Двухчервячный смеситель для переработки полимерных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4Р (;Ь

CO (21) 3675445/23-05 (22) 16.12.83 (46) 15.02.86. Бюл. № 6 (71) Казанский, ордена "Знак Почета" сельскохозяйственный институт им. M.Ãoðüêîão (72) П.Г.Мудров и А.Г.Мудров (53) 678.057.3(088.8) (56) Ленкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Л.: ГХИ, 1962, с ° 54-56.

Авторское свидетельство СССР № 443772, кл. В 29 В 1/10, 1974. (54)(57) ДВУХЧЕРВЯЧНИЙ СМЕСИТЕЛЬ

ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, установленные в корпусе сопряженные червяки, вал одного из которых соединен с приводом для вращения с постоянной угловой скоростью и кинематически связан с валом другого червяка посредством механизма для передачи ему вращения с неравномерной угловой скоÄÄSUÄÄ 1211060 А (51)4 В 29 В 7/48, В 29 С 47/40 ростью,отличающийся тем, что, с целью повышения качества материала за счет интенсификации процесса смешения и упрощения конструкции смесителя, механизм для передачи вращения с неравномерной угловой скоростью выполнен в виде жестко закрепленных на валах червяков и снабженных пальцами кривошипов, шарнирно связанных между собой посредством двух шатунов, расстояние между перпЕндикулярно расположенными геометрическими осями которых выбрано равным половине межосевого рассто" яния червяков, а ось каждого вала червяка и ось пальца каждого кривошипа скрещены относительно друг друга под углом и расположены на расстоянии, равном произведению длины шатуна на синус угла скрещивания осей вала червяка и пальца кривошипа.,1211060

Изобретение относится к переработке полимерных материалов, в частности к устройствам для их перемешивания, и может быть использовано например, в химической промьппленности.

Целью изобретения является повышение качества материала за счет интенсификации его процесса смешения и упрощение конструкции смесителя.

На фиг.1 показан двухчервячный смеситель, на фиг.2 — кривошип; на фиг.3 — шатун.

Двухчервячный смеситель содержит корпус 1, установленные в корпусе 1 сопряженные червяки 2 и 3. Вал 4 червяка 3 соединен с приводом (не показан) для вращения с постоянной угловой скоростью и кинематиI чески связан с валом 5 второго червяка 2 посредством механизма для передачи ему вращения с неравномерной угловой скоростью. Механизм для передачи ему вращения выполнен в виде жестко закрепленных на валах 4 и 5 червяков 2 и 3 кривошипов 6 и 7.

Кривошипы 6 и 7 шарнирно соединены двумя шатунами 8 л 9 и снабжены пальцами 10, а шатуны 8 и 9 соединены между собой пальцем 11.

Геометрические оси валов. 4 и 5 каждого из червяков 2 и 3 и ось пальца 10 каждого из кривошипов 6 и 7 скрещены под углом (термин "скрещены" означает, что оси не параллельны и нигде не пересекаются между собой). Расстояние E (фиг.2) между геометрической осью каждого из червяков 2 и 3 и геометрической осью пальца 10 в средней его точке выбрано кратчайшим.

Ось пальца 10 кривошипов 6 и 7 является одновременно осью шарниров шатунов 8 и 9. Данная ось и ось пальца 11 расположены под прямым углом (перпендикулярны) на расстоянии Е,, равном половине межосевого расстояния 2 Е1 червяков 2 и 3 (фиг.3) .

Кратчайшее расстояние между расположенными под углом осями каждого вала 4 и 5 червяков 2 и 3 и осью пальца 10 каждого кривошипа 6 и 7 равно произведению длины шатуна 8 (9) на синус угла g скрещивания осей вала 4 (5) червяка 2 (3) и. пальца 10 кривошипа 6 (7) .

Смеситель работает следующим об-. разом.

От привода (не показан) вращение передается червяку 3, который вращается с постоянной угловой скоростью.

Вместе с валом 4 червяка 3 вращается и жестко связанный с ним кривошип 6, приводящий в движение через шатуны

8 и 9 ведомый кривошип 7 и следовательно, червяк 2. Так как оси кривошипов 6 и 7 скрещены под углом ( а оси шатунов 8 и 9 перпендикулярны, то ведомый кривошип 7 и червяк 2 вращаются с неравномерной угловой скоростью, то возрастающей, то убы- ваюшей относительно среднего положения, следовательно, витки червяков 2 и 3 будут иметь относительное смещение; отставание при меньшей и обгон при большей угловой скорости червяка 2, причем место максимального сближения боковых поверхностей сопряженных червяков 2 и 3 постоянно смешается относительно их винтовой поверхности.

Относительное смещение витков червяков 2 и 3 с заданной величиной смещения интенсифицирует процесс смешивания пластмасс.

Смеситель конструируют следующим образом.

Кратчайшее расстояние P. кривошипа 6 (7), угол с скрещивания его осей и длина 11 шатуна 8 (9) связаны выражением

1 . = (, sinK

3. ),3

t — 2Л8 — 2S (2)

t где t — шаг витков червяка;

Л S — заданный зазор между витками червяков 2 и 3 при их сближении;

S — толщина витка червяка.

Эта формула справедлива для однозаходного червяка, но если используется двухзаходный червяк, то

90 t — 2 AS -2S о(- —— (3)

2 t

При и-заходном червяке угол сС соста" вит

90 с — 2 hS -28 п C (4) Для обеспечения заданного относительного осевого смещения витков червяков 2 и 3 в зависимости от их конструктивных параметров угол с скрещивания осей должен определяться выражением

1211060 — QS — S

f = — — --- ——

В зависимости от физико-механических .свойств перемешиваемых материалов назначают параметры витков червяков: t — шаг, 6 S — заданный зазор между витками червяков при их сближении; S — толщина витков червяка;

2 I межосевое расстояние червяков.

Можно исходить из обеспечения максимального смещения Р витка червяка от среднего положения, определяе- 10 мого выражением

Затем определяется угол Ы скрещи- 15 вания геометрических осей вала и пальца кривошипа по одной из формул (2), (3) или (4), например по формуле (2) при однозаходном червяке.

Поскольку межосевое расстояние 2 Г„ 20 определено конструктивно, то длина шатунов равна половине межосевого расстояния, т.е. P< .

Наконец определяется кратчайшее расстояние между геометрическими ося- 25 ми вала и пальца кривошипов по формуле (1) Х sino(30

Пример. Необходимо сконструировать смеситель с осевым смещением витка от среднего положения, равным 30 мм.

Параметры однозаходного червяка: шаг витка t = 80 мм, толщина витков

S = 15 мм, заданный зазор между витками червяков при их сближении Ь Я= — 5 мм и межосевое расстояние червяков 2 Г„= 300 мм.

По выражению (2) определяется угол с(скрещивания осей вала и пальца кривошипов о t-2ЛЯ-2Я о80-25-2 15 о(= 90 — — — — — = 90

t 80 о 40 о

90 — — = 45

Длина шатунов равна половине межосевого расстояния червяков, т.е. Я = 300:2 = 150 мм.

Кратчайшее расстояние f между осью вала и пальца кривошипов раво няется F = F, sinK = 150 sin 45 — 150 0,7 = 106 мм.

Следовательно, при принятых зна» чениях параметров витков червяка заданное осевое смещение от среднего положения, равное 30 мм, обеспечивается следующими параметрами кривошипов и шатунов: F = 106 мм, о = 45, Eq = 150 мм.

Таким же образом конструируется смеситель с другими значениями смещения и другими параметрами витков.

12l1060

Р е. 2

Составитель М.Фитисова

Редак тор JI.Повхан Техред Ж. Кастелевич

Корректор Т-Колб

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 589/20 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5