CS204620B1 - Zařízeni pro mícháni a vytlačování vysoce vlekoznich látek - Google Patents

Description

Zařízeni pro mícháni a vytlačování vysoeavlekoznlch látek

Vynález ee týká zařízeni pro mícháni e vytlačováni vysoce vlskozních látek, použitelná zejména vSude tam, kde dochází ke emSSováni polymerů.

Dosud známá řešeni splňují v dostatečné míře vždy-jen jeden z obou základních požadavků, tj. bud míchání anebo vytlačováni směsi. Pro účely směSováni vysoce vlskozních látek exlstftje řade konvenčních a běžně vyráběných mlchadel. Efektivního míchání vysoce viskozníeh látek se dosahuje zejména pomoci míchacích elementů vytvarovaných do podoby ěroubovioe, které vyvolávají axiální pohyb směěovaných látek uvnitř válcové pracovní nádoby. Šroubovic· je bud vinuta podél vnitřních etěn pracovní nádoby, popř. je nasazena přímo na hřídeli, procházející středem válcové nádoby. Pro zdokonaleni promíchání eměsl lze použít 1 kombinace obou řeěenl.

Kvalitní promíchání zajiěťujl tedy relativně rozměrná míchadla, jejichž míchací elementy jsou pavaéa neumožňují uzpůsobení mlchadel pro vytlačeni zamíchané směsi. Pro vytlačování omést vysoce vlskozních látok existuji naproti tomu zařízeni založená na různých principech, nepř. na vytlačováni pomoci tlaku plynu, pomoeí pietu, který věak koná pouze vratný pohyb atd. Tato zařízeni, která umožňuji dokonalé nebo téměř dokonalé vytlačení aměel z pracovního válce, nejsou věek schopna zajistit současně i dokonalá promíchání směsí, vyjma případů e extrémně vysokými energetickými nároky, kdy joou zařízeni vytvoře204 620 :·2·

204 820 na tak, že uvnitř pracovní nádoby Je umístěn šnek, který umožňuje promícháni směsi a zároveň i Její vytlačováni. Z uvedeného vyplývá, že zařízeni bud nesplňuje dobře požadavky technologie, anebo nepracuje ekonomicky.

Popsaná nedostatky jsou naproti tomu odstraněny u zařízeni pro mícháni a vytlačováni vysoce vlekoznlch látek podle vynálezu, uspořádaného ve tvaru váloe, jehož podstata spočívá v tom, že ve vnitřním prostoru pracovního válce je vsuvně umístěn vytlačovacl piet na jedná straně pevně spojený s rotujícím hřídelem a na druhá straně opatřený nejméně dvěma míchacími elementy, uchycenými sklopně k nosným tyčím, která jeou vsuvně uloženy v tělese vytlačovaciho pistu a v průběhu míchací fáze se spodními konci opírají o opěrný nákružek, zatímco ve vytlačovacl fázi aa horními konci opírají o horní stěnu pracovního válce.

Výhodou uspořádáni podle vynálezu je, že kombinaci prvků míchacích zařízeni i vytlačovaclch zařízeni aa dosáhne ekonomického sladěni obou základních požadavků, tj. kvalitního a rychlého smísení vysoce vlekoznlch látek 1 dokonalého vytlačeni eměel. Dokonalého promícháni směsi je dosaženo tlm, že v pracovním prostoru zařízeni rotuji jednotlivá oddělené míchací elementy, které při evám pohybu opisuji dráhu ve tvaru ěroubovice, zatímco dokonalá vytlačeni eměel je umožněno tlm, že míchací elementy jeou provedeny jeko sklop né β Jeou uzpůsobeny k tomu, eby v průběhu zdvihu vytlačoveolho pletu, v okamžiku, kdy piet dosedne na horní stěnu pracovního válce ee postupně sklopily do Jedná roviny s vytlačovaclm plstem, popft. ee eklopl přímo v horní stěně pracovního válce. Je - 11 tato stěna opatřena vybráním ve tvaru mezikruží. Tohoto účinku ae dosahuje tlm, že Jednotlivá míchací elementy jsou upevněny k tyčím, která jsou vsuvně uloženy ve vytlačovaclm platu.

Pro méně viskózní kapaliny, např. látky do maximální hustoty 10.000 mPa »- a, je možno použit, zeřlzenl, u nlohž je dálka nosných tyči stejná. V případě vlče vlekoznlch látek Je výhodnější provedeni, v němž dálka noenýoh tyči je odstupňována tak, že jednotlivá míchací elementy Jsou ve fázi mlehánl umístěny nad sebou po celá výSce pracovního prostoru tak, aby každý jednotlivý míchací element pokrýval určitou čáet vnitřního prostoru pracovního válce.

Michael elementy jsou vytvořeny ve tvaru mezikruhových výseči, jejichž vnějěl průměr ve fázi vytlačováni směsi činí 0,99 až 0,95 vnitřního průměru pracovního váloo, zatímβο vnitřní průměr mezikruží 0,60 až 0,80 vnitřního průměru praoovnlho válce.

Aby nedocházelo k vytvářeni nežádouoloh nánosů na etěnéoh pracovního válce, Je totiž nutno, eby vnějěl průměr míchacích elementů ee oo nejvíce blížil vnitřnímu průměru pracovního váloe. Vnitřní průměr mezikruží ee naproti tomu vůli tak,aby plooha mezikruží byla stejná jako Volná střední ploché pracovního váloe, takže průtočná plocha pro prouděni eměel Ve araěsu odspodu nahoru je stojná jeko průtočná plocha pro prouděni směsi směrem dolů. Přitom vzestupný pohyb emšsi je vyvolán rotaci mlohecloh elementů,

Mloheel elementy jeou přitom k nosným tyčím upevněny pomoci otočných čepů a a rovinou horní stěny praoovnlho váloe svírají úhel v rozmezí 15° až 45°,

204 620

Pří eměěováni látek o vyšších vyekoiltáéh áč válí ΜΒβΒΐ FfWBt íš'° ČŽ 2Š®, při. čemž míohecí elčaenty se v danáé úhlu udržuji jčdwák báSáČÍ fřrdiiáý tiBÍSítíit fbi káíiOi nesně tyče e jednak odporem směšovaných látek j Úhel v rozmezí až 45° eé potom voli ý pří» padá méně viekoznieh kapalin.

Rotující vytlačovacl plet je přitom na Vnějším obvodu Silní plOčhý SfSšilIď VýBráhim ve tvaru mezikruží tak, že sklopná elementy ve fázi vytlačování SVSSS. íi» iéžikruhovóho vybráni čelní plochy vytlačovaciho pietu, Při áitéřlátivbiá prOváá®! Í6Šá být obdobné vybráni provedeno na vnějším obvodu horní stěny pračovniho válči tak, že sklopné míchací elementy ve fázi vytlačováni emisi zapadají do telili vybráni. 6bS áíternítivy vadou k tomu, že z vnitřního prostoru pracovního válce je Směs B81S žbýtfeď ^ytiČČéná.

Příkladné provedeni zařízeni pro míchání a Vytlačování ýýíMa VÍékožničh látek je blíži znázorněno na připojených výkresech kde obr. 1 přebHW&fl Svislý osový řéž zařízením vo fázi mícháni, kdy piet jo ve spodní krajní poloze, ofeř. 2 příčný řez pracovním válcem podle obr. 1 vo fázi mícháni, vedený rovinou A-A, obr. 3 detail uáhycenl míchacího elementu k nosné tyči e obr. 4 příčný řez pracovním válcem podle Čín·. 1 ve fázi vytlačováni, vedený rovinou B-B.

Zařízeni znázorněné na výkrese sestává z pracovního válce í 0 plochou horní stánou a z rotujícího vytlačovaciho pietu 4. Pracovní válec 1_ Je opatřen dvěáá plnicími otvory 9 pro přívod smššovaaých látek e jedním vyprazdňovacla otvorem 10, který slouží jednak k odvodu Již smíšené látky, jednak k odčerpáváni vzduchu při plnění pracovního válce látkami určenými ke smísení. Vytlačovacl piet 4 Je uváděn do rotačního pohybu pomocí hřídele 6 a po vnějším obvodu jo opatřen nosnými tyčemi 3. Nosné tyče 3 jsou ve Vytláčovaclá pletu 4 umístěny veuvně a během fáza mícháni jsou vysunuty až do maximální polohy, při níž Se spodními konci opírají o opěrný nákružak 5. Na nosných tyčích 3 jsou uloženy eklopné elementy 2, ktoré mají tvar výseče mezikruží. Při rotaci celé míchací Soustavy, tj. hřídele 6, vytlačovaciho pletu 4 nosných tyči 3 e míchačích elementů 2 dochází k intenzivnímu axiálnímu pohybu kapaliny ve vnitřním prostoru pracovního válce lák rychlá homogenizaci směšovaných komponent.

Míchací elementy 2 jaou k nosným tyčím 3 upevněny pomoci čepů 8. Úhel sklonu míchacích olomantfl 2 vůči rovině horní stěny pracovního válče 1 oč pohybuje v rozmezí 15° až 45°, a je určen jednak počtem míchacích elementů 2 v pracovním válči 1 á jednak typem zpracované látky. V závislosti ne rozpětí jednotlivých aloháČlch elementů 2 je určen počet nosných tyči 3 ukončený mlchecial elementy 2 i rozměr pracovního válce i, a to tak, že vnitřní výěka pracovního válce í ku vnitřnímu průměru pracovního válče 1 sá volí zpravidla v rozmezí 0,7 až 3:1.

Míchací elementy 2 jeou udržovány v potředném sklonu pomocí spirálové pružiny 7 a přirozeného odporu směšovaných látek vzhledem k tomu, že plochá áíčháčího álááántu 2 pod úrovni otočného čepu 8 ja větěí než praeovnl plocha míchacího elementu 2 nád úrovni čepu.

Míchání-a vytlačováni aměai v zařízeni podlá vynálezu přebíhá ěáržovitě. Pracovní

204 020 válec _1 sa plni otvory 9 směšovanými látkami za současného odsáváni vzduchu z vnitřního prostoru pracovního válce 1 pomoci vyprazdňovaciho otvoru 10, Do fáze mícháni Je zařízeni až po úpláém naplnění vnitřního prostoru pracovního válce jL, takže nedochází k nežádoucímu tvořeni vzduchových bublin v míchané směsi. Michael elementy 2'uváději vzhledem k různé dálce nosných tyči 3 a Jejich rovnoměrnému rozloženi celý obsah pracovního válce £ db intenzivního rotačního pohybu. Po zamícháni směsi dochází v dalál fázi k jejímu vytlačováni z vnitgniho prostoru pracovního válce 1_, přičemž míchací soustava pokračuje v rotačním pohybu. Míchací elementy 2 se ve fázi vytlačováni přitom postupně, vzhledem k odlišné dálce nosných tyči 3, sklápějí až do tvaru mszikružl, jehož vnějěl průměr tvoři 0,99 až 0,95 vnitřního průměru pracovního válce 1. a vnitřní průměr 0,60 až 0,80 vnitřního průměru pracovního válce i. Vybráni 11 v čelní stěně vytlačovacího pletu umožňuje, aby mezikružl tvořené mlobaolmi elementy 2 o stejné tloušťce a ělřce jako tloušťka a šířka vybráni 11, dosedlo ve fázi vytlačováni co nej těsněji na horní stěnu pracovního válce 1, a vytlačilo tak téměř beze zbytku směs z jeho vnitřního prostoru.

Zařízeni podle vynálezu je zejména vhodné pro použiti v lince na zpracováni tekutých kaučuků Jako domlehávael jednotka, určená pro smísení tekutého kaučuku ssíslťovacim Činidlem. V tomto případě ae ^edná o směšováni dvou vyeove viskoznlch látek, po němž bezprostředně následuje vytvořeni prostorových vazeb mezi řetězci polymerů, provázená po krátkém čaeovém odstupu ztrátou tekutosti a výrazným tuhnutím směsi. Účelem zařízení podle vynález zu je vytlačit pokud možno beze zbytku reagujíc! směs z prostoru pracovního válce dříve, než ee tato změna vlastnosti směsi projeví.

V níže uvedené tabulce jsou uvedeny příkladné parametry a dosahované hodnoty u zařízeni, určeného pro mlsaní cr vytlačováni tekutých kaučuků :

prso. objem otáček válce	1.000	cm3	frekvence otáček mích. systému	80 min“1
počet míchacích elementů	4		úhel sklonu mích. elementů
dynamická viskozita směsi	200	Pa.s	k horizontální rovině	20°
příkon epofř. pro mioháni	120	W	doba homogenizace směsi	1 min

ohřev veádky při míchání 6,5 °C

Claims (7)

1. Zařízeni pro mícháni a vytlačováni vysoce viskoznich látek va tvaru válce vyznačující se tim, že ve vnitřním prostoru válce je veuvně umístěn vytlačovací piet (4), na jedné βtraně pevně spojený β rotujícím hřídelem (6) e na druhé straně opatřený nejméně dvěma míchacími elementy (2), uchycenými sklopně k nosným tyčím (3), které jsou vsuvně uloženy v tělese vytlačovacího pistu (4) a v průběhu fáze mícháni ae spodními konci opírají o opěrný nákružek (5), zatímco ve fázi vytlačováni se horními konci opírají o horní stěnu pracovního válce (1).

204 020

2. Zařízeni podle bodu 1, vyznačující se tím, že délka nosných týčí (3) je stejná.

3. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že délka nosných tyči (3) Je po délce pracovního válce odstupňována.

4. Zařízeni podle bodů l ež 3, vyznačující se tim, že míchací elementy (2) mají tvar výseče mezikruži, jehož vnější průměr Činí 0,99 - 0,95 vnitřního průměru pracovního válce (1), zatímco vnitřní průměr 0,60 - 0,80 vnitřního průměru pracovního válce (1).

5. Zařízeni podle bodů i ež 4, vyznačující ee tím, že míchací elementy (2) jsou upevněny k nosným tyčím (3) pomoci otočných čepů (8) a s rovinou horní stěny pracovního válce (1) svírají úhel v rozmezí 15° - 45° .

6. Zařízeni podle bodů 1 aí 5, vyznačující se tím, že vytláčovecí píst (4) je na vnějším obvodu čelní plochy opatřen vybráním (11) ve tvaru mezikruži, jehož šířka e výška jeou shodné nebo větší než šířka a výška míchacích elementů (2).

7. Zařízení podle bodů i až 5, vyznačující se tim, že horní stěna pracovního válce (1) je na vnějším obvodu opatřena vybráním ve tvaru mezikruži, jehož šířka a výška jsou stejné nebo větší než šířka a výška míchacích elementů (2).