УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ РАБОЧИХ ТЕЛ ДЛЯ ПНЕВМОСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ

Полезная модель относится к области переработки полимерных материалов и может найти применение при использовании отходов полимерных материалов для получения рабочих тел применяемых, например, для пневмоструйной обработки поверхностей широкой номенклатуры металлических деталей, преимущественно корпусных, от эксплуатационных загрязнений или их отделки с целью подготовки под последующее нанесение лакокрасочных покрытий.
Известно устройство для измельчения отходов полимерных материалов (Aв.св-во №614957, В29В 1\12, В02С 18\44, СССР, публ.26.03.1970 г.), содержащее корпус с закрепленным на нем неподвижным ножом, смонтированный в корпусе вращающийся ротор с прямыми ножами, причем вращающиеся ножи установлены под углом к оси вращения ротора и взаимодействуют с режущей кромкой закрепленного на корпусе неподвижного ножа. Измельченный материал удаляют через сито.
Недостатком данного изобретения является невозможность получать полимерную крошку заданного размера из-за отсутствия зазора между вращающимися ножами, установленными на роторе и неподвижным ножом, смонтированным на корпусе в процессе проведения измельчения, а также отсутствием в конструкции сортирующего устройства, позволяющего сортировать измельченную крошку по фракциям.
Известно устройство для измельчения эластичных полимерных материалов (Ав.св-во №536062, В29Н 3\06, В02С 18\44, СССР, публ. 25.11.76), содержащее корпус, расположенный в корпусе ротор с установленными на нем поочередно ножами для продольной и поперечной резки, причем ножи
для продольной резки смонтированы на роторе свободно на осях, а ножи для поперечной резки выполнены с прерывистой режущей кромкой в виде гребенки и расположены с осевым смещением режущих кромок каждого последующего ножа относительно предыдущего. В корпусе также расположен неподвижный опорный нож. Измельченный материал через отверстия в обечайке с калибрующими отверстиями отсасывается и поступает к потребителю.
Недостатком данного устройства является сложность его конструкции и ограниченные эксплуатационные возможности, обусловленные тем, что при его использовании можно измельчать в крошку только кипы полимерного материала.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для измельчения полимерных материалов (П.на пол. модель №34893, В29В 17\00, РФ, публ.20.12.2003 г.), содержащее приемный бункер, корпус с жестко закрепленными на его внутренних стенках ножами, расположенный в корпусе ротор в виде вала с размещенными в его выемках и закрепленными в них винтами ножами, установленную под валом сменную решетку. Вал соединен с приводом.
Недостатком устройства является то, что данная конструкция обеспечивает постоянное фиксированное положение режущих ножей в зоне резания, что не позволяет при измельчении получать разные фракции крошки, а также отсутствием в конструкции сортирующего устройства, позволяющего сортировать измельченную крошку, ограничивая этим эксплуатационные возможности устройства.
Техническим результатом данного изобретения является получение рабочих тел с регулированным размером для проведения наиболее производительной пневмоструйной обработки с соблюдением предъявленных требований к детали.
Технический результат достигается за счет того, что устройство получения рабочих тел для пневмоструйной обработки, включающее
загрузочный бункер, корпус с жестко закрепленными на его внутренних стенках ножами, ротор с ножами, установленный в корпусе и соединенный с приводом вращения, сортирующее устройство и транспортирующее приспособление, сортирующее устройство представляет собой набор установленных друг на друга сит с различными размерами ячеек, причем каждое сито снабжено отводным патрубком, а сортирующее устройство жестко закреплено на раме, выполненной с возможностью совершения колебаний с заданной амплитудой и частотой.
При этом ножи ротора могут быть установлены с возможностью регулирования размера рабочего тела для подачи в сортирующее устройство. Транспортирующее приспособление может быть выполнено в виде вытяжной пневмоуборочной системы, а в качестве исходного материала для получения рабочего тела могут быть использованы отходы полистирола.
Выбор рабочего тела для проведения пневмоструйной обработки деталей обусловлен широкой номенклатурой пластиковых материалов, в качестве которых используются отходы производства строительно-облицовочного, медицинского и бытового назначения, физико-механические свойства которых позволяют использовать их для очистки и отделки металлических поверхностей. Выбор осуществляется по результатам испытаний на износостойкость на установке ИЦСД-1 (измеритель циклов стойкости дроби) по стандартной методике. Сравнительные испытания последовательно проводят для крошки широкого спектра пластиковых материалов и растительной косточки, в настоящее время используемой в качестве рабочего тела при пневмоструйной обработке. Проведенные испытания позволили выявить наиболее износостойкое рабочее тело. Лучший результат был получен по полистиролу, который выдержал до разрушения 37 циклов, что более чем в 2 раза выше, чем крошки косточек. Износостойкость остальных пластиковых материалов (пенопласт, полиэтилен, полипропилен и др.) оказалась в диапазоне от 7 до 29 циклов. Применение полистироловой крошки в качестве рабочего тела при
использовании в пневмоструйной обработке деталей, взамен косточковой крошки, снижает в 3 раза расход крошки и на 30% повышает производительность очистки. Воздействие процесса очистки детали на ее конфигурацию оценивают по критериям макронапряжений и степени деформированного состояния, оказывающим наибольшее воздействие на изменение исходной конфигурации деталей. Установлено, что после очистки крошкой полистирола в поверхности детали залегают остаточные макронапряжения сжатия величиной 80-120 Мпа на глубине не более 20 мкм.
Сортирующее устройство представляет собой набор установленных друг на друга сит с различными размерами ячеек, причем каждое сито снабжено отводным патрубком, а сортирующее устройство жестко закреплено на раме, выполненной с возможностью совершения колебаний с заданной амплитудой и частотой. Благодаря такой конструкции сортирующего устройства, измельченная крошка подается в верхнее сито с более крупными ячейками, чем размер ячеек сит, расположенных под ним и под воздействием колебаний с заданной амплитудой и частотой, создаваемых с помощью рамы и двигателя, крошка поступает в нижерасположенные сита с более мелкими ячейками. Каждое сито имеет специальный отводной патрубок в боковой стенке, через который по гибким шлангам или подобным устройствам, скапливающаяся отсортированная по фракциям крошка поступает в тару. Стабильная работа сита обеспечивается площадью просеивающей поверхности и размером отверстия отводного патрубка каждого сита.
Ножи ротора могут быть установлены в пазах с возможностью перемещения в этих пазах и фиксации их положения винтами, что позволяет варьировать величину зазора и угол резания между неподвижными ножами и ножами ротора, обеспечивая тем самым возможность регулирования размер рабочего тела. Причем зазор между ножами устанавливают с корректировкой по результатам балансировки ротора.
Транспортирующее приспособление может быть выполнено в виде вытяжной пневмоуборочной системы, например двух промышленных пневмоуборочных аппарата с набором гибких шлангов или других подобных устройств, что позволяет осуществлять транспортировку рабочего тела от емкости измельченной продукции к сортирующему устройству и транспортировку в тару окончательно готовой продукции.
Предложенная полезная модель поясняется схематическим чертежом.
Устройство получения рабочих тел для пневмоструйной обработки содержит загрузочный бункер (1), рабочую камеру (2) с жестко закрепленными на его внутренних стенках ножами (3), вращающийся ротор (4) в виде вала (5) с пазами (6), в которых размещены ножи (7), установленные с возможностью перемещения в этих пазах. В основании рабочей камеры (2) установлена решетка (8). Устройство также содержит емкость (9) для измельченной продукции, расположенную под решеткой (8) и сортирующее устройство (10), содержащее набор установленных друг на друга сит (11) каждое из которых снабжено отводным патрубком (12). Сортирующее устройство жестко закреплено на раме (13), соединенной с двигателем (14). Транспортирующее устройство (15) посредством гибких шлангов (16), или подобных устройств, соединено с емкостью измельченной продукции (9), с сортирующим устройством (10), тарой просеянной продукции (17) и тарой окончательно готовой продукции (18). Причем количество тары с просеянной продукцией (17) зависит от количества сит (11) в сортирующем устройстве (10).
Устройство для получения рабочих тел для пневмоструйной обработки работает следующим образом:
Исходный материал в виде отходов полистирола подают через загрузочный бункер (1) в рабочую камеру (2). Включают вал привода электродвигателя (5), ротор (4) с закрепленными на нем ножами (7) начинает вращаться. Исходный материал пропускается между неподвижными ножами (3), жестко закрепленными в стенки камеры (2) и вращающимися
ножами (7). В соответствии с требованиями производства для крошки были установлены две основные фракции:2,0-4,0 мм и 1,0-2,0 мм. Ножи ротора устанавливают в пазах так, чтобы зазор между ними и неподвижными ножами составлял 4 мм, причем зазор между ножами устанавливают с корректировкой по результатам балансировки вала.
Более крупные частицы, оседающие на решетке (8) подхватываются вращающимися ножами (7) и проходят новые циклы измельчения до получения требуемых размеров. Измельченная крошка через решетку (8) ссыпается в емкость для измельченной продукции (9), откуда посредством транспортирующего устройства (15) измельченная крошка поступает в сортирующее устройство (10), для этого всасывающий конец шланга (16), или другого подобного устройства, первого аппарата транспортирующего устройства (15) помещают в емкость с измельченной продукцией (9), а выходной конец подводят к сортирующему устройству (10). Измельченная крошка подается в верхнее сито (11) с ячейками не более 4 мм и под воздействием колебаний с заданной амплитудой и частотой, создаваемых с помощью рамы (13) и двигателя (14), крошка поступает в нижерасположенные сита (11) с более мелкими ячейками. Каждое сито (11) имеет специальный отводной патрубок (12) в боковой стенке, через который по гибким шлангам, или другим подобным устройствам скапливающаяся крошка поступает в тару (17). Частицы размером 2,0-4,0 мм, используемые для очистных работ, пользуются наибольшим спросом у потребителя, и их количество от общей выходной массы составляет не менее 80%. Порядка 15% выходной массы составляет крошка размером 1,0-2,0 мм, предназначающаяся для отделочно-доводочных работ. Остальные более мелкие фракции поступают на спекание для повторного цикла измельчения. Причем количество тары с просеянной продукцией (17) зависит от количества сит (11) в сортирующем устройстве (10).
Отсортированная по фракциям крошка из каждого сита (11) сортирующего устройства (10) поступает в емкости для просеянной продукции (17), откуда
посредством транспортирующего устройства (15) поступает в тару окончательно готовой продукции (18). Для этого всасывающий конец шланга (16) второго аппарата транспортирующего устройства (15) помещают в емкость с просеянной продукции (17), а выходной - в окончательную емкость готовой продукции (18).
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет получать рабочие тела, заданных размеров для пневмоструйной обработки, позволяющих вести наиболее производительную обработку с соблюдением предъявленных требований к детали.