Смеситель для полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК B29B1/10 B29F3/02 

Изобретение относится к производству синтетических волокон, а именно к смесительному оборудованию предназначенному для смешения высоко вязких расплавов полимеров, обладающих повышенной адгезией к металлическим поверхностям, с добавками (красителями, модификаторами, ста- билизаторами,отбеливателями) в непр рывных производствах химических во|локон, и может быть применено в смеж ных отраслях химической промышленности, в частности в производстве пластмасс, резины и т.п.. Известны смесители для полимерных материалов, выполненные в виде одно-или многозаходных шнеков, размещенных 8 корпусе. Для шнеков характерным является выполнение между корпусом и гребнем минимального зазора (,0,,0 мм). Это обеспечивает высокую расходнонапорную характеристику, возможност самоочистки корпуса и отсутствие тр ния между металлическими поверхностями, исключающего задиры на поверхности корпуса и заклинивание шнека в режиме горячей переработки высокоаязких липких продуктов при температурах до 30о С 1. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек с числом заходов, кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их Поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнекаГ21. Витки шнека, образующие с корпусом зазоры для циркуляции материала, изменяют траекторию циркуляции части материала в объеме единичного канал 39 и увеличивают сдвиговые деформации в зазоре 2. Однако не весь материал, находящ ся в канале шнека подвергается циркуляции, так как развитая .внутренняя поверхность шнека способствует адгезии липких продуктов и не позволяет получить равномерный спектр времени пребывания частиц материала в смесителе. Это приводит к значительному ухудшению качества распределения исходных материалов, особенно в случае когда один из них вводят в малом количестве (добавки), например, в соотношении 1:100. Недостатком смесителя является также отсутствие смешения по длине шнека. Это исключает.возможность выравнивания конце-нтраций исходных материалов смеси при пульсации их пода чи в смеситель дозирующими устройствами. Цель изобретения - повышение эффе тивности и качества смешения материа лов. Указанная цель достигается за счет того, что в смесителе-для полимерных материалов, содержащем корпус многозаходный шнек с числом заходов кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками He4etHi3ix заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнека, витки нечетных заходов шнека в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной Поверхностью сердечника, который установлен в корпусе неподвижно.

rfa фиг.1 представлен смеситель, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг. 3 - траектория течения материала в канале шнека. .

Смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1 со входным 2 и выходным 3 патрубками, неподвижного цилиндрического сердечника и многозаходного ленточного шнека 5, например, двухзаходного, соединенного с приводом вращателя (не показан). Смеситель имеет зону забора Б, расположенную со стороны входного патрубка 2, зону выдавливания В, расположенСмеситель данной конструкции исытан в составе установки крашения полиэтилентерефталата в массе, производительностью 500 кг/сут.

Смеситель имеет следующие геометрические размеры: наружный диаметр двухзаходного ленточного шнека 0, м, внутренний диаметр - 0,110м длина зрны смешения - О,, м при общей длине ленточного шнека 0,510м

величина зазоров составляет 0,005 м т.е. 0,3 Н. Расплавы полиэтилентерефталата и красителя дозируются шестеренными насосами Htl-20 и МШ-0,6 4ную со стороны выходного патрубка 3, и зону смешения Г, расположенную между зонами Б и В. В зонах Б и В витки шнека имеют полный профиль, т.е. высоту, равную величине И. В зоне Г наружная поверхность одного витка 6нечетного захода двухзаходного ленточного шнека 5 и(иеет зазор а для циркуляции материала по отношению к наружной поверхности сердечника 1, а внутреняя поверхность другого витка 7четного захода шнека 5 имеет зазор в для циркуляции материала по отношению к внутренней поверхности корпуса 1. Величины зазоров для циркуляции материала выбраны в пределах от 0,1 до 0,5 высоты витка полного профиля шнека. Смеситель работает следующим образом. Исходные компоненты материала непрерывно дозируют во входной патрубок 2, откуда они попадают в зону забора Б, где их захватывает ленточный шнек 5 с полным профилем витков и нагнетает в зону смешения Г с лабиринтным продольным течением. После зоны смешения Г гомогенная усредненная смесь расплава полимера с добавками попадает в зону выдавливания 8с полным профилем витков, откуда выдавливается через выходной патрубок 3- Виток б ленточного шнека 5 очищает поверхность корпуса 1, а виток 7 - поверхность сердечника Ц, Лабиринтное течение материала по длине смесителя осуществляется за счет перепада давления от выходного патрубка ко входному. При этом имеют место повышенные сдвиговые деформации и усреднение объемных концентраций исходных компонентов за счет массообмеиа через зазоры а и в. в смеситель, после которого окрашен ный в массе расплав полимера формируется в волокно штапельного ассортимента. Наработано 6 опытных партий различного цвета полиэфирного штапел ного волокна. Исследования волокна показывают, что полученный ассортимент не имеет разнооттеночности и по технологическим параметрам соответствует высшей категории качества Предлагаемый смеситель имеет преимущества по сравнению с известным. Циркуляция продукта по длине ленточного шнека улучшает качество смешения и сглаживает пульсацию систем дозирования исходных компонентов. Дополнительные зазоры для циркуляции материала способствуют повышению .сдвиговых деформаций, а значит и качества смешения. Отсутствие развитой неочищаемой поверхности сердечника позволяет перерабатывать высоковязкие липкие продукты, склонные к адгезии, на металлических поверхностях. Взаимная самоочистка ленточного шнека, неподвижных корпуса и сердечника позволяет получить практически равномерный спектр времен пребывания частиц материала в смесителе, 0 Формула изобретения Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек, с числом заходов, кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной -их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнека, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества смешения материалов, витки нечетных заходов шнека в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной поверхностью сердечника, который установлен в корпусе неподвижно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 30-38. 2.Авторское свидетельство СССР , кл. О 29 F 3/00, 25.09.7 (прототип).

ЫЗ

5

. . . rs VrVvTt

(Jf: