Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1992 года по МПК B29B7/38 

Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов.

Известен смеситель для полимерных материалов, имеющий корпус с выполненными на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для течения полимерного материала, причем на поверхности ротора имеются сплошные участки, чередующиеся с ними участки, на которых выполнены углубления, и коллекторы, соединенные с углублениями на поверхности ротора посредством каналов (авт. св. СССР № 1650460, кл. В 29 В 7/38, 1988).

Недостатком этой конструкции является неэффективное смешение из-за того, что в ней отсутствуют смесительные каналы в теле ротора, реализующие улучшающие смешение факторы: слияние потоков, релаксацию напряжений и распределение полимера между углублениями, а кроме того, увеличивающие длину пути смешения без увеличения габаритов смесителя, количества перестроений, разделений и слияний поХ|

ю

О CN

токов полимера, организующие последовательно-параллельное движение полимера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является смеситель для полимерных материалов, имеющий корпус с выполненными на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для течения полимерного материала, причем в теле ротора выполнены каналы, соединенные с углублениями на поверхности ротора, и цилиндрическая проточка, в которой установлен вкладыш (авт. св. СССР № 1537560, кл. В 29 В 7/38, 1987).

Недостатком этой конструкции является неэффективное смешение полимеров из- за реализации только параллельного движения полимера в сквозных каналах ротора и каналах, образованных углублениями корпуса и ротора, т.е. отсутствует параллельно-последовательное движение полимера, а кроме того, неэффективное диспергирование компонентов из-за малого количества слияний, разделений и перестроений потоков полимеров, что также снижает эффективность смешения.

Целью изобретения является повышение эффективности смешения,

Поставленная цель достигается тем, что смеситель снабжен разделительными дисками, вкладыш выполнен составным из секций, в которых имеются соединенные между собой разделительные и радиальные каналы, а разделительные диски установлены между секциями вкладыша, при этом сквозные каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша, радиальные каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой сквозных каналов ротора, а углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами, причем по меньшей мере сквозные каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора. В теле корпуса могут быть выполнены распределительные каналы, расположенные с возможностью соединения по меньшей мере одной зоны углублений корпуса с двумя другими.

На фиг. 1 изображен предлагаемый смеситель; на фиг. 2 - сквозные каналы в теле ротора на фиг. 3 - секция вкладыша поперечное сечение.

Смеситель для полимерных материалов имеет корпус 1 (фиг. 1} с выполненными на его внутренней поверхности 2 углублениями 3 и установленный в корпусе 1 ротор 4 с выполненными на его наружной поверхности 5 углублениями 6, расположенными с образованием с углублениями 3 корпуса 1 каналов для течения полимерного материала. В теле ротора 4 выполнены сквозные

5 каналы 7, соединенные с углублениями б на поверхности 5 ротора 4 и между собой (фиг. 1 и 2), а также цилиндрическая проточка 8, в которой установлен вкладыш 9, Между наружной поверхностью 10 вкладыша 9 и внут10 ренней поверхностью 11 проточки 8 расположены продольные каналы 12, выполненные в теле ротора 4. Вкладыш 9 состоит из секции 13 - 16, в которых выполнены соединенные между собой раз15 делительные 17 и радиальные 18 каналы. Между секциями 13-16 вкладыша 9 установлены разделительные диски 19. Сквозные каналы 7 ротора 4 размещены группами, соответствующими секциям 13-16 вклады0 ша 9. Радиальные каналы 18 одной секции вкладыша 9 соединены с оответствующей группой сквозных каналов 7 ротора 4. Углубления 3 и 6 на поверхностях ротора 4 и корпуса 4 размещены зонами 20 - 23, раз5 деленными между собой сплошными участками 24. По меньшей мере сквозные каналы 7 ротора 4 одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений 6 ротора 4; например, секция 15 соединена с

0 секциями 21 и 22 соответственно каналами 18 и 7. В корпусе 1 выполнены входное 25 и выходное 26 отверстия. Ротор 4 снабжен наконечником 27, Каналы 7,17,18 секции 16 соединены отверстиями 28 с входным от5 верстием 24. Секции 13-16 вкладыша 9 могут быть выполнены из отдельных дисков, например дисков 29 - 31, что позволяет при их замене изменять сопротивление каналов 17 секции вкладыша и облегчает выполне0 ние каналов 18, расположенных между указанными дисками. В теле корпуса 1 могут быть выполнены распределительные каналы 32, расположенные с возможностью соединения по меньшей мере одной зоны

5 углублений 3 корпуса 1 с двумя другими. Например, секция 23 соединена с секциями 22 и 21 каналами 32.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

0 Расплав полимера, состоящий из различных компонентов, поступает во входное отверстие 25 корпуса 1. Затем расплав полимера разделяется на несколько параллельных потоков полимера, движущихся в

5 основную смесительную секцию 16 и смесительную зону 23 с параллельным движением расплава полимера в них. В зоне 23, образованной углублениями 3 внутренней поверхности 2 корпуса 1 и углублениями 6 наружной поверхности 5 ротора 4, происходит интенсивная сдвиговая деформация полимера, его переворачивание, срез, слияние и разделение, эффективное диспергирование компонентов расплава при движении полимера в каналах, образованных при взаимном перекрытии углублений. Одновременно расплав полимера в параллельном движении проходит через отверстие 28 и каналы 18, 17 секции 16 в теле вкладыша 9, установленного неподвижно в цилиндрической проточке 8, каналы 7 между наружной поверхностью 11 вкладыша 10 и внутренней поверхностью 12 проточки 8, где происходит упорядочение эффективное распределение ингредиентов смеси по объему. Углубления б зоны 23 последовательно соединены каналами 7 в теле ротора 4 с каналами 18,17 секции 16. Поэтому расплав полимера, перетеканию которого из зоны 23 углублений непосредственно в зону 22 углублений препятствует сплошной участок 24, поступает через сквозные каналы 7 в каналы 17, 18 секции 16, а также может в варианте конструкции поступать в зоны 21 и 22 углублений 6 по каналам 32, что позволяет эффективно перераспределять расплав полимера между секциями и улучшить смешение. Перетеканию расплава полимера из секции 16 в секцию 15 препятствует разделительный диск 19. Поэтому из каналов 17, 18 секции 16 расплав полимера поступает в углубления 3 и 6 зоны 22. Таким же образом происходит процесс смешения и перераспределение расплава полимера между секциями 13, 14 и зоной 20. Затем расплав полимера, обтекая наконечник 27, выходит из смесителя через выходное отверстие 26. Использование в конструкции секций вкладыша, выполненных из отдельных дисков 29-31 с каналами 17, 18, 7, позволяет улучшить качество смешения за счет увеличения числа перестроений, разделений и слияний потока. В вариантах конструкции отверстия 28 могут отсутствовать, что обеспечивает запитку расплавом каналов секции 16 через углубления зоны 23 и создание зон вторичных течений в области

входного отверстия 25, в результате чего

улучшается перемешивание в этой области.

Таким образом, в данной конструкции

смесителя происходит процесс параллельно-последовательных движений и перестроений потоков полимера, обеспечивающий локально упорядоченное диспергирование компонентов расплава и распределение ингредиентов смеси по объему, что-приводит к

повышению эффективности смешения,

Формула изобретения

1.Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выполненными

на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для

течения полимерного материала, при этом в теле ротора выполнены сквозные каналы, соединенные с углублениями на поверхности ротора, и цилиндрическая проточка, в которой установлен вкладыш, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности смешения, смеситель снабжен разделительными дисками, вкладыш выполнен составным из секций, в которых выполнены соединенные между собой разделительные и радиальные каналы, а разделительные диски установлены между секциями вкладыша, при этом сквозные каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша, радиальные

каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой сквозных каналов ротора, а углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами, причем по меньшей мере сквозные каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора.

2.Смеситель по п. 1, отличающий- с я тем, что в теле корпуса выполнены распределительные каналы, расположенные с

возможностью соединения по меньшей мере одной зоны углублений корпуса с двумя другими.

с

ел

Х)

f

j

о со ю о ет

29

11

Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном смешении полимерных композиций, полимеров с различными, пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции и т.д. Сущность изобретения: смеситель снабжен разделительными дисками. Вкладыш состоит из секций. В секциях выполнены радиальные и разделительные каналы, соединенные между собой. Разделительные диски установлены между секциями вкладыша. Каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша. Радиальные каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой каналов ротора. Углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами. По меньшей мере каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора. В теле корпуса могут быть выполнены распределительные каналы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиа.3