Червячный смеситель для высоковязких материалов Советский патент 1982 года по МПК B29B1/10 B29F3/02 

(54) ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ВЫСОКОВЯЗКИХ Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использовано в химической промышленности, преимущественно для изготовления и переработки резиновых смесей. Известен червячный смеситель для переработки полимерных материалов, червяк которого имеет в винтовых каналах поперечные и продольные перегородки, образующие узел деления потока материала 1. Недостатками смесителя являются сложность в изготовлении червяка и больщое сопротивление перегородок движению обрабатываемого материала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является червячный смеситель для высоковязких материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и расположенный в нем многозаходный червяк с эксцентричной винтовой нарезкой со смещенными относительно друг друга эксцентриситетами поверхностей винтовых каналов и срезанныМАТЕРИАЛОВми верщинами витков на участках винтовых каналов с уменьшающейся глубиной 2J. В известном смесителе из-за того, что гребни (верщины) витков червяка на участках винтовых каналов с уменьшающейся глубиной срезаны со стороны выходного конца червяка, при вращении последнего обрабатываемый материал перетекает через витки со срезанными верщинами по направлению вращения червяка, вследствие чего внутренняя поверхность корпуса будет противодействовать перетеканию материала, снижая его скорость и, следовательно производительность и повышая разогрев материала, что может привести к его перегреву. Целью изобретения является повышение производительности смесителя и уменьщение разогрева обрабатываемого материала. Указанная цель достигается тем, что в червячном смесителе для высоковязких материалов, содержащем корпус с загрузочной воронкой и расположенный в нем многозаходный червяк с эксцентричной винтовой нарезкой со смещенными относительно друг друга эксцентриситетами поверхоностей винтовых каналов и срезанными вершинами витков на участках винтовых (каналов с уменьшающейся глубиной, срезы вершин витков- выполнены со стороны входного конца червяка. Благодаря такому выполнению при вращении червяка материал перетекает через витки со срезанными вершинами против направления вращения червяка, вследствие чего внутренняя поверхность корпуса способствует перетеканию материала, поэтому повысится скорость его течения и, следовательно, производительность и снизится разогрев материала. На фиг. 1 показан червячный смеситель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - развертка винтовой поверхности червяка со схемой пер мещения материала по винтовым его каналам (направление перемещения показано стрелками). Смеситель содержит корпус 1 с загрузочной воронкой 2 и трехзаходный червяк 3 с эксцентричной винтовой нарезкой, при этом каждый винтовой канал выполнен с эксцентриситетом t сердечника червяка. Сердечник червяка первого захода образован поверхностью радиуса RI, сердечник второго захода - поверхностью радиуса сердечник третьего захода - поверхностью радиуса Rj, а каждый заход смещен по фазе относительно других на 120°. Благодаря эксцентриситету сердечника глубина винтового канала в каждом заходе меняется на длину половины шага от максимальной до минимальной, а на другой половине шага - от л инимальной до максимальной, при этом максимумы и минимумы сечения винтового канала каждого захода отстоят от максимумов и минимумов винтового канала предыдущего захода на расстоянии 1/3 шага по оси червяка. В каждом заходе вершины витков, отделяющих убывающие по глубине винтовые каналы от возрастаюших по глубине винтовых каналов предыдущего захода, срезаны, например, на высоту,, равную минимальной глубине винтового канала, на участках, расположенных между минимальными сеч ниями каждого и предыдущего каналов. Червячный смеситель работает следующим образом. . Обрабатываемый материал, например резиновая смесь, попадает из загрузочной воронки 2 корпуса 1 в винтовые каналы I- III червяка 3. Часть материала, проходящего по винтовому каналу I, (см. фиг. 4), вследствие уменьшения после линии аб глубины, а следовательно, и объема винтового канала перетекает через виток со срезанной на участке вг вершиной в предыдущий канал III. Другая часть материала, продолжая движение по каналу I, перетекает через минимальное сечение дв в участок канала с увеличивающейся глубиной. Часть материала из канала I, попавшая вучасток канала III с увеличивающейся глубиной через виток вг, смешивается с частью материала, попавшего через минимальное сечение ге из участка канала III с уменьшающейся глубиной. Оба потока материала смешиваются и продолжают движение по каналу III к максимальному сечению жи канала. Начинающееся после линии жи уменьшение глубины канала приводит к тому, что часть материала перетекает через участок кл витка со срезанной вершиной в участок канала II с увеличивающейся глубиной, где смешивается с частью материала, попадающего сюда через минимальное сечение лм из участка канала II с уменьцгающейся глубиной, а другая часть материала канала III движется дальше по каналу, перетекая через минимальное сечение нк. Таким образом, в результате двукратного перехода материала через витки со срезанными вершинами вг и кл происходит смещение потоков материала, движущихся по трем каналам червяка I-III. Процесс смешения материала в других участках червяка происходит аналогично рассмотренному. Благодаря многократному делению и соединению потоков из разных винтовых каналов червяка происходит эффективное смешение частиц материала, а при перетекании материала через узкие зазоры над срезанными витками и в местах минимальных сечений винтовых каналов -интенсивное диспергирование материала. Вследствие того, что направление воздействия внутренней поверхности корпуса совпадает с направлением течения материала через зазоры над витками со срезанными вершинами и в минимальных сечениях винтовых каналов, материал быстрее уносится из этих зазоров что приводит к увеличению производительности и, кроме того, материал подвергается большим сдвиговым деформациям, что повышает интенсивность его обработки. Формула изобретения Червячный смеситель для высоковязких материалов, содержащий корпус с загрузочной воронкой и расположенный в нем многозаходный червяк с эксцентричной винтовой нарезкой со смещенными относительно друг друга эксцентриситетами поверхностей винтовых каналов и срезанными вершинами витков на участках винтовых каналов с уменьшающейся глубиной, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности смесителя и уменьшения разогрева обрабатываемого материала, срезы -.,„„., ноГконца червя Г ™Р Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СССР № 349145 кл. В 29 F 3/02, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР i. лвтирские свидетельство /l, 1973 (проТОТИП}.

Фиг. 2

Фиг. 5