Червячный смеситель для композиционных полимерных материалов

 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов для получения однородных вязкотекучих полимерных композиций, например резиновых клеев, паст, мастик, и может быть использовано на заводах резинотехнических изделий, обувных фабриках, предприятиях строительной индустрии. Червячный смеситель содержит корпус и смонтированные в нем с возможностью вращения в одну сторону два ротора. Роторы выполнены в виде валов с шнековыми насадками и с кулачками. Кулачки последовательно смонтированы за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу. Кулачки имеют напорную боковую и торцевую поверхности. Смеситель содержит также шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями. Шестерни установлены на валах в ряд друг за другом. Ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой. Пара находящихся в зацеплении шестерен, расположенная в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, представляет собой лопастные мешалки-шестерни. Мешалки-шестерни установлены с возможностью свободного вращения на валах и кинематически связаны с индивидуальным приводом. Изобретение позволяет увеличить смесительный эффект и повысить качество смешения. 3 ил.

Изобретение относится к переработке полимерных материалов для получения однородных вязкотекучих полимерных композиций, например резиновых клеев, паст, мастик, и может быть использовано на заводах резинотехнических изделий, обувных фабриках, предприятиях строительных индустрии.

Известен червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в корпусе с возможностью вращения в одну сторону два шнека, имеющие загрузочные и рабочие участки нарезки, размещенные на валах, кинематически связанных с приводом, при этом загрузочные участки шнеков выполнены в виде установленных на валах насадок с нарезками противоположных направлений и с шестернями, размещенными с зацеплением между собой. Одна из насадок установлена с возможностью свободного вращения на валу. Другая насадка установлена с фиксированной посадкой на валу, при этом шестерни размещены на валах относительно загрузочного отверстия в последовательности: червячная насадка, шестерня (патент РФ N 2029676, кл. B 29 B 7/46, 27.02.95, бюл. N 6).

Недостатком данного смесителя является невысокий эффект, создаваемый шнековыми насадками.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в корпусе с возможностью вращения в одну сторону два ротора, выполненные в виде валов со шнековыми насадками и с кулачками, последовательно смонтированными за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу и имеющими напорную боковую и торцевую поверхности, шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями, установленными на валах в ряд друг за другом с чередованием с кулачками с образованием зубчатого зацепления и возможностью свободного вращения на валу ведомых шестерен. Ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой (авторское свидетельство СССР N 1761523, кл. B 29 B 7/46, 15.09.92, бюл. N 34).

К недостатку данной конструкции смесителя следует отнести невысокие рабочие скорости и вследствие этого малую интенсивность процесса смешения полимерной композиции с растворителем.

Технической задачей изобретения является увеличение смесительного эффекта и повышение качества смешения за счет увеличения рабочих скоростей интенсификации физико-химических процессов.

Указанная техническая задача достигается тем, что в смесителе устанавливаются на каждом из рабочих роторов в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, лопастные мешалки-шестерни, которые выполняются со свободным вращением на валах роторов и имеют индивидуальный дополнительный привод вращения. Лопастные мешалки-шестерни имеют значительно большую скорость вращения по сравнению со скоростью вращения рабочих роторов, что интенсифицирует процесс смешения полимерной композиции с растворителем.

На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Смеситель содержит корпус 1, смонтированные с возможностью вращения в одну сторону два ротора. Каждый ротор выполнен в виде вала 2 со шнековыми насадками 3 в загрузочной зоне (полностью не показана) и последовательно смонтированными за шнековыми насадками 3 по винтовой линии под углом друг к другу смесительными кулачками 4 с напорной боковой 5 и торцевой 6 поверхностями.

Смеситель снабжен также шестеренчатым механизмом 8, имеющим установленные в ряд друг за другом основные и дополнительные ведущие и ведомые шестерни, чередующиеся со шнековыми насадками 7.

В зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, размещаются лопастные мешалки-шестерни 9, которые устанавливаются на втулках 10 с возможностью свободного вращения на валах 2. Лопастные мешалки-шестерни 9 находятся во взаимном зацеплении и вращаются навстречу друг другу. Одна из лопастных мешалок-шестерен 9 имеет индивидуальный дополнительный привод 11, который позволяет значительно увеличить скорость вращения лопастных мешалок по сравнению с рабочей скоростью роторов смесителя. За лопастными мешалками установлены подающие шнековые насадки 7 и обратные насадки 12, которые обеспечивают выгрузку готовой композиции из корпуса смесителя.

Смеситель работает следующим образом.

Смешиваемые компоненты захватываются шнековыми насадками 3 вращающихся роторов (привод не показан) и подаются в зону смесителя. В этой зоне под действием кулачков 4 компоненты перемешиваются. В процессе смешения происходит многократное расчленение и соединение потоков, а также их перераспределение между роторами. Из зоны смешения кулачков 4 смешиваемый материал захватывается подающими шнековыми насадками 7 и транспортируется к зоне установки ряда ведущих и ведомых шестерен 8. Из зоны установки первого ряда шестерен шестеренчатого механизма 8 материал захватывается подающими шнековыми насадками 7 и подается ко 2 ряду шестеренчатого механизма 8. В результате этого создаются сложные траектории движения смешиваемых компонентов, а в местах контакта зубьев в зонах зацепления шестерен дополнительному интенсивному деформационному воздействию, что обеспечивает повышение качества смешения и гомогенизации массы. После прохождения второго ряда шестеренчатого механизма материал опять захватывается подающими шнековыми насадками 7 и подается к месту установки лопастных мешалок-шестерен 9, имеющих дополнительный внешний привод, обеспечивающий их высокие рабочие скорости вращения, по равнению со скоростью вращения рабочих роторов. Лопастные мешалки вращаются навстречу друг другу. В зону установки лопастных мешалок осуществляется дополнительная подача растворителя в корпус смесителя и происходит процесс интенсивного растворения массы в растворителе. Готовая композиция подается шнековыми насадками 7 к зоне выгрузки, где устанавливаются обратные шнековые насадки 12, обеспечивающие удаление готовой массы из корпуса смесителя.

Формула изобретения

Червячный смеситель для композиционных полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в нем с возможностью вращения в одну сторону два ротора, выполненные в виде валов с шнековыми насадками и с кулачками, последовательно смонтированными за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу и имеющими напорную боковую и торцевую поверхности, шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями, установленными на валах в ряд друг за другом, при этом ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой, отличающийся тем, что пара находящихся в зацеплении шестерен, расположенная в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, представляет собой лопастные мешалки-шестерни, установленные с возможностью свободного вращения на валах и кинематически связанные с индивидуальным приводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3