ПРИБОР ДЛЯ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
PLASTIC MATERIAL EXTRUSION DEVICE

Изобретение относится к области экструдирования материалов растительного происхождения и может быть использовано для определения свойств экструдируемых древесных опилок.
За прототип принят прибор для прессования пластического материала в модели фильеры [Полищук В.Ю. Экспериментальное исследование напряжений в пластическом материале при его прессовании в цилиндрическом канале фильеры. / Порошковая металлургия материалов с особыми свойствами. Межвузовский сборник. - Куйбышев: КуАИ. - С.29-35], выполненный в виде цилиндрической камеры предварительного сжатия прессуемого материала, с расположенной на ее торцевой стенке, опертой на тензометрическую опору, сменной фильерой в цилиндрической оболочке. Недостатком такой конструкции является искажение показаний тензометрических датчиков, расположенных вблизи стенки камеры сжатия, вызванное выполнением заодно целое оболочки фильеры и стенки камеры сжатия, а также невозможность определения сопротивления фильер различного диаметра прессованию.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений и расширение технических возможностей прибора.
Указанный технический результат достигается тем, что сменная фильера закреплена в торцевой стенке буртиком, выполненным на оболочке фильеры. В цилиндрической камере предварительного сжатия прессуемого материала установлена сменная гильза. В цилиндрической камере предварительного сжатия установлен набор сменных гильз с сопряженными цилиндрическими поверхностями.
На фиг.1 изображен прибор предлагаемой конструкции.
На фиг.2 изображен прибор со сменной гильзой.
На фиг.3 изображен прибор с набором сменных гильз.
Основание прибора 1 имеет отверстия 2 для наблюдения за экструдированием и вывода проводов от тензометрических датчиков и отверстия 3 для удаления экструдата. Тензометрическая опора 4 установлена в основании 1. На опоре 4 установлено тензометрическое кольцо 5.
На тензометрическом кольце 5 установлена торцевая стенка камеры сжатия прессуемого материала 6, на которую сменная фильера 7 опирается буртиком 8. На торцевой стенке камеры сжатия прессуемого материала 6 установлен корпус камеры сжатия прессуемого материала 9, который прикреплен к тензометрической опоре винтами 10. В корпусе 9 помещен плунжер 11. В корпусе 9 может быть установлена сменная гильза 12, которая прикреплена к корпусу 9 винтами 13. В корпусе 9 может быть установлен набор сменных гильз 12, который прикреплен к корпусу 9 винтами 13.
Корпус камеры предварительного сжатия 9 имеет плотный контакт с торцевой стенке камеры сжатия 6. Цилиндрическая оболочка тензометрического кольца является упругим элементом для измерения нагрузки на торцевую поверхность камеры сжатия. Цилиндрическая оболочка сменной фильеры 4 является упругим элементом для измерения нормальных осевого и радиального напряжений в прессуемом материале.
Прибор работает следующим образом. Прессуемый материал загружают в камеру предварительного сжатия. Прямой ход плунжера 11 происходит в результате нагружения прибора на прессе, предназначенном для испытания механических свойств материалов. При этом происходит уплотнение материала в камере предварительного сжатия. Давление в камере предварительного сжатия возрастает и после преодоления сопротивления фильеры через нее происходит экструдирование материала.
Плунжер 11 имеет в верхней части опорную головку с резьбовыми отверстиями для болтов, предназначенных для создания усилия обратного хода плунжера (на фиг.1, 2, 3 условно не показаны).
Установка цилиндрической оболочки сменной фильеры 7 в торцевой стенке камеры сжатия 6 через разъемное соединение в виде буртика 8 позволяет избежать влияния на деформацию оболочки 7 деформации вызванной меридиональным моментом в торцевой стенке камеры сжатия 6 от нагрузки со стороны прессуемых в камере предварительного сжатия опилок. Это увеличивает протяженность зоны однородного напряженно-деформированного состояния в оболочке 7 и позволяет размещать тензометрические датчики ближе к входному отверстию оболочки и получить информацию о напряженном состоянии экструдируемого материала в этой области, где напряжения возрастают наиболее интенсивно.
Деформация тензометрического кольца 5 определяет нормальные осевые напряжения во входном сечении сменной фильеры 7.
Сменная гильза 12 позволяет использовать сменные фильеры 7 с различным диаметром канала, устанавливаемые в сменных торцевых стенках камеры сжатия 6. Диаметр полости гильзы выделяет участок торцевой стенки вокруг входного отверстия сменной фильеры. Это позволяет моделировать условия входа прессуемого материала в канал фильеры прессового оборудования на производстве в зависимости от параметров рабочего пространства.
Использование набора сменных гильз с сопряженными цилиндрическими поверхностями 14 дает возможность с необходимой точностью получить требуемый диаметр полости гильзы, используя необходимые гильзы из набора.
Прибор заявляемой конструкции позволяет в лабораторных условиях определять коэффициент контактного трения и предел текучести экструдируемого пластического материала, коэффициент консистенции и индекс течения экструдируемого псевдопластика, исследовать влияние на сопротивление фильеры прессованию, плотность и органолептические свойства экструдата длины, диаметра и размеров входной полости фильеры, а также влажности и температуры экструдируемого материала.