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 комнозиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, гранулирования, получения и переработки полимерных материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности смешения материалов.

На чертеже представлен смеситель, общий вид.

Смеситель для полимерных материалов содержит корпус 1 и ротор 2, установленный в корпусе 1 с возможностью вращения. На внутренней поверхности 3 корпчса 1 и наружной поверхности 4 ротора 2 выполнены углубления 5 и 6 соответственно, образующие каналы 7 для течения полимера В теле ротора 2 выполнена полость 8, в которой установлен смесительный элемент в виде вала 9, соединенного с ротором 2, а между ротором 2 и валом 9 установлены смесительные элементы в виде цилиндров 10 и 11, образующих с корпусом и ротором 2 каналы 12 и 13 аля течения , цилиндр 11 соединен с корпусом 1 держателем 14, в котором выполнены сквозные отверстия 15 для течения полимера, а цилиндры 10 соесл

GO 1 СП

4- CD

динены с ротором 2. Смесительчые менты 10 и 11 могут быть выполнены в виде пластин. На поверхностях 16 смесительных элементов - цилиндров 10 или 1 и на внутренней поверхности 17 ротора 2 могут быть выполнены углубления 18 и 19, образующие каналы 20 для течения полимера. В смесительных элементах - цилиндрах 10 и 11, например смесительном элементе 10, и роторе 2 могут быть выполнены продольные прорези 21 и 22 соответственно. В теле смесительных элементов 10 и 11 и ротора 2 могут быть выполнены сквозные отверстия 23-25. Полость 8 ротора 2 может быть выполнена конической и смесительные элементы 10 и 11 могут иметь переменные размеры, уменьшающиеся во взаимно противоположных направлениях у цилиндров 11, прикрепленных к ротору 2, и цилиндров 10, прикрепленных держателем 14 к корпусу 1. Цилиндры 10 и 11 могут быть установлены наклонно к центральной оси смесителя. На валу 9 могут быть установлены элементы 26 сопротивления, образующие с прилегающим цилиндром 10 и/или 11 смесительные каналы 27 для течения полимера, например пересекающиеся. На поверхности 28 держателя 14 напротив торца 29 ротора 2 и торца 30 цилиндра II1 выполнены коллекторы 31 и 32, соединенные между собой каналами 33 и с отверстиями 23 и 15 соответственно в теле цилиндра 10, соединенного с корпусом 1, и в теле держателя 14. Поверхностью 34 держателя 14, обращенной в сторону выхода полимера из смесителя, и поверхностью 35 выходной части 36 корпуса 1, прикрепленной к держателю 14 и/или корпусу 1, образована смесительная камера 37, в которой установлен наконечник 38. соединенный с валом 9 и образующий с выходной частью и держателем 14 каналы 39 и 40 для течения полимера. Поверхность 41 наконечника 38, поверхность 38 выходной части 36 и поверхность 34 держателя 14 могут быть выполнены профильными и образовывать между собой профильные каналы, например каналы 39 и 40, которые могут быть выполнены криволинейными или конвергентно-дивергентными. На поверхности 41 наконечника 38, поверхности 35 выходной части 36 и поверхности 34 держателя 14 могут быть выполнены прорези 42-44. В теле наконечника.38 могут быть выполнены сквозные отверстия 45, например пересекающиеся. Наконечник 38 может быть соединен с валом 9 подвижным соединением, например ось 46 может быть подвижно установлена в отверстии 47 и снабжена упорами (не показаны) и упругим элементом - спиралью 48, и снабжен источником 49 силового воздействия. Выходная часть 36 корпуса может быть снабжена дросселирующими элементами 50, установленными подвижно относительно нее и соединенными с источником 51 силового воздействия.

5

0

5

0

Ь

0

5

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

Расплав полимера, состоящий из различных компонентов, поступает в каналы 7, образованные углублениями 5 и 6, выполненными на неподвижной внутренней поверхности 3 корпус а 1 и вращающейся наружной поверхности 4 ротора 2. Затем через каналы 12, образованные корпусом 1 и цилиндром 10, обтекая при этом торец 29 ротора 2, и каналы 13, образованные ротором 2 и цилиндром 10 в полости 8, расплав полимера, обтекая цилиндр 1 и следующий за ним 1 илиндр 10, затем проходит через смесительные каналы 27 элементов 26 сопро- -ИБленик установленных на валу 9, и смесительные цилиндры 10. При этом часть расплава полимера движется вдоль наружной поверхности 16 смесительного элемента 11, обтекая затем его торец 30. Эти потоки расплава полимера соединяются в сквозном отверстии 5, расположенном в центре держателя 4.

Часть расплава полимера в процессе движения в смесителе поступает в сквозные отверстия 15, расположенные в теле держателя 14. При этом происходит эффективное перемешивание полимера. В полости 8 ротора 2 может быть установлен только один смесительный элемент 10 или 11. При этом снижаются гидравлические потери энергии в смесителе. Эффективность смешения полимера повышается, если расплав полимера движется через каналы 20, образованные углублениями 18 и S9, выполненными на поверхностях 16 смесительных элементов 10 или 11 и на внутренней поверхности 17 ротора 2. Эффективное перераспределение массы полимера между вращающимися и неподвижными каналами з поле центробежных сил и создание градиента давления в направлении, перпендикулярном направлению движения основной массы полимера, достигается при движении полимера через прорези 21 и 22 и сквозные отверстия 23-25, выполненные в теле смесительных элементов 10 и 11 и ротора 2. Эти эффекты можно усилить путем выполнения полости 8 ротора конической и смесительных элементов 10 и 1 1 переменных размеров, умень шающихся во взаимно противоположных направлениях, и путем установки смеси тельных элементов 10 и 11 под наклоном к центральной ось смесителя.

С устранения застойных зон в вб- ласти торца 29 ротора 2 и тооца 30 смесительного элемента 1 1 на поверхности 28 выполнены коллекторы 31 и 32, которые обеспечивают движение полимера в этих областях. Из коллекторов 31 и 32 расплав пилимера может перетекать по каналам 33 и отверстиям 23 и 15 в области с меньшим давлением. С целью регулирования сопротивления движению полимера и повышения эффективности смешения особенно ; случае смесителей больших размеров, из от10

верстий 15 расплав полимера поступает в смесительную камеру 37, образованную поверхностью 34 держателя 14 и поверхностью 35 выходной части 36. В смесительной камере 37 расплав полимера движется по каналам 39 и 40, образованным наконечником 38, вращающимся вместе с валом 9, выходной частью 36 и держателем 14. Часть расплава полимера может перетекать из канала 40 в канал 39 через сквозные отверстия 45, например пересекающиеся.

Если каналы 39 и 40 выполнены профильными, например, криволинейными или кон- вергентно-дивергентньши, то движение расплава полимера чроисходит между вращающейся профильной поверхностью 41 иако- 15 нечника 38 и неподвижными профильными позерхностями 35 выходной части 36 и 34 держателя 14. Эти конструктивные особенности, а также наличие прорезей 42-44 на поверхностях 41, 35 и 34, позволяют до39. Они могут быть снабжены источником 51 силового воздействия. В качестве источников силового воздействия могут быть использованы различные виды приводов: 5 гидравлический, механический, термоэлектрический и т.д.

В предлагаемой конструкции смесителя для полимерных материалов происходят неоднократные слияния и разделения потока полимера в условиях интенсивных сдвиговых деформаций между вращающимися и неподвижными поверхностями, перераспределение массы полимера между вращающимися и неподвижными каналами в поле центробежных сил, создается градиент давления в направлении, перпендикулярном основному направлению движения массы полимера, осуществляется подача . в зону смешения небольших псрций полимера. Это обуславливает увеличение поверхности раздела и более интенсивное распредебиться интенсивного перемешивания потоков 0 Ление поверхностей контакта по всему объе- расплава полимера, поступающих в сме-му смеси, а следовательно, повышение эффексительную камеру 37 из отверстия 15. Раз-тивности смешения по сравнению с известличные порции полимера, выходящие из различных отверстий 15 могли находиться до выхода из отверстий 15 в различных 25 условиях деформирования. Поэтому движению расплава полимера в смесительной камере 37 обеспечивает необходимую одноными конструкциями смесителей. Формула изобретения

1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения, причем по внутренней

родность расплава полимера и получение изделий высокого качества. Эффективность ра1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения, причем по внутренней

боты смесителя существенно повышается п ри 30 поверхности корпуса и наружной поверх- регулировании его сопротивления. С этой целью наконечник 38 может с помощью оси 46, перемещающейся в отверстии 47 и снабженной упорами (не показаны), изменять свое положение относительно выходной часности ротора выполнены углубления, образующие каналы д.я течения полимера, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности смешения материалов, смеситель снабжен смесительными элементами в

5

39. Они могут быть снабжены источником 51 силового воздействия. В качестве источников силового воздействия могут быть использованы различные виды приводов: гидравлический, механический, термоэлектрический и т.д.

В предлагаемой конструкции смесителя для полимерных материалов происходят неоднократные слияния и разделения потока полимера в условиях интенсивных сдвиговых деформаций между вращающимися и неподвижными поверхностями, перераспределение массы полимера между вращающимися и неподвижными каналами в поле центробежных сил, создается градиент давления в направлении, перпендикулярном основному направлению движения массы полимера, осуществляется подача . в зону смешения небольших псрций полимера. Это обуславливает увеличение поверхности раздела и более интенсивное распреде0 Ление поверхностей контакта по всему объе- му смеси, а следовательно, повышение эффекными конструкциями смесителей. Формула изобретения

1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения, причем по внутренней

поверхности корпуса и наружной поверх-

поверхности корпуса и наружной поверх-

ности ротора выполнены углубления, образующие каналы д.я течения полимера, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности смешения материалов, смеситель снабжен смесительными элементами в

Изобретение относится к переработке полимерных материалов. Оно может быть использовано для непрерывного смешения полимер-полимерных композиций, полимеров с пигментами, минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, гранулирования. Цель изобретения - повышение эффективности смешения материалов. Для этого в смесителе, содержащем корпус и вращающийся ротор, на поверхности корпуса и ротора выполнены углубления. В полости ротора размещен вал. Между ротором и валом расположены смесительные элементы в виде цилиндров, одни из них прикреплены к корпусу, а другие - к ротору. Вал снабжен наконечником и элементами сопротивления. Наконечник соединен с валом подвижным соединением и упругой спиралью. Он м.б. снабжен источником силового воздействия. При работе смесителя происходят слияние и разделение потока материала, создается градиент давления перпендикулярно основному направлению движения материала. Это вызывает интенсивное распределение поверхностей контакта материала с элементами смесителя и повышение эффективности смешения. 10 З.п. ф-лы, 1 ил.

ти 36 и держателя 14. При этом изменя- 35 виде вала и цилиндров, причем в теле

ется сопротивление каналов 39 и 40.

Перемещение наконечника 38 может осуществляться под действием источника 49 силового воздействия. Наконечник 38 может неротора выполнена полость, в которой установлен вал, соединенный с ротором, а цилиндры размещены между ротором и валом с образованием каналов для течения полимера,

прерывно совершать колебательные движе- 4Q при этом одни цилиндры соединены с ротония или, переместившись, сохранять в дальнейшем свое положение. Если источник 49 силового воздействия отключен, то его роль может играть упругий элемент - спираль 48. Например, при увеличении давления со стором, а другие - с корпусом посредством держателя, в котором выполнены сквозные отверстия для прохода полимера.

лубления, образующие каналы для течения полимера.

50 4. Смеситель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что в теле цилиндров и ротора выполнены сквозные отверстия.

ное положение Тонкое регулирование сопротивления смесителя позволяют осущест вить дросселирующие элементы 50, действующие на расплав пол и ieoa в канале

уменьшающиеся во взаимных противоположных направлениях у цилиндров, прикрепленных соответственно к ротору и держателем - к корпусч

ротора выполнена полость, в которой установлен вал, соединенный с ротором, а цилиндры размещены между ротором и валом с образованием каналов для течения полимера,

ром, а другие - с корпусом посредством держателя, в котором выполнены сквозные отверстия для прохода полимера.

уменьшающиеся во взаимных противоположных направлениях у цилиндров, прикрепленных соответственно к ротору и держателем - к корпусч

/я9ЯЛ //Ъ7 s

47 ДО

сителя, ч поверхностью выходной части корпуса, причем наконечник смонтирован с образованием с поверхностями корпуса и держателя каналов для течения полимера.

20

16

17