Устройство для направления перемещения поршня в корпусе прессовых машин, предназначенных для прессования отработанных материалов - RU2309849C2
Код документа: RU2309849C2
Чертежи
Описание
Поршень в корпусе прессовальных машин, предназначенных для прессования отработанных материалов, расположен на направляющей, при этом в корпусе на одной или обеих боковых поверхностях образуется открытое внутреннее общее пространство, где и размещается поршень, осевая линия которого примерно совпадает с вертикальной осевой линией данного пространства. Для равномерности воздушного зазора в стене камеры установлены направляющие единицы, которые образуют скользящие направляющие с регулируемыми и заменяемыми опорными башмаками в виде геометрического тела, имеющего вертикальную осевую линию на осевой линии поршня. Это означает, что опорные башмаки (9) расположены в стенке камеры (2) беспорядочно и/или в произвольном порядке.
Прессовальные машины, предназначенные для сплющивания материалов, известны давно. Например, для применения угольной пыли, возникающей в процессе добычи и переработки угля, используют рыхлый пылевидный уголь в брикетах. Во время этого рабочего процесса результатом проведенного уменьшения исходного материала в три раза является твердое тело.
Уже в течение длительного времени для облегчения хранения отходы прессуют, например лом транспортных средств, что значительно уменьшает площадь хранения. Данные прессовальные машины прессуют отходы с помощью движения в противоположном направлении двух параллельных прессовальных пластин. Таким образом, сплющивание лома приводит к уменьшению его размеров.
Третий вариант прессовальных машин для прессования рыхлых отходов - уменьшение первоначального объема в два раза. Сначала материал прессуют поперек, в дальнейшем разделывают на куски. Для таких машин рыхлый материал поставляется в цилиндре, потом ползун или поршень, расположенный на одном из торцов цилиндра пресса движением вперед в пространство с меньшим продольным разрезом, уменьшает объем материала в два раза. Сплющенный и разделанный на куски материал, выходящий из установки, вывозится или поступает на хранение.
В последние десятилетия хранение и утилизация промышленных или коммунальных отходов и загрязнение экологической среды стало большой проблемой в связи со стремительным ростом промышленного производства.
Прессование коммунальных отходов происходит с помощью уже упомянутого выше уменьшения первоначального объема в два раза. В таких машинах отходы подаются в цилиндре с помощью гравитации и поршень или ползун прессует рыхлый мусор с помощью установленного в конце цилиндра сужения. Затем цилиндр с небольшим поперечным сечением толкает сплющенный материал в отверстие. Движение поршня в цилиндре осуществляет электродвигатель, оснащенный ходовым винтом. Данный способ, применяется, например, в патенте США №3604345.
В другой прессовальной машине, описанной в патенте США №4269115, рыхлые отходы, поступающие в цилиндр, разрезаются с помощью специальных лезвий, расположенных на верхнем краю торца поршня. Эти лезвия располагаются таким образом, что поток отходов, поступающий из загрузочной воронки, может быть прерван, но не исключается возможность попадания мелких частиц между поршнем и цилиндром, что может помешать работе поршня.
Мусор в основном представляет собой рыхлый материал, который сортируется в нескольких местах, что связано с его возможной дальнейшей переработкой и вторичным использованием. Мусор не гомогенен, поэтому во время прессования в прессовальной поршневой машине меняется его плотность. Во время движения поршня сила на поверхности поршня торца распределяется неравномерно и дополнительная сила меняет область применения и направление. Т.е. в различных местах между стенкой поршня и стенкой цилиндра работают разные силы, что может повлечь за собой расширение зазора и остановку поршня из-за попадания мусора в зазор.
Для уменьшения или устранения упомянутых нежелательных явлений было предложено установить направляющие по направлению образующих цилиндра к боковой поверхности поршня и цилиндра, что может предотвратить трение между стенкой поршня и стенкой цилиндра и сделать равномерным промежуточный зазор. При данном решении износу подвергаются только направляющие, которые, когда износ достигает предельного уровня, должны заменяться, так как в противном случае повреждения получат поршень и цилиндр.
Для устранения этих недостатков в уже упомянутом патенте США №4269115 было предложено дополнительно разместить направляющие скольжения на боковой поверхности поршня, используемого для прессования мусора, где по всей длине боковой поверхности цилиндра установлены дорожки с профилем, необходимым для равномерного хода поршня. Эти дорожки крепятся с помощью болтов не только к внутренней стенке цилиндра, но и к осям с радиальным направлением, которые проходят через его стенку. Так, в случае износа можно с помощью закручивания крепежных гаек переставить дорожки в радиальном направлении, т.е. уменьшающийся вследствие износа зазор можно установить на первоначальной размер.
Такая конструкция направляющих является без сомнения хорошим решением для применявшихся ранее направляющих, но перемещение дорожек и направляющих приводило к износу составных частей, движущихся друг по другу, и этот недостаток можно устранить только заменой изношенных частей, для чего необходимо демонтировать всю машину. Это связано с существенными расходами, т.к. демонтаж прессовальной машины нельзя провести на месте. Изменения необходимо проводить в нескольких точках поршня, так как направляющие располагаются вдоль двух или нескольких поверхностей цилиндра и расположены на равном расстоянии друг от друга. Если причиной возникновения износа являются абразивные остатки, попадающие между двумя направляющими в воздушный зазор, то переоборудование может быть затруднено. Другим недостатком данного метода является то, что перестановка дорожек, проводимая в одной точке, является причиной пропорционального смещения дорожек в других частях, или для смещения других дорожек могут потребоваться большие расходы, и в дальнейшем, возможно, возникнут изгибающие усилия на дорожках, которые затруднят смещение дорожек в других точках.
Из опыта известно, что на штанцевальных или деформационных прессовальных машинах при направлении движения вдоль возникают меньшие силовые моменты и путь поршня становится значительно короче, чем на прессовальных машинах, предназначенных для прессования отходов. О такой деформационной машине было упомянуто в Европейском патенте №0360875 А1.
В данном способе используется направляющая движущего ползуна, которая расположена на идущих сквозь стенку направляющих единицах, осевая линия которых при вертикальном движении совпадает с вертикальной линией ползуна. Количество направляющих единиц, расположенных параллельно направлению движения, - не менее двух на каждой стороне ползуна. Ползун во время движения поршня занимает все направляющие единицы.
Данный способ нельзя применить на прессовальных машинах, используемых для прессования отходов, так как ползун (поршень) из-за достаточно большой длины подъема между обоими конечными положениями везде требует направляющую, которая поддерживает ползун во время его движения против воздействия на него сил, возникающих беспорядочно и имеющих величину и направление, которые невозможно рассчитать заранее.
Задачей изобретения является устранение недостатков уже упомянутых способов с сохранением их преимуществ и создание способа, который в случае износа позволит провести замену изношенных деталей на месте эксплуатации без демонтажа прессовальной машины и таким образом значительно продлить срок эксплуатации машины.
Основу изобретения составляют знания о том, что направляющая скольжения между поршнем и внутренней поверхностью цилиндра образована не направленной на корпус двуразмерной направляющей, а опорными башмаками, движущимися от точки до точки через стенку корпуса в радиальном направлении. Опорные башмаки, с одной стороны, могут устанавливаться в любых точках на внутренней поверхности цилиндра корпуса, т.е. эти точки не обязательно должны находиться вдоль образующей, что позволяет не использовать дорожки. С другой стороны, все опорные башмаки устанавливаются дополнительно независимо друг от друга, т.е. опорные башмаки не вызывают защемления.
Сущностью данного изобретения является то, что опорные башмаки располагаются в стене беспорядочно и/или в любом порядке.
Поршень представляет собой цилиндр с сечением в виде круга, эллипса или многоугольника (четырехугольник, шестиугольник и т.д.), например, ползун, образующие которого расположены вертикально на поперечном разрезе. Цилиндрический корпус - это тело с проходным пространством, при этом форма и размеры внутреннего пространства упомянутого поршня соответствуют форме и размерам поршня так, чтобы поршень располагался с зазором к стене внутреннего пространства цилиндрического тела и мог двигаться в направлении собственной осевой линии.
Обозначение "равная осевая линия" означает в данном описании, что все осевые линии (оси) не обязательно совпадают, а могут отклоняться немного друг от друга, идти параллельно друг другу или образовывать небольшой угол.
"Горизонтальная осевая линия или ось" означает, что небольшие отклонения от горизонтального положения не мешают эксплуатации прессовальной машины, созданной на основе данного изобретения.
Под общей площадью цилиндра понимается площадь, кривая которой образует круг, эллипс, треугольник, четырехугольник или полигон и которая выполняется с помощью параллельного себе движения одной на уровне скользящей кривой вертикальной линии (образующей) вдоль скользящей кривой.
Изобретение подробнее описано в примерах, отраженных на чертежах, при этом на фиг.1 представлен пример расположения направляющих, изготовленных согласно данному изобретению и оснащенных башмаками на внешней стенке корпуса, вид со стороны корпуса, на фиг.2 - прессовальная машина, изображенная на фиг.1, показана в разрезе, на фиг.3 - конструкция направляющей, изготовленной согласно данному изобретению и оснащенной опорными башмаками по осевой линии корпуса или направляющей конструкции, представлена в разрезе, на фиг.4 - конструкция направляющей, исполненной по другому примеру изобретения и оснащенной опорными башмаками по осевой линии корпуса и направляющей конструкции, показана в разрезе, на фиг.5 представлена часть В отображенного в фиг.4 примера со скрепленными друг с другом ползуном и болтом.
В корпусе (1) изображенной на фиг.1 прессовальной машины образуется камера (2) в форме закрытого цилиндра с одним или двумя на обеих ее боковых поверхностях открытыми внутренними общими цилиндрами. Ось камеры (2) находится в горизонтальной плоскости, и в ней располагается поршень, примыкающий к стенке с равномерно расположенным по всей образующей воздушным зазором. Т.е., если поршень (3) не имеет сечение круга, тогда и сечение стенки камеры (2) тоже не имеет форму круга, а соответствует по форме и величине сечению поршня (3). Движение поршня (3) следует осуществлять при помощи известных систем управления.
В верхней части корпуса (1) предусмотрено входное отверстие (4) для введения мусора с помощью гравитации. Верхняя часть корпуса (1) состоит из секции (5) с меньшим поперечным сечением, форма которого совпадает с поперечным сечением пространства (2) и представляет собой усеченную пирамиду, объединяющую корпус (1) с секцией (5) или - на примере - секцию пресса (6) с усеченным конусом. В верхней части она соприкасается с входным открытием (4) торцевой поверхности (7) поршня (3) и располагается напротив секции (6) с режущей кромкой (8), предназначенной для разрезания поступающего материала.
Для стабилизации размера воздушного зазора между стенкой пространства и поршнем (3) служат такие направляющие скольжения, которые образованы опорными башмаками (9), проходящими через стену корпуса (1), и соединяются в образующей поршня (3). Они имеют форму вертикального геометрического тела, расположенного на осевой линии поршня (3), и двигаются по направлению осевой линии поршня (3). Опорные башмаки (9) располагаются по направлению любой образующей стенки пространства и/или в любом сечении камеры (2) на необходимом неодинаковом расстоянии. Т.е., если один из башмаков (9) из-за больших нагрузок изнашивается быстрее, чем другие, можно провести замену башмаков (9) абсолютно независимо друг от друга.
В некоторых местах целесообразно провести упорядоченную установку башмаков (9). Например, если одна часть башмаков (9) за входным отверстием (4) корпуса (1), в которое поступает материал для прессования, на противоположной выходному отверстию прессовальной машины стороне, расположена в определенном порядке на расстоянии от входного отверстия (4), которое позволяет провести регулировку башмаков на вертикальной плоскости относительно оси цилиндрической камеры (2), то башмаки (9) образуют препятствие для спрессованного поршнем (3) материала, который может попасть во время движения поршня (3) в воздушный зазор между корпусом (1) и поршнем. Данный способ представлен на сечении А-А фиг.1, показанной на фиг.2.
Очевидно, что нетрудно расположить известную систему направляющих между изобретенными направляющими скольжения.
Оснащение направляющих скольжения согласно изобретению рассматривается далее на примерах.
На направляющей скольжения, представленной на фиг.3, расположен опорный башмак (9), совпадающий с внутренней поверхностью трубки, проходящей через стенку корпуса (1), и приводимый в движение с помощью болта (11), который имеет такую же осевую линию, как и опорный башмак (9). Согласно примеру опорный башмак (9) и внутренняя поверхность трубки (10) на его части, связанной с опорным башмаком (9) и ведущей к образующей опорного башмака, образуют замкнутый цилиндр. Конец внутреннего отверстия трубки (10), удаленный от поршня (3), оснащен внутренней резьбой для установки болта (11). Согласно расположению на фиг.4 конец болта (11), близкий опорному башмаку (9), образован как болт (12). Диаметр (разрез) болта (12) меньше, чем диаметр опорного башмака (9). Внутренняя поверхность образующей трубки (10) продолжается в части с резьбой, имеющей плечо (13) с большим диаметром. Болт (11) можно вкрутить в эту резьбовую деталь. Длина болта (12) и резьбовой части трубки (10) выбирается таким образом, чтобы опорные башмаки (9), подвергающиеся износу, можно было опустить с помощью болта (12) глубоко, но так, чтобы они выполняли свою функцию по поддержанию поршня (3).
Согласно примеру болт (12) может только коснуться опорного башмака (9), т.е. опорный башмак (9) при закручивании болта (12) до упора будет сдвинут на поверхности поршня (3). Направляющие скольжения расположены под горизонтальным осевым уровнем прессовальной машины, в дальнейшем только над осевым уровнем, где поршень (3) в его обоих конечных положениях находится в камере (2).
В примере воплощения изобретения согласно фиг.5 удаленная от поршня (3) торцевая поверхность трубки (10) закрывается стенкой трубки (10) и болт (11) соединен с опорным башмаком (10) с помощью резьбового отверстия на этой торцевой поверхности. В данном случае целесообразно представить болт (11) по всей его длине как резьбу. Преимуществом этого исполнения является то, что образуется глухое отверстие (14) с резьбой на ближней торцевой поверхности опорного башмака (9), в котором опорный башмак (9) и болт (11) соединяются с помощью болта (11). Т.е., вариант В фиг.4, изображенной на фиг.5 скользящей направляющей, может применяться в различных местах над горизонтальным осевым уровнем прессовальной машиной, где поршень (3) в любом конечном положении не оказывается в камере (2).
При применении показанных на фиг.4 и 5 методов трудностей не возникает, т.к. опорный башмак (9), аналогичный с поршнем (3), образует общий цилиндр. В этом случае поверхность, на которой находится опорный башмак (9), принимает форму, сходную с образующей опорного башмака (9). Поверхности опорных башмаков (9), соприкасающиеся с поршнем (3), рекомендуется изготавливать из металла или пластмассы, предпочтительнее из материала со смазывающим эффектом. Согласно другому методу предлагается сформировать отверстие (15) для введения смазывающих материалов по осевой линии болта (11) и башмака (9) и на головке болта (11) - как уже известно - установить куполообразный резервуар для смазывающего материала.
Реферат
Изобретение относится к прессовальным машинам, предназначенным для прессования отработанных материалов. В корпусе устройства выполнена камера, открытая по крайней мере с одной или обеих торцевых поверхностей, в которой размещен поршень. Осевая линия поршня располагается вдоль горизонтальной осевой линии камеры. Поршень выполнен с возможностью перемещения вдоль центральной оси корпуса, относительно стенки камеры. Для сохранения равномерности зазора в стенке камеры установлены беспорядочно или беспорядочно и в произвольном порядке направляющие единицы. Направляющие единицы выполнены в виде скользящих направляющих с регулируемыми и заменяемыми опорными башмаками, осевая линия которых перпендикулярна осевой линии поршня. В результате обеспечивается возможность замены изношенных деталей на месте без демонтажа прессовальной машины и продление срока ее эксплуатации. 31 з.п. ф-лы, 5 ил.
