique teeth and satellites, each of which forms gear engagement with the gear cylinder of the housing and gear engagement with the central shaft, in each of which the gaps between the working surfaces of the gear pairs can decrease from the inlet of the extruder to its outlet (see RU 2071914 C1, publ. 01.20.1997).

В этом компаундирующем экструдере для обеспечения необходимого качества смешения составляющих материал компонент при давлениях сжатия, величина которых ограничена зазорами в используемом планетарном зубчатом зацеплении и зазорами между сателлитами, многократно перемешивают и перетирают проходящую через тракт шихту. К недостаткам таких машин кроме ограниченных величин давлений сжатия в обрабатываемом материале следует отнести сложность конструкции и высокие требования к точности изготовления элементов конструкции, а также жесткие требования к дозировке количества перерабатываемых шихт.In this compounding extruder, in order to ensure the required quality of mixing the components constituting the material at compression pressures, the value of which is limited by the gaps in the used planetary gearing and the gaps between the satellites, they repeatedly mix and grind the charge passing through the path. The disadvantages of such machines, in addition to the limited values of compression pressures in the processed material, include the complexity of the design and high requirements for the accuracy of manufacturing structural elements, as well as stringent requirements for the dosage of the number of processed blends.

Задачей изобретения является обеспечение возможности получения однородных по структуре и составу порошков и гранул материалов с требуемым уровнем дисперсности композиционных дискретных сред, а также высокие уровни отжима жидкостей и газов из межчастичного пространства пористых дискретных сред и переходу их в компактное состояние.The objective of the invention is to provide the possibility of obtaining uniform in structure and composition of powders and granules of materials with the required level of dispersion of composite discrete media, as well as high levels of extraction of liquids and gases from the interparticle space of porous discrete media and their transition to a compact state.

Техническим результатом изобретения является возможность при низких давлениях в шнековом канале создавать в зоне деформационной обработки материала напряжения сжатия до 100 и более МПа и за один проход материала через эту зону обеспечить степень его сдвиговой деформации от нескольких тысяч до десяти тысяч процентов, что обеспечивает высокую степень измельчения (истирание) входящих в материал структурных элементов, гомогенное распределение составляющих композицию материалов и проведение твердофазных химических реакций, а также обеспечивает высокую степень отжима жидкости и газов из пористых дискретных сред.The technical result of the invention is the possibility at low pressures in the screw channel to create compressive stresses of up to 100 or more MPa in the zone of material deformation processing and to provide a degree of shear deformation from several thousand to ten thousand percent in one pass of the material, which ensures a high degree of grinding (abrasion) of structural elements included in the material, a homogeneous distribution of the materials making up the composition, and carrying out solid-phase chemical reactions, as well as Chiva high degree of spin fluid and gases from the porous discrete media.

Технический результат достигается способом деформационной обработки дискретных сред, включающим подачу материала по цилиндрическому каналу с помощью вращающегося шнека, по меньшей мере, в одну сегментированную зону деформационной обработки, состоящую, по меньшей мере, из двух сегментов, в каждом из которых имеет место зацепление соответствующего червячного колеса с витками шнека, имеющими профиль червяка, а оси всех червячных колес, образующих одну сегментированную зону, расположены с равным угловым шагом вокруг оси шнека в одной плоскости, ортогональной к его оси, с обеспечением деформационного воздействия на материал, заключенный в канавках между витками шнека, зубьями червячных колес в процессе их зацепления с витками шнека-червяка.The technical result is achieved by a method of deformation processing of discrete media, including feeding material through a cylindrical channel using a rotating screw, into at least one segmented zone of deformation processing, consisting of at least two segments, in each of which there is an engagement of the corresponding worm wheels with screw turns having a worm profile, and the axes of all the worm wheels forming one segmented zone are located with equal angular pitch around the screw axis in one plane bone orthogonal to its axis, providing a deformation effect on the material enclosed in the grooves between the turns of the screw, the teeth of the worm wheels in the process of their engagement with the turns of the screw-worm.

В одном частном случае подачу материала осуществляют в сегментированную зону деформационной обработки, сегменты которой образуют замкнутую кольцевую зону.In one particular case, the supply of material is carried out in a segmented zone of deformation processing, the segments of which form a closed annular zone.

В другом частном случае подачу материала осуществляют последовательно в две или более сегментированные зоны деформационной обработки, которые смещены относительно друг друга вдоль оси шнека и вокруг оси шнека таким образом, что в проекции на плоскость, ортогональную оси шнека, они образуют замкнутое кольцо.In another particular case, the supply of material is carried out sequentially in two or more segmented zones of deformation processing, which are offset relative to each other along the axis of the screw and around the axis of the screw so that in a projection onto a plane orthogonal to the axis of the screw, they form a closed ring.

Целесообразно перемещение материала относительно шнека обеспечивать с помощью по меньшей мере одного червячного колеса, зубья которого входят в зацепление с витками шнека, имеющими профиль витков червяка, с вхождением зубьев червячного колеса в винтовые канавки шнека на глубину, равную двум модулям червячного зацепления.It is advisable to move the material relative to the screw using at least one worm wheel, the teeth of which mesh with the turns of the screw having the profile of the turns of the worm, with the teeth entering the worm wheel in the screw grooves of the screw to a depth equal to two modules of the worm gearing.

Технический результат также достигается устройством для деформационной обработки дискретных сред, содержащим корпус с цилиндрическим трактом, в котором расположен шнек, витки которого, по меньшей мере, на одном участке шнека имеют форму витков червяка и находятся в зацеплении, по меньшей мере, с одной группой червячных колес с числом колес в группе два и более, а оси червячных колес в группе расположены с равным угловым шагом вокруг оси шнека в одной плоскости, ортогональной к его оси.The technical result is also achieved by a device for the deformation processing of discrete media, comprising a housing with a cylindrical path in which a screw is located, the turns of which, in at least one section of the screw, are in the form of worm turns and are engaged with at least one group of worm gears wheels with the number of wheels in the group of two or more, and the axis of the worm wheels in the group are located with equal angular pitch around the axis of the screw in one plane orthogonal to its axis.

В одном частном случае сумма длин дуг делительной окружности витков шнека, имеющих форму червяка и находящихся в зацеплении с группой червячных колес, равняется с точностью до ходовой посадки между венцами червячных колес длине делительной окружности червяка.In one particular case, the sum of the lengths of the arcs of the dividing circle of the screw turns, having the shape of a worm and meshed with a group of worm wheels, is equal to the length of the dividing circle of the worm to the exact landing between the crowns of the worm wheels.

В другом частном случае сумма длин дуг делительной окружности витков шнека, имеющих форму червяка и находящихся в зацеплении с группой червячных колес, меньше длины делительной окружности червяка, но больше половины длины этой окружности, имеет, по меньшей мере, один узел деформационной обработки, включающий две или более группы червячных колес, расположенных со смещением групп относительно друг друга вдоль оси шнека, при этом оси червячных колес каждой из групп этого узла повернуты по окружности вокруг оси шнека относительно осей червячных колес других групп на угол 180°/[n1(n2-1)], где n1 - число червячных колес в каждой группе, n2 - число групп.In another particular case, the sum of the lengths of the dividing circle arcs of the screw turns, having the shape of a worm and meshed with a group of worm wheels, is less than the length of the pitch circle of the worm, but more than half the length of this circle, has at least one deformation processing unit, including two or more groups of worm wheels located with offset groups relative to each other along the axis of the screw, while the axis of the worm wheels of each of the groups of this node are rotated around a circle around the axis of the screw relative to the axis of the worm GOVERNMENTAL wheels other groups by 180 ° / [n 1 (n 2 -1)] where n 1 - number of worm wheels in each group, n 2 - the number of groups.

Предпочтительно, чтобы зубья червячных колес при сохранении эвольвентного профиля боковых поверхностей имели переменную по длине зуба площадь в сечениях, нормальных к боковой поверхности зуба, от минимальной на входе витков червяка в зацепление с зубьями червячных колес до максимальной, соответствующей модулю червячного зацепления, на выходе витков червяка из зацепления с зубьями червячных колес.It is preferable that the teeth of the worm wheels while maintaining the involute profile of the lateral surfaces have an area in sections normal to the tooth tooth surface, from the minimum at the entrance of the turns of the worm meshing with the teeth of the worm wheels to the maximum corresponding to the module of the worm gearing, at the exit of the turns the worm gearing with the teeth of the worm wheels.

Кроме того, червячные колеса могут быть установлены в одном корпусе со шнеком, либо каждое в своем соответствующем корпусе.In addition, the worm wheels can be installed in one housing with a screw, or each in its own housing.

Для ограничения величин напряжений сжатия в обрабатываемом материале целесообразно, чтобы червячные колеса были установлены с возможностью увеличения межосевого расстояния каждой червячной пары на величину до двух модулей зацепления при превышении установленной величины радиальной силы.To limit the values of compression stresses in the processed material, it is advisable that the worm wheels be installed with the possibility of increasing the center distance of each worm pair by up to two engagement modules when the set value of the radial force is exceeded.

Целесообразно также, чтобы каждое червячное колесо имело систему регулировки крутящего момента, включающую механизм торможения вращения червячного колеса.It is also advisable that each worm wheel has a torque adjustment system including a braking mechanism for the rotation of the worm wheel.

Для поддержания заданной температуры в зоне зацепления каждое червячное колесо может быть выполнено с герметично закрытыми спиральными каналами, расположенными на обоих торцах червячного колеса между ступицей и венцом и соединенными между собой осевым каналом, а также соединенными соответствующими радиальными каналами с двумя глухими каналами, проходящими с двух сторон вдоль оси вала червячного колеса и предназначенными для подачи и отвода жидкости или газа.To maintain a predetermined temperature in the engagement zone, each worm wheel can be made with hermetically sealed spiral channels located on both ends of the worm wheel between the hub and crown and interconnected by an axial channel, as well as connected by corresponding radial channels with two blind channels passing from two sides along the axis of the shaft of the worm wheel and designed to supply and drain liquid or gas.

Для блокировки совместного с шнеком движения массы в окружном направлении устройство снабжено установленным в корпусе по меньшей мере одним червячным колесом, находящимся в зацеплении с витками шнека, имеющими профиль витков червяка, с вхождением зубьев червячного колеса в винтовые канавки шнека на глубину, равную двум модулям червячного зацепления.To block the mass movement in the circumferential direction together with the screw, the device is equipped with at least one worm wheel mounted in the housing, which is meshed with the screw turns having the profile of the screw turns, with the teeth of the screw entering the screw grooves of the screw to a depth equal to two worm screw modules gearing.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного устройства с одной группой червячных колес и фрагментом корпуса, продольное сечение, где аω - межосевое расстояние; d1 и d2 - делительные диаметры червяка и червячного колеса соответственно.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed device with one group of worm wheels and a fragment of the housing, a longitudinal section, where a ω is the center distance; d 1 and d 2 are the dividing diameters of the worm and the worm wheel, respectively.

На фиг. 2 - то же, трехмерная модель.In FIG. 2 - the same, three-dimensional model.

На фиг. 3 - то же устройство, трехмерная модель без корпуса.In FIG. 3 - the same device, a three-dimensional model without a housing.

На фиг. 4 - то же устройство, поперечное сечение.In FIG. 4 - the same device, cross section.

На фиг. 5 - место I на фиг. 4 в увеличенном масштабе, где Δ - зазор между червячными колесами.In FIG. 5 - place I in FIG. 4 on an enlarged scale, where Δ is the gap between the worm wheels.

На фиг. 6 показан вариант устройства без корпусов, содержащего две группы червячных колес, трехмерная модель.In FIG. 6 shows an embodiment of a device without housings containing two groups of worm wheels, a three-dimensional model.

На фиг. 7 показан другой вариант устройства без корпусов, содержащего две группы червячных колес, трехмерная модель.In FIG. 7 shows another embodiment of a device without housings containing two groups of worm wheels, a three-dimensional model.

На фиг. 8 - вариант устройства на фиг. 7, с раздельными корпусами для каждого червячного колеса, имеющими возможность перемещаться в ортогональном к оси шнека направлении, поперечное сечение.In FIG. 8 is a variant of the device of FIG. 7, with separate housings for each worm wheel, with the ability to move in the direction orthogonal to the axis of the screw axis, cross section.

На фиг. 9 - сечение по А-А на фиг. 8.In FIG. 9 is a section along AA in FIG. 8.

На фиг. 10 - сечение по Б-Б на фиг. 9.In FIG. 10 is a section along BB in FIG. 9.

На фиг. 11 - сечение по В-В на фиг. 9.In FIG. 11 is a section along BB in FIG. 9.

На фиг. 12 - устройство то же, что на фиг. 8, трехмерная модель.In FIG. 12 - the device is the same as in FIG. 8, three-dimensional model.

На фиг. 13 - торцевая поверхность червячного колеса со спиральными канавками (показаны пунктиром).In FIG. 13 - the end surface of the worm wheel with spiral grooves (shown by a dotted line).

На фиг. 14 - осевое сечение червячного колеса.In FIG. 14 is an axial section of a worm wheel.

Предложенный способ деформационной обработки дисперсных сред может использоваться при получении гомогенных материалов требуемой дисперсности из композиционных сред одинаковой или различной дисперсности, в том числе, и при получении из таких шихт новых составов за счет прохождения в них твердофазных реакций, а также при отжиме жидкостей и газов из пористых и дискретных материалов (масло из маслосодержащих материалов растительного происхождения). Материалы в процессе их продавливания через цилиндрический канал с помощью вращающегося шнека проходят через сегментированную кольцевую зону деформации, каждый сегмент которой образован зацеплением червячного колеса с витками шнека, имеющими профиль витков червяка. В каждом сегменте получают в заданном диапазоне температур при давлениях до 100 и более МПа сдвиговые деформации в обрабатываемом материале до десяти тысяч процентов. При этом все сегменты, в которых проходит деформационная обработка материала (шихты), могут располагаться как в одной плоскости, ортогональной к оси шнека, так и могут быть смещены относительно друг друга по длине шнекового тракта. Во всех вариантах они располагаются с равным окружным шагом вокруг шнека так, чтобы высокие давления, а, соответственно, и ортогональные к оси вала усилия, развивающиеся в червячном зацеплении каждого из сегментов деформационной обработки материала, не вызывали деформации изгиба вала шнека.The proposed method of deformation processing of dispersed media can be used to obtain homogeneous materials of the required dispersion from composite media of the same or different dispersion, including the preparation of new compositions from such blends due to the passage of solid-phase reactions in them, as well as during the extraction of liquids and gases from porous and discrete materials (oil from oily materials of plant origin). Materials in the process of forcing them through a cylindrical channel using a rotating screw pass through a segmented annular zone of deformation, each segment of which is formed by the engagement of the worm wheel with the turns of the screw having the profile of the turns of the worm. In each segment, shear deformations in the material being processed up to ten thousand percent are obtained in a given temperature range at pressures of up to 100 MPa and more. Moreover, all segments in which the deformation processing of the material (charge) takes place can be located in the same plane orthogonal to the axis of the screw, and can be offset relative to each other along the length of the screw path. In all cases, they are arranged with an equal circumferential pitch around the screw so that high pressures, and, accordingly, and forces orthogonal to the axis of the shaft, developing in the worm gearing of each of the segments of the material deformation processing, do not cause bending of the screw shaft.

В частном случае, если при деформационной обработке различных композиций требуется вести поэтапную последовательную их переработку при заданных на каждом этапе степенях деформации, давлениях и температурах, то вдоль шнекового тракта формируют более одной кольцевой сегментированной зоны деформационной обработки материала, в каждой из которых задается требуемый уровень температур, степеней деформации и давлений сжатия материала.In the particular case, if during the deformation processing of various compositions it is necessary to conduct stepwise sequential processing at the degrees of deformation, pressures and temperatures specified at each stage, then more than one annular segmented zone of deformation processing of the material is formed along the screw path, in each of which the required temperature level is set , degrees of deformation and compression pressures of the material.

Блокировка проворота обрабатываемой шихты вместе со шнеком относительно корпуса обеспечивается тем, что шнек входит своими витками, имеющими профиль витков червяка, в зацепление, по меньшей мере, с одним червячным колесом, предпочтительно с углом охвата червяка червячным колесом не более 60°, зубья которого входят на глубину винтовых канавок шнека-червяка до двух модулей зацепления и своими торцевыми поверхностями гарантировано останавливают совместное со шнеком вращение массы в окружном направлении, обеспечивая за один оборот вала шнека ее устойчивое поступательное перемещение вдоль шнекового тракта, сопоставимое по величине с шагом винтовой линии червяка, что, в свою очередь, создает условия для увеличения производительности пресса и получения высоких давлений сжатия материала на выходе из пресса.Locking the rotation of the processed charge together with the screw relative to the housing is ensured by the fact that the screw enters with at least one worm wheel, preferably with a worm gear angle of not more than 60 °, the teeth of which enter to the depth of the screw grooves of the screw-worm up to two engagement modules and with their end surfaces it is guaranteed to stop the mass rotation in the circumferential direction together with the screw, providing for one revolution of the shaft of the screw ka its steady forward movement of the screw along the path, comparable in magnitude with the step helix worm, which in turn creates conditions for increasing productivity, and the press to obtain high material compression pressure at the outlet of the press.

Устройство для деформационной обработки дискретных сред содержит корпус 1, в цилиндрическом тракте которого на валу 2 установлен шнек 3, витки 4 которого на одном или более участков по длине шнека 3 имеют форму витков цилиндрического или глобоидного червяка с одним и более заходами витков. На фиг. 1-3 приведены изображения с одним таким участком шнека 3. На участке с витками 4, имеющими форму витков червяка, шнек 3 находится в зацеплении с группой из двух или более червячных колес 5 (на чертежах показаны четыре червячных колеса), имеющих одинаковый модуль зацепления. Оси червячных колес 5 расположены в одной ортогональной оси шнека плоскости с равным шагом по окружности вокруг шнека 3, что исключает изгиб вала 2 шнека 3 под воздействием радиальных сил в червячных парах.A device for the deformation processing of discrete media comprises a housing 1, in the cylindrical path of which a screw 3 is installed on the shaft 2, the turns 4 of which on one or more sections along the length of the screw 3 are in the form of turns of a cylindrical or globoid worm with one or more turns of turns. In FIG. 1-3, images with one such portion of screw 3 are shown. In a section with turns 4 having the shape of worm turns, screw 3 is meshed with a group of two or more worm wheels 5 (four worm wheels are shown in the drawings) having the same engagement module . The axis of the worm wheels 5 are located in one orthogonal axis of the screw of the plane with an equal circumferential pitch around the screw 3, which eliminates the bending of the shaft 2 of the screw 3 under the influence of radial forces in the worm pairs.

При этом не обязательно, но целесообразно, чтобы червячные колеса 5 имели одинаковое число зубьев, т.е. одинаковый делительный диаметр d2.It is not necessary, but it is advisable that the worm wheels 5 have the same number of teeth, i.e. the same pitch diameter d 2 .

В первом частном случае сумма длин дуг делительной окружности витков червяка 4, находящихся в зацеплении с группой червячных колес 5, равняется с точностью до ходовой посадки (зазор Δ, фиг. 5) между венцами червячных колес 5 длине делительной окружности червяка, т.е. сумма углов обхвата будет равна ≈360°.In the first particular case, the sum of the lengths of the dividing circle arcs of the turns of the worm 4, which mesh with the group of worm wheels 5, is equal to the landing fit (clearance Δ, Fig. 5) between the crowns of the worm wheels 5 to the length of the worm’s pitch circle, i.e. the sum of the girth angles will be ≈360 °.

Во втором случае, если сумма длин дуг делительной окружности витков червяка 4, находящихся в зацеплении его с группой червячных колес 5, меньше длины делительной окружности червяка, то, как показано на фиг. 6, 7 устройство имеет, по меньшей мере, один узел деформационной обработки, включающий две и более группы червячных колес 5, которые расположены со смещением относительно друг друга вдоль оси шнека 3. Величина осевого смещения групп червячных колес 5 вдоль оси шнека 3 (червяка) при цилиндрической форме червяка геометрией передачи, как показано на фиг. 6, 7, не регламентирована, но при глобоидной форме червяка не может быть меньше шага «волны» червяка. При этом (фиг. 6, 7) оси червячных колес 5 каждой из групп этого узла повернуты вокруг оси шнека 3 относительно друг друга по окружности на угол 180°/[n1(n2-1)], где n1 - число червячных колес 5 в каждой группе, n2 - число групп. В проекции на плоскость, ортогональную оси шнека 3, зоны зацепления всех групп червячных колес 5, образуют замкнутое кольцо с наложением или без наложения зон зацепления друг на друга. В случае наложения этих зон сумма условных углов обхвата червяка венцами всех червячных колес 5 двух и более групп может быть больше 360°.In the second case, if the sum of the lengths of the dividing circle arcs of the turns of the worm 4, which mesh with the group of worm wheels 5, is less than the length of the pitch circle of the worm, then, as shown in FIG. 6, 7, the device has at least one deformation processing unit including two or more groups of worm wheels 5, which are displaced relative to each other along the axis of the screw 3. The axial displacement of the groups of worm wheels 5 along the axis of the screw 3 (worm) in the cylindrical shape of the worm, the transmission geometry, as shown in FIG. 6, 7, is not regulated, but with the globoid shape of the worm can not be less than the step of the "wave" of the worm. In this case (Fig. 6, 7), the axis of the worm wheels 5 of each of the groups of this assembly are rotated around the axis of the screw 3 relative to each other around the circumference by an angle of 180 ° / [n 1 (n 2 -1)], where n 1 is the number of worm wheels 5 wheels in each group, n 2 - the number of groups. In the projection onto the plane orthogonal to the axis of the screw 3, the engagement zones of all groups of worm wheels 5 form a closed ring with or without overlapping engagement zones. In the case of superposition of these zones, the sum of the conditional angles of the grip of the worm by the crowns of all worm wheels 5 of two or more groups can be more than 360 °.

Такое сочетание осевого смещения каждой следующей группы из n1 числа червячных колес 5 с поворотом осей червячных колес этой группы вокруг оси шнека 3 на угол 180°/n1 обеспечивает, в конечном счете, проработку материала по всему кольцевому периметру при любой ширине червячных колес 5 в каждой группе (т.е. при любых углах обхвата червяка каждым червячным колесом 5), что позволяет в каждом узле создать из нескольких таких сегментированных групп сплошную кольцевую зону обработки материала, а это исключает возможность обхода даже частью материала зон его деформационной обработки.This combination of the axial displacement of each of the next group of n 1 number of worm wheels 5 with the rotation of the axles of the worm wheels of this group around the axis of the screw 3 through an angle of 180 ° / n 1 provides, ultimately, the development of material along the entire annular perimeter for any width of the worm wheels 5 in each group (i.e., at any angle of grip of the worm by each worm wheel 5), which allows each node to create a continuous annular zone of material processing from several such segmented groups, and this eliminates the possibility of going around even part of the material zones of its deformation processing.

Ограничение величин напряжений сжатия в обрабатываемом материале может осуществляться как за счет изменения дозировки материала, поступающего в зону его деформационной обработки, так и за счет размещения червячных колес 5 каждой группы не в одном корпусе 1, как показано на фиг. 2 и 3, а в индивидуальных корпусах 6 (фиг. 8-12), что позволяет изменять межосевое расстояние каждой червячной передачи (шнек - червячное колесо), за счет перемещения их корпусов 6, в которых установлены на подшипниках оси каждого червячного колеса 5, вдоль линии, ортогональной к оси шнека 3 (червяка), при регулируемом сопротивлении этому перемещению. Требуемый уровень этого сопротивления обеспечивается либо гидравлическим прижимом, либо упругим элементом 7 (пружина на фиг. 10-12).The limitation of the values of compression stresses in the processed material can be carried out both by changing the dosage of the material entering the zone of its deformation processing, and by placing the worm wheels 5 of each group in more than one housing 1, as shown in FIG. 2 and 3, and in individual housings 6 (Fig. 8-12), which allows you to change the center distance of each worm gear (auger - worm wheel), by moving their housings 6, in which the axles of each worm wheel 5 are mounted on bearings, along a line orthogonal to the axis of the screw 3 (worm), with an adjustable resistance to this movement. The required level of this resistance is provided either by a hydraulic clamp or by an elastic element 7 (spring in Fig. 10-12).

На фиг. 6 и 7 показаны варианты устройства из двух групп червячных колес 5 без корпусов. На фиг. 6 показан вариант устройства с таким расстоянием между группами червячных колес 5, при котором каждое из колес 5 может быть установлено в отдельном подвижном корпусе. На фиг. 7 показан другой вариант устройства с минимальным расстоянием между группами червячных колес, которые в этом варианте установлены в один жесткий корпус 1 (аω=const).In FIG. 6 and 7 show device variants of two groups of worm wheels 5 without housings. In FIG. 6 shows a variant of the device with such a distance between the groups of worm wheels 5, in which each of the wheels 5 can be installed in a separate movable housing. In FIG. 7 shows another embodiment of the device with a minimum distance between the groups of worm wheels, which in this embodiment are installed in one rigid case 1 (and ω = const).

Для увеличения количества захватываемого червячным зацеплением материала и увеличения степени его деформационной проработки профиль зуба червячного колеса 5 может иметь переменную по длине зуба площадь в сечениях, нормальных к боковой поверхности зуба, с наименьшей ее величиной на входе витка червяка в зацепленное с зубьями червячного колеса и с увеличением этой площади до максимальной, соответствующей модулю червячного зацепления, в зоне выхода витков червяка 4 из зацепления с червячным колесом 5.To increase the amount of material captured by the worm gear and increase the degree of deformation, the tooth profile of the worm wheel 5 may have a variable tooth length in sections normal to the side of the tooth, with its smallest value at the inlet of the worm in the worm gear engaged with the teeth and with increasing this area to the maximum, corresponding to the module of the worm gearing, in the exit zone of the turns of the worm 4 out of engagement with the worm wheel 5.

Каждое червячное колесо 5 может быть снабжено механизмами регулировки сопротивления вращению червячного колеса 5, работающими по принципу работы дисковых тормозов.Each worm wheel 5 can be equipped with mechanisms for adjusting the resistance to rotation of the worm wheel 5, operating on the principle of operation of disc brakes.

Для поддержания заданной температуры в зоне зацепления червячной передачи на обоих торцах червячных колес 5 между ступицей и венцом 8 выполнены герметично закрытые кольцевыми пластинами 9 спиральные канавки (фиг. 13 и 14), которые соединены между собой осевым каналом 13, расположенным возле венца, а также соединены радиальными каналами 11 с глухими отверстиями 10, расположенными с двух сторон на оси вращения червячного колеса 5. Через систему этих каналов подаются жидкости или газы требуемых температур.To maintain a predetermined temperature in the area of engagement of the worm gear at both ends of the worm wheels 5 between the hub and crown 8, helical grooves are hermetically closed by annular plates 9 (Figs. 13 and 14), which are interconnected by an axial channel 13 located near the crown, and connected by radial channels 11 with blind holes 10 located on both sides of the axis of rotation of the worm wheel 5. Through the system of these channels are supplied liquids or gases of the required temperatures.

Для подачи материала через тракт устройства в зону его деформационной обработки и дальнейшей транспортировки его либо в следующую зону, либо к выходу из устройства может использоваться и стандартная геометрия витков шнека 3, и стандартные схемы регулировки температуры материала вдоль шнекового тракта.To feed the material through the device path to the zone of its deformation processing and further transport it either to the next zone or to the exit from the device, the standard geometry of the turns of the screw 3 and standard schemes for adjusting the temperature of the material along the screw path can be used.

Для блокировки совместного со шнеком 3 движения массы в окружном направлении в шнековом тракте используется устройство, состоящее из одного или n червячных колес (не показаны) с углом охвата червяка не более 60°, оси которых лежат в одной плоскости и расположены вокруг оси вала 2 шнека 3 с равным шагом, а зубья входят в зацепление с витками 4 шнека 3 с вхождением зубьев червячного колеса (колес) в канавку между витками 4 шнека на глубину до двух модулей зацепления (aω=m(z2+q)/2, где z2 - число зубьев червячного колеса, q - коэффициент диаметра червяка). Вдоль тракта может быть расположено несколько таких узлов.To block the mass movement in the circumferential direction with the screw 3 in the screw path, a device consisting of one or n worm wheels (not shown) with a worm angle of not more than 60 °, the axes of which lie in the same plane and are located around the axis of the shaft 2 of the screw, is used 3 with equal pitch, and the teeth mesh with the turns of 4 screws 3 with the teeth of the worm wheel (wheels) entering the groove between the turns of 4 screws to a depth of two gearing units (a ω = m (z 2 + q) / 2, where z 2 is the number of teeth of the worm wheel, q is the coefficient of the diameter of the worm). Along the path can be located several of these nodes.

Устройство для деформационной обработки дискретного материала работает следующим образом.A device for deformation processing of discrete material works as follows.

Материал шнеком 3 подается по цилиндрическому каналу шнекового тракта в деформирующий материал узел, имеющий любую из предложенных вариантов конструкцию (фиг. 1-12), состоящую из шнека, имеющего форму цилиндрического или глобоидного червяка, теоретическая поверхность витка 4 которого может иметь одну из форм, предусматриваемых ГОСТ 18498-89, и находящихся с ним в зацеплении червячных колес 5.Material by screw 3 is fed through a cylindrical channel of the screw path into a deforming material assembly having any of the proposed designs (Figs. 1-12), consisting of a screw having the shape of a cylindrical or globoid worm, the theoretical surface of the turn 4 of which may have one of the forms stipulated by GOST 18498-89, and worm wheels 5 engaged with it.

При этом находящаяся между витками 4 шнека 3 часть материала, которая входит в зону червячного зацепления, распределяется между зубьями червячного колеса 5 и витками червяка 4 шнека 3, зазор между которыми при m=const зависит от задаваемой величины межосевого расстояния червячной пары и задаваемой ширины витка червяка. В процессе относительного перемещения элементов червячной пары материал, находящийся в зазоре между зубьями червячного колеса 5 и витками червяка 4 шнека 3, подвергается деформации сдвига и деформации сжатия между поверхностями контактирующих элементов червячной пары с давлениями до 100-200 МПа.In this case, the part of the material located between the turns 4 of the screw 3, which enters the worm gear zone, is distributed between the teeth of the worm wheel 5 and the turns of the worm 4 of the screw 3, the gap between which at m = const depends on the set value of the center distance of the worm pair and the set width of the turn the worm. In the process of relative movement of the elements of the worm pair, the material located in the gap between the teeth of the worm wheel 5 and the turns of the worm 4 of the screw 3 is subjected to shear and compression deformation between the surfaces of the contacting elements of the worm pair with pressures up to 100-200 MPa.

В зависимости от толщины слоя материала между зубьями червячного колеса 5 и витками 4 червяка и длины дуги окружности, которую проходит материал в каждой паре червячного зацепления, степень получаемой им деформации сдвига может, даже без учета деформации сдвига материала, которую он получает при обкатке зуба червячного колеса 5 по поверхности витка 4 червяка, достигать десятков тысяч процентов, так как относительная скорость скольжения контактирующих поверхностей червячной пары равна VS=V1/cosγ, где V1 - окружная скорость червяка (V1=0,5⋅w1⋅d1⋅10-3 м/сек); γ - делительный угол подъема витка червяка (tgγ=z1/q, где z1 - число заходов червяка, q - коэффициент диаметра червяка).Depending on the thickness of the material layer between the teeth of the worm wheel 5 and the turns of the worm 4 and the length of the circular arc that the material passes in each pair of worm gears, the degree of shear deformation it receives can even without taking into account the shear deformation of the material that it receives when the worm tooth is run-in wheels 5 along the surface of the worm’s turn 4, reach tens of thousands of percent, since the relative sliding speed of the contacting surfaces of the worm pair is V S = V 1 / cosγ, where V 1 is the worm’s peripheral speed (V 1 = 0.5⋅w 1 ⋅d 1 ⋅10 -3 m / s); γ is the dividing angle of the worm’s turn (tgγ = z 1 / q, where z 1 is the number of entries of the worm, q is the coefficient of the diameter of the worm).

Обработка всей массы материала, расположенной в кольцевом сечении между витками 4 червяка, может быть проведена однократно (фиг. 1-4) или при осевом смещении пар или блоков червячных колес 5 в два или более этапов (фиг. 6-12).Processing the entire mass of material located in an annular section between the turns 4 of the worm can be carried out once (Fig. 1-4) or with axial displacement of pairs or blocks of worm wheels 5 in two or more stages (Fig. 6-12).

Шнековый тракт устройства может быть укомплектован несколькими узлами деформационной обработки материала, образующими сегментированные зоны, в каждом из которых будет обрабатываться вся масса материала, расположенного в кольцевом сечении между витками 4 червяка.The screw path of the device can be equipped with several nodes of the deformation processing of the material, forming segmented zones, in each of which the entire mass of material located in the annular section between the turns of the 4 worms will be processed.

Сочетание высоких давлений сжатия материала в пространстве между зубьями колеса 5 и витками 4 червяка с высокими степенями его сдвиговой деформации обеспечивает высокую степень измельчения (истирание) входящих в материал структурных элементов, гомогенное распределение входящих в композицию материалов и создает условия, достаточные для получения из этих компонентов новых химических соединений, а также обеспечивает высокую степень отжима жидкости из влагосодержащих сред.The combination of high compression pressures of the material in the space between the teeth of the wheel 5 and turns 4 of the worm with high degrees of shear deformation provides a high degree of grinding (abrasion) of the structural elements included in the material, a homogeneous distribution of the materials included in the composition and creates conditions sufficient to obtain from these components new chemical compounds, and also provides a high degree of liquid extraction from moisture-containing environments.

Для блокировки проворота обрабатываемой шихты в шнековом тракте относительно корпуса пресса достаточно установить в любой его зоне по меньшей мере один элемент из рассмотренного узла деформационной обработки материала, состоящий из витков 4 червяка и расположенных относительно его одного или более червячных колес 5, имеющих угол обхвата червяка менее 60°, торцевая поверхность зубьев которых, входя на глубину зацепления червячной пары, равную 2m, где m - модуль зацепления, обеспечит полную блокировку вращения экструдируемой массы относительно корпуса 1 шнекового тракта, что даст возможность за один оборот вала 2 шнека 3 перемещать материал вдоль шнекового тракта на величину, сопоставимую с шагом винтовой линии червяка в червячном зацеплении, естественно, с коррекцией величины этого перемещения на величину уменьшения объема пор в материале.To block the rotation of the processed charge in the screw path relative to the press body, it is sufficient to install at least one element from the considered material deformation processing unit, consisting of 4 turns of the worm and located relative to its one or more worm wheels 5, having a wrap angle of less than 60 °, the end surface of the teeth of which, entering the depth of engagement of the worm pair, equal to 2m, where m is the engagement modulus, will ensure complete blocking of the rotation of the extrudable mass no body 1 of the screw path that will allow for one revolution of shaft 2 of the screw 3 to move the material along the auger path by an amount commensurate with pitch worm screw engaging worm line, naturally, with the correction value of the displacement amount of decrease in pore volume in the material.

Практика показала, что при использовании предложенной группы изобретений для деформационной обработки смеси СВМП (сверхвысокомолекулярного полиэтилена) и сажи введение в порошки СВМП белого цвета 2-3% по массе порошка сажи с размерами частиц ≈100 мкм, либо введение 0,2-0,5% порошка сажи с размерами частиц до 10 мкм дает стойкую окраску в черный цвет получаемых композиций.Practice has shown that when using the proposed group of inventions for deformation processing of a mixture of UHMWPE (ultra high molecular weight polyethylene) and soot, the introduction of white color UHMWP powders of 2-3% by weight of soot powder with particle sizes ≈100 μm, or the introduction of 0.2-0.5 % carbon black powder with particle sizes up to 10 microns gives a stable black color of the resulting compositions.

Серия исследований влияния предлагаемого способа деформационной обработки на структуру формируемых композиционных порошковых материалов проводилась на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения с микрорентгеноспектральным анализатором Tescan Mira.A series of studies of the influence of the proposed method of deformation processing on the structure of the formed composite powder materials was carried out on a high resolution scanning electron microscope with a Tescan Mira X-ray spectral analyzer.

Микроструктурный анализ получаемых композиций из СВМП и 2% сажи, при увеличениях 20-40 тысяч раз показал, что при больших степенях деформации уже при давлениях до 50 МПа и температуре до 140°С имеют место включения частиц сажи в волокна полимера.Microstructural analysis of the obtained compositions from UHMWP and 2% carbon black, at magnifications of 20-40 thousand times, showed that, at high degrees of deformation, soot particles are incorporated into polymer fibers even at pressures up to 50 MPa and temperatures up to 140 ° C.

Микрорентгеноструктурный анализ композиций из СВМП и 2% монтмориллонита (наноглина), относящегося к подклассу слоистых силикатов, показал наличие аналогичного эффекта встраивания наночастиц глины в волокна полимера, в частности, массового осаждения наночастиц глины на концы волокон полимера, находящихся на поверхностях частиц СВМП.Micro X-ray diffraction analysis of compositions from UHMW and 2% montmorillonite (nanoclay), a subclass of layered silicates, showed a similar effect of embedding clay nanoparticles into polymer fibers, in particular, mass deposition of clay nanoparticles on the ends of polymer fibers located on the surfaces of UHMW particles.

Исследования распределения монтмориллонита в этом композиционном материале на поверхностях излома образцов, проходящих по границам раздела частиц, проведенные по распределению кремния (Si), показали, что в композиционном материале, полученном в шнековом прессе без специальной деформационной обработки, разброс содержания кремния (Si) фиксировался от 0,08% (фон) до 5,3%. В композиционном материале, получившем деформационную обработку с помощью предложенных способа и устройства, аналогичные измерения распределения монтмориллонита по результатам исследования в 11 полях, в каждом из которых проводилось 3-4 измерения, показали, что наноглина распределена по всей поверхности изломов и содержание ее колебалось от 0,4 до 2%.Studies of the distribution of montmorillonite in this composite material on the fracture surfaces of samples passing at the particle interfaces, carried out by the distribution of silicon (Si), showed that in the composite material obtained in a screw press without special deformation processing, the spread of silicon (Si) was recorded from 0.08% (background) to 5.3%. In a composite material that received deformation processing using the proposed method and device, similar measurements of the distribution of montmorillonite according to the results of the study in 11 fields, in each of which 3-4 measurements were carried out, showed that the nanoclay is distributed over the entire surface of the fractures and its content ranged from 0 , 4 to 2%.

Исследования структуры композиционного материала, полученного деформационной обработкой с помощью предложенных способа и устройства шихты из порошка СВМП с добавками чешуйчатого графита, проведенные при увеличениях от 5 до 20 тысяч раз, показали, что частицы графита с размерами менее 50 нм либо равномерно распределены между волокнами полимера, либо обволакиваются этими волокнами. Однако периодически встречаются также конгломераты из частиц графита с размерами конгломерата до 100 мкм.Studies of the structure of the composite material obtained by deformation processing using the proposed method and device for a mixture of UHMW powder with flake graphite additives, carried out at magnifications from 5 to 20 thousand times, showed that graphite particles with sizes less than 50 nm or evenly distributed between the polymer fibers, either enveloped with these fibers. However, conglomerates from graphite particles with conglomerate sizes up to 100 μm are also occasionally found.

Claims (14)

1. Способ деформационной обработки дискретных материалов, отличающийся тем, что он включает подачу дискретного материала по цилиндрическому тракту посредством вращающегося шнека по меньшей мере в одну сегментированную зону деформационной обработки, состоящую по меньшей мере из двух сегментов, в каждом из которых соответствующее червячное колесо находится в зацеплении с витками шнека, имеющими профиль червяка, а оси всех червячных колес, образующих одну сегментированную зону, расположены с равным угловым шагом вокруг оси шнека в одной плоскости, ортогональной к оси шнека, и обеспечение деформационного воздействия на дискретный материал, заключенный в канавки между витками шнека и зубьями червячных колес в процессе их зацепления с витками шнека.1. The method of deformation processing of discrete materials, characterized in that it includes the supply of discrete material through a cylindrical path through a rotating screw in at least one segmented zone of deformation processing, consisting of at least two segments, in each of which the corresponding worm wheel is in meshing with auger coils having a worm profile, and the axes of all the worm wheels forming one segmented zone are located with equal angular pitch around the auger axis in one loskosti orthogonal to the axis of the screw and ensure the deformation effects on the discrete material enclosed in the grooves between the turns of the screw and worm wheel teeth in their engagement with the screw threads. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу дискретного материала осуществляют в сегментированную зону деформационной обработки, сегменты которой образуют замкнутую кольцевую зону.2. The method according to p. 1, characterized in that the supply of discrete material is carried out in a segmented zone of deformation processing, the segments of which form a closed annular zone. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу материала осуществляют последовательно в две или более сегментированные зоны деформационной обработки, смещенные относительно друг друга вдоль оси шнека, при этом сегменты указанных сегментированных зон смещены вокруг оси шнека с образованием в проекции на плоскость, ортогональную оси шнека, замкнутого кольца.3. The method according to p. 1, characterized in that the material is fed sequentially into two or more segmented zones of deformation processing, offset relative to each other along the axis of the screw, while the segments of these segmented zones are displaced around the axis of the screw with the formation in projection onto a plane, orthogonal to the axis of the screw, closed ring. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают перемещение дискретного материала шнека посредством по меньшей мере одного червячного колеса, зубья которого входят в зацепление с витками шнека, имеющими профиль витков червяка, с обеспечением вхождения в винтовые канавки шнека на глубину, равную двум модулям червячного зацепления.4. The method according to p. 1, characterized in that they allow the movement of the discrete material of the screw through at least one worm wheel, the teeth of which are engaged with the turns of the screw having the profile of the turns of the worm, ensuring that they enter the screw grooves of the screw to a depth equal to two worm gear modules. 5. Устройство для деформационной обработки дискретных сред, отличающееся тем, что оно содержит корпус с цилиндрическим трактом, в котором расположен шнек, по меньшей мере на одном участке которого витки имеют форму витков червяка и находятся в зацеплении по меньшей мере с одной группой червячных колес, включающей по меньшей мере два червячных колеса, при этом оси червячных колес в группе расположены вокруг оси шнека с равным угловым шагом в одной плоскости, ортогональной оси шнека.5. A device for the deformation processing of discrete media, characterized in that it comprises a housing with a cylindrical path in which a screw is located, at least in one section of which the turns are in the form of worm turns and are engaged with at least one group of worm wheels, including at least two worm wheels, while the axis of the worm wheels in the group are located around the axis of the screw with equal angular pitch in one plane orthogonal to the axis of the screw. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что сумма длин дуг делительной окружности витков шнека, имеющих форму червяка и находящихся в зацеплении с группой червячных колес, и величины зазора для обеспечения ходовой посадки между венцами червячных колес равна длине делительной окружности червяка.6. The device according to p. 5, characterized in that the sum of the lengths of the arcs of the pitch circle of the screw turns, having the shape of a worm and meshed with a group of worm wheels, and the gap size for providing a landing fit between the crowns of the worm wheels is equal to the length of the pitch circle of the worm. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что сумма длин дуг делительной окружности витков шнека, имеющих форму червяка и находящихся в зацеплении с группой червячных колес, меньше длины делительной окружности червяка, при этом устройство имеет по меньшей мере один узел деформационной обработки, включающий по меньшей мере две группы червячных колес, расположенных со смещением относительно друг друга вдоль оси шнека, при этом оси червячных колес каждой из групп узла повернуты по окружности вокруг оси шнека относительно осей червячных колес других групп на угол 180°/[n1(n2-1)], где n1 - число червячных колес в каждой группе, n2 - число групп.7. The device according to p. 5, characterized in that the sum of the lengths of the arcs of the pitch circle of the screw turns having the shape of a worm and meshed with a group of worm wheels is less than the length of the pitch circle of the worm, the device having at least one deformation processing unit, including at least two groups of worm wheels located offset from each other along the axis of the screw, while the axis of the worm wheels of each of the groups of nodes are rotated around the axis of the screw relative to the axes of the worm wheels d other groups at an angle of 180 ° / [n 1 (n 2 -1)], where n 1 is the number of worm wheels in each group, n 2 is the number of groups. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что зубья червячных колес выполнены с эвольвентным профилем боковых поверхностей и имеют переменную по длине зуба площадь в сечениях, нормальных к боковой поверхности зуба, от минимальной на входе витков червяка в зацепление с зубьями червячных колес до максимальной, соответствующей модулю червячного зацепления, на выходе витков червяка из зацепления с зубьями червячных колес.8. The device according to p. 5, characterized in that the teeth of the worm wheels are made with an involute profile of the side surfaces and have a variable area along the tooth length in sections normal to the side surface of the tooth, from the minimum at the entrance of the turns of the worm meshing with the teeth of the worm wheels to maximum, corresponding to the module of the worm gearing, at the exit of the turns of the worm from the gearing with the teeth of the worm wheels. 9. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что червячные колеса установлены на подшипниках в одном корпусе со шнеком.9. The device according to p. 5, characterized in that the worm wheels are mounted on bearings in the same housing with the screw. 10. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждое червячное колесо установлено на подшипниках в своем корпусе.10. The device according to p. 5, characterized in that each worm wheel is mounted on bearings in its housing. 11. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что червячные колеса установлены с возможностью увеличения межосевого расстояния каждой червячной пары на величину до двух модулей зацепления при превышении установленной величины радиальной силы.11. The device according to p. 5, characterized in that the worm wheels are installed with the possibility of increasing the center distance of each worm pair by up to two engagement modules when the set radial force is exceeded. 12. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждое червячное колесо снабжено системой регулировки крутящего момента, включающей механизм торможения вращения червячного колеса.12. The device according to p. 5, characterized in that each worm wheel is equipped with a torque adjustment system, including a mechanism for braking the rotation of the worm wheel. 13. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что каждое червячное колесо выполнено с герметично закрытыми спиральными каналами, расположенными на обоих торцах червячного колеса между ступицей и венцом, соединенными между собой посредством канала, расположенного у венца, и посредством соответствующих радиальных каналов с двумя глухими осевыми каналами, проходящими с двух сторон вдоль оси вала червячного колеса и предназначенными для подачи и отвода жидкости или газа.13. The device according to p. 5, characterized in that each worm wheel is made with hermetically closed spiral channels located on both ends of the worm wheel between the hub and the crown, interconnected by a channel located at the crown, and by means of corresponding radial channels with two deaf axial channels passing from both sides along the axis of the shaft of the worm wheel and designed to supply and discharge liquid or gas. 14. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что оно снабжено установленным в корпусе по меньшей мере одним червячным колесом, находящимся в зацеплении с витками шнека, имеющими профиль витков червяка, при этом зубья упомянутого червячного колеса входят в винтовые канавки шнека на глубину, равную двум модулям червячного зацепления.14. The device according to p. 5, characterized in that it is equipped with at least one worm wheel mounted in the housing, meshed with the screw turns having a profile of the screw turns, while the teeth of the said worm wheel are inserted into the screw grooves of the screw to a depth of equal to two modules of worm gearing.
RU2016126666A 2016-07-04 2016-07-04 Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation RU2635866C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126666A RU2635866C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016126666A RU2635866C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635866C1 true RU2635866C1 (en) 2017-11-16

Family

ID=60328682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016126666A RU2635866C1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635866C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1264415A (en) * 1969-06-11 1972-02-23
SU694391A1 (en) * 1978-05-31 1979-10-30 Институт Торфа Ан Белорусской Сср Screw press
SU846306A2 (en) * 1979-07-30 1981-07-15 За витель Worm surew press
DE3815061C1 (en) * 1988-05-04 1989-04-20 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover, De
RU2071914C1 (en) * 1993-04-27 1997-01-20 Станислав Николаевич Ким Planetary gear extruder

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1264415A (en) * 1969-06-11 1972-02-23
SU694391A1 (en) * 1978-05-31 1979-10-30 Институт Торфа Ан Белорусской Сср Screw press
SU846306A2 (en) * 1979-07-30 1981-07-15 За витель Worm surew press
DE3815061C1 (en) * 1988-05-04 1989-04-20 Hermann Berstorff Maschinenbau Gmbh, 3000 Hannover, De
RU2071914C1 (en) * 1993-04-27 1997-01-20 Станислав Николаевич Ким Planetary gear extruder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4462691A (en) Mixer/extruder having selectively variable shearing action therein
US10589452B2 (en) Method for processing products in an extruder
US8783939B2 (en) Extruder
CN1292888C (en) Extruder for producing molten plastic materials
US20040141405A1 (en) Homogenizing and/or dispersing device comprising endless screws
EP3612367A1 (en) Cooling during the extrusion of melts
CA2943436C (en) Screw press with filter plates
RU2635866C1 (en) Method of deformation processing of discrete medium and device for its implementation
US7270471B2 (en) Extruder
DE102019001191A1 (en) Production and processing of polymer blends with other substances by extrusion
EP3782794A2 (en) Assembly for producing a plastic melt and use of such an assembly for producing a plastic melt for a porous film
EP1235676B1 (en) Extruder for preparation of rubber mixtures
KR101521791B1 (en) Dual lead type cavex worm reduction apparatus
WO2016108716A1 (en) Device for deformational processing of materials (variants)
EP1432560B1 (en) Continuous production of elastomer mixtures for producing rubber
DE102015011223A1 (en) Compounds of thermoplastics and nanoscale inorganic solids and process for their preparation
EP1840424A1 (en) Piston rod gasket
DE102005003964B4 (en) Continuous flow through heat exchanger for fluid media
DE102011004750A1 (en) Apparatus and method for processing a SiO 2 -containing material
WO2018142936A1 (en) Screw-type extruder
RU2807401C1 (en) Method of deformation processing of material on screw press and device for its implementation
RU2205105C1 (en) Extruder for processing of thermoplastic materials
EP3623038B1 (en) Membrane bag module with rotationally secure structure
DE102022127309A1 (en) Method and injection mold for producing a rotor unit for an eccentric screw pump as well as a rotor unit, a stator unit and an eccentric screw pump
DE102019004937A1 (en) chemical process control for flowable feed material in a planetary roller extruder