Смеситель компаунда с отвердителем Советский патент 1992 года по МПК B29B7/10 

Изобретение относится к производству композиционных материалов на основе полимерных смол и может быть использовано в комплекте оборудования для приготов- ления композиций антифрикционных, эпоксмдофторопластовых, армированных волокнами материалов, а также демпфирующих, теплоизоляционных материалов.

Известно устройство по переработке полимерных смол, содержащее корпус с патрубком подачи смолы, в котором размещен патрубок подачи добавок, и размещенный внутри корпуса шнек.

Размещение патрубков способствует улучшенному распределению наполнителей и отвердителя (при перемешивании компаунда) в объеме смолы на входе в корпус устройства, однако выполнение рабочего органа в виде шнека (т.е. наличие плоских канавок и витков) вызывает отложение продуктов в случае работы с многокомпонентными компаундами, образуются куски

неперемешанного продукта, конгломерата, вызывающие перераспределение концентрации и наполнителей и отвердителя, что приводит к снижению качества смешения продуктов. Не обеспечивается также самоочистка корпуса, необходимая особенно при протекающей полимеризации к повышающейся адгезии продукта в процессе перемешивания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смеситель компаунда с отвердителем, содержащий разгрузочный патрубок и размещенный внутри корпуса рото р, охваченный витками спирального шнека

8 известном смесителе патрубки подачи компаунда и отвердителя размещены отдельно друг от друга, что приводит к созданию двух участков камеры смешения со ступенчатым переходом.

Однако выполнение витков шнека прямоугольного сечения и винтовой канавки на роторе вызывает образование застойных зон, в результате чего снижается качество готового продукта. Кроме того, отсутствует эффект самоочистки внутренней поверхности корпуса и поверхностей перемешивающих органов.

Цель изобретения - повышение качества смешения и обеспечение самоочистки рабочих поверхностей корпуса и ротора

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе патрубок подачи отвердителя размещен коаксиально внутри патрубка подачи компаунда, поверхность ротора выполнена гладкой, а спираль шнека - круглого сечения, при этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти.

На чертеже представлен предлагаемый смеситель.

Смеситель компаунда с отвердителем содержит корпус 1 с патрубками подачи компаунда 2 и отвердителя 3 и размещенный внутри него ротор 4, охваченный шне- KOI, выполненным в виде упругой винтовой спирали 5 круглого сечения. Патрубок 3 подачи отвердителя расположен коаксиально внутри патрубка 2 подачи компаунда. Поверхность ротора 4 выполнена гладкой. Ротор 4 и спираль 5 установлены с возможностью вращения в одну сторону с заданным соотношением угловых скоростей посредством соединения с электродвигателем 6 через двухступенчатый планетарный редуктор 7. На выходном конце корпуса 1 расположен выходной дросселирующий конфузорный патрубок 8. При этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти.

Смеситель работает следующим образом.

Компаунд подается через патрубок 2 в корпус 1, а через патрубок 3 поступает отвердитель в заданном объемном соотношении. Отвердитель распределяется в централ ной части потока компаунда тонким коаксиальным слоем, что является наиболее выгодной первоначальной ориентацией при поступлении потока материалов в проточную часть корпуса 1 смесителя. Далее мате- риалы подвергаются интенсивным сдвиговым воздействиям при перемещении вдоль проточной части корпуса 1 смесителя от ротора 4 за счет прилипания (адгезии) материалов и растирания и сдвига от упругой винтовой спирали 5 шнека Упругая спираль 5 шнека при вращении обеспечивает подачу горизонтальных слоев материала в сторону выхода смесителя При вращении

ротора 4 упругая спираль 5 шнека вращается в ту же сторону, что и ротор 4, но с меньшим числом оборотов. Происходит интенсивное перемещение композиции и

нагнетание ее на выход из проточной части камеры корпуса 1, где расположен дросселирующий патрубок 8, создающий подпор. Благодаря выполнению поверхности ротора 4 гладкой и выполнению упругой

спирали 5 шнека круглого сечения последняя при работе обжимает ротор 4, способствуя его очищению от налипающей композиции, улучшая гомогенизацию (качество) и усиливая интенсивность процесса

смешения (производительность) Требуемое качество смешения достигается также за счет выбора соотношения угловых скоростей вращения ротора 4 и упругой спирали 5 шнека, оптимального соотношения шага

витков спирального шнека и его внутреннего диаметра.

Такое соотношение параметров выбрано, исходя из следующих условий. Например, при шаге витков 5 шнека, равном 30

мм, внутренний диаметр навивки витков составляет от 10 мм до 60 мм При увеличении производительности смесителя увеличивается шаг витков 5 шнека, например, до 50 мм, при этом внутренний диаметр навивки

витков составляет от 15 мм до 10 мм. Это позволяет получить необходимые оптимальные гидродинамические условия смешения компаунда с отвердителем при различной производительности смесителя. Об этом

свидетельствуют результаты испытаний конструкции смесителя, представленные в табл. 1, 2,

Получаемые физико-технические параметры композиционного материала соответствуют требованиям технических условий при выдерживании соотношений параметров смесителя в определенном выше диапазоне. Изменение гидродинамических условий процесса смешения и его

характера позволяет устранить застойные (неперемещаемые) зоны, снизить налипание композита на рабочие органы смесителя, т.е. повысить качество материала, а также обеспечить самоочистку ротора и стенок проточной части корпуса смесителя витками спирального шнека.

Формула изобретения

Смеситель компаунда с отвердителем,

содержащий корпус с патрубками подачи

компаунда и отвердителя, разгрузочный

патрубок и размещенный внутри корпуса

ротор, охваченный витками спирального

шнека, отличающийся тем, что, с целью

овышения качества смешения и обеспечения самоочистки рабочих поверхностей корпуса и ротора, патрубок подачи отвердителя размещен коаксиально внутри патрубка подачи компаунда поверхность ротора выполнена гладкой, а спираль шнека - круглого сечения, при этом отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру

выбрано от 3 до 5.

Использование: производство композиционных материалов на основе полимерных смол в смесителях повышенного качества смещения Сущность- размещение патрубка подачи отвердителя коаксизльно внутри патрубка подачи компаунда. Выполнение поверхности ротора гладкой. Выполнение спирали шнека круглого сечения, Отношение шага витков шнека к его внутреннему диаметру выбрано от трех до пяти. Гидродинамические условия процесса смешения позволяют устранить застойные зоны, снизить налипание композита на рабочие органы, обеспечить самоочистку ротора и стенок корпуса. 1 ил., 1 табл.

Физико-технические показатели антифрикционного сэмоснэзыезюацего материала

I КотФФициент трения по стали при 0,3 от (Р) и температуре:

на воздухе

2 Интенсивность износа при давлении 0,3 от (Р) и скорости сдвига 0,3 от (V), 1/10 мм/ми:

Коэффициент трения по стали при 0,3 от (Р) и температуре:

на воздухе

от (ГС до 80СС

от -50СС до ОеС

в пресной воде от 0СС до 1чОгС

в морской воде от -IieC до

Интенсивность износа при давлении 0,3 Р и скорости сдвига 0,3 от допускаемой (V) , I х- 1 0 8мм/нм:

на воздухе

в пресной воде

в морской воде

Коэффициент трения покоя

0,10 0,22

0,16 0,12

2,7

го

7,6

0,10 0,20

0,13 0,11

3,0

18

3

0,,120,13

0,200,230,26

0,120,150,13

4,100,130,13

3,2 3,5 19 22 3 8,4

30 16

0,3ч 0,33 3,35 0,37 0,«iO

Таблица I

0,,120,13

0,200,230,26

0,120,150,13

4,100,130,13

3,5 22 8,4

30 16

5 0,37 0,«iO

6

28

14

3,39

7

30

15

10 32 18

0,40 0,