Червячный смеситель для переработки полимерных материалов Советский патент 1983 года по МПК B29F3/02 B29B1/10 

2. Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью механизации процесса смешивания, переключатели направления движения

поршней загрузочного бункера и накопителя соединены с переключателем вращения шнека.

1. ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, загрузочный бункер, накопитель с поршнем, снабженввти ным приводом возвратно-поступательного перемещения и переключателем направления движения поршня, смонтированный в корпусе шнек с винтовой канавкой, соединенный с приводом вращения, и переключатель накопителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешивания композиций за счет равномерного распределения компонентов, загрузочный бункер снабжен поршнем с приводом возвратно-поступательного перемещения и переключателем направления движения поршня, винтовая канавка шнека выполнена с убывающей по его концам глубиной, а привод шнека выполнен реверсивным и снабжен переключателем вращения шнека, (/)

Изобретение относится к смешиванию пластических материалов с пойощью шнеков и может быть использовано в отраслях промышленности для порционного приготовления вязки смесейв том числе и композиций холодного отверждения. Известен червячный смеситель йля полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями, шнек с приводом его вращения и осциллирующего перемещения OQ Недостатком известного смесителя является низкое качество порционйого смешивания композиций. Это вызвано тем, что смешивание в них осуществляется за счет циркуляции и сдвига слоев компонентов лишь в объеме, ограниченном смесительной полостью корпуса, в не во всем объе загрузочного бункера. Поэтому нерав номерное содержание компонентов во всех частях -загружаемой в бункер ма сы не устраняется полностью при про хождении ее через смеситель. Обеспечить равномерное содержание компонентов в загрузочном бункере можно непрерывной дозированной подачей ИХ в установленном соотношении в смесительную камеру, но это вызывае значительное усложнение конструкции смесителя и неприемлемо для приготовления небольших количеств композиций, особенно со связующим холодного отверждения. Для приготовления небольших количеств композиций, в том числе со связующим холодного отверждения, применяют порционное смешивание композиций, В этом случае компоненты загружают в загрузоч Ный бункер одновременно порциями, в такой последовательности они и попадают в смесительную полость. Следовательно, на выходе из смесителя не обеспечивается равномерное содержание компонентов по всему объему. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является червячный смеситель для переработки полимерны материалов, содержащий корпус, загрузочный б:ункер, накопитель с порш нем, снабженный приводом возвратно2поступательного перемещения и переключателем направления движения поршня, смонтированный в корпусе шнек с винтовой канавкой, соединенный с приводом вращения, и переключатель накопителя 2 . Недостатком данного червячного смесителя для переработки полимерных материалов является низкое качество смешивания компонентов вследствие того, что не обеспечивается интенсивная циркуляция компонентов в смесительной полости корпуса, в загрузочном бункере и накопителе. При этом не обеспечивается сглаживание неравномерности первоначальной загрузки компонентов смеси Из-эа отсутствия объемной циркуляции всей массы. Неравномерность сохраняется тем самым не обеспечивая основной критерий качественного смешения одинаковое процентное соотношение компонентов по всему объему смеси. Поэтому данный смеситель неприемлем для смешивания особенно для композиций, включающих различные по физико-механическим и химическим свойствам компоненты. Цель изобретения - повышение качества смешивания композиций за счет равномерного распределения компонентов в объеме загруженной порции материала и механизация смешивания. Указанная цель дости с;ается: тем, что в червячном смесителе для переработки полимерных материалов, содержащем корпус, загрузочный бункер, накопитель с поршнем, снабженный приводом возвратно-поступательного перемещения и переключателем направления движения поршня, смонтированный в корпусе шнек с винтовой канавкой, соединенный с приводом вращения, и переключатель накопителя, загрузочный бункер снабжен поршнем с приводом возвратно-поступательного перемещения и переключателем направления движения пopFJaня, винтовая канав а шнека выполнена с убывающей по его концам глубиной, а привод шнека выполнен реверсивным и снабжен переключателем вращения шнека. Кроме того, переключатели направления движения поршней загрузочного бункера и накопителя соединены с переключателем вращения шнека.

Такое выполнение червячного смесителя обеспечивает интенсивное перемещение компонентов смеси как внутри корпуса со шНеком, так в бункере и накопителе за счет попеременного переме1чения поршней и передавливания загруженного материала из загрузочного бункера в накопитель и обратно. Все это исключает непромесы в микрообъемах смеси, а неупорядоченное движение материала в бункере и накопителе обеспечивает сглаживание первоначальной неравномерности распределения компонентов в смеси.

На фиг, 1 изображен червячный смеситель для переработки полимерны материалов, разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Червячный смеситель для переработки полимерных материалов содержит корпус 1 с загрузочным бункером 2 и отверстием выгрузки, снабженным формующей головкой 3, смонтированны в корпусе 1 шнек 4 с убывающей по концам глубиной винтовой канавки и привод 5 вращения, выполненный реверсивным. Соосно формующей головке 3 на корпусе 1 смонтирован накопитель б, а в проточке корпуса 1 установлен переключатель накопителя Выполненный в виде втулки 7 с одним отверстием и с возможностью кругового вращения. -В загрузочном бункере 2 и накопителе б расположены соответственно поршни 8 и 9, разделяющие их на две полости: внутреннюю полость, сообщающуюся с корпусом 1 для размердения композиции, и наружную полость, подсоединяемую к системе сжатого воздуха. Наружные полости загрузочного бункера и накопителя закрыты крышками 10 и 11 и снабжены переключателями 12 и 13 направления движения поршней 8 и 9. Переключатели 12 и 13 соединены с краном 14 попеременной подачи сжатого воздуха в наружные полости загрузочного бункера и накопителя, а также с переключателем 15 вращения шнека.

Поршни 8 и 9 посредством трубопроводЪв 16 соединены с приводом возвратно-поступательного перемещения (не показан).

Червячный смеситель работает следующим образом.

Снимают крышку 10, вынимают поршень 8 и загружают компоненты смеси взагрузочный бункер 2, устанавливают поршень 8 и закрывают крышку 10. Переключатель 7 устанавливают в положение, при,котором смесительная полость корпуса 1 сообщается с накопителем б. Включают привод 5 вращения шнека 4 и подачу воздуха в загрузочный бункер 2, в зазор

между крышкой 10 и поршнем 8. Под действием давления поршня 8 компоненты из загрузочного бункера 2 поступают в смесительную полость, образованную внутренней поверхность корпуса 1 и наружной поверхностью шнека 4. в результате вращения шнека 4 компоненты перемещаются друг относительно друга и транспортируются вдоль корпуса 1. При перемещении массы к концу шнека, когда глубина винтовой канавки шнека уменьшается, смесь вытесняется через отверстие в переключателе 7 и совмещенное с ним отверстие в корпусе 1 в накопитель б. Поступающая в накопитель б смесь перемещает поршень 9 и укладывается слоями в произвольно порядке, перемешиваясь, таким образом, в объеме всего накопителя б. По опорожнении загрузочного бункера 2 переключатель 12 конечного положения поршня 8 переключает кран 14 и переключатель 15 вращения шнека 4. При этом сжатый воздух начинает поступать в полость накопителя 6, между крышкой 11 и поршнем 9, а полость бункера 2, между крышкой 10 и поршнем 8, сообщается с атмосферой. Одновременно привод 5 переключается на обратное вращение шнека 4 Происходит опорожнение накопителя 6 и наполнение загрузочного бункера 2 В конце хода поршня 9 срабатывает переключатель 13, включающий вновь первоначальный цикл работы червячного смесителя. Масса циркулирует из загрузочного бункера 2 в накопитель б и обратно до тех пор, пока не достигается требуемая одноррднос во всем объеме, после чего производят .выгрузку смеси. Для этого после очередного заполнения бункера 2 и опорожнения накопителя б переключатель 7 поворачивают, совмещая отверстие в нем с отверстиями в корпусе 1 и в формующей головке 3. При вращении шнека 4 под действием давления на массу поршня 8 происходит выгрузка смеси из форг 1ующей головки 3. Смеситель может быть выполнен в различных вариантах. При больших Iобъемах.приготавливаемой композиции устанавливают несколько шнеков, увеличивают их диаметр.

При малых объемах перемешивания накопитель выполняют съемным с возможностью крепления по месту фиксации формующей головки, снимаемой на период перемешивания. По окончании перемешивания композиции накопитель снимают, устанавливают формующую головку, а выгрузку смеси осуществляют непосредственно из смесителя на поверхность изделия, где требуется размещение приготовленной композиции.

Такое выполнение червячного смесителя обеспечивает многократное перетекание массы и смешивание по всему объему, причем уменьшение глубины винтовой канавки по концам шнека обеспечивает вытеснение массы без задержки из смесительной полости: в накопитель при, прямом цикле перемешивания и в загрузочный бункер при обратном.

Таким образом, в смесителе совмедено тщательное смешивание компо;нентов посредством шнека с перемешиванием за счет циркуляции всей загруженной в бункер массы. Этим обеспечивается высокая однородность и ;качественное приготовление всей порции композиции.

Использование предлагаемого смесителя позволяет приготавливать ксЬмпози1дии с повышенны}- требованиями к однородности содержания компонентов по всему объему, поскольку для.повышения степену однородности композиции достаточно лишь увеличения количества циклов прохождения через смесительную полость, что осуществляется автоматически, без трудовых затрат.

В базовом объекте для получения такой же высокой степени однородности смешения композиций необходимо выгружаемую массу вновь соответствующее число раз пропускать через смессительную полость, что ведет к увеличению трудоемкости приготовления массы.

Опытное смешивание на экспериментальном червячном смесителе предлагаемой конструкции композиции., состоящей из эпоксидно-полиамидного связующего и наполнителя в виде рубленного волокна, показывает, что удовле творяющее производство качества смешивания достигается после шестикратного прохождения массы через смесительную полость.

Таким образом, при приготовлении . композиции по базовому варианту смесь необходимо дополнительно пят.ь раз перегружать из формующей головки в загрузочный бункер, для чего требуется 10 мин.

При общем количестве приготавливаемых порций композиций бООО в год годовой экономический эффект составляет 1000 руб. I