Шнековый смеситель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 3 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3783861/23-05 (22) 22.08.84 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. С.M. Кирова (72) А.И. Харитонов, М.N. Арш, Ф.П. Мадякин, P.З. Муратова, Г.Н. Пискунова, Е.А. Иовлева и Л.М. Бейкин (53) 678.053.3(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 770812, кл. В 29 В 1/06, 1978.

Козулин Н.А. Оборудование для производства и переработки пластических масс. Л.: ГХИ, 1963, с. 301

„„SU„„1219376 А (5и 4 В 29 В 7/42, В 01 F 7/08 (54}(57) ШНЕКОВЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий корпус с бункером загрузки и размещенный в корпусе шнек с винтовой нарезкой, причем шнек и корпус выполнены в виде ряда соосно расположенных секций с коническими: рабочими поверхностями, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения качества смешения многокомпонентных термолабильных систем и систем с непрочной структурой, угол наклона образующих конических рабочих поверхностей секций шнека и корпуса к продольной оси смесителя выбран в пределах 10-12, а отно|нение длины каждой секции к шагу винтовой нарезки шнека — в пределах 4-6.

1 1219

Изобретение относится к смесительной технике в производстве многокомпонентных смесевых систем, а более конкретно термолабильных систем, и систем с непрочной структурой и может быть использовано в химической промьпппенности..

Цель изобретения — повышение качества смешения многокомпонентных термолабильных систем и систем с непрочной структурой.

На чертеже показан шнековый смеситель, продольный разрез.

Шнековый смеситель содержит бункер 1 загрузки, корпус, выполненный в виде ряда соосно расположенных секций 2 в виде усеченных конусов с продольными канавками по конической рабочей поверхности, и шнек с винтовой нарезкой, выполненный в виде ряда секций 3, соосно расположенных на валу 4, установленном в подшипнике 5 и связанном с приводом вращения (не показан). Секции 3 также выполнены с конической рабочей поверхностью. Угол наклона образующих конических рабочих поверхностей секций 2 и 3 к продольной оси шнекового смесителя выбран . в пределах 10-12, а отношение длины каждой секции 2 и 3 к шагу винтовой нарезки шнека — в пределах 4-6. Углубления между витками секций 3 вы— полнены переменными за счет постоянного внутреннего диаметра секций 3 и конической наружной поверхности„ при этом шаг винтовой нарезки в каждой секции 3 может быть как постоянным, так и переменным. Секции 3 m«ека могут быть соединены меньшими и большими основаниями в чередующейся

40 последовательности или меньшим основанием с большим ос«ованием смежной секции.

Шнековый смеситель работает следующим образом.

Компоненты непрерывно подаются к бункеру I загрузки, где захватываются витками первой секции 3 шнека и перемещаются к следующей секции.

Каждая частица любого компонента при,этом движении под действием боко5G вого давления винтовой поверхности шнека перемещается по горизонтальной прямой, а под действием сил трения между частицами при движении эта же частица увлекается во вращательное движение шнеком, т.е. каждая частица совершает сложньп путь. К этому следует добавить, что вследствие не176 2 равенства межвиткового пространства каждая частица передвигается от вала шнека к корпусу и наоборот, в резуль— тате чего все компоненты взаимно перемешиваются без дополнительного усилия и без нарушения структуры.

Перемешивание компонентов обеспечивается переменностью пути движения каждой частицы в межвитковом пространстве за счет непрерывного изменения по длине секции ее объема. Перемешивание происходит за счет сплошного движения под действием подачи массы порошка силой, действующей под экспериментально установленным углом наклона образующих конических рабочих поверхностей к продольной оси шнекового смесителя. Оптимальными величинами, согласно экспериментальным данньм, являются угол наклона образующих конических поверхнос— о тей 10-12 и отношение длины каждой секции 2 и 3 к шагу винтовой нарезки в пределах 4-6.

Увеличение угла выше 12 приводит к ухудшению качества смешения и нарушению структуры:компонентов.Умень- шение этого угла киже 10 делает невозможным перемешивание массы. Увеличение соотношения длины секции к шагу увеличивает время перемешивания и ухудшает качество смЕшения. Уменьшение этого соотношения приводит к значительному уплотнению массы в узкой части и делает смешение невозможным

На опытном образце шнеконого смесителя проводят перемешива«ие смесей, состоящих из Двух и трех компонентов.

Рецептуры исследуемых компонентов и сравнительные характеристики качества смешивания приведены в табл. 1.

Отбор проб производят из семи точек после одно- и двухкратно"o перемешивания массы.на шнековом смесителе. Делают пять параллельных смешений.

Качество перемешивания определяют по коэффициенту неоднородности, который рассчитывают по наименее и наиболее важному компоненту.

Проводят также испытания по смешиванию следующих материалов. Нитрогуанидим: кристаллы органического происхождения, в виде игл, часто полые внутри, дисперсность 25-100 мкл (хлопьевидхый), обладает плохой сыпучестью. Металлический магниевый порошок: полидисперсный, с величиной частиц

Качество снеаапю анин ффиднеыт днородсло Пропуска- Угол оро- вие ком- верни в понентов град.

От нове ни е някнего

Загруквемые компоненты> ношение длины сек аха Бнохрома аммония

Нитрат калия дии к ваг ническо снования верхне" винта

1,2 95,0

Однократное

1О

4, 35 Йоровее

3,2

5,0

95,0

1 ° 4 и з,з

5,0!

95,0

19 Двухк ратн-. оеое

1,З

8,9

Неудовлетворвтелвное, наруваетса . структура fo вв

95,0

19 Однократное

l,5

5,0

3 1 9 и f6 з 19 -"- 8

95,0 5,0

95,0 5,0

10,0

Сменив анне вввовхозио

I,О

3 19 Двукхрат- 11 нос

94,0 5,0 1,0

1,э а,г

3 !9 12

1,4

94,0 5 ° О I,О и

Таблвдаг

Прону сваны мые компоненты, г окомоле омоленое ярное единение пенне рогуамиен

Одвократв

Ioposee

Отличное

1О

3,! и

1О з,г

Двуккратвое 10

З,!

1О

I0 и

3,0

12!

О и

3,!

Однократное 15

Двуккратное 6

Однократное 11

l0

9,5

1!еудовлет ворнтелввое п

8,9

50 з,!

Двуккратвое 12

6

1,Э

1,4

N

3 ° 2

З,o

Однократное 10

1,З

4,5 Xoyaaree

Невоамоаво

1,О

Двухкратвое 11

l,4

2,$

Отличное

10-50 мкм, с развернутой поверхностью в виде пластин, обладает плохой сыпучестью, очень небольшой насыпной плотностью. Антрацен: высокодисперсный порошок, нерастворим в воде, очень мелкий, способный к.комкованию и слипанию. Нитрат калия: соль неорганическая, кристаллы типа поварен— ной соли.

Число секций в смесителе равно 3, число оборотов шнека 19 об/мин, компановка секций проведена по варианту, когда меньшее основание одной

5 l,4

6 1,3

4 1,г

5 1 ° 4

6 1,4 у Iэ!

& 1,Î

5 1,4

19376 4 секции соединяется с большим основанием смежной секции.

Данные испытания приведены в табл. 2.

Анализ таблиц показывает, ч го использование предлагаемого смесителя позволяет достигнуть хорошего и отличного качества перемешивания даже после однократного пропускания массы через три секции.

Смешивание ведется непрерывно, что значительно повьппает производительность и сокращает численность обслуживающего персонала.

Таблица!