Устройство для измельчения

Устройство для измельчения

Реферат

 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности измельчения высокоэластичных материалов. Положительный эффект достигается за счет наличия измельчающих роторов, выполненных в виде последовательно расположенных транспортных шнековых участков и участков сдвигового деформирования, изготовленных в виде последовательно расположенных транспортных шнековых участков и участков сдвигового деформирования, изготовленных в виде последовательно размещенных двух типов плоских рабочих элементов по крайней мере с одной проходящей через ось вращения ротора плоскостью симметрии, образующие поверхности которых параллельны, а торцовые перпендикулярны осям вращения роторов. 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, в частности к устройствам для измельчения высокоэластичных материалов, и может быть использовано для измельчения вулканизованных резин резинокордных и резинотканевых материалов. Цель изобретения повышение надежности и эффективности измельчения высокоэластичных материалов. На фиг. 1 изображено устройство для измельчения; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.4 то же, вариант выполнения рабочих элементов цилиндрической формы; на фиг.5 то же, вариант выполнения рабочих элементов секторообразной и цилиндрической форм; на фиг.6 - то же, вариант выполнения рабочих элементов многогранной и цилиндрической форм; на фиг. 7 участок сдвигового деформирования с увеличивающимся от отверстия для ввода материала к отверстию для вывода материала расстоянием максимально удаленной точки образующей поверхности рабочего элемента первого типа до оси вращения ротора; на фиг.8 то же, в случае выполнения рабочих элементов второго типа с уменьшающимися толщинами; на фиг.9 то же, в случае размещения по крайней мере рабочих элементов первого типа со смещением максимально удаленной точки образующей поверхности каждого последующего элемента относительно предыдущего элемента относительно предыдущего элемента на угол 10-120^o; на фиг.10 вид по стреле Б на фиг.9. Устройство для измельчения содержит корпус 1 с отверстием 2 для ввода материала и отверстием 3 для вывода материала, измельчающие роторы 4 и 5, установленные в корпусе параллельно друг другу, и систему 6 нагрева и охлаждения корпуса. Измельчающие роторы 4 и 5 выполнены в виде последовательно расположенных транспортирующих шнековых участков 7 и 8 и участков 9 и 10 сдвигового деформирования, выполненных в виде последовательно размещенных плоских рабочих элементов 11 и 12 двух типов по крайней мере с одной проходящей через ось вращения ротора плоскостью симметрии (рабочие элементы могут быть выполнены в виде секторов одна плоскость симметрии; овальными - две плоскости симметрии; треугольными три плоскости симметрии; цилиндрическими бесконечное число плоскостей симметрии), образующие поверхности 13 и 14 которых параллельны, а торцовые поверхности 15 и 16 перпендикулярны осям вращения роторов. Расстояние от оси вращения ротора до максимально удаленной точки образующей поверхности рабочего элемента 11 первого типа больше, а рабочего элемента 12 второго типа меньше половины расстояния между осями вращения роторов. Рабочие элементы первого типа одного ротора установлены против рабочих элементов второго типа другого ротора с образованием зазора между их образующими поверхностями. Шнековые участки 7 и 8 роторов выполнены с сопрягающейся нарезкой, а роторы установлены с возможностью вращения в одинаковых направлениях. По крайней мере рабочие элементы 11 первого типа выполнены с увеличивающимися в направлении от отверстия 2 для ввода к отверстию 3 для вывода материала расстояниями от максимально удаленной точки образующей поверхности рабочего элемента до оси вращения ротора (фиг.7). По крайней мере рабочие элементы 12 второго типа выполнены с толщинами, уменьшающимися в направлении от отверстия 2 для ввода материала к отверстию 3 для ввода материала к отверстию 3 для вывода материала (фиг.8). По крайней мере рабочие элементы 11 первого типа размещены со смещением максимально удаленных от оси вращения точек образующих поверхностей каждого последующего элемента относительно предыдущего элемента на угол 10-120^o (фиг.9). При этом рабочие элементы первого типа могут быть расположены с образованием винтовой линии максимально удаленными от оси вращения ротора точками их образующих поверхностей. Для увеличения универсальности предлагаемого устройства и ускорения его преобразования при изменении типа измельчаемых резиновых, резинотканевых и резинокордных материалов измельчающие роторы могут быть выполнены сборными, состоящими из центрального стержня и надеваемых на него транспортных шнековых участков и плоских рабочих элементов участков сдвигового деформирования. При этом рабочие элементы должны иметь шпоночные или шлицевое соединение, обеспечивающее возможность их поворота относительно друг друга на угол 10-120^o. Устройство работает следующим образом. Куски высокоэластичного материала (отходы потребления и производства резиновой обуви, резинотехнических изделий, грубоизмельченные продукты переработки амортизированных шин) ленточным конвейером, винтовым дозатором или другим дозирующим устройством подают в отверстие 2 корпуса 1. Предварительно с помощью системы 6 нагрева и охлаждения корпуса устанавливают оптимальную для данного материала температуру измельчения (90-160^oC) в транспортирующих шнековых участках 7 и 8 и участках 9 и 10 сдвигового деформирования измельчающих роторов 4 и 5. Куски материала захватываются транспортирующими шнековыми участками 7 и 8 измельчающих роторов и подаются в участки 9 и 10 сдвигового деформирования. При этом происходит разогрев материала до необходимой температуры за счет его контакта с корпусом 1 и создается необходимое давление для перемещения материала в участках 9 и 10 сдвигового деформирования. Кроме этого, поскольку транспортирующие шнековые участки роторов выполнены с сопрягающейся нарезкой, то в них происходит частичное разрушение материала (по механизму резания) при их попадании в межвитковое пространство и в зазор между корпусом 1 и гребнями витков шнека. После прохождения транспортирующих шнековых участков роторов материал подается в участки сдвигового деформирования, где происходит его измельчение. Измельчение осуществляется в следующих основных зонах: I в зазоре между образующими поверхностями рабочих элементов роторов и внутренней поверхностью корпуса 1, II в зазоре между образующими поверхностями расположенных напротив дpуг друга рабочих элементов первого и второго типов, III -зазоре между торцовыми поверхностями соседних рабочих элементов первого типа, размещенных на параллельно установленных роторах. При этом следует отметить, что величины сдвиговых деформаций, скоростей сдвига и уровень напряжений сдвига, реализуемые в зоне I измельчения при одинаковых геометрических размерах устройств одинаковы у заявленного устройства и у известного. В зоне II измельчения интенсивность скоростей сдвига и напряжений сдвига намного выше, что связано с вращением измельчающих роторов в одинаковых направлениях, поскольку поверхности рабочих элементов при этом движутся в противоположных направлениях, увеличивая интенсивность скоростей сдвига. В зоне III измельчения торцовые поверхности соседних рабочих элементов первого типа, размещенных на параллельно установленных роторах, также движутся в противоположных направлениях относительно друг друга, что приводит к увеличению скоростей сдвига и напряжений сдвига для материала, находящегося в зазоре. Кроме того, общий объем материала, подвергающийся деформированию в зонах I, II и III, намного больше объема, подвергающегося деформированию в известном устройстве, что приводит с учетом большей интенсивности измельчения к уменьшению дисперсности получаемого порошка и уменьшению энергозатрат на измельчение. Необходимо также отметить, что материал, находящийся в сдвиговой зоне, участвует в двух типах движения: под действием давления, создаваемого в транспортирующих участках 7 и 8, вдоль оси вращения измельчающих роторов 4 и 5 и под действием трения материала об образующие и торцовые поверхности плоских рабочих элементов 11 и 12 перпендикулярно оси вращения измельчающих роторов, что приводит в конечном итоге к сложному винтообразному движению. Такой тип движения материала в участке сдвигового деформирования уменьшает вероятность заклинивания измельчающих роторов. Более того, в крупных кусках материала (с размером, большим расстояния между торцовыми поверхностями рабочих элементов первого типа) подвергаются разрушению наиболее мелкие под действием срезающих напряжений. При этом торцовые грани рабочих элементов 11 первого типа играют роль ножевых элементов. Уменьшение заклинивающих эффектов и обеспечение более стабильного режима работы достигается выполнением по крайней мере рабочих элементов 11 первого типа с увеличивающимися в направлении от отверстия для ввода к отверстию для вывода материала расстояниями от максимально удаленной точки образующей поверхности рабочего элемента до оси вращения ротора. Выполнение по крайней мере рабочих элементов 12 второго типа с толщинами, уменьшающимися в направлении от отверстия для ввода к отверстию для ввода материала, способствует повышению стабильности работы устройства и постоянному увеличению интенсивности сдвиговых деформаций и напряжений сдвига, что приводит к получению порошка более высокого качества с меньшими энергозатратами. Размещение по крайней мере рабочих элементов первого типа со смещением максимально удаленных точек образующих поверхностей каждого последующего элемента относительно предыдущего элемента на угол 10-120^o способствует увеличению давления в зазоре между торцовыми поверхностями рабочих элементов первого типа, расположенных на различных роторах, интенсифицирует процессы измельчения мелких частиц этой области и увеличивает вероятность разрушения крупных частиц по механизму резания, т.е. способствует снижению энергозатрат, уменьшению дисперсности получаемого порошка и улучшению стабильности работы устройства. Расположение по крайней мере рабочих элементов первого типа с образованием винтовой линии максимально удаленными от оси вращения точками их образующих поверхностей способствует увеличению давления в сдвиговом элементе и увеличению скорости перемещения материала вдоль оси вращения, т. е. снижению энергозатрат, повышению стабильности работы и улучшению качества получаемого порошка.

Формула изобретения

1. Устройство для измельчения, содержащее корпус с отверстиями для ввода и вывода материала, установленные параллельно друг другу роторы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности процесса измельчения высокоэластичных материалов, устройство снабжено системой нагрева и охлаждения корпуса, роторы по длине выполнены в виде шнековых транспортирующих участков и участков сдвигового деформирования с чередующимися плоскими рабочими элементами двух типов по крайней мере с одной проходящей через ось вращения ротора плоскостью симметрии, образующие поверхности которых параллельны, а торцевые перпендикулярны осям вращения роторов, причем расстояние от оси вращения ротора до максимально удаленных точек образующих поверхностей рабочих элементов первого типа больше, а второго типа меньше половины расстояния между осями вращения роторов, при этом рабочие элементы первого типа одного ротора установлены против рабочих элементов второго типа другого ротора с образованием зазора между их образующими поверхностями, причем шнековые участки роторов выполнены с сопрягающейся нарезкой, а роторы установлены с возможностью вращения в одном направлении. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что по крайней мере рабочие элементы первого типа выполнены с увеличивающимися в направлении от отверстия для ввода к отверстию для вывода материала расстояниями от максимально удаленной точки образующей поверхности рабочего элемента до оси вращения ротора. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что по крайней мере плоские рабочие элементы второго типа выполнены с толщинами, уменьшающимися в направлении от отверстия для ввода к отверстию для вывода материала. 4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что по крайней мере рабочие элементы первого типа размещены со смещением максимально удаленной точки образующей поверхности каждого последующего элемента относительно предыдущего элемента на угол 10 120^o. 5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что по крайней мере рабочие элементы первого типа расположены с образованием винтовой линии максимально удаленными точками их образующих поверхностей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000