Смеситель непрерывного действия для полимерных материалов Советский патент 1992 года по МПК B29B7/56 

Изобретение относится к оборудованию для переработки пластических масс и резиновых смесей, в частности к смесительному оборудованию, и может быть использовано в линиях для производства длинномерных изделий, например полимерных резиновых труб, шлангов, пленок, листов, электрических кабелей и т.д.

Для приготовления исходной композиции в линиях непрерывного действия для переработки пластических масс и резиновых смесей используют валков.ые и червячные машины, дисковые, червячно-дисковые и дисково-червячные зкструдеры.

Однако валковые машины, обладающие высокой производительностью и простотой

конструкции, имеют существенный недостаток - невозможность эффективного формования профильных изделий непосредственно в межвалковом зазоре и требующие дополнительного применения машин (например, червячных) со специальными насадками, обеспечивающими получение изделия требуемой формы. Червячные машины не обеспечивают достаточный смесительный эффект и требуют машин и устройств для предварительного смешения (например, резиновых смесей). При переработке гранул полимерного материала они обеспечивают высокое давление в смесительной зоне чеовяка (а значит, и в формующем инструменте), но не обеспечивают

высокой производительности ввиду необхоимости достаточно долгого прогрева граул полимера. Аналогичные недостатки меют червячно-дисковые и дисково-червячные экструдеры.

Известен смеситель для полимерных материалов, содержащий два валка, установленный над межвалковым зазором по всей его длине и жестко смонтированный на траверсах вальцов клин, выполненный с боковыми поверхностями, соответствующими рабочим поверхностям валков.

Данный смеситель простой в изготовлении и эксплуатации, обеспечивает хорощее смещение исхрдных компонентов, однако, как и любая валковая машина, не позволяет эффективно формовать продукцию различной формы в межвалковом зазоре, что снижает технологические возможности машины в целом, не обеспечивает формование профильных изделий и требует дополнительных мащин и оборудования для финишных операций формования.

Наиболее близким по технической сущности к изс бретению является клиновое устройс во к валъцам, содержащее станины, п:ривсдные в:алки с механизмами раздвижки, ограничительные Стрелы, нож и клин, имеющий вогнутые рабочие поверхности в местах размещения валков, соответствующие их рабочим поверхностям.

Данный смеситель значительно увеличивает производительность и смесительный эффект по сравнению как с обычными вальцайи, так и с описанным аналогом. Однако перераспределение материала между двум я зазорами, образуемыми каждым из валков и клином, осуществляется посредством специальных транспортеров. Это не только усложня:ет конструкцию, но и значительно увеличивает габариты машины. Кроме того, смеситель не может формировать профильное изделие или полуфабрикаты и требует дополнительных машин для выполнения этих технологических операций.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей машины.

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе непрерывного действия для полимерных материалов, содержащем станины, приводные валкие механизмами раздвижки, ограничительные стрелы, нож и клин с вогнутыми рабочими поверхностями, сопряженными с рабочими поверхностями валков, и с загрузочным и разгрузочным acткaми, клин выполнен в виде четырехгранника, каждая боковая грань которого сопряжена с соответствующим валком, и с центральным продольным

отверстием, в котором установлен червяк с входным и выходным участками. Загрузочный участок клина расположен на одной из его граней в области выходного участка черв,яка, а в области входного участка червяка, по меньшей мере, на одной из граней клина выполнено окно для сообщения клиновь1х зазоров с центральным продольным отверстием клина, причем в одном из межвалко0 вых зазоров установлен нож, а в других отражательные элементы. В предпочтительном варианте исполнения смесителя торцы загрузочного и разгрузочного участков клина несимметричны относительно продольной оси червяка, а клий снабжен приводом поворота относительно оси червяка.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - клИн, общий

0 вид; на фиг.4 - вид Б на фиг.1: на фиг.5 клин, вид свепху.

Смеситедь непрерывного действия для полимерных материалов содержит станины 1, приводные валки 2-5 с механизмами раздвижки 6, ограничительные стрелы 7, нож 8 и клин 9 с вогнутыми рабочими поверхностями 10, сопряженными с рабочими поверхностями валков. При этом клин в поперечном сечении выполнен, например, в

0 виде четырехгранника каждая грань которого взаимодействует с соответствующим валком 2-5. Клин 9 снабжен центральным отверстием с размещенным в нем приводным червяком 11 и гильзой,12. Клин 9 имеет

5 участок 13 загрузки на одной из граней в области выходного участка червяка, окна 14, выполненные по меньшей мере на однойиз рабочих граней 10 клина 9 в зоне загрузки червяка 11 и сообщающие центральное отверстие клина и клиновые зазоры 15. образуемые, валками 2-5 и соответствующими рабочими поверхностями Ю клина 9. Клин снабжен системой теплоснабжения, содержащей, например, каналы 16, заглушки 17 и

5 коммуникацию подвода 18. На станине 1 вблизи валка 5 по всей длине его образую щей установлен нож В. В предпочтительном варианте исполнения клин 9 может быть снабжен приводом поворота относительно

0 оси червяка 11 (выполненным, наприм(ф. в виде пары шестерен 19). Хвостовик 20 червяка снабжен шлицами 21 для передачи ему крутящего момента от индивидуального привода 22. В межвалковых зазорах, кроме

5 загрузочного, с наружной относительно клина стороны установлены отражательные элементы 23. Торцовое сечение 24 клина 9 в области загрузки червяка 11 может быть повернуто в сторону вращения валков 2-5 относительно торцового сечения 25 клина в

области 13 его загрузки. На рабочих гранях 10 могут быть выполнены спиральные пазы 26. Клин 9 установлен в подшипниках 27 и 28, размещенных в зоне разгрузочного и загрузочного торцов клина 9. В зоне разгрузочной части червяка на торце клина смонтирована головка 29. Хвостовик клина в зоне загрузки червяка 11снабжен шг1онкой, соединенной с ведомой шестерней, которая воспринимает крутящий момент от двигателя 30 через приводную шестерню.

Смеситель работает следующим образом.

Полимерная композиция загружается в первый из клиновых зазоров 15 и затягивается валком 2 в клиновой сходящийся зазор, Здесь, вследствие интенсивных сдвиговых деформаций, она перемешивается, Образующиеся циркуляционные токи способствуют выводу газовоздушных включений из материала в атмосферу. После выхода из первого клинового зазора осуществляется предварительная дегазация материала. Отражательный элемент 23, установленный с зазором 0,2-0,5 мм относительно валка, не допускает увлечения полимера с валком и предупреждает попадание посторонних частиц в смесь из окружающей среды . Полимер, выйдя из первого.клинового зазора, увлекается валком 3 в следующий зазор, где цикл oбpa6oтkи повторяется вплоть до последнего валка 5 (считая от загрузочного). Вследствие наличия по торцам 24 и 25 клина 9 ограничительных стрел 7 перемещение полимера вне зоны деформации исключается. Для подачи полимера на очередной оборот вокруг клина, т.е. на вход в загрузочный зазор (движение полимера вдоль клина является спиралеобразным от входа до окон 14 клина 9), на последнем валке установлен нож 8. После достижения полимером окон 14 в зоне загрузки червяка 11 вследствие наличия высокого давления, создаваемого валками в клиновом зазоре, он устремляется к центральному отверстию клина 9, захватывается витками червяка 11 и транспортируется к выходному отверстию червяка в зоне 13 загрузки клина 9. Давле,ние, создаваемое червяком, обеспечивает продавливание полимера через формующую головку 29.

Спиральные пазы 26 способствуют гарантированному перемещению полимера от зойы 13 загрузки клина к его окнам 14.

Система теплоснабжения клина 9 и валков 2-5 обеспечивает температурный режим работы смесителя, не допуская термодеструкций полимера.

Углом относительного поворота торцовых поверхностей 24 и 25 и механизмами б регулирования зазора валков 2-5 обеспечивается изменение клиновых зазоров 15. т.е. интенсивность переработки полимера.

Привод червяка 11 должен быть независимым от привода валков и регулируемым, а его производительность согласована с производительностью клиновых зазоров.

В конкретном варианте исполнения диаметр валков составит 500 мм, длина бочки валка составит 1000 мм.максимальный размер в поперечном сечении клина 500 мм, а диаметр червяка 200 мм.

Формулаизобретения

1. Смеситель непрерывного действия для полимерных материалов, содержащий станины, приводные валки с механизмами раздвижки, ограничительные стрелы, нож и клин с вогнутыми рабочими поверхностями, сопряженными с рабочими поверхностями валков, и с загрузочным и разгрузочным участками, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, клин выполнен в виде четырехгранника, каждая боковая грань которого сопряжена с соотаетствующим валком и с центральным продольным отверстием, в котором установлен червяк с входным и выходным участками, загрузочный участок клина расположен на одной из его граней в области выходного участка червяка, а в области входного участка червяка по меньшей мере на одной из граней клина выполнено окно для соединения клиновых зазоров с центральным продольным отверстием клина, причем в одном из межвалкоаых зазоров установлен нож, а в других-отражательные злементы.

2.Смеситель поп.1,отличающийс я тем, что клин снабжен приводом поворота относительно оси червяка.

3.Смеситель по п.1, от л и ч а ю щ и и с я тем, что торцы загрузочного и разгрузочного участков клина не симметричны относительно продольной оси клина.

Фиг.1

Изобретение относится к полимерпере- рабатывающему оборудованию и может быть использовано в линиях для производства длинномерных изделий. Цель изобретения - повышение производительности и расширение технологических возможностей машины. Для этого клин (К) выполнен в виде четырехгранника, каждая боковая грань которого сопряжена с соответствующим валком и с центральным продольным отверстием, в котором установлен червяк с входным и выходным участками (У). Загрузочный участок К расположен на одной из его граней в области выходного У червяка. В области входного.У червяка по меньшей мере на одной из граней К выполнено окно для соединения клиновых зазоров с центральным продольным отверстием К. В одном из межвалковых зазоров установлен нож, а в других - отражатели. К снабжен пр'иводом поворота относительно оси червяка. Торцы загрузочного и разгрузочного У клина не симметричны относительно продольной оси К. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.слс

Фиг. 2

17 Ю

22

Теплотситель

26

Ю

ЬидБ

Фие.З

27 П 9

6

Фие. 4

28

Фиг. 5