Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1985 года по МПК B29B7/44 B01F7/12 

со со

G

ю

;о

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к смесителям для диспергирования и гомогенизации текучих полимерных композиций, и может быть использовано в химической и легкой промышленности для приготовления суспензий, , и т.п.

Известен смеситель, содержащий корпус, вал, соединенный с приводом вращения, два диска с выступами, один из которых закреплен неподвижно на корпусе, а другой - на валу, и турбину, закрепленную на валу соосно дискам. В данном смесителе выступы представляют собой зубья, образуемые путем вьтолнения на дисках кольцевых канавок одинаковой ширины и радиальных проточек шириной, равной ширине выступов, и глубиной, равной глубине кольцевых канавок. Благодаря тому, что ширина зубьев равна расстоянию между ними, достигается некоторое увеличение усилий сдвига, действующих на перерабатывае мую композицию LIJ .

Однако данньй смеситель позволяет эффективно перерабатьгоать главным образом неорганические материалы, примущественно кристаллической структуры, так как основным фактором воздействия на материал является удар, и не обеспечивает требуемого уровня гомогенизации при переработке полимерных композиций из-за превращения большей части энергии удара в тепловую.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное в виде двух дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, а.в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия. В указанном смесителе обеспечивается переработка полимерных материалов, а благодаря наличию радиальных отверстий на цилиндрической поверхности кольцевых выступов дисков

осуществляется размельчение компонентов при пульсирующем движении потока, т.е. осуществляется равномерное измельчение, перетирание и смешивание компонентов 2, .

Недостаток известного cмedитeля состоит в низкой турбулизации материала, обусловленной совпадением осей радиальных отверстий с направлением потока материала. При течении.вязкой полимерной массы с большой скоростью через радиальные отверстия дисков диспергирующего устройства из-за наличия так называемого пробкового режима течения гомогенизация, неоднородных флуктуации затруднена в связи с отсутствием локальной турбулизации потока, что снижает качества смешения.

Цель изобретения - повьш1ение качества смешения за снет интенсификации гомогенизации вязких полимерных композиций.

Указанная цель достигается тем, ч,то в смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированнзда на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, а другой смонтирован На валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, а в стенках кольцевых выступов дисков выполнены CKBoSные радиальные отверстия, в стенках кольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.

Данное рещение благодаря наличию торцовых отверстий в выступах, сообщенных с радиальными, обеспечивает интенсивную,турбулизацию смеси в радиальных отверстиях, искривляет её профиль скоростей, что способствует разрушению крупных неоднородностей и повьштает гомогенность смеси.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемьй смеситель, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А. на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2.

Смеситель содержит корпус 1, . вал 2, соединенный с приводом его вращения (не показан), диспергирзпощее устройство в виде двух дисков, один из которых (3) закрейпен не31

подвижно на корпусе 1, а другой (4) на вал 2. В корпусе 1 размещена крыльчатка 5, установленная на валу 2 соосно дискам 3 и 4, которые имеют кольцевые выступы 6 и 7, соосные валу 2, при этом кольцевые выступы 6 (или 7) одного диска находятся в межкольцевом пространстве другого диска 4 (или 3) соответственно, В стенках кольцевых выступов 6 и 7 ииеются взаимопересекающиеся отверстия круглого сечения: сквозные радиальные отверстия 8 на цилиндрической поверхности и торцовые отверстия 9 на торцовой поверхности кольцевых выступов 6 и 7, сообщенные с радиальными отверстиями 8.

Крыльчатка 5 установлена парал-, лельно дискам 3 и 4 (диспергирующему устройству) и последовательно за ними с возможностью образования между диском 4 и крыльчаткой 5 камеры 10 для прохода смеси.

Смеситель работает следующим образом.

При включенном приводе ингредиенты перерабатываемой массы поступают в корпус 1 и с помощью вращающейся на валу 2 крыльчатки 5 нагнетаются в пространство между дисками 3 и 4. По мере прохождения через радиальные отверстия 8 в.кольцевых выступах 6 и 7, вращающихся относительно друг друга, смесь диспергируется и гомогенизируется. Поскольку радиальные отверстия 8 имеют круглое сечение, происходит безударный разрыв сплошности массы за счет усилий.

39629&

сдвига и ее гомогенизации путем трения частиц по стенкам радиальных отверстий 8 и кольцевых выступов 6 и 7. При этом за счет наличия торцовых отверстий 9 смесь находится в подвижном контакте с плоскостью про-тиволежащего диска, что увеличивает ее турбулизацию ,и способствует повышению эффективности гомогенизации смеси. Так как сдвиг и трения играют, главную роль как в разрушении конформации полимерных макромолекул, так и в активации полимеров, происходит интенсивное диспергирование полимерных компонентов смеси и образование устойчивой гомогенной массы.

Расположение диспергирующего устройства (дисков 3 и 4)перед крыльчаткой 5 также повьштает гомогенность смеси благодаря турбулизации потока в камере 10, образуемой крьшьчаткой 5 и поверхностью вращающегося диска /. ,

Для оценки качества гомогенизации смесей при их получении в известных и предлагаемом смесителях испопьзуют бесцветные полиакриламидные и полиуретановые композиции, в состав которых вводят цветные неорганические наполнители (дисперсность 100 мкь5) . Зязкость смесей задают, меняя соотношение полимера и наполнителя в составе композиции. Установленная производительность аппаратов 17 м- /ч (по воде), мощность 19 кВт Качество гомогенизации оценивают по количеству (%) однородных проб из 30 взятых после первого прохода под микроскопом и степени перитира (по клину). Усредненные результаты ис4Q пытаний представлены в таблице.

СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, a другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, a в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смешения за счет интенсификации гомогенизации вязких (О полимерных композиций, в стенках кольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.

6040

25 30

6040

80 9090

60 50

50 40

30 30

20 20

40

30

30