Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1990 года по МПК B29B7/40 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимер-полимерных смесей, полимеров с различными добавками, например, с высокодисперсными наполнителями в линиях для окрашивания, гранулирования, получения и переработки полимерных материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности смешения.

На чертеже показан смеситель для полимерных материалов, продольный разрез.

Смеситель для полимерных материалов содержит в качестве рабочих органов корпус 1 и ротор 2, установленный в корпусе подвижно, причем на рабочих поверхностях рабочих органов - внутренней поверхности 3 корпуса 1 и наружной поверхности 4 ротора 2 - выполнены углубления 5 и 6 соответственно, образующие каналы 7 для течения полимера, многократно пересекающие рабочие поверхности 3 и 4 рабочих органов 1 и 2. В углублениях 5 и 6 установлены поперечные перегородки 8 и 9 соответственно, причем каналы 10 и 11 для течения полимера образованы поверхностями 12 и 13 поперечных перегородок 8 и 9 и поверхностями 14 и 15 углублений 5 и 6.

Форма поперечных перегородок 8 и 9 не должна способствовать образованию застойных зон в смесителе. Поперечные перегородки могут иметь форму крыла (в сечении - сегмент), например перегородки 8 и 9, однако форма крыла не единственно возможная. Можно выполнить перегородки 8 и 9 цилиндрической формы (в сечении - круг) или любой другой. Поперечные перегородки 8 и 9 могут быть образованы вь шочненными в рабочих органах 1 и 2 наклонно к рабочим поверхностям 3 и 4 каналами 16 и 17, соединяющимися по меньшей мере, попарно, Корпус 1 может состоять из кожуха 18, и неподвижно установленной в нем гильзы 19 со сквозными отверстиями 20, а углубления 21, соединяющие отверстия 20, выполнены по наружной поверхности 22 гильзы 19.

Ротор 2 может быть выполнен из вала 23 и полого цилиндра 24 со сквозными от0

5

верстиями 25, неподвижно закрепленного на валу 23. Углубления 26, соединяющие отверстия 25, выполнены по наружной поверхности 27 вала 23. Каналы 7, 10, 11, 16 и 17, отверстия 20 и 25, углубления 5, 6, 21

о и 26 могут быть расположены по окружности рабочих органов 1 и 2 с переменным угловым шагом и с осевым смещением друг относительно друга. Ротор 2 может устанавливаться на червяке (не показан), а корпус 1 закрепляться на материальном цилиндре

5 (не показан) червячной машины для переработки полимеров.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом. Расплав полимера по пути движения через смеситель разбивается на отдельные потоки в каналах 10 и 11, образованных поверхностями 14 и 15 углублений 5 и 6 с внутренней поверхностью 3 корпуса 1, с наружной поверхностью 4 ротора 2, при этом в углублениях 5 и 6 в каналах 11 расплав подвергается интенсивному сдвигу в малых дозах в каналах 16 и 17, отверстиях 20 и 25 и, углублениях 5, 6, 21 и 26. Потоки многократно дробятся и совмещаются, подаются малыми порциями в места пересечения каналами 7 рабочих поверхностей 3 и 4, где под дей0 ствием значительных напряжений сдвига при относительном провороте (осевом перемещении) рабочих поверхностей 3 и 4 друг относительно друга происходит диспергирование агломератов и включений. Циклы преобладающих нагрузок напряжение - дефор- ° мация способствуют качественному смешению ингредиентов расплава. Необходимые режимы пульсаций при движении расплава полимера обеспечивают каналы 7, 10 и 11, отверстия 20 и 25, углубления 5, 6, 21 и 26,

g расположенные по окружности рабочих органов с переменным угловым шагом. Этот прием дает возможность подавать в смеситель разное количество расплава в каждый момент проворота ротора 2, так как разное (закладываемое при конструировании)

5 число каналов 7, 10 и 11 соединены напро- ход. Такие микропульсации расплава способствуют повышению однородности во всем объеме материала.

Смеситель может быть использован и в машинах для переработки полимеров, имеющих (кроме вращательного) и возвратно- поступательное движение рабочих органов, например, в литьевых машинах или в осци- лирующих смесителях. В этом случае рационально выполнить каналы 7, 10 и 11, отверстия 20 и 25, углубления 5, 6, 21 и 26 еще и смещенными в осевом направлении друг относительно друга. Такой комбинацией можно достигнуть того, что при любом положении ротора 2 в корпусе 1 (т.е. в любой момент времени работы смесителя) имеется хотя бы один открытый напроход канал 7, 10 и 11. В варианте конструкции смесителя с составным корпусом 1 или ротором 2 облегчается изготовление каналов, отверстий, перегородок, организации сети каналов, при этом можно применять традиционное металлообрабатывающее оборудование.

Таким образом, в смесителе достигается увеличение сдвиговых, циклических и пульса- ционных нагрузок на расплав, при этом полимер претерпевает более эффективное смесительное воздействие, а также предусмотрена возможность облегчения изготовления смесителя.

Экономический эффект от использования предлагаемой конструкции смесителя в народном хозяйстве достигается за счет повышения качества экструзионных и литьевых изделий, снижения брака и себестоимости.

Формула изобретения

1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий рабочие органы в виде корпуса и ротора, установленного в корпусе

5

подвижно, причем на рабочих поверхностях рабочих органов - внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности ротора - выполнены углубления с образованием каналов для течения полимера, расположенных с возможностью многократного пересечения рабочих поверхностей рабочих органов, отличающийся тем, что, с- целью повышения эффективности смешения,смеси0 тель снабжен поперечными перегородками, установленными в углублениях по меньшей мере на одной из рабочих поверхностей, причем поперечные перегородки смонтированы с образованием между их поверхностями и поверхностями углублений каналов для течения полимера.

2.Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что поперечные перегородки образованы выполненными в рабочих органах наклонно к рабочим поверхностям каналами, сообQ щенными в теле рабочих органов, по меньшей мере попарно.

3.Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что корпус выполнен из кожуха и неподвижно установленной в нем гильзы со сквозными отверстиями, а углубления, соединяющие отверстия, выполнены по наружной поверхности гильзы.

4.Смеситель по пп. 1-3, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде вала и неподвижно установленного на нем полого цилиндра со сквозными отверстиями, а углубления, соединяющие отверстия, выполнены по наружной поверхности вала.

5.Смеситель по пп. 1-4, отличающийся тем, что расположенные по окружности рабочих органов каналы, отверстия, углубления имеют переменный угловой шаг и осевое смещение друг относительно друга.

5

0

5

Изобретение относится к смесителям для полимерных материалов. Оно может быть использовано в линиях для окрашивания, гранулирования и переработки полимеров. Цель изобретения - повышение эффективности смешения. Для этого на рабочих поверхностях рабочих органов смесителя - внутренней поверхности корпуса и наружной поверхности ротора-выполнены углубленния. Они образуют каналы для течения полимера, многократно пересекающие рабочие поверхности рабочих органов. В углублениях хотя бы на одной из рабочих поверхностей установлены поперечные перегородки. Поверхностями поперечных перегородок и поверхностями углублений образованы каналы для течения полимера. Поперечные перегородки могут быть образованы выполненными в рабочих органах наклонно к рабочим поверхностям каналами, соединяющимися в теле рабочих органов по меньшей мере попарно. Корпус может состоять из кожуха и гильзы со сквозными отверстиями. Углубления, соединяющие отверстия, выполнены по наружной поверхности гильзы. Ротор может состоять из вала и полого цилиндра со сквозными отверстиями. Углубления, соединяющие отверстия, выполнены на наружной поверхности вала. При работе происходят дроблен