Загрузочная воронка экструдера

Полезная модель относится к червячным одношнековым экструдерам (червячным прессам) с горизонтальным шнеком, служащим для плавления и экструзии сыпучих термопластичных и термореактивных полимерных материалов. Устройство предназначено для подачи материала самотеком (под действием силы тяжести) к вращающемуся червячному шнеку с целью захвата материала шнеком.
Уровень техники
Известны одношнековые экструдеры для переработки полимеров, имеющие загрузочную воронку, закрепленную над отверстием, выполненным в зоне загрузки одношнекового экструдера (US 2013/0108730 А1, опубл. 2.05.2013; SU 1296440 А1, 01.07.1985; RU 2597610 С1, 28.02.2012).
Также известно устройство в виде загрузочной воронки, закрепленное над отверстием, выполненным в зоне загрузки одношнекового экструдера и содержащее устройство принудительной подачи порошкообразных, мелкозернистых и подобных термопластичных материалов (SU 361549, 28.05.1969).
Все эти перечисленные устройства воронки экструдера имеют сложную для изготовления конфигурацию, требуют сложного и дорогого удлиненного рабочего цилиндра с загрузочным отверстием, крепятся непосредственно к рабочему цилиндру, порождая потери тепла и лишаясь подвижности, необходимой для стряхивания налипшего на стенки материала.
Известно также загрузочное устройство в виде загрузочной воронки, содержащей внутренний цилиндрический ворошитель, имеющий палец для контактирования со шнеком, за который ворошитель циклически поворачивается на некоторый угол вращающимся шнеком, и возвращается назад пружиной, испытывая удар в момент остановки. Для прохода пальца ворошителя в гребне шнека выполнен паз. (SU 1466941 А1, 30.04.1985) (прототип).
Недостатком этого устройства являются потери тепла, вызванные прямым контактом деталей воронки с нагретым рабочим цилиндром. Другим недостатком является сложность изготовления, возникающая из-за сложной конфигурации деталей воронки, ворошителя и необходимости выполнять прорезь в гребне шнека.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является создание простой загрузочной воронки одношнекового экструдера, совмещенной с зоной загрузки экструдера и не имеющей прямого контакта металлических деталей воронки с металлом рабочего цилиндра экструдера. Это достигается наружной формой загрузочной воронки, представляющей собой прямоугольный параллелепипед, и внутренней полостью, представляющей горизонтальный цилиндрический шнековый канал, бесступенчато переходящий кверху в прямоугольное загрузочное окно.
Осуществление полезной модели
Загрузочная воронка имеет наружную форму прямоугольного параллелепипеда и содержит цилиндрический шнековый канал, выполняющий функцию зоны загрузки экструдера. Через шнековый канал воронки проходит шнек экструдера. Прямоугольное верхнее загрузочное отверстие без уступов соединяется со шнековым каналом переходом в виде плоского клина.
Конструкция воронки, благодаря своим простым поверхностям хорошо подходит для изготовления на станках с ЧПУ.
Для улучшения технологичности загрузочная воронка может быть изготовлена из двух и более упрощенных деталей.
Входной торец рабочего цилиндра размещается напротив выходного отверстия загрузочной воронки с зазором, меньшим чем размер частиц загружаемого материала. Воздушный зазор между загрузочной воронкой и рабочим цилиндром обеспечивает надежную теплоизоляцию между ними. В этом случае отсутствие прямой механической связи между воронкой и цилиндром позволяет эффективно встряхивать загрузочную воронку, например, известными механическими, пневматическими, электромеханическими устройствами, предотвращая налипание и зависание материала в ней. Амплитуда встряхивания загрузочной воронки ограничивается зазором между ней и рабочим цилиндром и зазором между шнеком экструдера и стенкой цилиндрического шнекового канала.
В некоторых случаях зазор между загрузочной воронкой и рабочим цилиндром может заполнятся, как минимум, одной прокладкой. Наружная поверхность загрузочной воронки имеет большие плоские поверхности, удобные для базирования и закрепления в конструкции экструдера, в частности, для присоединения при помощи винтов узла упорного подшипника, рамы экструдера, бункера и т.п.
Работа устройства заключается в автоматическом оседании материала, помещенного в воронку на место материала, захватываемого шнеком и перемещаемого в рабочий цилиндр экструдера.