Смеситель для полимерных материалов

 

Изобретение относится к смесителям для полимерных материалов. Оно может быть использовано в линиях для окрашивания, компаундирования и переработки наполненных материалов. Цель изобретения - повышение эффективности смешения материалов. Для этого в корпусе расположен вращающийся вал. На валу закреплены подвижные диски. Они установлены между неподвижными дисками, закрепленными на корпусе. Между подвижными дисками и корпусом, а также между валом и корпусом образованы рабочие зазоры. На прилегающих торцовых поверхностях дисков выполнены выемки. Они расположены по спиральным линиям. Последние в радиальном направлении выемки сообщены с рабочими зазорами. При работе эффективность смешения материала обеспечивается сдвиговым и срезывающим механизмами смешения и интенсивным образованием новых поверхностей раздела с последующим слиянием материала. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1500484

А1 (51) 4 В 29 В 7/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4310871/31-05 (22) 30.09.87 (46) 15.08.89. Бюл. Р 30 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) А.Я.Малкин, А.Г.Сирота, В.И.Сивецкий, Ф.Г.Гилимьянов, А.С.Сахаров и С.О,Пристайлов (53) 678.053.3 (088.8) (56) Патент СИА й- 4330215, кл. В 29 В 1/06, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 75886, кл. В 01 F 7/26, 1948. (54) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ,(57) Изобретение относится к смесителям для полимерных материалов. Оно м.б. использовано в линиях для .окрашивания, компаундирования и перераИзобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного диспергирующего смещения полимер-полимерных композиций, полимеров с различными ингредиентами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для компаундирования, окрашивания, стабилиза ции и переработки полимерных напол-. ненных материалов.

Цель изобретения - повьппение эффективности смешения материалов.

На фиг.1 изображен смеситель,продольный разрез; на фиг.2 — разрез ботки наполненных материалов. Цель изобретения — повышение эффективности смешения материалов. Для этого в корпусе расположен вращающийся вал. На валу закреплены подвижные диски. Они установлены между неподвижными дисками, закрепленными на корпусе. Между подвижными дисками и корпусом, а также между валом и корпусом образованы рабочие зазоры. На прилегающих торцовых поверхностях дисков выполнены выемки. Они расположены по спиральным линиям. Последние в радиальном направлении выемки сообщены с рабочими зазорами. При работе эффективность смешения материала обеспечивается сдвиговым и срезывающим механизмами смешения и интенсивным образованием новых поверхностей раздела с последующим слиянием материала.

3 ил, ©

СР

А-А на фиг.l; на фиг.3 — схема движения расплава по торцовым поверхнос- . р тям. 4ъ

Смеситель содержит корпус 1 (фиг.1) с нагревательными элементами 2. Корпус 1 имеет входное отверстие 3 и выходное отверстие 4. В полости 5 корпуса 1 на опорных узлах 6 концентрично установлен вал 7, соединенный с приводом вращения (не показан). По Ъ. внутренней поверхности корпуса 1 за-. креплены неподвижные диски 8, образующие между собой зазоры 9, в которые входят подвижные диски 10, установленные неподвижно на валу 7, 3 150048 подвижные диски 10, закрепленные на валу 7, образуют рабочий зазор 11 с внутренней поверхностью корпуса 1, а неподвижные диски 8, закрепленные на корпусе 1, образуют рабочий зазор

12 с валом 7. На прилегающих торцовых поверхностях подвижных 10 и неподвижных 8 дисков. выполнены смесительные элементы в виде выемок 13, ко- 10 торые могут быть различной формы, При этом выемки 13, выполненные на торцах подвижных 10 и неподвижных

8 дисков, закрепленных на валу 7 и на корпусе 1, размещены. по спираль- 15 ным линиям (фиг.2) и сообщают, по меньшей мере, две выемки на подвижных дисках 10, закрепленных на валу

7 (фиг,3). Первые и последние выемки .13 на дисках 8 и 10 в радиальном 20 .направлении соединены каналами 14 с рабочимц зазорами 11 и 12.

На корпусе установлены фланцы 15 для установки смесителя на технологических линиях для переработки поли- 2 меров (червячных экструдерах, дисковых экструдерах, трубопроводах полимеров и т.д.). На валу 7 смесителя предусмотрен винтовой выступ 16 для осуществления вбзможности его враще- ЗР ния от червяка экструдера. При установке смесителя в линиях, где используются расплавопроводы для полимеров, возможно использование индивидуального привода вращения, пе- 35 редающего вращения валу 7, смесителя посредством шлицевого соединения 17.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

Расплав полимера с различными 40 ингредиентами подается под давлением в полость 5 корпуса 1 через отверстие 3 для подвода компонентов. Поток массы через рабочий зазор 12 попадает на торцовые поверхности дис- 45 ков 8 и 10, закрепленных соответственно на внутренней поверхности корпуса 1 и на валу 7. Далее через кана» лы 14 расплав поступает в замкнутые выемки 13 на торцах дисков 8 и 10, давление в них резко повышается. Затем при, вращении вала 7 материал перетекает .из„.. рдной.выемки 13 в другую в результате их последовательного соединения. Так как выемки 13 на не- 5 подвижных дисках 8, закрепленных на корпусе 1, соединяют последовательно не менее двух выемок 13 на подвижных дисках 10, закрепленных на валу

4 4

7,то расплав полимера перемещается к радиальному зазору 11,образованному корпусом 1 и диском 10, затем аналогично материал перемещается к радиальному зазору 12 между валом 7 и диском 8 и т,д. до выхода материала через отверстие 4 из смесителя. За счет вращения дисков один относительно другого расплав полимера маленькими порциями из одной выемки 13 попадает в и-е число выемок 13, находящихся на прилегающем диске н расположенных в зоне радиуса его расположения, образуя при этом множество новых:.:. плоскостей раздела и площадок среза потоков расплава полимера. Так как процесс вращения происходит непрерывно, то в одну выемку 13 маленькими порциями расплав попадает из множества выемок 13, расположенных на одном расстоянии от оси смесителя, т.е. происходит непрерывное образование новых поверхностей раздела и непрерывное увеличение поверхности контакта элементарных порций материала, за счет чего достигается вы» сокая эффективность смешения даже когда расплав материала перетекает только по.одной плоскости контакта дисков 8 и 10. Кроме этого, эффек» тивность смешения увеличивается за счет того, что материал при протекании по выемкам 13 на торцах дисков 8 и 10 испытывает значительные сдвиговые деформации (срез) в направлении, перпендикулярном его течению (расплав перетекает из полости в полость йо спиральным каналам, а деформация сдвига направлена sa счет вращения дисков 10 перпендикулярно радиусу диска). Таким образом, смешение полимерной массы с различными ингредиентами в смесителе осуществляется за счет увеличения поверхностей контактов компонентов при смешении:. за счет многократного разделения потока полимерной массы на отдельные потоки с последующим смешением, а также за счет интенсивного сдвиго. вого воздействия на полимерную массу, а также за счет перемешивающего действия при пульсирующем движении расплава (резкое нарастание давления в выемке 13, а затем его резкое падение при соединении с другой выемкой 13).

В данном решении повьппение качества смешения происходит sa счет того,что к

5 15004 сдвиговому и срезывающему механизму смешения прибавляется смешение. за счет интенсивного образования новых поверхностей раздела с последующим их слиянием, чем значительно увели5 чивается поверхность контакта компонентов, а следовательно, повышается качество смешения, При этом качество расплава полиме- ð ра увеличивается также за счет того, что исключены застойные зоны, т.е. исключается термодеструкция перерабатываемых материалов и других компонентов смеси. 15

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность и качество смешения вязких полимерных компонентов с различными ингредиентами.

Предложенный смеситель легко монтируется в технологических линиях для смешения полимер-полимерных композиций, полимеров с различными ин- 25 гредиентами и высокодисперсными ми-, неральными наполнителями при процессах грануляции и переработке наполненных полимерных материалов обес-. печивает высокую гомогенность сме- gp сей. Вследствие трения материала о внутреннюю поверхность и отсутствия застойных зон механизм смесителя не может быть закупорен при скапливании наполнителя в застойных зонах.

84 6

Элементы, из которых состоит предлагаемый смеситель, являются съемными и могут быть легко очищены.

Формула и з о б р е т е н и я

Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и полостью, в которой на опорных узлах. концентрич ко установлен соединенный с приводом вал вращения, а по внутренней поверхности корпуса закреплены неподвижные диски, в зазорах между которыми расположены подвижные диски, закрепленные на валу, причем между неподвижными дисками и валом и между подвижными дисками и корпусом образованы рабочие зазоры, а на торцовых поверхностях подвижных и неподвижных дисков выполнены смесительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности смешения материалов, смесительные элементы на прилегающих торцовых поверхностях подвижных и неподвижных дисков выполнены в виде выемок, расположенных по спиральным линиям, причем каждая выемка на неподвижных дисках выполнена с возможностью сообщения по меньшей мере двух выемок на подвижных дисках, а первые и последние в радиальном направлении выемки на дисках соединены каналами, которые выполнены на торцовых поверхностях дисков с рабочими зазорами.

Фме.З

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

1500484

А-4

Составитель Л.Кольцова

Текред Л.Олийнык

10