Роторный смеситель для полимерных материалов

 

Изобретение относится к области полимерного машиностроения, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и резинотехнической промышленности. Цель изобретения - повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений. Для этого основные лопасти выполнены с переменным углом наклона β к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению β=β<SB POS="POST">T</SB> - (15-25)X,L<SB POS="POST">I</SB>/L где β<SB POS="POST">T</SB> - угол наклона основной лопасти к оси ротора у его торца, град

L<SB POS="POST">I</SB> - длина основной лопасти от торца ротора

L - длина основной лопасти ротора, м

и переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению R=R<SB POS="POST">T</SB> [1+(0,15-0,75)L<SB POS="POST">I</SB> / φD TGΒ<SB POS="POST">T</SB>], где R<SB POS="POST">T</SB> - радиус кривизны рабочей стороны основной лопасти у торца ротора, м

R<SB POS="POST">T</SB>=(0,35-0,5)D, где D - диаметр смесительной камеры, м

φ - центральный угол наклона основной лопасти ротора, град. 6 ил. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1482805 (51) 4 В 29 В 7/20

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (1 (21) 4330829/23-05 (22) 21.10 ° 87 (46) 30 ° 05.89, Бюл. 1!I 20 (71) Научно-исследовательский институт шинной промышленности (72) Е.Г.Вострокнутов, Л.Н.Прохорова, А.Н.Рассказов, В.С.Воронов, В.И.Скок, М.И.Новиков, С.Н,Головань, Е.И.Куприй, А.П.Добровольский, В.А.Мадера, С,Г. Савельев, А,Н.Èëüèí, А,Н.Радаев и П.П.Грищенко (53) 678.057.94:678.065(088.8) (56) Патент ФРГ М 646308, кл. 39а 1/06, опублик. 1937.

Патент СССР М 967268, кл. В 29 В 7/20, 1979. (54) РОТОРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области полимерного машиностроения, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и реэинотехнической промышленности.

Изобретение относится к полимерному машиностроению, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и резинотехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых .напряжений.

Цель изобретения — повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений. Для этого основные лопасти выполнены с переменным углом наклона р к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению р = р — (15-25) 1;/L, где р — угол наклона основной лопаст ти к оси ротора у его торца, град;

1 — длина основной лопасти от торI ца ротора, L — длина основной лопасти ротора, м и переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соот(О 15-0 75?1j1 ношению К = R (! + -- - — - — — -, Р где R — радиус кривизны рабочей стот роны основной лопасти у торца ротора, м; К = (0,35-0,51П, где 13 — диаметр смесительной камеры, м; - центральный угол наклона основной лопасти ротора, град. 6 ил, 2 табл.

На фиг. 1 изображен роторный сме-

° ° ° ° итель, общий вид; на фиг. 2 — разез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — развертка ротора по гребням лопастей; на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 — сечение Г-Г на фиг. 2.

Роторный смеситель для полимерных материалов содержит два параллельно расположенных вдоль смесительной камеры 1 и установленных с возможнос1482805 тью вращения в противоположных друг другу направлениях ротора 2 и 3, каждый иэ которых имеет две основные смесительные лопасти 4 и 5, направленные противоположно одна другой, и установленные за ними дополнительные смесительные лопасти 6 и 7. Каждый из роторов 2 и 3 закреплен на валах 8 и 9, которые смонтированы s опорах 10 и 11.

Основные лопасти 4 и 5 выполнены с переменным углом Р наклона к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине -по соотношению

p = Рт (15 25) 1 /L>

I где р — угол наклона основной логт пасти к оси ротора у его торца, град 20

1 . — значение длины основной ло1 пасти от торца ротора, м;

L — длина основной лопасти ротора, м.

Угол. р выбирается от 40 до 70, 25

Выполнение основных лопастей 4 и 5 с углом наклона к оси ротора р по криволинейной зависимости с коэффициентом при отношении 1;/L меньшим

15 и угле наклона к оси у торца ро- ЗО тора л большем 70 приводит к значи -т тельному уменьшению скорости продольного течения материала в зоне основных лопастей 4 и 5 и недопустимому снижению эффективности перемешивания.

Если коэффициент при отношении 1 .,/L больше 25 и величина -, — меньше

40, то увеличение скорости продольного течения в зоне основных лопастей приводит к снижению времени пре- 40 бывания материала в этой зоне (интенсивного деформирования), что также обусловливает снижение эффективности перемешивания.

Основные лопасти 4 и 5 выполнены с переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его с оншни ередине по со т о е ю (О 15-0 75)1 ) т р где R т — значение радиуса кривизны рабочей стороны основной лопасти у торца ротора, м, k = (0,35-0,5)Р, где D — диаметр смесительной камеры Mj — центральный угол наклона основной лопасти ротора, град.

Выполнение радиуса кривизны основных лопастей R в соответствии с приведенной зависимостью с коэффициен oì при 1; меньшим 0,15 и радиусом кривизны у торца ротора меньшим

0,35D приводит к недопустимому повышению температур изготавливаемых смесей. Если коэффициент при 1 больше

0,75 и величина R < больше 0,5D, то возникающие пониженные напряжения сдвига не обеспечивает требуемый уровень свойств смесей.

Смеситель работает следующим образом, При вращении роторов 2 и 3 навстречу друг другу ингредиенты смешиваются лопастями 4 и 5. Смесь, находящаяся в серповидном зазоре лопастей

4 и 5, за счет угла наклона лопастей перемещается от торцовой к центральной части роторов. При этом скорость продольного течения увеличивается за счет уменьшения угла наклона лопастей 4 и 5, что предотвращает местный нагрев смеси в центральной части роторов. Далее смесь дополнительными лопастями 6 и 7 направляется от центральной к торцовым частям роторов 2 и 3 в зону с минимальным радиусом кривизны основных лопастей

4 и 5, величина которого обусловливает повышение интенсивности деформирования материала в этой области.

В табл, 1 . приведены геометрические параметры роторов 2 и 3, а в табл.2— параметры, характеризующие качество смешения.

Дальнейшая обработка смесей и введение вулканизующей группы осуществляются на вальцах. Выполнение лопастей 4 и 5 с переменными углом наклона к оси ротора и радиусом кривизны рабочей стороны лопасти обеспечивает (примеры 2-4) повышение качества распределения и диспергирования технического углерода, снижение температурной неоднородности по массе смеси и повышение технических свойств изготовляемых смесей.

Формула изобретения

Роторный смеситель для полимерных материалов, содержащий два параллельно расположенных вдоль смесительной

1482805 лопас- 2О торТ à о л нд а

Диаметр смвсвтеленой камеры О, м

0,14

b,14

О,рй

0 14

0,14

O;14

Длина осиовинн ловвстейЬ, и

Твяунее еиачелве длины основавши лопастей от торца ротора 11, ю для середним лопастей

О,1Э5

Э,П5

Оч 1 35

0,135

О, 135

O,1Э5

0,0675

О,1Э5

0,0675

О,135

О ° 0675

0,135010675

0,135

О,0675

О,О675

О,1Э5 для лопастей в сред- ней чести Роторе

О,1З5

Цйнтрвпъюй Угол ваяло нв освоения левастей Ь град

Угол наклона основагк лопастей к оси у торца

Ротора P ° 1 Рад

Теяудее Влечение yrna наклона основнын лопас. тей н осн ротора р, грвД3 дпв середины лопастей

55

55

47,5, 55

42,5

50 для лопастей е средаей части ротора 55

Радиус кривизны равочей стороны лопасти у торца ротора, р,, и

Теяунее внвченве рацнуса крнвнввы рабочей сторонм повести К, и:

Оч06

0,О6

0,06

О, 06

O 06

О,06

0,077 длв середины лопастей 0,06

О,О6Э

0,075

О>069

0,062

О,О9Э для лопес ей в сред-ней части ротора 0,06

0,09

О,О7В

О ° 063

0,066 камеры и установленных с возможнбстью вращения в противоположных друг другу направлениях ротора, каждый из которых имеет две основные смесительные лопасти, направленные противоположно одна другой, и установленные. за ними дополнительные смесительные лопасти, отличающийся тем, что, с целью повышения качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений, основные лопасти выполнены с переменным углом наклона 5 к оси ротоРа, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению р= I5ò (15 25)1 L где р — угол наклона основной т ти к оси ротора у его ца, град;

1, — длина основной лопасти от

I торца ротора, м1 — длина основной лопасти ро5 тора, м, и переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению е(О 15-0 7511;

R=R (i +-- — — - ),

R = (О, 35-0 у 5) D.

D — - диаметр смесительной камеф м ф

1 — центральный угол наклона основной лопасти ротора, рад.

1482805

5 6

1,5 1,2

10 05

1,5 1,3

1,8 2,2

1,0 0,8

2,0 1,7

91,3 94,2 80,4 77,2

80,0 83,0

19,0 19,6 17,5 17,0

13,3 17 8

125 135

130 115

100 95

Показатели. качества смешения

Неоднородность распределения технического углерода (коэффициент вариации концентрации технического углерода после резиносмесителя), Температурная неоднородность (коэффициент вариации по температуре в заправке смеси после реэиносмесителя), .

Степень диспергирования технического углерода (после реэиносмесителя), Условная прочность при растяжении (после вальцев), ИПа

Истираемость (после вальцев), м /Tn

Примеры з (Таблица 2

Фиг.6

Составитель Е. Кригер

Текред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Редактор И.Касарда

Заказ 2745/ 14 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ь

° э ф

А-4