Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1984 года по МПК B29B1/06 B01F7/08 

Изобретение относится к переработке и смешению полимерных материалов, высоковязких растворов полимеров и жидкостей с целью получения гомогенных растворов и расплавов полимеров и может быть использовано на предприятиях химической промышленности. Известен смеситель для переработки полимерных материалов путем нагрева композиции до температуры плавления и перемешивания под действием сдвиговых напряжений, который включает корпус с прямоугольной загрузочной воронкой, размещенный в нем червяк с винтовой нарезкой, головку, станину, привод 1. Этот смеситель характеризуется недостаточной интенсивностью смешения, обусловленной тем, что материал перемешивается в винтовом канале с постоянными геометрическими параметрами. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и выпускной головкой, размешенный в корпусе на стержне ленточный шнек, снабженный приводом вращения и элементом сжатия-растяжения его витков, расположенным у конца ленточного шнека 2. В указанном смесителе, благодаря наличию ленточного шнека с приводом его вращения, а также периодического колебания, т.е. растяжения - сжатия его витков за счет взаимодействия конца ленточного шнека с наклонной торцовой поверхностью элемента обеспечивается изменение объема канала, изменение направления движения потоков, обновление поверхностей соприкоо новения. Однако при всех числах оборотов ленточного шнека, а, следовательно, и частотах колебаний, амплитуда колебаний остается постоянной, т.е. витки ленточного щнека находятся в автоколебательном движении. При вращении ленточного шнека в среде существует колебательное движение, режим работы - врашательное движение с постоянной амплитудой и переменной или постоянной частотой, что снижает качество и гомогенность смеси и ограничивает технологические возможности смесителя, поскольку ограничивает режимы его работы и не предусматривает возможность управления режимами. Цель изобретения - повышение качества и гомогенности смеси и расширения технологических возможностей смесителя за счет обеспечения управления режимами его работы. Указанная цель достигается тем, что в смесителе для полимерных материалов, содержаш,ем корпус с загрузочной воронкой и выпускной головкой, размещенный в корпусе на стержне ленточный шнек, снабженный приводом вращения и элементом сжатия-растяжения его витков, расположенным у конца ленточного шнека, элемент сжатиярастяжения витков ленточного шнека выполнен в виде неподвижно соединенного с ленточным шнеком диска, взаимодействующего с торцом штока, связанного с поршнем вибратора, причем шток размещен в канале, который выполнен в стержне по его продольной оси, а стержень неподвижно закреплен в корпусе. Данное рещение обеспечивает сложное движение ленточного щнека. В процессе работы он совершает вращательное и возвратно-поступательное движения. Поступательное движение обеспечивается гидровибратором, воздействующим на ленточный щнек посредством поршня, штока и диска. За счет этого происходит постоянное изменение объема канала, направлений движения потоков смешиваемых продуктов, обновление поверхностей соприкосновения, а также имеет место уменьшение трения между смешиваемыми продуктами и поверхностью ленточного шнека. Таким образом, полученные смеси обладают хорошей однородностью распределения в них компонентов. На чертеже показан смеситель, общий вид. Смеситель содержит станину 1, корпус 2 с выпускной головкой 3 и загрузочной воронкой 4, размещенный в корпусе 1 ленточный щнек 5, смонтированный на неподвижно установленном в корпусе 1 стержне 6 и соединенный с приводом вращения 7. Конец ленточного шнека 5 скреплен с элементом сжатия-растяжения его витков в виде диска 8, взаимодействующего с одним торцом што ка 9, расположенж)го в канале 10, выполненном по продольной оси стержня 6. Второй торец штока 9 неподвижно соединен с поршнем 11, воспринимающим колебания гидровибратора 12. Передаточный механизм 7 ленточного шнека 5 приводится в движение электродвигателем 13. Смеситель работает следующим образом. Смещиваемые продукты подаются через загрузочную воронку 4 в корпус 2 смесителя на ленточный шнек 5, приводимый во вращение приводом вращения 7. Ленточный шнек 5 осуществляет их транспортировку и смещение. Выполненный в виде пружины он способен перемещаться (сжиматься и разжиматься) в осевом направлении. Перемещение в осевом направлении осуществляется с помощью щтока 9, воспринимающего низкочастотные колебания, накладываемые гидровибратором 12. Первично колебания воспринимаются поршнем 11, перемещающимся в канале 10 стержня 6. Так как поршень 11 неподвижно соединен со штоком 9, то последний также перемещается, вызывая перемещение диска 8, скрепленного с ленточным шнеком 5. Ленточный щнек 5 растягивается. Возврат растянутого ленточного щнека 5 в первоначальное состояние осуществляется за счет упругих сил в момент сброса давления в рабочей полости гидровибратора 12.

Для регулирования степени перемешивания материала по глубине канала ленточный шнек 5 изготовляется с переменной жесткостью. Кроме того, это способствует получению гомогенных смесей.

В предлагаемом смесителе при одном и том же числе оборотов можно получить различные частоты и амплитуды колебаний, а при различных числах оборотов - одинаковые частоты и амплитуды колебаний, поскольку в данном смесителе реализованы вынужденные колебания, которыми можно легко управлять и благодаря чему могут существовать следующие режимы работы смесителя: без вибрации, только вращательное движение щнека; вращение шнека и

наложение колебаний с постоянной амплитудой и постоянной частотой; вращение щнека и наложение колебаний с постоянной частотой и различной амплитудой; вращение шнека и наложение колебаний с постоянной амплитудой при различной частоте; вращение шнека и наложение колебаний с переменной частотой и переменной амплитудой.

Таким образом, данный смеситель делает возможным получение высококачественных смесей с равномерным распределе«мем компонентов друг в друге. Он позволяет также получать высоконаполненные композиции, в т.ч. и металлонаполненные. Степень гомогенности получаемых смесей на 20-25% выше, чем смесей, полученных на обычных шнековых смесителях. Гомогенность полученных смесей существенным образом влияет на физико-механические (прочность, жесткость), электрические (электропроводность) характеристики материалов, при этом повышается их долговечность, что имеет народно-хозяйственное значение.

СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с загрузочной воронкой и выпускной головкой, размещенный в корпусе на стержне ленточный шнек, снабженный приводом вращения и элементом сжатия-растяжения его витков, расположенным у конца ленточного шнека, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и гомогенности смесей и расширения технологических возможностей смесителя за счет обеспечения управления режимами его работы, элемент сжатия-растяжения витков ленточного шнека выполнен в виде неподвижно соединенного с ленточным шнеком диска, взаимодействующего с торцом штока, связанного с поршнем вибратора, причем шток размещен в канале, который выполнен в стержне по его продольной оси, а стержень неподвижно закреплен в корпусе. § (Л О) сд IC ю с