Смеситель для приготовления полимерных концентратов Советский патент 1991 года по МПК B29B7/10 

Изобретение относится к полимерному машиностроению, в частности к оборудованию для приготовления полимерных концентратов различных порошкообразных красителей, пигментов и наполнителей, ан- типиренов, антиоксидантов, фотостабилизаторов и т.п.

Цель изобретения - повышение качества смеси.

На фиг. 1 показан смеситель в вертикальном положении, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - поперечное сечение рециркуляционной камеры в области переднего и заднего радиальных окон а) в открытом и б) в закрытом положениях: на фиг.5 - поперечное сечение рециркуляционной камеры между радиальными окнами а) в открытом и б) в закрытом положениях; на фиг.6 - поперечное сечение рециркуляционной камеры с очищающим винтом.

Смеситель состоит из цилиндрической смесительной камеры 1, внутри которой с зазором установлен диск 2, жестко закрепленный на вращающемся штоке с участком шлицевой нарезки 3 и с упорным валом подшипникового узла 4. Участок со шлицевой нарезкой 3 вращающегося штока входит в зацепление со втулкой червячного редуктора 5. Ведомая звездочка редуктора 5 связа- на цепью с блоком 6, ось которого совпадает с осью. 7 поворота всей монтажной рамы 8, закрепленной на стойке 9 с помощью стяжек 10. Корпус подшипникового узла 4 жестко закреплен на штоке с пор- шнем 11 силового гидроцилиндра 12. Привод диска 2 смесителя осуществляется от электромотора 13 со шкивом 14, закрепленного при помощи кронштейна 15 на плите 16. Цилиндр 1 смесительной камеры, жестко закрепленный на монтажной раме 8 с помощью насадки 17, имеет переднюю крышку с запорным соплом 18 и заднюю крышку с сальником 19, причем внутренние торцовые поверхности задней и передней крышек выполнены с возможностью точного их прилегания к торцовым поверхностям диска 2, В стенке камеры 1 выполнены заднее 20 и переднее 21 радиальные окна, которые соединены между собой рециркуляционной камерой 22, выполненной с возможностью перекрытия и очистки полым запорным элементом соединительным окном 24 и очищающим винтом 25. Крепление передней крышки на камере 1 осуществляется с помощью байонетного затвора 26. На цилиндре 1 установлен электронагреватель 27. Между камерой 1 и диском 2, жестко закрепленным на штоке 28, образован кольцевой зазор 29 (фиг.2).

Смеситель работает следующим образом.

Перед загрузкой ингредиентов смеси в камере 1 выполняются следующие работы: в передней части гидроцилиндра 12 создается давление, осевое усилие через поршень 11 со штоком и корпусом 4 подшипникового узла передается через шлицевой участок 3 штока 28 на диск 2, который движется вниз. При повороте байонетного затвора 26 производится съем передней крышки с запорным соплом 18. В открытую полость вертикально установленной камеры 1 сверху свободно производится загрузка всех точно взвешенных ингредиентов полимерной смеси. По окончании загрузки увтанавливается передняя

крышка с запорным соплом 18 и крепится с помощью байонетного затвора 26. Процесс смешения осуществляется следующим образом.

Создается давление в задней части гидроцилиндра 12. Штоке поршнем 11 смещает корпус подшипникового узла 4 вверх. Через подшипниковый узел усилие гидроцилиндра передается шлицевым участком 3

0 на шток 27 с диском 2, который сжимает смесь. Крутящий момент с электромотора 13 со шкивом 14 через клиноременную передачу передается на блок 6 через цепную передачу - на входной вал червячного редуктора

5 5. Через шлицевую втулку редуктора 5 крутящий момент передается на шлицевой участок штока 3, а далее через шток 27 поступает на диск 2. Чтобы устранить передачу крутящего момента на поршень 11 гид0 роцилиндра12,применяется

подшипниковый узел 4. На начальной студии процесса смешения полый запорный элемент 23 повернут стенкой к радиальным окнам 20 и 21 так, что рециркуляционная

5 камера 22 оказывается изолированной от камеры 1. В процессе трения диска 2 смесь происходит разогрев последней до температуры, превышающей температуру плавления полимерного ингредиента смеси.

0 Плавление полимера происходит в тонком слое возле вращающегося разогретого диска 2. В результате гидростатического давления в этом слое образовавшийся расплав перемешивается с порошкообразными инг5 редиентами и выдавливается через кольцевой зазор 29 в заднюю незаполненную полость смесительной камеры. Проходя через зазор 29, все 100% пластицированный смеси подвергаются интенсивному сдвигу

0 со скоростью 103...104 , что способствует интенсивному диспергированию ингредиентов и гомогенизации смеси.

После 1...3 циклов продавливания смеси через зазор 29 толщиной от 0,1 до 0,5

5 мм пластичность смеси повышается настолько, что появляется возможность при создаваемом давлении продавливать ее через рециркуляционную камеру 22. Полый запорный элемент 23 при этом поворачива0 ется на 180°, и его соединительные окна 24 устанавливаются напротив радиальных окон 20 и 21, выполненных в стенке камеры 1, В результате давления, создаваемого в смеси, заполняющей поочередно то за5 днюю, то переднюю части смесительной камеры, происходит переток части смеси по рециркуляционной камере 22 поочередно то в переднюю, то в заднюю часть. Такая рециркуляция смеси вдоль камеры 1 способствует выравниванию концентрации порошкообразных ингредиентов по всему объему камеры 1. По окончанию процесса смешения в полость запорного элемента 23 вкручивается очищающий винт 25, который всю смесь из внутренней полости запорного элемента 23 выдавливает в полость камеры 1. По окончании очистки запорный элемент 23 поворачивается на 180° и перекрывает радиальные окна 20 и 21. После этого очищающий винт 25 выводится из полости запорного элемента 23. Вращающийся диск 2 переводится в крайнее заднее положение.

Разгрузка смесительной камеры осуществляется путем экструзии стренг, исполь- зуемых затем для производства гранул полимерного концентрата, например, красителя.

Процесс разгрузки происходит следующим образом: выключается электродвига- тель 13, вся монтажная рама 8 поворачивается вокруг оси 7 на 90° и принимает горизонтальное положение. Открывается запорное сопло 18. Создается давление в задней полости гидроцилиндра 12, которое передается на диск 2. Поскольку диск 2 уже не вращается, то перетекание смеси через кольцевой зазор 28 заметно замедляется. При этом основная часть смеси будет выдавливаться через запорное со- пло 18, которое имеет значительно меньшее сопротивление по сравнению с кольцевым зазором 29. В конце процесса разгрузки часть смеси, просочившаяся через зазор 29 в заднюю часть рабочей полости, при вра- щающемся диске 2 продавливается в переднюю часть, а затем аналогичным образом экструдируется в виде стренг-заготовок для получения гранул концентрата. Для окончательной очистки смесительной камеры в конце рабочего цикла производят поворот байонетного затвора 26 и снимают переднюю крышку, которая полностью открывает полость камеры 1. В случае необходимости вся приготовленная порция смеси при снятой передней крышке может быть выдавлена из камеры 1 в заданную емкость.

Наличие поворотной рамы позволяет на время загрузки установить открытую сме- сительную камеру в вертикальном положении окном вверх, что значительно

. сокращает длительность загрузки, устраняет потери части ингредиентов в порошкообразном состоянии, повышает точность процентного содержания компонентов в смеси. Точное прилегание торцовых поверхностей диска и крышек позволяет вытеснять полимерную смесь из застойных зон и, благодаря этому предотвращать попадание старых частиц смеси в новую порцию смеси, т.е. повысить качество смеси. Наличие в осевом канале полого запорного элемента с очищающим винтом позволяет устранить переток смеси на начальной стадии смешения, когда пластичность .полимерного связующего еще не достигла заданного уровня. Благодаря этому предотвращается забивка осевого рециркуляционного канала порошкообразными компонентами смеси. Наличие очищающего винта внутри полого запорного элемента позволяет оперативно удалить остатки смеси из запорного канала после очередного цикла смешения и повысить качество и однородность получаемой смеси.

Формула изобретения 1. Смеситель для приготовления полимерных концентратов, содержащий установленную на монтажной раме цилиндрическую смесительную камеру с передней и задней крышками, помещенный внутри камеры перемешивающий орган в виде диска, закрепленного на штоке, выполненном с возможностью вращения, причем смесительная камера и диск выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения друг относительно друга, о т- личающийся тем, что, с целью повышения качества смеси, смеситель снабжен рециркуляционной камерой, размещенной по наружной поверхности цилиндрической смесительной камеры и соединенной с ней посредством заднего и переднего радиальных окон, при этом рециркуляционная камера снабжена полым запорным элементом для перекрытия радиальных окон и винтом для очистки.

2. Смеситель по п.1,отличающийся тем, что монтажная рама выполнена поворотной вокруг ее горизонтальной оси с возможностью установки смесительной камеры в вертикальном положении при загрузке и горизонтальном при выгрузке.

фиа.1

25

Изобретение относится к полимерному машиностроению, м.б. использовано для приготовления полимерных концентратов различных порошкообразных красителей, пигментов и наполнителей, антипиренов, антиоксидантов, фотостабилизаторов. Цель изобретения - повышение качества смеси. Смеситель содержит цилиндрическую смесительную камеру и рециркуляционную камеры. В цилиндрической камере установлен диск с зазором, выполненный с возможностью вращения и возвратно-поступательного перемещения, рециркуляционная камера соединена с цилиндрической посредством заднего и переднего радиальных окон, выполненных в стенке цилиндрической камеры. Рециркуляционная камера выполнена с возможностью перекрытия и очистки посредством полого запорного элемента с соединительным окном и внутренним очищающим винтом. Смеситель установлен на монтажной раме, выполненной поворотной относительно ее горизонтальной оси с возможностью установки смесителя в вертикальном положении при загрузке и горизонтальном при выгрузке. Смешение осуществляется вначале в цилиндрической камере, затем в рециркуляционной. В цилиндрической смесительной камере происходит интенсивная пластикация перемешиваемых материалов за счет вращения диска и многократного прохождения смеси по кольцевому зазору. В рециркуляционной камере происходит выравнивание концентрации смеси. Благодаря наличию очищающего винта удаляются остатки смеси после очередного цикла смешения, в результате чего повышается однородность получаемой смеси. Наличие поворотной рамы позволяет сократить время загрузки и устранить потери части ингредиентов в порошкообразном состоянии, чем повышается точность процентного содержания компонентов в смеси. 6 ил.

фиг.З

(pue.U#/

фиг. 5

фиг. 6