Экструдер-смеситель Советский патент 1982 года по МПК B29F3/02 B29B1/06 

Изобретение относится к химической промышленности, а более конкретно оно касается конструкции смесителей, используемых для получения матёрисшов с равномерными физикохимическими свойствами, например равномерно окрашенных расплавов полимеров .

Известен экструдер-смеситель, содержащий гильзу с установленным на ее переднем конце фланцем с выходным отверстием, шнек, соединенный с приводом врсццения и снабженный месильным элементом, выполненным в виде смонтированных на гильзе и шнеке смесительных колец и размещенных между ними распорных колец, выполненгиых с продольными пазами и выступами, смещенными относительно пазов и высг тупов смесительных колец, причем распорные кольца шнека установлены концентрично смесительным кольцам гильзы ц;

Недостатком известного экструдерасмесителя является сложность изготовления месильного элемента.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является экструдер-смеситель, содержащий гильзу.с установленным

на ее переднем конце фланцем с выходным отверстием, шнек, соединенный с приводом вращения и снабженный месильным элементом, который размещен на переднем конце шнека и выполнен в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных спиралей, навитых вокруг жестко.соединенного со шнеком стержня 2.

10

Благодаря наличию концентрично расположенных спиргшей месильный элемент содержит перекрещивающиеся каналы сложной формы, что обеспечивает усреднение свойств материала

15 при-прохождении его по этим каналам.

Однако в таком экструдере-смесителе недостаточно эффективно перемещается материал, поскольку спирали неподвижны относительно стерж20ня и, следовательно, форма и размеры каналов постоянны и месительный элемент по .эффективности соответствует статическому смесителю.

Цель изобретения - интенсифика25ция смешения материалов.

Достигается эта цель благодаря тому, что в экструдерепсмесителе, содержащем гильзу с установленным , на ее переднем конце фланцем с вы30ходным отверстием, шнек, соединенный С приводом вращения и снабженный месильным элементом, который размещен на переднем конце шнека и выполнен в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных спиралей, навитых вокруг жестко соединенногосо шнеком стержня, -шнек и фланец выполнены с наклонныг ми торцовыми поверхностями, причем в каждой паре смежные спирали закре лены неподвижно противоположными ко цами соответственно на шнеке и флан а свободные концы спиралей смонтиро ваны с возможностью скольжения по наклонным торцовым поверхностям шне ка и фланца. На чертеже изображено осевое сечение переднего конца эксструдера-смесителя. Экструдер-смеситель содержит гил зу 1, внутри которой размещен шнек связанный с приводом врагцения (на чертеже не показан). Шнек 2 снабжен винтовым гребнем.3. Передний конец гильзы 1 закрыт фланцем 4 с выходным отверстием 5 для продукта. На переднем конце шне ка 2 размещен месительный элемент; содержащий не менее двух упругих спиралей б и 7, концентрично навиты на центральный стержень 8, жестко соединенный со шнеком 2. fja конце шнека 2 смонтирована вставка 9, выполненная с торцовой наклонной поверхностью 10. Фланец 4 гильзы 1 со стороны рабочей полости экструдера также выполнен с наклонной торцовой поверхностью 11. Каждая спираль б,.7 одним концом неподвижно закреплена соответственно на вставке 9 шнека 2 и фланце 4, а другим смонтирована с возможностью скольжения по наклон ным поверхностям 10,11. При этом у смежных спиралей 6,7 закреплены противоположные концы, соответствен но на фланце 4 гильзы 1 и на шнеке 2, Иныхии словами, на любом из концов месильного элемента конец одной спирали 6 или 7 закреплен неподвижно, а конец смежной спирали контактирует с наклонной поверхностью 10 или . По этому принципу устанавливают спи рали, если их в месильном элементе три и более. Экструдер-смеситель работает следующим образом. 6 процессе работы экструдера-смесителя рас глав полимера, подаваемый шнфсом 2 из передних зон экструдера, проходит месильны; элемент, и удаляется через выходное отверстие 5 во фланце 4, укрепленном на переднем конце гильзы 1. Проходя месильный элемент, поток расплава многократно разделяется спиралями 6 и 7 на отдельные потоки, которые проходят по каналам сложной геометрической формы, образованным спиралями 6, 7 и сливаются в общий поток перед выходным отверстием 5. Вращение шнека 2 обеспечивает не только транспортирование расплава, но и способствует его перемешиванию. Так при вращении шнека 2 каждая из спиралей 6 и 7 сжимается и разжимается в осевом направлении, благодаря скольженип одного из концов на наклонной поверхности 10,11 вставки 9 или фланца 4. Одновременно сжимание и разжимание всех спиралей, входящих в состаэ месильного элемента, интенсифицирует процесс перемешивания расплава полимера. В данном экструдере-смесителе месильный элемент сочетает в себе положительные качества статического и динамического -смесителей. Перемешивание обрабатываемого материала происходит как за счет многократного деления потока, движения отдельных потоков по .каналам сло.жной формы и последующего сливания в общий поток, так и за счет движения в массе расплава перешивающих органов-спиралей. Кроме того,взаимное смещение спиралей обеспечивает непрерывное изменение сечения, формы и длины каналов для движения расплава, а также перемещение зон разделения общего потока на подпотоки. Формула изобретения Экструдер-смеситель, содержащий гильзу с установленным на ее переднем конце фланцем с выходным отверстием, шнек., соединенный с приводом вращения и снабженный месильным элементом, который размещен на переднем конце шнека и выполнен в виде, по меньшей мере, двух концентрично расположенных спиралей, навитых вокруг жестко соединенного со шнеком стержня, отличающийся тем, что,с целью интенсификации смешения материалов, шнек и фланец выполнены с наклонными торцовыми поверхностями, причем в каждой паре смежные спирали закреплены неподвижно противоположными концами соответственно на шнеке и фланце, а свободные концы спиралей смонтированы с возможностью скольжения по накт ониым торцовым поверхностям шнека и фланца. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент- СССР № 633457, кл. В 29 В 1/06, 1974. 2.Патент Швейцарии № 464860, кл. В 01 F 7/08, опублик. 1968 (прототип) .