Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1990 года по МПК B29B7/30 

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для смешения полимерных ком- позиций и полимеров с различными добавками в линиях для окрашивания грануляции, получения и переработки полимерных материалов.

Цель изобретения - повышение эффективности смешения.

На фиг. 1 показан смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез на фиг. 1.

Смеситель для полимерных материалов содержит корпус 1 и последовательно расположенные в нем смесительные элементы 2 в виде дисков 3 с продольными каналами 4 для прохода материала и с полостями 5 между дисками 3. Продольные каналы 4 выполнены на участках 6 дисков 3

секторами 7 с раствором угла а до 360° с центрами в центрах 8 дисков 3 (фиг. 2), причем каждый последующий диск 3 расположен в корпусе 1 таким образом, что биссектриса 9 угла его сектора 7. занятого продольными каналами 4 смещена в плане относительно биссектрисы 10 предыдущего диска 3 (изображена на фиг. 2 пунктирными линиями). По меньшей мере, один смесительный элемент 2 в виде диска 11 может быть установлен в корпусе 1 с возможностью поворота вокруг оси смесителя и/или осевого перемещения относительно других смесительных элементов 2 и механически связан с приводом 12, например ручным, обеспечивающим соответствующие перемещения. По меньшей мере, один смесительный элемент 2 может быть выполнен в виде неплоского диска 13 с выпукло- вогнутыми торцовыми.поверхностями для об

разования полостей 14. Продольные каналы 4 могут быть выполнены с различными геометрическими размерами, например продольные каналы 4 на периферии диска 3 выполнены с большими проходными сечениями, чем продольные каналы 4 в центральной его части. Продольные каналы могут быть расположены по площади сектора 7 неравномерно.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

Расплав полимера разбивается на отдельные потоки в продольных каналах 4 , выполненных в смесительных элементах 2 в виде дисков 3 только на участках 6 секторами 7 с раствором угла , снова, сливается в сплошной поток, резко изменяющий направление течения в полостях 5 между дисками 3, при этом меняется не только направление, но и величина скорости течения полимера в полостях 5, поскольку их сечение по ходу материала, переменного размера. В продольных каналах 4 и полостях 5 полимер подвергается интенсивным сдвиговым нагрузкам. Вышеописанный процесс повторяется многократно, в зависимости от числа смесительных элементов 2, устанавливаемых в корпус 1. Особенность смесителя - увеличение распределительной эффективности при использовании секторного расположения каналов 4 в элементах 2 и сдвиговых воздействий в плоских каналах- коллекторах с переменными размерами, которыми являются полости 5, а значит и повышение смесительной эффективности смесителя. Дальнейшее повышение эффективности смешения обеспечивается в вариантах конструкции смесителя. Регулировку величины гидравлического сопротивления смесителя при выборе режима смешения, что определяется качеством подготавливаемого в смесителе расплава, можно производить при воздействии, например, с помощью ручного привода 12 на установленный в корпусе 1 с возможностью поворота вокруг оси смесителя и/или осевого перемещения относительно смесительных элементов 2 диск 11. Так, при повороте диска 11 происходит изменение угла р, а при этом, как легко заметить на фиг. 2, изменяется расстояние между продольными каналами 4 расположенных рядом дисков 3, что ведет к изменению общего сопротивления смесителя. А при осевом смещении диска 11 изменяются размеры полостей 5 между диском 11 и смежным диском 3 (фиг. 1), что соответственно сказывается на режимах деформирования смеси: при уменьшении размеров полости 5 возрастают сдвиговые нагрузки на полимер, при увеличении - реализуются более мягкие условия течения и происходит релаксация напряжений в расплаве. Эти эффекты благоприятно влияют на качество смеси. Дополнительное деформационное воздействие полимер испытывает при течении в полостях 14 сложной

формы, если хотя бы один смесительный элемент выполнен в виде неплоского диска 13 выпукло-вогнутой формы. Для устранения застойных зон в полостях 5 при сектор; ном размещении продольных каналов 4 использование дисков 3 выпукло-вогнутой формы особенно эффективно, так как при этом образуются полости 14 сложной формы, где застойные зоны «заполнены выпуклостями диска, а направление движения полимера

«инициируется большими проходными сечениями вогнутостей диска. При выполнении продольных каналов 4 с различными геометрическими размерами, например, продольных каналов 4 на периферии диска 3,

выполненных с большими проходными сечениями, чем продольных каналов 4 в центральной его части, обеспечивается наиболее эффективное распределение скоростей потока расплава полимера в полостях 5. С этой же целью продольные каналы могут быть

(-) расположены по площади сектора неравномерно.

Данная конструкция позволяет значительно уменьшить габариты смесителя, обеспечивая при этом высокую смесительную

5 эффективность за счет того, что количество разделений основного потока значительно возрастает на одном диске. Кроме этого, в данном решении каждый диск - самостоятельный элемент и суммарное количество потоков, образующихся на трех последова0 тельно установленных дисках больше, чем у известных решений. Значение угла сектора определяется для каждого материала (в зависимости от вязкости компонента, заданного уровня качества смешения ингредиентов, таких конструктивных параметров, как

5 диаметр и длина отверстий) индивидуально. Так, например, для низковязких полимеров значение раствора угла а составляет меньшее число градусов, т. е. сектор предназначен для размещения всего 1-2 рядов

0 каналов 4. При переработке высоковязких смесей раствор угла сектора, занятого каналами 4, близок к 360° и уже ограничивается требованиями к диапазону регулирования сопротивления смесителя при повороте диска (с увеличением угла а диапазон

5 регулирования сопротивления сужается). Секторное размещение каналов 4 может провоцировать возникновение застойных зон в полостях между дисками 3. Для устранения этого явления целесообразно выполнять неплоские диски - выпукло-вогнутые.

0 При этом «рельеф выпуклостей и вогнутостей должен эффективно влиять на образование рационального профиля скоростей в полостях 5, например, если застойная зона полностью занята выпуклостью диска, движение материала в нужном направлении

5 «инициируется большим проходным сечением вогнутости диска. Расположение каналов 4 на ограниченных секторах способствует улучшенному перераспределению

объемов смеси при течении расплава в плоском зазоре между дисками 3 за счет различной длины пути движения лотокоь, а также дает возможность оперативно влиять на технологический режим путем поворота дисков или их осевых перемещений.

Таким образом, данное изобретение позволяет повысить эффективность смешения вязких полимерных расплавов с различными добавками, обеспечивая высокую гомогенность смесей и возможность гибкого регулирования процесса смешения.

Формула изобретения

. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус и последовательно расположенные в нем смесительные элементы в виде дисков с продольными каналами для прохода материала и с полостями между дисками, отличающийся тем, что,

с целью повышения эффективности смешения, продольные каналы расположены на участках дисков в виде секторов, причем каждый последующий диск установлен в кор- пусе с возможностью смещения в плане биссектрисы угла его сектора, занятого продольными каналами, относительно биссектрисы угла сектора смежного диска.

2.Смеситель по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один смесительный

элемент снабжен приводом его поворота вокруг оси смесителя.

3.Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один смесительный элемент снабжен приводом осевого его

перемещения относительно смежных смесительных элементов.

4.Смеситель по пп. 1-3, отличающийся тем, что по меньшей мере один смесительный элемент выполнен с выпукло-вогнутыми торцевыми поверхностями.

Изобретение относится к смесителям для полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности для смешения полимеров с добавками. Цель изобретения - повышение эффективности смешения. Для этого в корпусе смесителя расположены диски с продольными каналами и полостями между продольными каналами и полостями между дисками. Каналы расположены на участках дисков секторами. При этом сектора размещены со смещением в плане биссектрисы угла одного сектора относительно биссектрисы угла сектора смежного диска. По меньшей мере один из дисков может быть снабжен приводом поворота и/или осевого перемещения. Один из дисков может иметь выпукло-вогнутые торцовые поверхности. При работе расплав полимера разбивается на отдельные потоки в продольных каналах, снова сливается. При этом резко изменяется направление потоков, увеличивается путь движения расплава. Возникающие сдвиговые нагрузки повышают интенсивность смешения. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1 г

d