Результат интеллектуальной деятельности: ЭКСТРУЗИОННЫЙ МАТРИЧНЫЙ ДИСК И РЕЖУЩИЙ УЗЕЛ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ДВИГАТЕЛЕМ

Данное изобретение относится к экструзионному устройству, которое содержит матричный диск, с помощью которого принимается и формируется экструдат, при этом экструдат разрезается на отдельные части при выходе из матричного диска режущим узлом, имеющим нож, который вращается на пути движения экструдата.

Режущие узлы для разрезания экструдата в известных устройствах, как правило, соединены с электродвигателями. Такие режущие узлы вращаются вокруг неподвижного вала, установленного в экструдере, и соединение с двигателем для приведения во вращение осуществляется через барабан, соединенный с ремнем, приводимым в движение от двигателя (см. например, US А, 5 641 529) или через универсальное приводное соединение, которое в свою очередь соединено с другим приводом. Такие узлы являются громоздкими из-за пространства, занимаемого электродвигателем, соответствующими средствами сцепления и рамой, необходимой для опоры модуля двигателя.

В патенте US А, 5 525 052 описана экструзионная машина, обеспечивающая замену экструзионных матриц без потери производственного времени за счет наличия по меньшей мере двух матриц на опорной пластине, которая установлена с возможностью вращения вокруг оси, параллельной оси экструдера. Можно использовать гидравлический двигатель для приведения в действие режущего устройства, которое расположено с возможностью разрезания экструдата, выходящего из экструдера через матрицу. Отсутствует упоминание о системе для подачи приводной жидкости и ее отвода от двигателя. Приводной вал соединяет двигатель с планетарной ортогональной конической зубчатой передачей с передаточным числом, равным 1, которая обеспечивает привод режущего устройства.

Задачей данного изобретения является создание средства для вращения режущего ножа, которое может быть интегрировано в режущий узел, для экономии тем самым пространства и облегчения обслуживания экструзионного устройства.

Согласно первому аспекту данного изобретения, матричный диск для экструдера модифицирован для соединения непосредственно с приводимым в действие текучей средой двигателем на одной стороне и с экструдером - на другой стороне. В матричном диске выполнены подходящие входные и выходные каналы для снабжения двигателя приводной текучей средой и отвода текучей среды. Таким образом, матричный диск содержит:
первое соединительное средство для соединения матричного диска на его первой стороне с экструдером, определяющим продольную ось, второе соединительное средство для соединения матричного диска на его второй стороне с режущим узлом, расположенным на указанной продольной оси,
отверстия, через которые экструдат принимается из экструдера и после экструдирования разрезается на заданную длину с помощью указанного режущего узла,
входной канал для текучей среды для приема приводящей в действие двигатель текучей среды в матричный диск для подачи в указанный режущий узел и
выходной канал для текучей среды для приема текучей среды из указанного режущего узла для отвода из матричного диска, при этом режущий узел имеет приводимый в действие текучей средой двигатель для вращения режущего устройства поперек указанной продольной оси на пути движения экструдата для разрезания экструдата.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения матричный диск имеет периферийную кромку, соединяющую первую и вторую стороны, при этом входной канал и выходной канал для текучей среды имеют каждый радиальную часть, проходящую радиально через периферийную кромку в направлении центральной зоны матричного диска, где каждый канал заканчивается соответствующей продольной частью, проходящей через указанную вторую сторону матричного диска.

Первое и второе соединительные средства предпочтительно содержат множество установочных отверстий для размещения соответствующих крепежных деталей, прохдящих через матричный диск.

Согласно второму аспекту изобретения, узел матричного диска и режущего устройства содержит матричный диск, имеющий первое соединительное средство для соединения матричного диска на его первой стороне с экструдером, определяющим продольную ось, второе соединительное средство для соединения матричного диска на его второй стороне с режущим узлом, расположенным на указанной продольной оси, отверстия, через которые экструдат принимается из экструдера и после экструдирования разрезается на отрезки заданной длины с помощью режущего узла, входной канал для текучей среды для приема текучей среды в матричный диск для подачи в режущий узел и выходной канал для текучей среды для приема текучей среды из режущего узла для отвода из матричного диска, при этом режущий узел имеет приводимый в действие текучей средой двигатель, соединенный со второй стороной матричного диска и выполненный с возможностью приема приводящей в действие двигатель текучей среды из входного канала и для выпуска указанной текучей среды в выпускной канал для текучей среды, и вращаемый режущий инструмент, приводимый во вращение двигателем поперек продольной оси на пути движения экструдата для разрезания экструдата.

Режущий узел содержит корпус, в котором размещен двигатель и который соединен для приведения во вращение с выходным валом двигателя.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения вращаемый режущий инструмент содержит корпус, соединенный для приведения во вращение с двигателем, при этом двигатель выполнен с возможностью размещения внутри корпуса. Двигатель предпочтительно содержит выходной вал, который может быть соединен с корпусом.

В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения корпус содержит средство для установки ножа для опоры, по меньшей мере, одного проходящего в радиальном направлении ножа, имеющего заданное расстояние от второй стороны матричного диска и выполненного с возможностью разрезания выходящего экструдата.

Двигатель может быть любым двигателем, приводимым в действие текучей средой. Предпочтительным вариантом выполнения является гидравлический двигатель. Альтернативным вариантом выполнения является пневматический двигатель.

Входной и выходной каналы для текучей среды в матричном диске могут быть теплоизолированы от выходных отверстий для экструдата. Изоляция может быть выполнена с помощью зазора, заполненного газом. Газ может быть воздухом. Зазор предпочтительно расположен вокруг жидкостных каналов.

Третий аспект изобретения относится к режущему узлу для соединения с матричным диском и для разрезания экструдата, выходящего из него, при этом узел содержит позиционирующие средства для позиционирования узла вблизи выхода экструдата, корпус, приводимый в действие текучей средой двигатель, выполненный с возможностью установки в корпусе, режущий нож и средства для установки ножа в корпусе, так что при приведении в действие двигателя нож вращается на пути движения экструдата, поступающего из выхода, для разрезания его.

Позиционирующие средства могут содержать соединительные средства для соединения узла с матричным диском, так чтобы нож располагался на заданном расстоянии от матричного диска.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения приводимый в действие текучей средой двигатель содержит вход для текучей среды, направленный в сторону матричного диска, для приема из него приводной текучей среды. Вход предпочтительно расположен противоположно соответствующему выходу в матричном диске, на котором он устанавливается.

Ниже приводится описание предпочтительного варианта выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает экструдер, соединенный с электродвигателем, в изометрии;
фиг. 2 - экструдер, соединенный с гидравлическим двигателем, согласно изобретению, в виде, аналогичном виду на фиг. 1;
фиг.3 - корпус для режущего узла по фиг. 2, расположенного на расстоянии от гидравлического двигателя, в изометрии с разнесением элементов;
фиг. 4 - участок, заключенный в окружность 4 на фиг. 3 в увеличенном масштабе;
фиг.5 - вид спереди матричного диска, согласно изобретению;
фиг.6 - вид сбоку матричного диска по фиг.5;
фиг.7 - вид сзади матричного диска по фиг.5;
фиг. 8 - экструдер, соединенный с пневматическим двигателем, согласно изобретению, в виде, аналогичном виду на фиг.2.

фиг.9,а,б- вид сзади матричного диска, согласно изобретению.

Описание предпочтительного варианта выполнения
Экструдер, обозначенный в целом позицией 20 на фиг.1, содержит вытянутый в продольном направлении корпус, который соединен с торцем матричного диска 22. Матричный диск 22 имеет множество матричных отверстий 24, через которые проходит экструдат во время работы экструдера 20. Режущий узел 26 установлен с возможностью вращения на валу (не изображен) и содержит множество проходящих в радиальном направлении ножей 28, которые при вращении разрезают экструдат на отдельные части 30. Электродвигатель 32 с проходящим в осевом направлении приводным валом 34 соединен с режущим узлом 26 через универсальное приводное соединение 36, установленное на одном конце режущего узла 26, удаленном от экструдера 20. Следует понимать, что двигатель 32 может опираться, например, на соответствующую раму для приведения в действие режущего узла без возникновения дисбаланса.

Согласно изобретению, сборка и работа экструзионного устройства значительно упрощается за счет встраивания приводимого в действие текучей средой двигателя в режущий узел. Ниже приводится описание не имеющих ограничительного характера вариантов выполнения со ссылками на чертежи. На фиг. 2 показан обычный экструдер 40, который содержит проходящий в радиальном направлении корпус и соединен с одним торцем матричного диска 42, изготовленного согласно изобретению. Матричный диск 42 имеет множество матричных отверстий 44 для приема экструдата, при этом режущий узел 46 соединен с матричным диском 42 и содержит множество проходящих в радиальном направлении ножей 48 для разрезания экструдата на отдельные части 50.

Как показано более отчетливо на фиг.3, режущий узел 46 содержит цилиндрический корпус 47, в котором расположен гидравлический двигатель 52. Двигатель 52 установлен центрально относительно матричного диска 42 с помощью крепежных болтов 54 (только один показан на фиг.3). В качестве альтернативного решения двигатель 52 может быть расположен эксцентрично относительно матричного диска 42. Входной канал 56 для рабочей жидкости, соединенный с возможностью прохождения жидкости с шлангом 58 подачи рабочей жидкости, образован в матричном диске 42 и соединен с возможностью прохождения жидкости с гидравлическим двигателем 52. В матричном диске 42 образован также выходной канал 60 для рабочей жидкости и соединен с выходным шлангом 62 для рабочей жидкости для отвода ее из гидравлического двигателя 52.

Корпус 47 оснащен средством установки ножей для опоры, по меньшей мере, одного проходящего в радиальном направлении ножа 48, имеющего заданное расстояние от второй стороны матричного диска 42 и выполненного с возможностью разрезания экструдата, выходящего из диска 42.

Гидравлический двигатель 52 имеет выходной вал 64, который выступает в продольном направлении из экструдера 40 и имеет продольную шпоночную канавку 66. Выходной вал 64 проходит через отверстие 68, образованное в выступе 70, выступающем в продольном направлении из корпуса 47 в сторону режущего узла 46 на одном конце, противоположном экструдеру 40. Вторая шпоночная канавка 72 образована в отверстии 68 и в ней размещена с возможностью скольжения шпонка 74. Шпонка 74 расположена между шпоночными канавками 66, 72 и установочный винт 76, проходящий через отверстие 78, выполненное в выступе 70, прижимает шпонку 74, исключая продольное перемещение шпонки. Такая система соединяет режущий узел 46 с выходным валом 64 гидравлического двигателя 52, так что после приведения в действие двигателя ножи вращаются для разрезания экструдата. Понятно, что между режущими ножами 48 и наружной поверхностью матричного диска 42 имеется предварительно заданное расстояние.

Матричный диск 42 показан более подробно на фиг.4-6. В соответствии с уровнем техники матричный диск 42 имеет соединительные средства на его внутренней стороне для соединения с экструдером 40 и они содержат ряд конических зенкованных отверстий 80, равномерно распределенных по периферии матричного диска 42, через которые проходят крепежные болты 82 (см. фиг.3) и завинчиваются в соответствующие резьбовые отверстия (не изображены), предусмотренные на экструдере 40.

Матричный диск 42 содержит внутреннее кольцо 84, которое имеет ряд равномерно распределенных отверстий 86, которые образуют матричные форсунки, через которые проходит экструдат и экструдируется. В центральной зоне 88 матричного диска 42 образованы три конически зенкованных отверстия 90 для размещения крепежных болтов 54, которые крепят матричный диск 42 к гидравлическому двигателю 52 (см. фиг.3). Следует отметить, что конические зенкованные отверстия 80 и 90 направлены противоположно для обеспечения присоединения матричного диска к экструдеру 40 и к гидравлическому двигателю 52 на его соответствующих сторонах.

Как входной гидравлический канал 56, так и выходной гидравлический канал 60 (только один показан штриховыми линиями на фиг.6) содержат радиальную часть, которая проходит радиально от периферийной кромки 92 матричного диска 42 в направлении центральной зоны 88, где каналы заканчиваются соответствующими проходящими в продольном направлении частями, которые заканчиваются на передней стороне матричного диска 42 для соединения с соответствующими каналами, предусмотренными в гидравлическом двигателе 52. В отверстия, образующие гидравлические входной и выходной каналы 56, 60, можно устанавливать уплотнения в виде колец круглого сечения.

При интегрировании гидравлического двигателя в режущий узел значительно упрощается монтаж экструдера, что имеет преимущество минимизации пространства, необходимого для установки, и простоты обслуживания.

На фиг. 8 и 9 показан другой вариант выполнения изобретения, в котором матричный диск 142, соединенный с экструдером 140, выполнен с возможностью использования пневматического двигателя 152. В данном случае, как указывалось выше при описании предыдущего варианта выполнения, отверстия 180 и 190 для болтов обеспечивают прикрепление матричного диска 142 к экструдеру 140 и к двигателю 152 соответственно. Двигатель 152 размещен в цилиндрическом корпусе 147, показанном в отведенном назад положении, чтобы был виден указанный двигатель. Трубки 158 и 162 подают и отводят воздух от матричного диска 142 и выполнены с возможностью соединения с системой подачи сжатого воздуха (не изображена).

Трубки 158 и 162 для сжатого воздуха соединены с внутренними каналами 156 и 160 внутри корпуса матричного диска 142. Каждый из каналов 156 и 160 окружает изолирующий зазор 196 для обеспечения теплоизоляции между трубкой и материалом матричного диска и экструдатом, проходящим через матрицу. Зазор заполнен воздухом, однако понятно, что в качестве замены можно использовать множество других газов.

Так же как в случае эквивалентных труб для подачи жидкости, описанных выше применительно к гидравлическому двигателю, каналы для подачи воздуха проходят радиально в центральную зону матричного диска 142 и затем изменяют направление на осевое для соединения с соответствующими портами на пневматическом двигателе в центральной зоне 188 диска. Матричный диск содержит форсунки 186 для выхода экструдата и механическое уплотнение 198 для герметичного соединения с экструдером.

Понятно, что возможны многочисленные другие изменения в описанном выше предпочтительном варианте выполнения изобретения внутри объема прилагаемой формулы изобретения. В частности, следует отметить, что хотя было приведено описание гидравлического и пневматического двигателей, можно использовать в указанной выше системе любой двигатель, приводимый в действие текучей средой. Понятно также, что шпоночное соединение выходного вала гидравлического двигателя с режущим узлом можно при необходимости модифицировать, что очевидно для специалистов в данной области техники.

Наконец, совершенно ясно, что способ установки режущих ножей в режущем узле можно при необходимости модифицировать для приведения в соответствие с планируемым применением, и что единственную режущую пластину можно заменить множеством режущих ножей.