Оглавление:
шнековый пресс для брикетирования древесных отходов
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано на лесоперерабатывающих предприятиях для брикетирования древесных отходов. Шнековый пресс для брикетирования содержит корпус, который состоит из приемной зоны и зон сжатия прессуемой массы, формования брикетов и выдержки. В корпусе установлен приходной прессующий шнек с формующим выступом. Шнек выполнен полым и снабжен трубкой для подачи горячего теплоносителя, обеспечивающего нагрев шнека и контактирующих с его поверхностью древесных отходов. Для измерения температуры нагрева предусмотрен термодатчик. В результате обеспечивается снижение энергозатрат и повышение качества брикетов. 1 ил.
Рисунки к патенту РФ 2499671
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано на лесоперерабатывающих предприятиях для брикетирования древесных отходов.
Известен пресс для брикетирования древесных отходов, содержащий корпус, состоящий из приемной зоны, зон сжатия прессуемой массы, формования брикетов, выдержки, в корпусе установлены приводной прессующий шнек с формующим выступом, нагреватель. Прессующий шнек выполнен полым с центральным каналом. Корпус выполнен с капиллярными щелевидными каналами, ориентированными параллельно оси пресса. На корпусе в зонах предварительного сжатия и формования брикетов установлен нагреватель, в зоне выдержки установлен охладитель [Патент SU № 1785505, 08.10.1990 г., Б.И. № 48].
Недостатком данной конструкции является низкий коэффициент полезного действия и значительные потери тепла в окружающую среду.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение энергозатрат и повышение качества брикетов.
Задача решается тем, что шнековый пресс для брикетирования древесных отходов, содержащий корпус 1, состоящий из приемной зоны 2, зон сжатия прессуемой массы 3, формования брикетов 4, выдержки 5, установленный в корпусе 1 приводной прессующий шнек 6 с формующим выступом 7, причем приводной прессующий шнек 6 выполнен полым и снабжен трубкой 8 для подачи горячего теплоносителя и термодатчиком для измерения температуры.
На чертеже показан предлагаемый шнековый пресс для брикетирования древесных отходов.
Шнековый пресс для брикетирования древесных отходов содержит корпус 1, состоящий из приемной зоны 2, зон сжатия прессуемой массы 3, формования брикетов 4, выдержки 5. В корпусе 1 установлен приводной прессующий шнек 6 с формующим выступом 7. Прессующий шнек 6 выполнен с внутренней полостью 9, в которую по трубке 8 подается горячий теплоноситель — минеральное масло. Трубка 8 располагается соосно оси шнека 6 неподвижно, на поверхности трубки 8 размещены кольца 10 с переливными каналами. Для циркуляции теплоносителя имеется сборное устройство 11, магистраль 12, насос 13, нагревательное устройство 14 с термодатчиком 15 и устройством регулирования температуры 16.
Устройство работает следующим образом. Измельченные древесные отходы подаются в зону приемки сырья 2 и шнеком 6 продвигается в зону выдержки 5. В результате контакта древесных отходов о поверхность шнека 6 происходит нагрев до температуры горячего теплоносителя 150-300°С, который, заполняя внутреннюю полость 9, отдает тепло корпусу шнека 6 и нагревает его. При вращении шнека 6 теплоноситель перемещается к зоне входа трубки 8 в полость 9 и выходит из нее через кольцевой зазор между трубкой 8 и корпусом шнека 6. Остывший теплоноситель через сборное устройство 11 подается в магистраль 12, направляется насосом 13 в нагревательное устройство 14 и далее в трубку 8. Для равномерного нагрева шнека 6 трубка 8 располагается соосно оси шнека 6 посредством колец 10 с переливными каналами. Для регулирования степени нагрева на поверхности трубки 8 размещен термодатчик 15, соединенный с устройством регулирования температуры 16.
При этом пластическая вязкость древесных опилок увеличивается, из древесины выделяются естественные связующие компоненты способствующие формованию брикета и повышению прочностных характеристик последнего. В результате нагрева влагосодержащих опилок происходит образование пара и его испарение во внутренние слои прессуемой массы, что также способствует увеличению пластической вязкости. Излишняя влага в виде пара удаляется из зоны приемки сырья 2.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Шнековый пресс для брикетирования древесных отходов, содержащий корпус, состоящий из приемной зоны и зон сжатия прессуемой массы, формования брикетов, выдержки, и установленный в корпусе приводной прессующий шнек с формующим выступом, отличающийся тем, что приводной прессующий шнек выполнен полым и снабжен трубкой для подачи горячего теплоносителя с термодатчиком для измерения температуры нагрева шнека.
гидравлический пресс
Изобретение относится к металлургическому машиностроению и может быть использовано в конструкциях мощных гидравлических прессов усилием свыше 650 МН. Гидравлический пресс содержит рамную станину в виде С-образных пластинчатых скоб. Каждая скоба выполнена в виде верхней и нижней полускоб, которые жестко соединены между собой с образованием силовой стойки станины. Между пластинами полускоб размещены пластины, которые закрывают стыки полускоб. Для обеспечения жесткого крепления стыкуемых частей полускоб с пластинами предусмотрены цилиндрические валики. В стыкуемых частях полускоб и пластинах выполнены овальные отверстия для установки распирающих элементов. Указанные элементы представляют собой разрезные клиновые валики, состоящие из двух частей. Каждая из пластин в пакете установлена со смещением оси своих овальных отверстий относительно оси соответствующих овальных отверстий стыкуемых частей полускоб. Одна из частей разрезного клинового валика сопряжена своей цилиндрической поверхностью с пластинами. Другая часть валика сопряжена со стыкуемой частью полускобы. В результате обеспечивается повышение надежности соединения стыкуемых частей полускоб за счет создания в них предварительного натяжения, предотвращающего раскрытие стыка. 3 ил.
Рисунки к патенту РФ 2510801
Изобретение относится к металлургическому машиностроению, а именно к конструкциям мощных гидравлический прессов усилием выше 650 МН.
Известен гидравлический пресс, содержащий рамную станину из пластинчатых С-образных скоб, скрепленных в верхних и нижних частях стяжками, образующих ригели (А.Ф. Белов, Б.В. Розанов, В.П. Линц «Объемная штамповка на гидравлических прессах», М.: «Машиностроение». 1986, с.44-45, рис.23 и с.56, рис.29).
При создании более мощных прессов изготовление, транспортировка и монтаж С-образных пластинчатых скоб представляет значительную трудность. Поэтому было предложено делать скобу сборной из двух полускоб со стыкуемой частью молоткообразной формы, охватываемой двумя С-образными плитами, стянутыми силовыми стяжками и распорными клиновыми парами (принятый в качестве прототипа патент РФ № 2443561, приоритет 06.09.2010).
Недостаток такой конструкции заключается в больших габаритах стыкуемой части и, как следствие, увеличение габаритов и веса всей станины. Кроме того, при работе пресса необходимо постоянно следить за тем, чтобы стыкуемые части скоб оставались максимально затянутыми, а сами стыки не раскрывались.
Техническим результатом изобретения является создание пресса с меньшими габаритами за счет уменьшения габаритов стыкуемой части полускоб, а также повышение надежности соединения стыкуемых частей за счет создания в них предварительного натяжения, предотвращающего раскрытие стыка.
Технический результат достигается тем, что в гидравлическом прессе, содержащем рамную станину в виде С-образных скоб, выполненных в виде двух жестко соединенных между собой с образованием силовой стойки рамы станины полускоб и распирающие элементы, стыкуемые части верхней и нижней полускоб включают пластины, размещенные между пластинами полускоб и закрывающие места стыков полускоб, и цилиндрические валики, жестко закрепляющие стыкуемые части полускоб с пластинами, образуя пакет, при этом в стыкуемых частях полускоб и пластинах выполнены овальные отверстия для установки распирающих элементов, распирающие элементы выполнены в виде состоящих из двух частей разрезных клиновых валиков, каждая из пластин в пакете установлена со смещением оси своего овального отверстия относительно оси овальных отверстий стыкуемых частей полускоб, причем одна из частей разрезного клинового валика сопряжена своей цилиндрической поверхностью с пластинами, а другая — со стыкуемыми частями полускоб.
Изобретение поясняется графическими материалами, где на:
фиг.1 — общий вид пресса;
фиг.2 — вид соединения в плоскости скоб;
фиг.3 — разрез по А-А на фиг.2.
Гидравлический пресс содержит рамную станину 1, включающую левую скобу 2 и правую скобу 3, каждая из которых состоит из набора пластинчатых скоб. Левая скоба 2 и правая скоба 3 соединены между собой силовыми стяжками 4. Скоба 2 и скоба 3 состоят из двух полускоб — верхней и нижней, соответственно, 5 и 7, 6 и 8. Стыки полускоб 5 и 7, 6 и 8 закрывают и соединяют посредством пластин 9. Пластины 9 устанавливают между пластинами стыкуемых частей полускоб 5 и 7, 6 и 8, а также закрывают места стыков, в результате чего образуются пакеты 10.
Затем устанавливают цилиндрические валики 11 и состоящие из двух частей разрезные клиновые валики 12. Для прочного соединения пакетов 10 цилиндрические валики 11 установлены в соответствующих отверстиях с натягом и затянуты гайками 13.
Для установки разрезных клиновых валиков 12 в стыкуемых частях полускоб 5 и 7, 6 и 8 и пластинах 9 выполнены овальные отверстия 14.
Усилие предварительного натяжения создается следующим образом.
Собирают станину и затягивают силовые стяжки 4. Предварительно собирают пакеты 10, чередуя пластины полускоб 5 и 7, 6 и 8 и пластины 9 и устанавливая пластины 9 между пластинами стыкуемых частей полускоб (а также закрывая места стыков) со смещением оси овального отверстия 14 относительно оси овальных отверстий 14 стыкуемых частей полускоб, после чего запрессовывают в соответствующие отверстия цилиндрические валики 11 и затягивают гайки 13. Разрезные клиновые валики 12 устанавливают в овальные отверстия 14 таким образом, что одна часть валика 12 (неподвижная) своей цилиндрической поверхностью контактирует со стыкуемыми частями полускоб 5 и 7, 6 и 8, а другая часть валика 12 (подвижная) — с пластинами 9. За счет того, что ось овальных отверстий пластин смещена относительно оси стыкуемых частей полускоб между частями разрезных клиновых валиков 12, полускобами и пластинами со стороны, противоположной контакту, образуется зазор.
После монтажа станины необходимо нагрузить пресс усилием, превышающим рабочее на 20-25%, для создания в конструкции узла стыкуемых частей полускоб участков предварительного натяжения, для чего осуществляют предварительную затяжку стыкуемых частей полускоб. Усилие от верхних 5, 6 и нижних 7, 8 полускоб через цилиндрические валики 11 передается на пластины 9, которые растягиваются на участке между цилиндрическим валиками 11. Внутренние части полускоб на этом участке, за счет имеющихся зазоров, свободно перемещаются в направлении растяжения. На участках контакта частей разрезного клинового валика 12 с полускобами и пластинами появляются зазоры, а предварительная затяжка исчезает. Под действием нагрузки подвижные части валиков 12 перемещаются, полностью выбирая зазор между своей цилиндрической частью и пластинами 9, после чего пресс разгружается.
В полускобах 5 и 7, 6 и 8 и пластинах 9 на участках между цилиндрическими валиками 11 и разрезными клиновыми валиками 12 возникает усилие предварительного натяжения. В пластинах появляются остаточные растягивающие напряжения, а в стыкуемых частях полускоб — сжимающие. Амплитуда переменных напряжений от рабочей нагрузки в зонах концентрации, расположенных возле отверстий в пластинах 9 и стыкуемых частях полускоб 5 и 7, 6 и 8, уменьшается, тем самым повышается усталостная прочность всего соединения — пакета 10.
Пресс работает следующим образом. После загрузки заготовки в зону инструмента (верхний и нижний штампы), подается рабочее давление в гидроцилиндры пресса. Верхний штамп воздействует на заготовку, после чего происходит ее деформирование и оформление изделия. Усилие штамповки передается на станину 1 пресса. Наличие участков предварительного натяжения в соединении стыкуемых частей полускоб 5 и 7, 6 и 8 и пластинах 9, из которых состоит пакет 10 станины 1, обеспечивает работу пресса без раскрытия соединительного стыка.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гидравлический пресс, содержащий рамную станину в виде С-образных пластинчатых скоб, каждая из которых выполнена в виде верхней и нижней полускоб, жестко соединенных между собой с образованием силовой стойки рамной станины, и распирающих элементов, отличающийся тем, что он снабжен пластинами для стыкуемых частей верхней и нижней полускоб, которые размещены между пластинами полускоб и закрывают стыки полускоб, и цилиндрическими валиками, обеспечивающими жесткое крепление стыкуемых частей полускоб с пластинами с образованием пакета, при этом в стыкуемых частях полускоб и пластинах выполнены овальные отверстия для установки распирающих элементов, которые выполнены в виде разрезных клиновых валиков, состоящих из двух частей, при этом каждая из пластин в пакете установлена со смещением оси своих овальных отверстий относительно оси соответствующих овальных отверстий стыкуемых частей полускоб, причем одна из частей разрезного клинового валика сопряжена своей цилиндрической поверхностью с пластинами, а другая — со стыкуемой частью полускобы.
гранулирующий шнековый пресс
Гранулирующий шнековый пресс может быть использован в различных отраслях промышленности, например, в химической (производство катализаторов, сорбентов и т.д.), пищевой (производство полупродуктов и сухих концентратов), сельскохозяйственной (производство комбикормов, макрокапсулированных семян), деревоперерабатывающей, строительных материалов, машиностроения и других. Гранулирующий шнековый пресс для переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности, низкой адгезионной способностью состоит из корпуса, содержащего размещенные в корпусе втулку с рифами трапециевидной формы узким основанием наружу и заполненными упругими вкладышами на ее внутренней поверхности, шнек и многоканальный пресс-инструмент. Втулка гранулирующего шнекового пресса повышает устойчивость формования различных высокодисперсных композиций без изменения конструкции рифленой втулки, т.е. уменьшению количества вынужденных остановов пресса из-за срыва массы с рифов в наиболее напряженном аксиальном сечении — зазоре между ребордой шнека 3 и рифленой втулкой корпуса. Подбор упругих вкладышей по твердости и упругости позволяет значительно расширить допустимый интервал формуемости различных по составу и физико-механическим свойствам перерабатываемых высокодисперсных композиций. 5 ил.
Рисунки к патенту РФ 2516659
Изобретение относится к переработке высококонцентрированных полидисперсных материалов с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности, низкой адгезионной способностью и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в химической (производство катализаторов, сорбентов и т.д.), пищевой (производство полупродуктов и сухих концентратов), сельскохозяйственной (производство комбикормов, макрокапсулированных семян), деревоперерабатывающей, строительных материалов, машиностроения и других..
Известен гранулирующий шнековый пресс (см. а.с. СССР № 363593, БИ № 4, 1973), предназначенный для гранулирования материалов с повышенной вязкостью.
К недостаткам гранулирующего шнекового пресса относятся: наличие «мертвых» зон перед формующей головкой; повышенное влияние пульсаций на формование массы; при перемещении формуемой массы, обладающей низкой адгезионной способностью, возможен проворот массы вместе со шнеком (срыв массы с рифов).
Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является гранулирующий шнековый пресс, выбранный в качестве прототипа (см. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Л., 1962, с.65), для переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности и низкой адгезионной способностью методом проходного прессования.
Гранулирующий шнековый пресс состоит из корпуса, втулки корпуса, шнека и многоканального пресс-инструмента. На втулке корпуса изготовлены рифы. Перемещение формуемой массы, обладающей повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности и низкой адгезионной способностью, шнеком из зоны загрузки к пресс-инструменту возможно только потому, что формуемая масса удерживается от проворота вместе со шнеком рифами, изготовленными на втулке, вставленной в корпус шнекового пресса.
Недостаток известного гранулирующего шнекового пресса: уменьшение ограниченного запаса сдвиговой прочности массы в процессе перемещения ее к многоканальному пресс-инструменту до некоторого критического приводит к когезионному разрыву, то есть к срыву массы с рифов в наиболее напряженном аксиальном сечении: зазоре между ребордой шнека и рифленой втулкой.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая конструкция гранулирующего шнекового пресса, является повышение устойчивости процесса формования различных высокодисперсных композиций без изменения конструкции рифленой втулки, т.е. уменьшения количества вынужденных остановок пресса из-за срыва массы с рифов и связанное с этим уменьшение потерь сырья и энергии, а также увеличение производительности гранулирующего шнекового пресса.
Указанный технический результат достигается изготовлением гранулирующего шнекового пресса для переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности и низкой адгезионной способностью, включающего корпус, содержащий размещенную в корпусе втулку с рифами на ее внутренней поверхности, изготовленными трапециевидной формы узким основанием наружу и заполненными упругими вкладышами, шнек и многоканальный пресс-инструмент.
Гранулирующий шнековый пресс (фиг.1) состоит из корпуса 1, рифленой втулки с рифами на ее внутренней поверхности, изготовленными трапециевидной формы узким основанием наружу и заполненными упругими вкладышами 2, шнека 3 и многоканального пресс-инструмента 4.
На фиг.2 представлена втулка корпуса 2 с трапециевидными рифами и упругими вкладышами, заполняющими рифы. В сечении А-А (фиг.2) показано расположение рифов на внутренней поверхности втулки, а на виде В (фиг.3) — поперечное сечение рифа и вкладыша. На фиг.4 представлена конструкция рифленой втулки 2 в аксонометрической проекции.
Вкладыши могут быть изготовлены из различных упругих материалов: резины каучуковой и силиконовой, высокоэластичных полимеров, например полиэтилена и других.
Трапециевидная форма рифа «закрытого» (узким основанием трапеции наружу — фиг.3) надежно удерживает вкладыш без дополнительного крепежа и допускает при этом его свободное перемещение вдоль рифа для замены при ремонте и обслуживании. Такое крепление способствует также оперативной замене вкладышей при переходе на формование другого вида высокодисперсной композиции на том же оборудовании.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Формуемая масса перемешается в корпусе пресса 1 с втулкой 2 (фиг.1) шнеком 3 из зоны загрузки к многоканальному пресс-инструменту 4. При вращении шнека перед набегающей стороной реборды шнека в канале, зазоре и рифе образуется область волнообразного повышения давления, а за убегающей стороной реборды — область волнообразного понижения давления. Эта разность давлений образует рецикл (поток утечек) в рифах и зазоре. За фазой сжатия упругих вкладышей и заполнения свободного пространства рифа массой в области повышенного давления следует фаза упругой реакции вкладышей и выталкивания свежей массы из рифа в область пониженного давления. При этом свежая масса периодически по ходу вращения шнека вытесняет из зазора массу, отработавшую свой ресурс прочности, в менее напряженную зону канала шнека, где она релаксирует, восстанавливая запас прочности. Интенсивность релаксации значительно повышается смешивающим циркуляционным потоком массы в каналах шнека.
Таким образом, радиальные потоки массы, образуемые волнообразной упругой реакцией вкладышей, активно обновляют массу в зазоре между ребордой шнека и втулкой. Эти радиальные периодические потоки как «гвозди» сшивают массу в рифе и канале и таким образом увеличивают удерживающую способность рифа и, следовательно, повышают устойчивость формования.
По мере продвижения массы к пресс-инструменту 4 амплитуда волнообразного изменения давления и степень сжатия упругих вкладышей растет. Растет и поток утечек через риф, и следом за этим увеличиваются радиальные потоки в область относительно низкого давления в зазоре и канале шнека, т.е. степень обновления массы усиливается по мере продвижения массы к пресс-инструменту. Таким образом, проявляется эффект саморегулирования потока утечек и степени обновления массы с изменением напряженности в критическом сечении (зазоре).
Конструкция рифленой втулки за счет подбора вкладышей по твердости и упругости позволяет значительно расширить допустимый интервал формуемости различных по составу и физико-механическим свойствам перерабатываемых дисперсных композиций.
Изготовление рифов с упругими вкладышами на внутренней поверхности втулки корпуса значительно повышает устойчивость процесса формования дисперсных композиций, так как увеличивается ресурс сдвиговой прочности массы за счет более интенсивного ее обновления в зазоре между ребордой шнека и втулкой корпуса.
Изготовление рифов с упругими вкладышами на втулке корпуса усиливает также эффект смешения в каналах шнека и, следовательно, увеличивает структурную и температурную однородность массы, а также ее физико-механические свойства в каналах шнека, зазоре и рифах.
Использование предложенного гранулирующего пресса с втулкой, на внутренней поверхности которой изготовлены рифы с упругими вкладышами, предотвращает срыв массы с рифов в наиболее напряженном аксиальном сечении — зазоре между ребордой шнека 3 и рифленой втулкой корпуса 2, что повышает устойчивость процесса формования, а это приводит к увеличению усредненной по времени производительности гранулирующего шнекового пресса на 20-30%, за счет частичной или полной ликвидации вынужденных остановов пресса по причине срыва с рифов; к уменьшению прямых потерь сырья и энергии при ликвидации последствий срыва с рифов; позволяет значительно расширить допустимый интервал формуемости различных по составу и физико-механическим свойствам перерабатываемых высокодисперсных композиций на том же гранулирующем шнековом прессе при легко выполнимой оперативной замене комплекта упругих вкладышей.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гранулирующий шнековый пресс для переработки высококонцентрированных полидисперсных композиций с повышенной вязкостью, ограниченным запасом сдвиговой прочности и низкой адгезионной способностью, содержащий размещенную в корпусе втулку с рифами на ее внутренней поверхности, шнек и многоканальный пресс-инструмент, отличающийся тем, что рифы изготовлены трапециевидной формы узким основанием наружу и заполнены упругими вкладышами.
пресс гидравлический
Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию, в частности к прессам для осуществления штамповки с кручением. Пресс содержит станину рамного типа, на верхней поперечине которой установлен гидроцилиндр поршневого типа, ползун, взаимосвязанный с винтом, верхнюю и нижнюю штамповые плиты. Винт жестко смонтирован внутри цилиндра на его крышке. При этом на винте с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси закреплен поршень гидроцилиндра. Штоковая часть поршня соединена с ползуном. В результате обеспечивается упрощение конструкции пресса, снижение трудоемкости его изготовления, повышение производительности и расширение технологических возможностей. 2 ил.
Рисунки к патенту РФ 2434750
Изобретение относится к кузнечно-штамповочному оборудованию, а именно к устройствам для штамповки осадкой с вращением.
Известен гидравлический пресс, содержащий станину рамного типа, рабочий цилиндр поршневого типа, смонтированный в верхней части пресса, ползун, прикрепленный к штоку рабочего цилиндра с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на стойках станины, и стол, установленный на нижней поперечине станины (Воронин В.Г. Гидравлические прессы с безаккумуляторным насосным приводом. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1974, с.8, рис.2).
На данном прессе невозможно осуществление штамповки осадкой с вращением в силу того, что ползун может совершать только возвратно-поступательное перемещение вдоль своих направляющих.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой полезной модели является пресс гидравлический, содержащий станину рамного типа, смонтированный на станине гидроцилиндр, создающий осевое усилие, ползун с гайкой, винт, верхнюю и нижнюю штамповые плиты (Штамповка поковок тонкостенных дисков осадкой с вращающимся инструментом / В.Н.Субич, О.А.Ганаго, Б.А.Степанов и др. — Кузнечно-штамповочное производство, 1981, № 6, с.32, рис.3).
Ползун данного пресса наряду с возвратно-поступательным перемещением может одновременно совершать и вращательное движение, что позволяет осуществлять осадку заготовок вращающимся инструментом.
К недостаткам данной конструкции следует отнести раздельное исполнение и оппозитное расположение силового гидроцилиндра и ползуна, что снижает точность работы пресса, приводит к неоправданному увеличению вертикального габарита пресса и металлоемкости, при этом уменьшаются размеры штампового пространства и ограничиваются тем самым технологические возможности пресса. Перемещение ползуна на холостом ходу только за счет собственного веса увеличивает время цикла работы пресса и снижает его производительность. Большое количество сборочных единиц в достаточно простой установке при отсутствии унифицированных узлов и деталей усложняет и удорожает конструкцию, повышает трудоемкость изготовления, сборки и наладки.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение и удешевление конструкции за счет использования унифицированных узлов и деталей, снижение трудоемкости изготовления, сборки и наладки, повышение производительности пресса и расширение его технологических возможностей.
Поставленная задача решается тем, что в прессе гидравлическом, содержащем станину рамного типа, смонтированный на станине гидроцилиндр, создающий осевое усилие, ползун, взаимосвязанный с винтом, верхнюю и нижнюю штамповые плиты, согласно изобретению гидроцилиндр установлен на верхней поперечине станины, винт жестко смонтирован внутри цилиндра на его крышке, на винте с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси закреплен поршень гидроцилиндра, штоковая часть которого соединена с ползуном.
То, что винт жестко смонтирован внутри цилиндра на его крышке и на нем установлен поршень с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси, шток которого связан с ползуном, позволяет уменьшить вертикальные габариты пресса, увеличить открытую высоту пресса и тем расширить технологические возможности, повысить скорость обратного холостого хода за счет использования давления рабочей жидкости, подаваемой в штоковую полость при подъеме ползуна, что повышает производительность пресса. Также в предложенной конструкции пресса количество сборочных единиц минимально возможное: станина, рабочий цилиндр поршневого типа и ползун, представляющие собой унифицированные типовые узлы. Это позволяет сохранить одно из преимуществ гидравлического пресса — простоту его конструкции, сократить затраты на проектирование и исключить необходимость создания новой специальной машины. Исключаются трудоемкие работы по изготовлению, сборке и наладке, в частности, связанные с обеспечением соосности винта и гидроцилиндра при оппозитном их размещении на прессе. Более того, предложенное техническое решение может быть реализовано на имеющихся или выпускающихся типовых гидравлических прессах любого технологического назначения с соответствующей доработкой их исполнительного механизма.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид пресса в исходном положении; на фиг.2 — то же, в крайнем нижнем положении ползуна.
Гидравлический пресс содержит станину 1, в верхней поперечине 2 которой смонтирован гидроцилиндр 3 поршневого типа, оснащенный клапанами 4, 5, соединенными с гидроприводом (на чертеже не указан). На крышке 6 гидроцилиндра 3 жестко смонтирован винт 7, на котором установлен поршень 8 с возможностью вращательного и возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси. Штоковая часть 9 поршня 8 соединена с ползуном 10, на котором установлена верхняя штамповая плита 11. На столе 12 размещена нижняя штамповая плита 13 с расположенной на ней заготовкой 14.
Гидравлический пресс работает следующим образом.
На нижнюю плиту 13, смонтированную на столе 12 станины 1, помещают заготовку 14, при этом ползун 10 находится в крайнем верхнем положении. Включается гидропривод (условно не показан), и рабочая жидкость подается через клапан 4 в поршневую полость гидроцилиндра 3, смонтированного в верхней поперечине 2 станины 1. Под воздействием давления жидкости поршень 8 начинает перемещаться вниз, одновременно вращаясь вдоль оси винта 7, жестко смонтированного на крышке 6 гидроцилиндра 3. Ползун 10, соединенный со штоковой частью 9 поршня 8, также перемещается вниз в сторону заготовки 14. При контакте ползуна 10 через верхнюю плиту 11 с заготовкой 14 осуществляется ее осадка с одновременным вращением. После завершения осадки рабочая жидкость подается через клапан 5 и воздействует на кольцевую площадь поршня 8. При этом ползун 10 меняет направление вращения и начинает подниматься вверх. После возвращения ползуна 10 в исходное крайнее верхнее положение заготовка 14 удаляется и рабочий цикл повторяется.
Для опробования предложенного технического решения был взят типовой гидравлический пресс усилием 630 кН для прессования пластмасс. Номинальное давление рабочей жидкости, создаваемое насосом гидропривода, 32 МПа. Диаметр поршня 320 мм, диаметр штока 150 мм. Диаметр винта был принят 100 мм с трехзаходной резьбой прямоугольной формы с рекомендуемым шагом. Размеры ползуна в плане 450×350 мм, высота ползуна 300 мм, высота стола 460 мм. Открытая высота пресса 530 мм.
В сравнении с наиболее близким аналогом основу предложенной конструкции составляет типовой гидравлический пресс, выпускаемый промышленностью, состоящий из унифицированных узлов и деталей, в котором изменению подвергнут только узел исполнительного механизма, что позволяет снизить трудоемкость изготовления, сборки и наладки, исключить необходимость создания новой машины. Отсутствие вредных пространств в рабочей зоне пресса позволяет при тех же размерах штампового пространства расширить технологические возможности пресса. Использование рабочей жидкости высокого давления при подъеме ползуна позволяет, в сравнении с наиболее близким аналогом, повысить производительность за счет сокращения времени на обратный ход.
Предлагаемый гидравлический пресс можно использовать на промышленных предприятиях, выпускающих штамповки типа дисков, фланцев, шестерен и т.д., при наличии соответствующей штамповой оснастки.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пресс гидравлический, содержащий станину рамного типа, смонтированный на станине гидроцилиндр поршневого типа, создающий осевое усилие, ползун, взаимосвязанный с винтом, верхнюю и нижнюю штамповые плиты, отличающийся тем, что гидроцилиндр установлен на верхней поперечине станины, винт жестко смонтирован внутри цилиндра на его крышке, при этом на винте с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения вдоль его оси закреплен поршень гидроцилиндра, штоковая часть которого соединена с ползуном.
червячный пресс для обработки полимерных материалов
Червячный пресс для обработки полимерных материалов содержит корпус с загрузочной воронкой и червячным валом, смонтированные на выходе выгрузного приспособления фильтрующую решетку и фильерную плиту, датчик тока электродвигателя червячного вала и датчик температуры фильерной плиты. В выгрузном приспособлении дополнительно установлены гранулятор полимерного материала с регулятором размера гранул и датчик давления. На выходе из пресса установлен датчик концентрации влаги полимерного материала и вычислительное устройство. Входы вычислительного устройства соединены соответственно с выходами датчика тока электродвигателя червячного вала, датчика температуры фильерной плиты, датчика давления и датчика концентрации влаги полимерного материала. Выход вычислительного устройства соединен с входом регулятора размера гранул полимерного материала. Устройство позволяет контролировать концентрацию влаги на выходе червячного пресса и регулировать размер гранул, а корректировка размера гранул каучука способствует более полному удалению влаги, что улучшает реологические свойства полимерного материала. 1 ил., 1 табл.
Рисунки к патенту РФ 2121436
Предполагаемое изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для обезвоживания полимерных материалов, и может быть использовано в производстве синтетических каучуков, например бутилкаучука, полизопренового каучука и др.
Известен червячный пресс для производства резиновых изделий, содержащий корпус, загрузочную воронку для полимерных материалов, фильерную плиту с решеткой и выгрузное приспособление < "Машины и аппараты резинового производства", Под. ред. Д.М. Баркова, М. "Химия", 1975 г., стр.64-65>. Недостатком устройства является невысокое количество получаемых полимерных материалов из-за несовершенства конструкции фильерной плиты и фильтрующей решетки; не учитывается нагрузка по току на электродвигатель червячного вала пресса, не контролируется температура фильерной плиты. Все это приводит к неполному удалению влаги из полимерного материала.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является червячный пресс для обработки полимерных материалов, который содержит корпус, загрузочную воронку, установленный в нем червячный вал и смонтированные на выходе полимерного материала из корпуса фильерную плиту и решетку с отверстиями, при этом соотношение площадей суммарных сечений плиты и решетки выбрано равным 3: 1. Кроме того, для исключения забивки решетки и снижения производительности пресса контролируют ток электродвигателя червячного вала, а также температуру фильерной плиты, < авт. свид. N 1599209, B 29 B 13/06, 15/02 от 15.10.90г., Бюлл N 38>.
Недостатком указанного устройства является недостаточно высокое качество получаемых полимерных материалов, т.к. не контролируется концентрация влаги на выходе пресса и не регулируется размер гранул получаемого полимерного материала.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества получаемого материала.
Поставленная задача решается тем, что в известный червячный пресс для обработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и червячным валом; фильтрующую решетку и фильерную плиту с отверстиями, смонтированные на выходе выгрузного приспособления, а также датчик тока электродвигателя червячного вала и датчик температуры фильерной плиты, дополнительно устанавливают в выгрузном приспособлении гранулятор полимерного материала с регулятором размера гранул и датчиком давления, датчик концентрации влаги полимерного материала на выходе из пресса, а также вычислительное устройство, при этом входы вычислительного устройства соединены соответственно с выходами датчика электродвигателя червячного вала, датчика температуры фильерной плиты, датчика давления и датчика концентрации влаги полимерного материала, а выход вычислительного устройства соединен с входом регулятора размера гранул полимерного материала.
Совокупность дополнительных устройств в сочетании с известными придает предлагаемому прессу для обработки полимерных материалов новые свойства, обеспечивающие снижение влаги в полимерном материале до 0,15 вес.% и повышение однородности материала при получении заданного размера гранул. Это позволяет судить о соответствии предложенного технического решения критерию изобретения.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером и чертежом, на котором изображен общий вид червячного пресса, используемого в производстве бутилкаучука.
Червячный пресс содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2, установленный в нем червячный вал 3 и смонтированные на выходе бутилкаучука из корпуса 1 фильерную плиту 4 и фильтрующую решетку 5 с отверстиями. В выгрузном приспособлении 6 установлен гранулятор 7. Пресс оснащен датчиком 8 тока электродвигателя червячного вала и датчиком 9 температуры фильерной плиты, датчиком 10 концентрации бутилкаучука (влагу определяют также лабораторным методом). Кроме того, пресс содержит регулятор 11 гранул бутилкаучука, датчик 12 давления и вычислительное устройство 13.
Выходы датчиков 8, 9, 10, 12 соединены с входами вычислительного устройства 13, а его выход соединен с входом регулятора гранул бутилкаучука 11. Экспериментальное исследование процесса обезвоживания полимерных материалов, в частности бутилкаучука, показало, что на качество каучука оказывает влияние содержание влаги (концентрацию воды в каучуке), которая связана с размером гранул (частиц) каучука. При увеличении концентрации влаги необходимо уменьшить размер гранул (частиц) каучука. В рабочем диапазоне эта зависимость носит пропорциональный характер:
C = a d,
где
C — концентрация влаги;
d — условный диаметр частиц каучука;
a — константа.
Червячный пресс работает следующим образом. Влажный бутилкаучук (с содержание влаги до 12 вес,%) подают в загрузочную воронку 2, где каучук захватывается витками червячного вала 3 и транспортируется далее через решетку 5 и плиту 4 к выгрузному приспособлению 6 и гранулятору 7. Каучук при движении разогревается за счет трения о стенки корпуса 1 и пара при подаче его в рубашку корпуса. Вода в каучуке находится в перегретом состоянии, при этом давлениe, создаваемое червячным валом 3 (80 кг/см 2 ), выше давления паров перегретой воды. При таком давлении каучук продавливают через отверстие решетки 5.
Давление в выгрузном приспособлении 6 равно атмосферному, что позволяет удалять влагу из каучука. Затем отжатый каучук поступает на гранулятор 7, где дробится на гранулы заданного размера (изменяется проходное сечение выгрузного приспособления 6).
Температуру фильерной плиты 4 контролируют датчиком 9, а ток электродвигателя червячного вала — датчиком 8 и давление в прессе измеряется датчиком 12. Эти параметры характеризуют производительность и степень забивки решетки 5, плиты 4, выгрузного приспособления 6 и соответственно пресса в целом. Если эти параметры выходят за заданные пределы, то пресс останавливают на чистку.
Концентрацию влаги в вакууме контролируют датчиком 10 (либо определяют лабораторным методом) и при отклонении ее от заданного значения изменяют размер гранул каучука регулятором 11 по команде с вычислительного устройства 13, меняя проходное сечение между подвижной частью гранулятора 7 и рабочим пространством выгрузного приспособления 6.
На чертеже показано положение подвижной части гранулятора 7 для сечения S1 и для сечения S2 (штриховая линия). При этом S1 > S2.
Сечение S1 соответствует крупной крошке каучука.
Сечение S2 соответствует мелкой крошке каучука.
Корректировка размера гранул каучука способствует более полному удалению влаги, что улучшает реологические свойства и качество каучука в целом.
Экспериментальная проверка работы пресса в промышленных условиях, проведенная во II кв. 1997 г. в цехе выделения бутилкаучука в АО «Нижнекамскнефтехим», показала его эффективность и полезность.
Ниже даются численный пример работы пресса и таблица технико-экономических показателей производства бутилкаучука.
На вход пресса подают бутилкаучук G = 4 т/час с концентрацией влаги C = 8 — 12%. Заданная зона температуры фильерной плиты Tзад = 210 10 o C. Заданная зона тока электродвигателя червячного вала Jзад = 1,5 — 1,7 A.
Заданная зона давления в прессе Pзад = 78 — 82 кг/см 2 . Заданное значение концентрации влаги Cзад 0,2 вес.%. Условный диаметр частиц каучука d = 7 мм.
При внесении возмущений в процесс обезвоживания каучука (по нагрузке, по вязкостным свойствам) изменились параметры процесса. Контроль процесса осуществляем след, образом: определяем по информации датчиков 8, 9, 12 соответственно текущее значение температуры, T = 211 o C; тока, J = 1,55 A; давление, P = 78,5 кг/см 2 . Параметры не вышли за заданные зоны. Это говорит о нормальной работе пресса. Определяем по информации датчика 10 текущее значение влаги каучука C = 0,25%, т.к. оно вышло за заданное значение C > Cзад (0,25% > 0,2%), поэтому с помощью ЭВМ 13 контролируем установку регулятора 11 и уменьшаем проходное сечение выгрузного устройства 6 и соответственно диаметр частиц каучука до значения d = 5 мм. Это способствует удалению влаги в каучуке до значения C 0,2 вес.%.
Ниже приводится таблица показателей работы предлагаемого пресса и аналога.
Во время испытаний пресса точность контроля концентрации влаги в каучуке возросла до 3,4 отн.% против 7,1 отн.%. Это исключило плотностью брак каучука по влаге, что снизило энергетические затраты на производство каучука. Экономический эффект от внедрения составит 450 млн.руб. в год.
Внедрение пресса намечено на III кв. 1997г. в цехе выделения бутилкаучука АО «Нижнекамскнефтехим» (г. Нижнекамск).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Червячный пресс для обработки полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и червячным валом, фильтрующую решетку и фильерную плиту с отверстиями, смонтированные на выходе выгрузного приспособления, датчик тока электродвигателя червячного вала и датчик температуры фильерной плиты, отличающийся тем, что дополнительно установлены в выгрузном приспособлении гранулятор полимерного материала с регулятором размера гранул и датчик давления, датчик концентрации влаги полимерного материала — на выходе из пресса и вычислительное устройство, при этом входы вычислительного устройства соединены соответственно с выходами датчика тока электродвигателя червячного вала, датчика температуры фильерной плиты, датчика давления и датчика концентрации влаги полимерного материала, а выход вычислительного устройства соединен с входом регулятора размера гранул полимерного материала.