Статический смеситель для полимерных материалов

 

Изобретение относится к смесителям для полимерных материалов. Оно может быть использовано в линиях для окрашивания,грануляции и переработки полимеров. Цель изобретения - повышение эффективности смещения материалов. Для этого в корпусе смесителя расположены входной, переходной и выходной разделительные диски. Они имеют продольные каналы и каналы по торцовым поверхностям. Эти каналы выполнены с участками конвергентно-дивергентного профиля. Конвергентные участки одного канала соединены отверстиями с дивергентными участками других каналов. Диски могут быть выполнены из отдельных частей, соединенных между собой в плоскости каналов. Диски могут представлять собой входящие один в другой цилиндры с выточками на поверхностях и сквозными отверстиями. Продольные каналы, каналы по торцевым поверхностям и отверстия могут иметь переменные размеры для обеспечения перетекания потока полимера в поперечном направлении. Продольные каналы могут быть выполнены в виде системы каналов с уменьшающимися и увеличивающимися по длине размерами. Дивергентные участки продольных каналов и каналов по торцевым поверхностям могут быть выполнены внезапного расширения. При работе смесителя происходит изменение направления движения и скорости движения малых частей расплава во всем объеме смесителя, что позволяет обеспечить повышенную эффективность. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„1500481 (51) 4 В 29 В 7/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДКткЛьСТВМ

3"Е003QR

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310394/23-05 ,(22) 29.09.87 (46) 15.08.89. Бюл. ¹ 30 (72) Д.Д.Рябинин, В.И.Сивецкий, А.Я.Малкин, С.О.Пристайлов, Г.Д.Мясников, Б.С.Полонский и Л.В.Давыдович (53) 678 ° 053.3 (088.8) (56) Патент США № 4361406, кл. В 01 F 5/06 .опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1214441, кл. В 29 В 7/32, 1984. (54) СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к. смесителям для полимерных материалов. Оно м.б. использовано в линиях для окрашивания, грануляции и переработки полимеров. Цель изобретение — повышение эффективности смешения материалов. Для этого в корпусе смесителя расположены входной, переходной и выходной разделительные диски. Они имеют продольные каналы и каналы по торцовым поверхностям. Эти каналы выполнены с участками конвергентно-диверИзобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов.

2 гентного профиля. Конвергентные участки одного канала соединены отверстиями с дивергентными участками других каналов. Диски могут быть выполнены из отдельных частей, соединенных между собой в плоскости каналов. Диски могут представлять собой входящие один в другой цилиндры с выточками на поверхностях и сквозными отверстиями. Продольные каналы, каналы по торцовым поверхностям и отверстия могут иметь переменные размеры для обеспечения перетекания потока полимера в поперечном направлении. Продольные каналы могут быть выполнены в виде системы каналов с уменьшающимися и увеличивающимися по длине размерами. Дивергентные участки продольных каналов и каналов по торцовым поверхностям могут быть выполнены внезапного расширения. При работе смесителя происходит изменение направления движения и скорости движения малых частей расплава во всем объеме смесителя, что позволяет обеспечить повышенную эффективность. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Цель изобретения — повышение эффективности смешения материалов.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг, t показан статический сме- ситель, общий вид; на фиг.2 — разрез переходного диска смесителя по центральной оси; на фиг.3 и 4 — варианты выполнения диска смесителя; на фиг.5

3 15004 разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 6 — вариант выполнения дивергентного участка продольного канала; на фиг.7 — каналы на торцовой поверхности диска.

Статический смеситель содержит, трубчатый корпус 1 (фиг.1) с отверстиями 2 и 3 для ввода компонентов и отвода смешанной композиции соответственно. Внутри трубчатого корпуса 10

1 размещены последовательно смесительные элементы в виде входного 4, переходного 5 и выходного 6 разделительных дисков. На торцовой поверхности дисков 4-6 (фиг,1) выполнены 15 каналы 7-9, которые, соединяясь в теле дисков, например, с продольными каналами 10-12 в теле диска 5 (для дисков 4 и .6 продольные каналы не показаны) и отверстиями 13, обеспечи- 20 вают течение расплава полимера от отверстия 2 к отверстию 3.

Продольные каналы 10-12 (фиг.2 и

5) выполнены с участками конвергентно-дивергентного профиля, содержащи- 25 ми конвергентный участок 14 и дивергентный участок 15. Конвергентный участок 14 и дивергентный участок

15 различных продольных каналов соединены между собой отверстиями 30

13. На фиг.5 штриховыми линиями показаны варианты выполнения отверстий 13.

Диски 4-6 (фиг.3) смесителя могут быть выполнены из отдельных частей

16-18 и т.д., соединенных между со бой в плоскости каналов, например, в месте соединения конвергентного участка 14 с дивергентным участком

15 продольных каналов 10-12. 40

Диски 4-6 (фиг.4) могут быть выполнены из отдельных частей в виде входящих один в другой цилиндров

19-21 с выточками 22 на поверхности и сквозными отверстиями 13, образующими при соединении. продольные каналы 10-12 и каналы по торцовым поверхностям 7-9 (фиг. 1) .

Продольные каналы 10-12 и каналы на торцовой поверхности 7-9 могут быть выполнены с размерами, не изменяющимися от периферийной части дисков 4-6 к их центру (фиг.1, 2, 5.и 7) или в виде системы каналов переменных размеров, например, с размерами увеличивающимися от периферийной части диска к их центру (фиг.З) .На фиг.З показано,что размеры канала 10 меньше,чем размеры канала 11,а размеры канала 11 в

81 4 свою очередь меньше, чем размеры ка нала 12. При этом по длине каналов размеры не изменяются, а каналы 1012 смещены один относительно другого в плоскости диска 5 в радиальном направлении.

Продольные каналы 10-12 могут быть выполнены в виде системы каналов с уменьшающимися и увеличивающимися по длине размерами (фиг.4). Так, размеры каналов 10 и 12 по длине увеличиваются. При этом размеры канала

11 по длине уменьшаются в направлении увеличения размеров каналов 10 и 12 (причем каналы 10 и 12 соединены отверстиями 13 с каналом 11).

Дивергентные участки 15 (фиг.1-5) продольных каналов 10-12 и каналов

7-9 на торцовых поверхностях (фиг.1, 7) могут быть выполнены с участком: внезапного расширения 23, угловые зоны которого 24 и 25 соединены отверстиями 13 с конвергентными участками 14 (фиг.б).

Статический смеситель работает следующим образом.

Расплав полимера, состоящий из различных компонентов, поступает в отверстие 2 корпуса 1 и проходит через каналы входного 4, переходного

5 и выходного 6 разделительных дис- . ков. При этом расплав полимера перемешивается и отводится через отверстие 3. Эффективное смешение расплава полимера обеспечивается тем, что, проходя каналы 7-9 на торцовых по-: верхностях дисков и продольные каналы 10-12 (часть продольных каналов не показана), он разделяется на множество потоков, претерпевает на своеМ пути многократные изменения направления и скорости движения и затем сливается в отверстие 3. При движений через каналы 7-9 на торцовых поверхностях дисков 4-6 и продольные каналы 10-12 расплав полимера проходит через конвергентно-дивергентные участки 14 и 15 перераспределяясь между различными участками каналов с помощью отверстий 13, что повышает эффект смешения.

Работа статического смесителя с конвергентно-дивергентными участками

14 и 15 каналов на примере продольных каналов 10-12. Пройдя через каналы диска 4, расплав по римера поступает в продольные каналы 10-12 диска

5 и проходит через чередующиеся кон1500481 6 вергентные участки 14 дивергентные зиции достигается за счет значительучастки 15 а также

Ф е через отверстия ного увеличения, в сравнении с из13. При пе ехо е р д расплава полимера вестными статическими смесителями для в дивергентный участок 15 происходит полимерных материалов, количества возрастание давления на этом участке разделений потока массы перестраива7 из-за перехода кинетической энергии ния ее потоков, поперечного переноса в потенциальную при уменьшении ско- массы полимера, обусловленного нарости движения. Одновременно в кон " личием конвергентно-дивергентных вергентной части 14 каналов скорость 10 участков каналов, которые могут нметЬ движения расплава полимера увеличива- переменные размеры и рациональную ется, а давление уменьшается. Рас- форму. Предлагаемая конструкция техплав полимера под действием перемен- нологична в изготовлении и при сборного поля давлений перетекает через ке. отверстия 13 из канала 10 в канал 15

11, а затем в канал 12 или наоборот. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

В расплаве полимера создаются поперечные потоки, что повышает качество 1. Статический смеситель для посмешения полиме ов. лимеров. лимерных материалов, содержащий посСмешение улучшается, если расплав 20 ледовательно расположенные смесительполимера движется через каналы, раз- ные элементы, в виде входного, перемеры которых изменяются от периферий- ходного и выходного разделительных ной части диска к центру или по дли дисков, выполненных с соединенными не каналов. Варианты таких конструк- между собой продольными каналами и ций показаны на фиг.3 и 4. При тече- 26 каналами по торцовым поверхностям, нии в них расплава полимера сопротив- отличающийся тем, что,, ление каналов 10-12 неодинаково, что . с целью повышения эффективности сме усиливает поперечные токи. шения материалов, продольные каналы

Эффект перетекания расплава поли- и каналы по торцовым поверхностям мера усиливается, если дивергентный 30 выполнены с участками конвергентноучасток 15 продольного канала выпол- . дивергентного профиля, причем коннить в виде местного сопротивления вергентные участки одного канала соетипа внезапного расширения 23 (в yr- динены отверстиями с дивергентными ловых зонах которого давление сущест- участками других каналов. венно снижается) и соединить угловые З5 2. Смеситель по п.1, о т л изоны 24 и 25 т о верстиями 13 с конвер- ч а ю шийся тем, что.диски выгентными участками у а ками 14. полнены из отдельных частей, соедиТехнологичность из готовления . и ненных между собой в плоскости касборки дисков смесителя существенно налов. повышается,, если диски изготавливать 40 3. Смеситель по п.1 о т л и— из отдельных частей 16-18

Э д частей 16 18 и т.д., ч а ю щ и и с я. тем, что,диски выполнены в виде входящих друг в друканалов, например, в месте соединения га цилиндров с выточками на поверхконвергентного 14 и дивергентного 15 ности и сквозными отверстиями, смонучастков продольных каналов 10-12 45 тированных с,образованием при их сое виде входящих один в динении продольных каналов и каналов другой цилиндров 19-21 с выточками по торцовым поверхностям.

22 на поверхности и сквозными отверстиями 13, образующих при соеди- 4. Смеситель по п.1, о т л и— ненни продольные каналы 10-12 и кана- 50 ч а ю шийся тем, что продольные лы 7-9 по торцовым поверхностям каналы, каналы по торцовым поверхностям и отверстия выполнены переменных

В данном статическом смесителе размеров для перетекания потока по-. увеличение поверхности раздела и бо- лимера в поперечном направлении, прилее интенсивное распределение поверх- б чем не менее,чем двух продольных каг-ностей контакта по всему объему сме- налов и каналов на торцовых поверхси, а, следовательно, повышение эф ностях, смещенных относительно друг фективности и качества смешения и друга в плоскости диска, размеры по« качества получаемой полимерной компо- перечного сечения одного канала пре1500481 вышают размеры поперечного сечения другого канала.

5. Смеситель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что продольные каналы выполнены с уменьшающимися и увеличивающимися по длине размерами, причем каждый канал с уменьшающимися по длине размерами соединен отверстиями с каналом увеличивающихся по длине размеров-.

6. Смеситель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дивергентные участки продольных каналов и ка

5 налов по торцовым поверхностям вы- полнены с зонами внезапного расширения, причем угловая зона внезапного расшИрения сообщена с конвергентными участками других

1р каналов.

1500481

1500481

Фиг. 7

Составитель Л. Кольцова

Техред Л. Олийнык Корректор О.Ципле

Редактор Н.Горват

Заказ 4810/16 Тираж 535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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