Червячный смеситель для полимерных материалов Советский патент 1985 года по МПК B29B7/42 B29C47/38 B29K101/00 

111

Изобретение относится к химической промьшшенности и может быть использовано для получения полимерных материалов с равномерными физикохимическими свойствами, например рав номерно окрашенных растворов или расплавов полимеров.

Цель изобретения - повышение производительности смесителя за счет интенсификации процесса смешения.

Интенсификация смешения обеспечивается за счет того, что перерабатываемый материал подвергается, продвигаясь по смесителю, действию противоположных по направлению градиентов да-влений, что приводит к изменению профиля скоростей в перерабатываемом материале и перераспределению напряжений сдвига и более равномерному их распределению.

На чертеже показан червячный смеситель, продольный разрез. .

Червячный смеситель содержит соединенный с приводом вращения (не показан) ротор 1 с участками винтовой нарезки 2, чередующимися с гладкими участками 3 с цилиндрической поверхностью,, причем ротов 1 установлен в корпусе 4, внутренняя поверхность которого разделена соот- ветственно участкам ротора 1 и снабжена смесительными элементами, распопоженными над гладкими участками 3 с цилиндрической поверхностью и выполненными в виде винтовой нарезки 5 одного шага и направления с винтовой нарезкой 2 ротора 1, при этом смесительные элементы размещены с возможностью прилегания к цилиндрической поверхности участков 3 ротора 1.

Винтовая нарезка 2 ротора 1 и винтовая нарезка 5 корпуса 4 выполнены с пазами 6, параллельными оси ротора 1..

Червячный смеситель работает следующим образом.

При вращении ротора 1 перерабатываемый материал подается в межвитковое пространство винтовой нарезки 2 ротора 1, где происходит перемешивание материала в канале, образованном боковыми гранями витков и гладкими цилиндрическими поверхностями ротора 1 и корпуса 4. Затем перерабатываемый материал попадает в межвитковое пространство винтовой нарезки 5 корпуса 4, расположенное над

42

гладким участком 3 с цилиндрической поверхностью ротора 1. Здесь имеет место градиент давления, противоположный по знаку градиенту давления в межвитковом пространстве винтовой нарезки 2 ротора 1. Это приводит к усилению противотока и циркуляг ии в перерабатываемом материала, а также к перераспределению частиц материала по СКО1ЭОСТИ движения относительно поверхностей ротора 1 и корпуса 4, т.е. частицы перерабатываемого материала, находящиеся у- внутренних поверхностей винтовых нарезок корпуса 4 или ротора 1, при переходе соответственно в наружную часть винтовой нарезки ротора 1 или корпуса 4 изменяют скорость на величину, близкую к окружной скорости наружной поверхности винтовой нарезки, что приводит к резкому возрастанию напряжений сдвига, увеличивая при этом интенсивность процесса смешения.

Кроме того, происходит многократное деление потока перерабатываемого материала при переходе его из межвиткового пространства винтовой нарезки 5 корпуса 4 в межвитковое пространство винтовой нарезки 2 ротора 1 и наоборот из-за относительного перемещения винтовых нарезок одна относительно другой. При такой конструкции червячного смесителя перерабатываемый полимер, продвигаясь по ходу смесителя, подвергается действию противоположных по направлению градиентов давлений, так как участки с сопрягаемь1ми винтовьми нарезками выполнены поочередно на роторе 1 и корпусе 4. Это приводит к изменению профиля скоростей в перерабатываемом полимере по сечению винтового канала, а, следовательно, и к перераспределению напряжений сдвига, т.е. при переходе перерабатываемого полимера из межвиткового пространства винтовой нарезки ротора в межвитковое пространство винтовой нарезки корпуса происходит резкое изменение напряжений сдвига, что ведет к интенсификации процесса смешения особенно в тех слоях перерабатываемого полимера, которые .находились .у поверхностей корпуса 4 или ротора 1.

Изобретение позволит увеличить производительность путем интенсифика3117131

ции процесса смешения без увеличения потерь давления при прохождении перерабатываемого материала через червячный смеситель, подбора соответствующей длины винтовой нарезки на корпусе 4 5 и роторе 1 с таким расчетом, чтобы общая длина участков с винтовой нарезкой, способствующей подаче материала к выходу из смесителя, превышала общую длину участков винтовой на- Ю

4

резки, препятствующей подаче материала.

Кроме того, предлагаемый червячный смеситель позволяет упростить конструкцию, так как при чередовании участков сопрягаемых винтовых нарезок на внутренней поверхности корпуса 4 и ротора 1 отпадает необходимость в поверхности разъема корпуса для обеспечения сборки смесителя.

ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий соединенный с приводом вращения ротор, выполненный с участками винто1СЕС( - S -.. 13 в 1 5 ,. -.s KJ вой нарезки, чередующимися с участками с цилиндрической поверхностью, и размещенньв в корпусе, внутренняя поверхность которого разделена-на участки соотв.етственно участкам ротора и снабжена смесительными элементами, расположенными над участками с цилиндрической поверхностью, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности смесителя за счет интенсификации процесса смешения, смесительные элементы выполнены в виде винтовой нарезки одного шага и направления с винтовой нарезкой ротора, причем смесительные элементы размещены с сл возможностью прилегания к цилиндрис ческой поверхности участков ротора.