Роторный смеситель для полимерных материалов Советский патент 1989 года по МПК B29B7/20 

Изобретение относится к полимерному машиностроению, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и резинотехнической промышленности.

Цель изобретения - повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений.

На фиг. 1 изображен роторный смеситель, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1j на фиг. 3 - развертка ротора по гребням лопастей на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2} на фи. 5 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 2.

Роторный смеситель для полимерных материалов содержит два параллельно расположенных вдоль смесительной камеры 1 и установленных с возможнос

сп

тью вращения в противоположных друг другу направлениях ротора 2 и 3, каждый из которых имеет две основные смесительные лопасти 4 и 5, направленные противоположно одна другой, и установленные за ними дополнительные смесительные лопасти 6 и 7. Каждый из роторов 2 и 3 закреплен на валах 8 и 9, которые смонтированы в опорах 10 и 11.

Основные лопасти 4 и 5 выполнены с переменным углом р наклона к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению

/i fbr- (15-25)1./L, где в - угол наклона основной лопасти к оси ротора у его торца, градэ

1 - значение длины основной лопасти от торца ротора, м; L - длина основной лопасти ротора, м.

Угол (Зт выбирается от 40 до 70. Выполнение основных лопастей 4 и 5 с углом наклона к оси ротора /ч по криволинейной зависимости с коэффициентом при отношении 1j/L меньшим 15 и угле наклона к оси у торца ротора рт большем 70° приводит к значительному уменьшению скорости продольного течения материала в зоне основных лопастей 4 и 5 и недопустимому снижению эффективности перемешивания Если коэффициент при отношении 1 -/L больше 25 и величина fc - меньше 40 °, то увеличение скорости продольного течения в зоне основных лопастей приводит к снижению времени пребывания материала в этой зоне (интенсивного деформирования), что также обусловливает снижение эффективности перемешивания.

Основные лопасти 4 и 5 выполнены с переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению

К-КП .-(0,)11, Tl D tg/,T

где R T- значение радиуса кривизны рабочей с.тороны основной лопасти у торца ротора, м. К т (0,35-0,5)D,

где D - диаметр смесительной камеры, м;

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

I/- центральный угол наклона основной лопасти ротора, град.

Выполнение радиуса кривизны основных лопастей R в соответствии с приведенной зависимостью с коэффициентом при 1. меньшим 0,15 и радиусом кривизны у торца ротора меньшим 0,35D приводит к недопустимому повышению температур изготавливаемых смесей. Если коэффициент при lt больше 0,75 и величина RTбольше 0,5D, то возникающие пониженные напряжения сдвига не обеспечивает требуемый уровень свойств смесей.

Смеситель работает следующим образом.

При вращении роторов 2 и 3 навстречу друг другу ингредиенты смешиваются лопастями 4 и 5. Смесь, находящаяся в серповидном зазоре лопастей 4 и 5, за счет угла наклона лопастей перемещается от торцовой к центральной части роторов. При этом скорость продольного течения увеличивается за счет уменьшения угла наклона лопастей 4 и 5, что предотвращает местный нагрев смеси в центральной части роторов. Далее смесь дополнительными лопастями 6 и 7 направляется от центральной к торцовым частям роторов 2 и 3 в зону с минимальным радиусом кривизны основных лопастей 4 и 5, величина которого обусловливает повышение интенсивности деформирования материала в этой области. В табл. 1 приведены геометрические параметры роторов 2 и 3, а в табл.2 - параметры, характеризующие качество смешения.

Дальнейшая обработка смесей и введение вулканизующей группы осуществляются на вальцах. Выполнение лопастей 4 и 5 с переменными углом наклона к оси ротора и радиусом кривизны рабочей стороны лопасти обеспечивает (примеры 2-4) повышение качества распределения и диспергирования технического углерода, снижение температурной неоднородности по массе смеси и повышение технических свойств изготовляемых смесей .

Формула изобретения

Роторный смеситель для полимерных материалов, содержащий два параллельно расположенных вдоль смесительной

камеры и установленных с возможностью вращения в противоположных друг другу направлениях ротора, каждый из которых имеет две основные смесительные лопасти, направленные противоположно одна другой, и установленные за ними дополнительные смесительные лопасти, отличающийся тем, что,

1. - длина основной лопасти от

торца ротора, MJ L - длина основной лопасти ротора, м,

и переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению

Изобретение относится к области полимерного машиностроения, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и резинотехнической промышленности. Цель изобретения - повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений. Для этого основные лопасти выполнены с переменным углом наклона β к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению β=β_T - (15-25)X,L_I/L где β_T - угол наклона основной лопасти к оси ротора у его торца, град

L_I - длина основной лопасти от торца ротора

L - длина основной лопасти ротора, м

и переменным радиусом кривизны R рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению R=R_T [1+(0,15-0,75)L_I / φD TGΒ_T], где R_T - радиус кривизны рабочей стороны основной лопасти у торца ротора, м

R_T=(0,35-0,5)D, где D - диаметр смесительной камеры, м

φ - центральный угол наклона основной лопасти ротора, град. 6 ил. 2 табл.

с целью повышения качества перемеши- ю вания за счет снижения температурной t неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений, основные лопасти выполнены с переменным углом наклона Р к оси ротора, изме- 15 где Rr радиус кривизны рабочей сток + ) 1;(

т Ч О tg рт J

роны основной лопасти у торц

няющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению

р рг- (15-25)1-,/L,

где /ST - угол наклона основной лопасти к оси ротора у его торца, град;

Диахетр смесительное ка меры D, и

Дляиа основных лопастей L, к

Теяуцее значение длины освещая лопастей от торов ротора I,, HI

для сареднш лопастей

для лопастей еред- - ней части ротора

Центральный угол кахло- на осиовныя левастеЯ if, грае

Угол наглом основных лопастей к оси у торца ротора , град

Текучее начеияе угла наклона основных лопастей х оси ротора р , град:

для середины лопастей

для лопастей в средней части ротора

Радиус кривизны рабочей стрроны лопасти у торца роторе, р,, м Техуцее аначаяне радиуса кривизны рабочей стороны ловастн R, м:

для середины лопастей

для лопастей в сред- вей части ротора

r радиус кривизны рабочей

к + ) 1;(

т Ч О tg рт J

t где Rr радиус кривизны рабочей стоD

роны основной лопасти у торца

ротора, м; RT (0,35-0,5)D. диаметр смесительной камеры, м;

if - центральный угол наклона основной лопасти ротора, рад.

Т а С л я д а 1

5

0,14 0,135

0,0675

0,135

I 55

45 35

0,06

0,069 0,078

0,14 0,135

0,0673 0,135

1

55

50 45 0,06

0,062 0,063

0,14 0,135

0,0675 О, (35

1 55

40 2$ 0,06

0,077 0,093

Неоднородность распределения технического углерода (коэффициент вариации концентраци технического углерода после резиносмесителя), %

Температурная неоднородность (коэффициент вариации по температуре в заправке смеси после резиносмесителя), %

Степень диспергирования технического углерода (после резиносмесителя), %

Условная прочность при растяжении (после вальцев), МПа

Истираемость (после вальцев) мэ /ТДж

Фиг.1

Таблица 2

1,0 0,5 1,5 1,3

1,0 0,8 1,8 2,2

91,3 94,2 80,4 77,2

19,0 19,6 17,5 17,0

100 95

125 135

-Н

±j

у///////////////////// ///// /////////

-ИЧ -И

.Г

лЈ-5

Ф(га5

//

5