Смеситель для полимерных материалов

 

СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, a другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, a в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения за счет интенсификации гомогенизации вязких (О полимерных композиций, в стенках кольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCXOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

М

Ж

CO

lb с© (21) 3675601/23-05 (22) 28. 12. 83 (46) 15.02.85. Бюл. ¹ 6 (72) Г.А. Волконовская, А.В. Дебкова, Е.П. Истратова, А.М. Клейман, В.В. Новиков, Ю.А. Соколов, Л.А. Спирин и И.С. Трушин (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи и ордена

"Знак Почета" Щелковская фабрика технических тканей .(53) 678.053.3(088.8) (56) 1. Патент США № 3125305, кл. 241-261, опублик. 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 243574, кл. В 01 F 7/12, 1966 (прототип).

SU„„1139629 A

4(51) B 29 В 7/44 В 01 F 7 12 (54) (57) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, а в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества смешения за счет интенсификации гомогенизации вязких полимерных композиций, в стенках кольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.

1139629

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к смесителям для диспергирования и гомогенизации текучих полимерных композиций, и может быть использовано в химической и легкой промышленности для приготовления суспензий, паст и т.п.

Известен смеситель, содержащий корпус, вал, соединенный с приводом вращения, два диска с выступами, один из которых закреплен неподвижно на корпусе, а другой — на валу, и турбину, закрепленную на валу соосно дискам. В данном смесителе выступы представляют собой зубья, образуемые путем выполнения на дисках кольцевых канавок одинаковой ширины и радиальных проточек шириной, равной ширине выступов, и глубиной, равной глубине кольцевых канавок.

Благодаря тому, что ширина зубьев равна расстоянию между ними, достигается некоторое увеличение усилий сдвига, действующих на перерабатывае- 25 мую композицию fl) .

Однако данный смеситель позволяет эффективно перерабатывать главным образом неорганические материалы, преимущественно кристаллической струк- gg туры, так как основным фактором воздействия на материал является удар, и не обеспечивает требуемого уровня гомогенизации при переработке полимерных композиций из-за превращения большей части энергии уцара в тепло1О

20 вую.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является смеситель для 40 полимерных материалов, содержащий корпус, размещенную в корпусе крьшьчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное 5 в виде двух дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыпьчатки, причем кольцевые выступы одного диска Размещены меж- 50 ду кольцевыми выступами другого, а.в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия. В указанном смесителе обеспечивается переработка полимерных мате- 55 риалов, а благодаря наличию радиальных отверстий на цилиндрической поверхности кольцевых выступов дисков осуществляется размельчение компонентов при пульсирующем движении потока, т.е. осуществляется равномерное измельчение, перетирание и смешивание компонентов f2) .

Недостаток известного смесителя состоит в низкой турбулизации материала, обусловленной совпадением осей радиальных отверстий с направлением потока материала. При течении. вязкой полимерной массы с большой скоростью через радиальные отверстия дисков диспергирующего устройства из-за наличия так называемого "пробкового" режима течения гомогенизация, неоднородных флуктуаций затруднена в связи с отсутствием локальной турбулизации потока, что снижает качества смешения.

Цель изобретения — повышение качества смешения за счет интенсификации гомогенизации вязких полимерных композиций.

Указанная цель достигается тем, что в смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройства, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, à другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, а в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия, в стенках кольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.

Данное решение благодаря наличию торцовых отверстий в выступах, сообщенных с радиальными, обеспечивает интенсивную турбулизацию смеси в радиальных отверстиях, искривляет ее профиль скоростей, что способствует разрушению крупных неоднородностей и повышает гомогенность смеси.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый смеситель, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А. на фиг. на фиг. 3 — узел Х на фиг. 2.

Смеситель содержит корпус вал 2, соединенный с приводом его вращения (не показан), диспергируюшее устройство в виде двух дисков, один из которых (3) закреплен не39629 сдвига и ее гомогенизации путем трения частиц по стенкам радиальных отверстий 8 и кольцевых выступов 6 и 7. При этом за счет наличия торцовых отверстий 9 смесь находится в подвижном контакте с плоскостью про-. тиволежащего диска, что увеличивает ее турбулизацию и способствует повышению эффективности гоиогенизации

<р смеси, Так как .сдвиг и трения играют главную роль как в разрушении конформации полимерных макромолекул, так и в активации полимеров, происходит интенсивное диспергирование .полимерныхкомпонентов смесии образование устойчивой гомогенной массы.

Расположение диспергирующего устройства (дисков 3 и 4) перед крыльчаткой 5 также повышает гомогенность

20 смеси благодаря турбулнзации потока в камере 10, образуемой крыльчаткой, 5 и по в ерхно стью в ращающе го ся диск а Ц.

Для оценки качества гомогенизации смесей при их получении в известных

25 и предлагаемом смесителях испопьзуют бесцветные полиакриламидные и полиуретановые композиции, в состав которых вводят цветные неорганические наполнители (дисперсность 100 мкм).

Вязкость смесей задают, меняя соотношение полимера и наполнителя в составе композиции. Установленная производительность аппаратов 17 мз /ч (по воде), мощность 19 кВт. Качест35 во гомогенизации оценивают по количеству (Ж) однородных проб из 30 взятых после первого прохода под микроскопом и степени перитира (по клину). Усредненные результаты испытаний представлены в таблице.

Показатель качества, 7., при вязкости смеси, Пз

Аппарат

100 300 50

300

100, 50

Известный (2) 60

Известный (1) 60

50

20

25

50

30

3.0

40

Предлагаемый

90

30

2G

90 з l1 подвижно на корпусе 1, а другой (4) на валу 2. В корпусе 1 размещена крыльчатка 5, установленная на ва- . лу 2 соосно дискам 3 и 4, которые имеют кольцевые выступы 6 и 7, со.осные валу 2, прй этом кольцевые выступы 6 (или 7) одного диска находятся в межкольцевом пространстве другого диска 4 (или 3) соответственно. В стенках кольцевых выступов 6 и 7 ияеются взаимопересекающиеся отверстия круглого сечения: сквозные радиальные отверстия 8

/ на цилиндрической поверхности и торцовые отверстия 9 на торцовой поверхности кольцевых выступов 6 и 7, сообщенные с радиальными отверстиями 8 °

Крыльчатка 5 установлена параллельно дискам 3 и 4 (диспергирующему устройству) и последовательно за ними с возможностью образования между диском 4 и крыльчаткой 5 камеры 10 для прохода смеси, Смеситель работает следующим образом.

При включенном приводе ингредиенты перерабатываемой массы поступают в корпус 1 и с помощью вращающейся на валу 2 крыльчатки 5 нагнетаются в пространство между дисками 3 и 4.

По мере прохождения через радиальные отверстия 8 в.кольцевых выступах 6 и 7, вращающихся относительно друг друга, смесь диспергируется и гомогенизируется. Поскольку радиальные отверстия 8 имеют круглое сечение, происходит безударный разрыв сплошности массы за счет усилий J

Степень перетира, мкм, при вязкости смеси, Пз

Таким образом, предлагаемый смеаитель проводит эффективную переработку текучих наполненных вязких полимерных композиций, обеспечивая

1 139б29 высокое качество их смещения,что позволяет расширить ассортимент получемых материалов и улучшить эксплуатациойные свойстваимеющихся материалов..

1139629

Фиг. 2

Составитель Л. Кольцова

Редактор M. Петрова Техред З.Палий Корректор М. Леонтюк

Заказ 211/13 Тираж 645 Подписное "

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, E-35, Раушская наб., д. 4/5

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