Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1993 года по МПК B29B7/40 B29C47/36 B29C47/64 

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов, в частности, к средствам подготовки полимеров к формованию изделий из них, например нитей. Более конкретно оно касается смесителей, обеспечивающих гомогенизацию расплавов полимеров перед формованием.

Целью изобретения является повышение качества смеси.

На фиг.1 изображено осевое сечение смесителя; на фиг.2 - смеситель, поперечное сечение.

Смеситель содержит гильзу 1 и расположенный в ней составной смесительный элемент, выполненный в виде центрального неподвижного стержня 2, размещенного со- осно внутри приводной втулки 3.

Если смеситель выполняется как часть экструдера, то гильзу 1 закрепляют на конце шнека (на чертеже не показан), а центральный стержень 2 закрепляют на переднем фланце экструдера. На неподвижном цент ральном стержне 2 выполнены продольные пазы 4, размещенные кольцевыми секция- ми. На внешней стороне гильзы выполнены кольцевые выступы 5. во впадинах 6 между

которыми в теле гильзы выполнены перепускные каналы в виде продольных прорезей 7. Продольные пазы 4 идентичны по форме с перепускными каналами. Шаг, с которым расположены кольцевые выступы на втулке, выполнен равным шагу, с которым расположены кольцевые секции продольных пазов на неподвижном стержне. Кольцевые выступы на втулке расположены в средней зоне пазов на стержне.

Смеситель работает следующим образом.

Расплав полимера движется вдоль месильного элемента, подвергаясь интенсивному перемешиванию, последовательно проходя несколько одинаковых зон перемешивания. Поток расплава полимера, попадая в первую по ходу расплава зону перемешивания, находится в прорези 7 между двумя соседними выступами 5 подвижной втулки 3. При этом расплав испытывает сложную деформацию сдвига, поскольку он участвует одновременно в .двух движениях, т.е. расплав движется вдоль месительного элемента и вращается вокруг его оси за счет вращения втулки ЗГ

00

о

ел

Эти движения расплава происходят в кольцевом зазоре между двумя неподвижными цилиндрическими поверхностями, а именно: внутренней поверхностью гильзы 1 и наружной поверхностью центрального неподвижного стержня 2. Находясь в каждой из зон перемешивания расплав полимера движется не только в кольцевой полости, но и в продольных прорезях 7. Поскольку втулка 3 с продольными сквозными прорезями 7 вращается вокруг неподвижного центрального стержня 2, то расплав в прорезях 7 и в кольцевом зазоре взаимодействует друг с другом, частично проникая из кольцевой полости в прорези 7 и из них в кольцевую полость. Благодаря вращению втулки 3 каждая из упомянутых прорезей 7 поочередно сообщается с продольными пазами 4 на внешней поверхности центрального стержня 2 и расплав из предыдущей кольцевой впадины 6 перетекает в следующую впадину. Таким образом, переток расплава из одной кольцевой впадины в другу происходит отдельными потоками, проходящими через продольные пазы 4, причем течение носит пульсирующий характер, т.к. каждый из пазов 4 периодически полностью перекрывается перемычкой между соседними сквозными прорезями 7 втулки 3, т.е. перемешивание расплава во впадинах 6, при строгом рассмотрении имеет еще более сложный характер, поскольку приток и отбор расплава происходит пульсирующими потоками. При этом приток и отбор происходит одновременно, как в продольные каналы, так и в кольцевую полость. Очень важным физическим эффектом, происходящим в смесителе является то, что благодаря вращению втулки 3 переток расплава из одной зоны смещения в другую происходит через каждый из пазов 4 стержня 2, но не в

0

5

0

5

0

5

0

противоположную ему прорезь 1 гильзы 1, а в следующую по ходу ее вращения, т.к. за время прохождения расплава no-rfasy 4 стержня 2 гильза 1 уже проворачивается хотя бы на один шаг между пазами втулки 4,

Проходя вдоль месильного элемента расплав полимера проходит через несколько последовательно расположенных друг за другом зон перемешивания. Число зон выбирают в зависимости от перерабатываемого полимера и требуемой степени перемешивания,

Данный смеситель обеспечивает высокую интенсивность перемешивания, что позволяет при тех же габаритах, энергозатратах и производительности добиться большой гомогенности неперерабатываемого полимера, что- в конечном результате позволяет повысить качество формуемых изделий . Это свойство смесителя достигается без усложнения конструкции и технологии его изготовления.

Формула изобретения

Смеситель для полимерных материалов, содержащий гильзу, размещённый в ней месильный элемент, выполненный в виде неподвижного стержня, размещенного соосно внутри приводной втулки с кольцевыми выступами на наружной поверхности, во впадинах между которыми в теле гильзы выполнены перепускные каналы, отличающийся тем. что, с целью повышения качества смеси, перепускные каналы выполнены в виде продольных прорезей, а поверхность стержня - с продольными пазами, идентичными по форме с перепускными каналами и расположенными кольцевыми секциями, при этом шаг между кольцевыми выступами выполнен равным шагу между секциями пазов, а выступы втулки размещены в средней зоне пазов стержня,

Использование: переработка полимерных материалов в смесителях, обеспечивающих гомогенизацию расплавов полимеров перед формованием. Сущность: выполнение перепускных каналов в виде продольных прорезей. Выполнение поверхности стержня с продольными пазами, идентичными по форме с перепускными каналами. Расположение перепускных каналов кольцевыми секциями. Выбор шага между кольцевыми выступамм, равным шагу между секциями пазов. Размещение выступов втулки в средней зоне пазов стержня. 2 ил.

фиг. /

Фиг. 2