Устройство для смешивания вязких материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ по авт. св. № 997782, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания, на наружных и внутренних кромках винтовых упругих элементов выполнены с постоянным шагом радиальные прорези, причем прорези на внутренних кромках смеш.ены относительно прорезей на наружных кромках на величину, равную половине шага, и длина прорезей определяется соотношением kCRj-R), где -f -длина прорезей; К - коэффициент пропорциональности, равный 0,5-0,7; RjH Rj - соответственно наружный и внутренний радиусы винтового упругого элемента. оо ;о 4ib 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

4аО В 01 F 7/08

"Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 997782 (21) 3492329/23-26 (22) 22.09.82 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) В. А. Горев (53) 63! .363 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 997782, кл. В 01 F 15/00, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕШИВАНИЯ ВЯЗКИХ МАТЕРИАЛОВ по авт. св. № 997782, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности перемешивания, на наружных и внутренних кромках винто„5U 1139487 А вых упругих элементов выполнены с постоянным шагом радиальные прорези, причем прорези на внутренних кромках смещены относительно прорезей на наружных кромках на величину, равную половине шага, и длина прорезей определяется соотношением

8= к (Й,-я,), где — длина прорезей; — коэффициент пропорциональности, равный 0,5 — 0,7;

R s R> — соответственно наружный и внутренний и радиусы ви нтового уп ругого элемента.

1139487

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к устройствам для смешивания и дозированной выгрузки вязких материалов, главным образом термореактивных полимерных материалов.

По основному авт. св. № 997782 известно устройство для смешивания вязких материалов, содержащее корпус, внутри которого размещен вал с перемешивающим органом, патрубки загрузки и выгрузки, поршень и привод. Причем перемешивающий орган выполнен в виде винтового упругого элемента, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру корпуса, а внутренний— наружному диаметру внутреннего упругого элемента, внутренний диаметр которого равен диаметру вала. Кроме того, поршень соединен с валом, а вал выполнен полым (1)

Существенным недостатком устройства является относительно низкая производительность процесса перемешивания, обуславливающая длительный цикл приготоВления материала с заданной степенью гомогенизации. Это объясняется тем, что перемешивающий орган выполнен в виде двух винтовых упругих элементов с взаимно обратным направлением навивки, концы которых закреплены на поршне и торце вала. При совместном вращении поршня с валом достигается перемешивание материала. При этом винтовые упругие элементы выполняют по характеру работы функции транспортирующих шнеков, обеспечивающих принудительную циркуляцию материала в рабочей полости устройства путем его перемещения вдоль стенок корпуса и в обратном направлении в области центрального вала. Перемешивание материала достигается как на стыке двух потоков с взаимно обратным направлением основного перемещения, так и непосредственно на контактирующих с материалом поверхностях винтовых элементов в результате сдвиговых усилий, возникающих при перемещении контактирующих поверхностей относительно материала при вращении винтовых элементов. Конструкция устройства с вышеописанной схемой перемешивания требует сравнительно большого времени для обеспечения высокой степени гомогенизации многокомпонентной вязкой системы, что имеет принципиальное значение при приготовлении термореактивных полимерных смесей с ограниченным временем жизнеспособности типа герметиков, компаундов и т. и. Это связано с ламинарным режимом течения материалов как в основном его потоке при перемещении винтовыми упругими элементами, так и на их контактирующих поверхностях. При этом зона турбулизации смешиваемого материала обеспечивающая наилучшие условия для смешивания, возникает только в области сопряжения внешнего и внутреннего основных потоков.

10 !

Цель изобретения — повышение эффективности перемешивания вязкого материала.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для смешивания вязких материалов на наружных и внутренних кромках винтовых. упругих элементов выполнены с IIocTQBHHbIM шагом радиальные прорези, причем прорези на внутренних кромках смещены относительно прорезей на наружных кромках на величийу, равную йоловине шага, длина прорезей 6лределяется соотношением E= k(Ri R ), где — длина прорезей; — коэффициент пропорциональности, равный 0,5 — 0,7;

К и R> — соответственно наружный и внутренний радиусы винтового упругого элемента.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для смешивания вязких материалов содержит корпус 1, съемную крышку 2 и поршень 3, соединенный с валом 4, например с помощью шлицевого соединения.

На поршне и торце вала закреплены концы винтовых упругих элементов 5 и 6, имеющих взаимно обратное направление навивки с витками, например, прямоугольного сечения.

Наружный диаметр винтового упругого элемента 5 равен внутреннему диаметру корпуса, а внутренний — наружному диаметру внутреннего упругого элемента 6, внутренний диаметр которого равен диаметру вала 4.

На наружных и внутренних кромках винтовых упругих элементов 5 и 6 выполнены с постоянным шагом радиальные прорези.

П рорези от внутренних кромок смещены относительно прорезей от наружных кромок на величину, равную половине шага, а длина прорезей определяется соотношением E=

1 (1 1 R2)

В корпусе 1 размещены патрубки для загрузки 7 и выгрузки 8 материала. Поршень 3 содержит уплотнение 9 и соединен с приводом 10 вращательного и возвратно поступательного движения. Вал выполнен полым, снабжен обратным клапаном и соединен с системой подачи растворителя.

Устройство работает следующим образом.

Через патрубок 7 загружают исходные компоненты материала. Приводят во вращение поршень 3 и соединенный с ним вал 4.

Винтовые упругие элементы 5 и 6 обеспечивают быстрое и эффективное перемешивание вязкого материала. По окончании перемешивания осуществляют выгрузку материала путем перемещения поршня в направлении патрубка выгрузки 8. При этом в конечной фазе выгрузки винтовые упругие элементы 5 и 6 образуют два концентрично расположенных кольца, занимающих весь внутренний объем устройства, чем достигается максимальное вытеснение смешанного материала из полости устройства. После!

139487

Составитель А. Никитин

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Т. Парфенова

Заказ 21/б выгрузки материала в рабочую полость устройства через полость вала впрыскивают растворитель и осуществляют удаление материала с контактирующих поверхностей путем вращения перемешиваемого органа с последующим вытеснением растворенной фракции материала поршнем.

Длина прорезей определяется как E=

=k(Ri — Rz) При этом разность наружного и внутреннего радиусов (R и R соответственно) определяет фактическую ширину рабочей части лопасти винтового элемента, а коэффициент пропорциональности k определяет степень ее рассекания. Коэффициент пропорциональности k установлен в пределах 0,5 — 0,7 из следующих соображений.

Выполнение длины прорезей при k(0,5 малоэффективно, так как кромки лопастей по местам разреза создают малые углы атаки, что дает незначительное повышение эффективности перемешивания. Выполнение длины прорезей при k 0,7 может привести к потере прочности соединения лопастей, образующих винтовой элемент, или к возникновению пластических деформаций в местах соединения и нарушению условий эксплуатации устройства.

1О.Таким образом, использование предлагаемого устройства для смешивания вязких материалов позволяет существенно повысить эффективность перемешивания, а следовательно, сократить время смешивания до достижения требуемой степени гомогенизации.