Смеситель компаунда с отвердителем

 

Использование: производство композиционных материалов на основе полимерных смол в смесителях повышенного качества смещения Сущностьразмещение патрубка подачи отвердителя коаксизльно внутри патрубка подачи компаунда. Выполнение поверхности ротора гладкой. Выполнение спирали шнека круглого сечения, Отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти. Гидродинамические условия процесса смешения позволяют устранить застойные зоны, снизить налипание композита на рабочие органы, обеспечить самоочистку ротора и стенок корпуса. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (51) 5 В 29 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898811/05 (22) 11.11.90 (46) 15.08.92. Бюл. N 30 (71) Харьковский политехнический институт (72) В,А.Иванов, С.П,Захарычев, А.Т.Тарасенко и В.А.Авдеев (56) Патент США М 3477698, кл. В 29 В 5/04, опублик. 1969.

Патент США М 3452965, кл. В 01 F 15/02, опублик. 1969. (54) СМЕСИТЕЛЬ КОМПАУНДА С ОТВЕРДИТЕЛЕМ (57) Использование: производство композиИзобретение относится к производству композиционных материалов на основе полимерных смол и может быть использовано в комплекте оборудования для приготовления композиций антифрикционных, эпоксидофторопластовых, армированных волокнами материалов, а также демпфирующих, теплоизоляционных материалов.

Известно устройство по переработке полимерных смол, содержащее корпус с патрубком подачи смолы, в котором размещен патрубок подачи добавок, и размещенный внутри корпуса шнек, Размещение патрубков способствует улучшенному распределению наполнителей и отвердителя (при перемешивании компаунда) в обьеме смолы на входе в корпус устройства, однако выполнение рабочего органа в виде шнека (т.е, наличие плоских канавок и витков) вызывает отложение продуктов в случае работы с многокомпонентными компаундами, образуются куски

„„M „„1754465 А1 ционных материалов на основе полимерных смол в смесителях повышенного качества смещения. Сущность: размещение патрубка подачи отвердителя коаксиально внутри патрубка подачи компаунда. Выполнение поверхности ротора гладкой. Выполнение спирали шнека круглого сечения, Отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти. Гидродинамические условия процесса смешения позволяют устранить застойные зоны, снизить налипание композита на рабочие органы, обеспечить самоочистку ротора и стенок корпуса, 1 ил., 1 табл. неперемешанного продукта. конгломерата, вызывающие перераспределение концентрации и наполнителей и отвердителя, что приводит к снижению качества смешения продуктов. Ме обеспечивается также самоочистка корпуса, необходимая особенно при протекающей полимеризации к повы- Щ шающейся адгезии продукта в процессе пе- ф ремешивания. ф

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смеситель компаунда с отвердителем, содержащий разгрузочный патрубок и размещенный внутри корпуса ротор, охваченный витками спирального шнека, В известном смесителе патрубки подачи компаунда и отвердителя размещены отдельно друг от друга, что приводит к созданию двух участков камерьг смешения со ступенчатым переходом.

1754465

Однако выполнение витков шнека прямоугольного сечения и винтовой канавки на роторе вызывает образование застойных зон, в результате чего снижается качество готового продукта, Кроме того, отсутствует эффект самоочистки внутренней поверхности корпуса и поверхностей перемешивающих органов.

Цель изобретения — повышение качества смешения и обеспечение самоочистки рабочих поверхностей корпуса и ротора.

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе патрубок подачи отвердителя размещен коаксиально внутри патрубка подачи компаунда, поверхность ротора выполнена гладкой, а спираль шнека — кругло. го сечения, при этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти.

На чертеже представлен предлагаемый смеситель.

Смеситель компаунда с отвердителем содержит корпус 1 с патрубками подачи компаунда 2 и отвердителя 3 и размещенный внутри него ротор 4, охваченный шнекоп., выполненным s виде упругой винтовой спирали 5 круглого сечения. Патрубок 3 подачи отвердителя расположен коаксиально внутри патрубка 2 подачи компаунда. Поверхность ротора 4 выполнена гладкой. Ротор 4 и спираль 5 jjcTBHQBëåíû с возможностью вращения в одну сторону с заданным соотношением угловых скоростей посредством соединения с электродвигателем

6 через двухступенчатый планетарный редуктор 7, На выходном конце корпуса 1 расположен выходной дросселирующий . конфузорный патрубок 8. При этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти

Смеситель работает следующим образом.

Компаунд подается через патрубок 2 в корпус 1, а через патрубок 3 поступает отвердитель в заданном обьемном соотношении. Отвердитель распределяется в централ.ной части потока компаунда тонким коаксиальным слоем, что является наиболее выгодной первоначальной ориентацией при поступлении потока материалов в проточную часть корпуса 1 смесителя. Далее материалы подвергаются интенсивным сдвиговым воздействиям при перемещении вдоль проточной части корпуса 1 смесителя

or ротора 4 за счет прилипания (адгезии) материалов и растирания и сдвига от упругой винтовой спирали 5 шнека. Упругая спи.раль 5 шнека при вращении обеспечивает подачу горизонтальных слоев материала в сторону выхода смесителя. При вращении

35 ротора 4 упругая спираль 5 шнека вращается в ту же сторону, что и ротор 4, но с меньшим числом оборотов, Происходит интенсивное перемещение композиции и нагнетание ее на выход из проточной части камеры корпуса 1, где расположен дросселирующий патрубок 8, создающий подпор. Благодаря выполнению поверхности ротора 4 гладкой и выполнению упругой спирали 5 шнека круглого сечения последняя при работе обжимает ротор 4, способствуя его очищению от налипающей композиции, улучшая гомогенизацию (качество) и усиливая интенсивность процесса смешения (производительность), Требуемое качество смешения достигается также за счет выбора соотношения угловых скоростей вращения ротора 4 и упругой спирали

5 шнека, оптимального соотношения шага витков спирального шнека и его внутреннего диаметра.

Такое соотношение параметров выбрано, исходя из следующих условий. Например, при шаге витков 5 шнека, равном 30 мм, внутренний диаметр навивки витков составляет от 10 мм до 60 мм. При увеличении производительности смесителя увеличивается шаг витков 5 шнека, например, до 50 мм, при этом внутренний диаметр навивки витков составляет от 15 мм до 10 мм, Это позволяет получить необходимые оптимальные гидродинамические условия смешения компаунда с отвердителем при различной производительности смесителя. Об этом свидетельствуют результаты испытаний конструкции смесителя, представленные в .табл, 1, 2, Получаемые физико-технические параметры композиционного материала соответствуют требованйям технических условий при выдерживании соотношений параметров смесителя в определенном выше диапазоне, Изменение гидродинамических условий процесса смешения и его характера позволяет устранить застойные (неперемещаемые) зоны, снизить налипание композита на рабочие органы смесителя, т.е. повысить качество материала, а также обеспечить самоочистку ротора и стенок проточной части корпуса смесителя витками спирального шнека.

Формула изобретения

Смеситель компаунда с отвердителем, содержащий корпус с патрубками подачи компаунда и отвердителя, разгрузочный патрубок и размещенный внутри корпуса ротор, охваченный витками спирального. шнека,отличающийсятем,что,сцелью повышения качества смешения и обеспече "! 754465 ния самоочистки рабочих поверхностей корпуса и ротора, патрубок подачи отвердителя размещен коаксиально внутри патрубка подачи компаунда. поверхность ротора вы5

Таблица 1

Физико-текнккеские показатели антифрикционного самосназнвающего материала

Отношение шага шнека к диаметру

3,2

4,0

1 6

Соотношение «астот врацения ротора и шнека

6 9

15!

0,03 0,04 0,06

О,04 О,об 0,08

0,8

0,9

0,14

О,lб 0,13 О,!4

0,26 . 0,23 0,22

0,04

0,15

0,9

О,I4

О,!О

2,24

О,!3

0,15

О, IО

07 005 006 007 в пресной воде от О"С до 40 С

0,09

O,l7 О,!8

0,08

0,08

О,!7

0,16

0,07 в морской воде от -4 Ñ до 40 С 0,12

О, IÇ 0,12

0,14 О,!О 0,07 О,О8

О 06 О 04 О 04 0 05

0,11

28

3 2 2,6

14

30

12 14

12 6 7

8,6

КО

13

l0 8,4

76 7 80

0,37

3 Козффициейт трения покоя 0,42

0,34 0,30 0,30

0,30 0,22 0,26 0,28

0,38

О, 3?

0,40

Таблица 2

0,5

Отношение шага к диаметру

Соотношение частот вращения ротора и шнека

21 и р

1 Коэффициент трения по стали при 0,3 от (Р) и температуре: на воздухе от O"C )to 80 С от -50 С до 0 С

0,10 0,10 0,09 0,12

0,22 0,20 0,20 0,23

0,12 0,13

0,25 . 0,28

0,11

0,26

0,13

0,26 в пресной воде от О Сдо!40 С

0,17

0,16 0,13 0,12 0,15

0,15

0,15

0,13

0 12 0,11 0 10 0 13 0 13 0 15 0 15 в морской воде от -4 С до +4 С

О,!6

2 Интенсивность износа при давлении 0,3 P и скорости сдвига 0,3 от допускаемой (V), 1 K 10 мм/мм:

3,2 3,5 8 6 7 10

2,7

3,0

18 на воздухе

28 30 32

14 15 18

19 22

30 в пресной воде в морской воде

3 84 16

7,6

Коэффициент трения покоя

0,40 0,39 0,40 0,41

0,35 0,37

0,34

0,33

1 Коэффициент трения ло стали при 0,3 от (Р) и температуре: на воздухе от О"C до 80 С л

>т-50С до О C

Интенсивность износа при давлении

0,3 от (Р) и скорости сдвига 0,3 от (V), IDIO тнн/ни; на воздухе б в пресной воде 33 в морской воде 14 Г.1 полнена гладкой, а спираль шнека — круглого сечения, при этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от 3 до 5, Составитель Л,Ливенцова

Техред ММоргентал Корректор M.Ïåòðoâà

Редактор M,Áàíäóðà

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

Заказ 2854 Тираж Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

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