Закрытый смеситель Советский патент 1983 года по МПК B21H1/10 B29B1/06 

Изобретение относится к оборудованию для обрабо- -тт материалов, В частности к смесителям закрытого типа, и может быть использовано для приготовления резиновых смесей Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является закрытый смеситель, содержащий установленные в корпусе смесительной камеры с воз можностью вращения в разные стороны |Два параллельно расположенных ротора, каждый из которых имеет по край ней мере одну длинную и одну короткую лопасти, направленные по спирали относительно продольной оси роторов l . В таком смесителе спирали длинны и коротких лопастей имеют противопо ложные относительно друг друга направление, однако форма указанных лопастей не обеспечивает получение гомогенной смеси, в частности, с ра номерной дисперсией ее ингредиентов при поддержании равномерной их концентрации в смеси и при обеспечении равномерной плотности последней.Осо бенно это проявляется при использовании болеетвердалх добавок, необхо мых,например, при получении материалов для изготовления радиальных шин. Недостаточно хорошая дисперсия объясняется низкой скоростью переме щения перемешиваемого материала в осевом направлении и в направлении между внутренними стенками смесител ной камеры. Желательные для повышения коэффициента заполнения и повышения про изводительности процесса перемешивания применение четырех лопастныхроторов приводит к еще большему сни жению скоростей потока, а следовательно, и к худшей дисперсии пере мешиваемого материала из-за возникн вения обратных потоков материала, препятствующих его основному перемещению. Цель изобретения - повышение качества перемешивания материала. Указанная цель достигается тем, что в закрытом смесителе, содержащем установленные в корпусе смесительной камеры с возможностью вращения в разные стороны два параллельно расположенных, ротора, каждый из которых имеет по крайней мере од ну длинную и короткую лопасти, направленные по спирали относительно продольной оси роторов, длина проекции короткой лопасти каждого из роторов на его продольную ось равна 0,1-0,48 длины соответствующей проекции длинной лопасти ротора. При этом длина проекции короткой лопасти каждого из роторов на его продольную ось предпочтительно равна 0,15-0,3 длины соответствующей проекции длинной лопасти ротора. На фиг. 1 изображен смеситель, общий вид; на фиг. 2 - роторы, вид в плане (вариант); на фиг, 3 - то же, второй вариант; на фиг, 4 - график зависимости степени диспергирования от отношения проекций длин короткой и длинной лопастей; на фиг„ 5 - схема направления потока материала на направление осевых усилий во втором варианте исполнения роторов; на фиг. б - графики влияния отношения осевых усилий на степень диспергирования материала. Смеситель содержит установленные в корпусе 1 смесительной камеры с возможностью вращения в разные стороны два параллельно расположенных ротора 2 и 3, каждый из которых имеет по крайней мере одну длинную и одну короткую лопасти 4 и 5 соответственно, направленные по спирали относительно продольной оси роторов. Длина Zg проекции короткой лопасти 5 каждого из роторов равна 0,10,48 длины Zg соответствующей проекции длинной лопасти ротора. Предпочтительно указанное соотношение равно 0,15-0,3. Смеситель работает следующим образом. Материал, поданный в загрузочную воронку (не показан), проходит под давлением в корпусе 1 смесительной камеры и попадает в зазор между вращающимися роторами 2 и 3, .Материал перетирается и перемешивается между гребнями длинных и коротких лопастей ротора, после чего перемещается в осевом направлении относительно роторов и удаг ляется из нижней части камеры. При этом устанавливают, что при выборе отношения Z /Zgдлины проекции короткой лопасти ротора и соответствующей проекции длинной лопастц,, равного 0,1-0,48, а предпочтительно 0,15-0,3 получают хорошую гомогенность смеси даже в случае применение четырех лопастных роторов. Кроме того, длинные и короткие лопасти на соответствующих роторах расположены по спирали (см,фиг,2). Выбранное соотношение лопастей обеспечивает перемещение материала в направлении от гребней лопастей к центч рам роторов, предотвращая его задержку у гребней, а также обеспечийает перемещение материала между лопастями роторов в осевом направлении, При этом обеспечивается эффективное распределение ин гредиентов перемешиваемого материала,

На фиг. 4 показаны кривые 6 и 7 зависимости степени диспергирования от отношения проекций длин лопастей (Zt/Zg ), причем кривая 6 соответствует замешиванию в течение 40 с, а кривая 7 - в течение 60 с.

По фиг. 4 видно, что степень диспергирования увеличивается при отношении Zg /Zg, превышающем 0,4, причем чем меньше это отношение, . тем лучше дисперсия. Выбор Z /Zg меньше 0,1 нежелателен, так как при перемешивании материала возникают большие осевые нагрузки на роторы и сильное прижатие материала к боковой стенке смесительной камеры, чтр

может вызвать местный перегрев материала.

Пример . Проводят испытания различных марок материала в закрытом смесителе с внутренним объемом 236 л.

При этом применяют роторы с известным соотношением Zc /Zg , равным 0,49 и роторов с соотношением Zg /Zg, равным 0,23 в соответствии с предлагаемым изобретением. Результаты испытаний и степень диспергирования агента роторами во время предварительного замешивания приведены в таблице.

1.ЗАКРЫТЫЙ СМЕСИТЕЛЬ, содержащий установленные с корпусе смесительной камеры с возможностью вращения в разные стороны два параллельно расположенных ротора, каждый из которых имеет по крайней мере одну длинную и одну короткую лопасти, направленные по спирали относительно продольной оси роторов, о т л ичаюшийся тем, что, с целью повышения качества перемешивания материала, длина проекции короткой лопасти каждого из роторов на его продольную ось равна 0,1-0,48 Длины соответствующей проеции длинной лопасти ротора. 2. Смеситель по п.1,отличаю щ и и с я тем, что длина проекции короткой лопасти каждого из роторов на его продольную ось предпочти- g „тельно равна 0,15-0,3 длины соответствующей проекции длинной лопасти ротора ; . ГО

Материал Как видно из таблицы, применение изобретения обеспечивает хорошее диспергирование с микроскопической и ма1 роскопической точек зрения в результате улучшенной конструкции лопастей ротора. При этом обеспечиваются хорошие условия для замешивания резины, например предварительного замешивания, пластикещйи, замешивания саженаполненного каучука. Кроме того, конструкция предлагаемого смесителя применима для ро торов с значительно большим и меньшим числом лопастей, например для двухлопастного, причем увеличивается их прочность и долговечность. Экспериментально подтверждается также, что при выборе формы лопасте помимо соотношения Zg /Zg , на получение гомогенной смеси влияет выбор высоты подъема спирали ка1ждой из лопастей (фиг. 5). При этом высо та подъема спирали выбирается таким образом, чтобы отношение осевого усилия Р , передаваемого на материал короткой лопасти, к осевому усилию Рр передаваемому на материал длинной лопастью, было больше О, но меньше 0,7. При таком соотношении осевой поток между роторами получается различным и ускоренным, что способствует образованию гомогенной смеси (фиг. 6, где кривые 8,9,10 и 11 обозначают соответственно характеристики для отношения Ze ,48 0,37-0,25 и 0,12) . Из указанной фигуры следует, ч(го степень диспергирования начинает существенно увеличиваться при выборе отношения осевых усилий Р /Ре более 0,7 и уменьшается при приближении отношения Р /Р к 0. Наиболее удовлетворительные результаты имеют место при отношении Рд /Pg , выбранном от С до 0,45. Таким образом, подбор соответствующего соотношения длин лопастей позволяет получать однородные смеси, вследствие чего возможно применение смесителей с роторами, имею- . щими число лопастей больше двух, что в свою очередь позволяет повысить производительность процесса перемешивания различных марок резин, осо«чбенно твердых резин с добавками вулканизатора при обеспечении высокого качества перемешивания.