Роторный смеситель для полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК B29B1/06 B29F3/02 

(5) РОТОРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к области химического машиностроения и может найти применение при производстве пластических масс из различных термопластичных полимеров, волокнистых и пылевидных наполнителей.

Известен смеситель для полимерных материалов,содержащий корпус и р азмещенный в нем шнек 1J.

Недостатком смесителя является то, что он не обеспечивает качественного перемешивания полимерных материалов вследствие незначительного захвата шнеком смесителя перерабатываемого материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является роторный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выступами по внутренней поверхности, каждый из которых выполнен с углом при вершине 80-100°, и размещенный в корпусе ротор с кулачками L2J.

Недостатком смесителя является низкая эффективность перемешивания материала вследствие забивания последнего во впадинах корпуса. .

Целью изобретения является повышение качества перемешивания материала.

Для достижения поставленной цели в роторном смесителе,содержащем корпус с выступами по внутренней поверхности, каждый из которых выполнен с углом при вершине 80-100, и размещенный в корпусе ротор с кулачками, боковые стороны каждого выступа наклонены к поверхности, касательной к цилиндрической поверхности, образованной максимальными радиусами кулачков, в направлении Ьодачи материала соответственно на и 60-70 .

На фиг. 1 показан роторный смеситель, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 расположение поверхностей, образущих выступы. Роторный смеситель состоит из корпуса 1, ротора, выполненного в виде вала 2 с насаженными на него кулачками 3, трубчатых электронагревателей с теплоизолирующей ру6аш кой 5, крышки 6 корпуса и рамы 7 с установленным на ней редуктором и двигателем (на чертеже не показаны). Передача вращения от редуктора осуществляется посредством муфты 8, Вал и кулачки ротора охлаждаются при необходимости водой, подаваемой в полость вала по трубке 9 и выходящей через воронку 10. По внутренней рабочей поверхности {корпуса 1 выполнены выступы, располо женные параллельно оси вала 2 ротор.а и имеющие в поперечном сечении треугольный профиль с углом при вершине 80-100. Боковые стороны каждого выетупа наклонены к поверхности, касательной к цилиндрической поверхности образованной максимальными радиусами кулачков, в направлении подачи материала соответственно на 30-40° и 60-70°, Величины углов 30-40° и 60-70° определены, исходя из следующих соображенийУгол 30-40 обеспечивает интенсивную пластикацию и снижение энергетических затрат на продавливание полимерных материалов. При уменьшении указанного угла, т.е. при величине угла меньше за счет заклинивания полимерной массы ухудшаются условия .ее пластикации. При величине угла больше 40 увеличиваются энергетические затраты на преодоление сопротивления поверхности (входящей) выступа При величине угла 60-70 обеспечиваются наилучшие условия смешения и накопления массы в полости впадины. При угле меньше бО снижается эффект снижения полимерных Материалов, При угле больше 70° происходит забивание полимерной массы в полости впадины и этот объем становится нерабочим. Роторный смеситель работает следующим образом. Материал, подлежащий перемешиванию, загружается в корпус 1. При вращении ротора в направлении, указанном на фиг. 1 стрелкой, материал за счет трения затягивается в зазор между рабочей поверхностью корпуса 1 и кулачками 3, протягивается по рабочему объему, образованному поверхнос99 тями корпуса и ротора, и выталкивается на другую сторону ротора. При 5том часть материала у поверхности корпуса 1 отстьет в движении от материала у поверхности кулачков 3, благодаря чему происходит фрикционное перемешивание материала в условиях активной пластикации материала при минимальной его деструкции. Это обеспечивается наличием зазора между гребнем выступа и максимальным радиусом кулачка, составляющим величину, равную примерно -2% от радиуса кулачка. Эффект фрикционного перемешивания резко увеличивается благодаря наличию выступов и впадин на рабочей поверхности корпуса, расположенных параллельно оси ротора. При набегании большего радиуса кулачка 3 на гребень выступа материал затягивается в зазор между поверхностью, образованной кулачком 3 с переменным радиусом, и передней поверхностью выступа. При этом часть материала протягивается в сужающемся клиновидном объеме и скапливается за гребнем выступа во впадине, а достигнув впадины, подхватывается кулачком и затягивается на следующий выступ. Благодаря этому процессу осуществляется многократное перемешивание микрообъёмов. Кроме того, часть материала, неимея воз.можности пройти в зазор между поверхностью, образованной кулачками, и выступом, выдавливается в свободный объем по обе сторсмны кулачка 3, благодаря чему возникает поперечное перемешивание, ограниченное для данного кулачка 3 зоной соседних кулачков. А так как все кулачки взаимно связаны, то поперечное перемешивание происходит по всей рабочей длине смесителя. По истечении времени перемешивания готовая смесь извлекается с правой стороны ротора (фиг, 1) из корпуса и поступает на дальнейшую обработку, а в смеситель загружается новая порция компонентов смеси. Использование изобретения позволит значительно повысить эффективность перемешивания материала за счет расположения выступов и впадин принятого профиля, исключить эффект самоторможения материала в зазоре при увеличении угла больше .

Формула изобретения

Роторный .смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выступами по внутренней поверхности, каждый из которых выполнен с углом при вершину 80-100 , и размещенный в корпусе ротор с кулачками, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения качества перемешивания материала, боковые стороны каждого выступа наклонены к поверхности, касательной к цилиндрической поверхности, образованной максимальными радиусами кулачков,в направлении подачи материала соответственно на ЗО-tO и 60-70.

Источники информации, принятые, во внимание при экспертизе

1.Шенкель Г. Шнековые пресЪы для пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 61.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 68983, кл. В 29 В 1/06, 1977 (прототип).