CZ358697A3 - Vnitřní mixér a způsob jeho provozování - Google Patents

Vnitřní mixér a způsob jeho provozování Download PDF

Info

Publication number
CZ358697A3
CZ358697A3 CZ973586A CZ358697A CZ358697A3 CZ 358697 A3 CZ358697 A3 CZ 358697A3 CZ 973586 A CZ973586 A CZ 973586A CZ 358697 A CZ358697 A CZ 358697A CZ 358697 A3 CZ358697 A3 CZ 358697A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
rotor
rotors
chamber
mixing
edges
Prior art date
Application number
CZ973586A
Other languages
English (en)
Inventor
Christopher John Brown
Original Assignee
Francis Shaw & Company (Manchester) Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Francis Shaw & Company (Manchester) Limited filed Critical Francis Shaw & Company (Manchester) Limited
Publication of CZ358697A3 publication Critical patent/CZ358697A3/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/20Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • B29B7/186Rotors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Description

Vnitřní mixér óU 2-pU/feob jek© ^Γονοχονεν'Μζ
Oblast techniky
Předložený vynález se týká vnitřních mixérů, které se používají pro mixování dávek směsi obsahující různé složky, které se musí dohromady rozmixovat, aby se vytvořila homogenizovaná směs.
Dosavadní stav techniky
Běžně se např. v gumárenském průmyslu a průmyslu na výrobu plastických hmot používají různé konstrukce vnitřních mixérů k výrobě směsí pro Široký rozsah výrobků, například pneumatik, plastických hmot pro elektrickou izolaci a pod. V takovýchto mixérech, se směs jako j e guma, plnivo.
ztužovádia.
přísady a pod. dáváj í do mixovací komory vstupním kanálem vedoucím do otvoru ve sténé komory. Uvnitř komory se otáčí ne jméně jeden rotor, který je opatřen výstupky, vyčnívajícími směrem k vnitřní stěně komory.
Rotor má řadu funkcí. Za prvé, sypké materiály, např. velké kusy gumy, musejí být zataženy do komory a rozděleny na malé kousky nebo alespoň přetvořeny. Za druhé, teplota materiálu uvnitř komory musí být zvýěena za použití napětí a namáhání.
·♦ ·· ·· · «· ·· • · · · · · · · · · · • · · · · · · · · · · • · · · · · · · · · · · · ·♦···· · · · ·«·· ·· ·>· ··« »· ··
Zvýšení teploty je v první řadě výsledkem napětí působícího na materiál stykem s vnitřními plochami mixéru, t j. plochami stěn komory a každého rotoru. Hlavní kritéria pro vyvolám! mapětí jsou za prvé ta, že materiál je ve styku s plochami stroje a za druhé že, existuje relativní pohyb mezi materiálem a plochami. Za třetí. jednotlivé složky musí být rozdělovány po celém objemu komory tak, aby se dosáhlo jemné rozdělení různých příměsí. Například, aglomeráty plniva musí být dispergrovány a rozbity na požadovanou jemnou velikost částic a potom rozptýleny do celého objemu směsi v mixéru. Za čtvrté, mixovaná směs musí být pláštiíikována, aby se docílily požadované konečné reologrické vlastnosti. Konečně, celá úplně rozmixovaná směs se musí z mixéru vyprázdnit vyprazdífovacím otvorem, který je možno otevřít ve stěně komory.
Tím, že musí mixér během mixovací operace jedné dávky splnit různé funkce a tím. Že se vlastností mixovaných materiálů během průběhu mixování dávky mění, musí být konstrukce vnitřních mixérů taková, aby se dosáhl přiměřený výkon ve všech fázích mixovací operace. Proto je vždy nutné udělat u určitých znaků vnitřního mixéru ústupky, aby byl jisté, že je výkon pořád ještě přijatelný. Například v gumárenském průmyslu se běžně používají vnitřní mixéry s blokovanými rotory. V takových mixérech jsou v jedné komoře uspořádány vedle sebe dva rotory s rovnoběžnými osami otáčení. Rotory jsou opatřeny výstupky nebo špalíky • 9
9 « ·
uloženými na vpodstatě válcovém hřídeli.a radiálně vnější konec Špalíku jednoho rotoru vyčnívá až do malé vzdálenosti od sousední vnitřní stěny vnitřního prostoru a až do malé vzdálenosti od povrchu hřídele druhého rotoru. Otáčení obou rotorů je synchronizováno, aby bylo jisté, že špalíky na jednom rotoru se nedostanou do styku se špalíky druhého rotoru. U mixéru s blokovaným rotorem tohoto typu má mixovací operace jedné dávky tři samostatné fáze. Za prvé, rotory slouží k zatažení materiálů do vnitřního prostoru, k rozdělení materiálu po celé komoře a k plastifikaci materiálů pomocí působení napětí vznikajícího mezi rotory. Za druhé, materiál se ohřeje a změkne, začne protékat přes radiální vnější okraje špalíků, tj. mezerami mezi špalíky a stěnami komory. Vzhledem k délce a šířce této mezery, materiál je vystaven podstatným tažným a střihovým napětím a tím se dosáhne dobrá disperze, přičemž uspořádání špalíků na rotoru způsobuje stupeří cirkulačního proudění uvnitř komory a tím napomáhá k distributivnímu míšení. Za třetí, rotory slouží k tlačení směsi směrem dolů a ven odváděcím otvorem, jsou-li vy prazdří ovací dvířka na konci mixovacího cyklu otevřena.
Uspořádání špalíků na rotorech vnitřního mixéru s blokovanými rotory bylo vyvíjeno po mnoho let. Komstrukce, která se v současné době používá je popsána v evropském patentu 0170397. U této konstrukce jsou rotory odděleny mezerou, která je tak velká, aby byl k dispozici dostatečný prostor pro poměrně snadné zatažení materiálu, ale který je tak malý, aby bylo zajištěno, že na materiál mohou působit přiměřená tažná a střižná napětí a že nastane přiměřená rychlost deformace pro dosažení
V disperzního míšení jeho složek. Cím je větší rotorová mezera, tím je větší vtahování, ale menší disperze. Proto zvolení rotorové mezery musí být kompromis šplhující příslušné požadavky. Je také nutno přizpůsobit způsob operace stroje určitému stádiu mixovacího cyklu, např. aby byly vzaty v úvahu fyzikální a chemické podmínky materiálu. Ty mohou zahrnovat změny rychlosti otáčení, tlak kterým je vtahovaný materiál tlačen do vstupního otvoru komory, teplotu směsi a čas po který je směs zpracovávána. Ž těchto proměnných je obvykle nejpodstatnější řízení teploty. Je proto nutné konstruovat vnitřní mixér tak, aby bylo zajišt-ěno, že požadované úrovně tažných a střihových napětí, deformace a teplota se dosáhnou ve všech stádiích cyklu při minimálních časových cyklech. Za předpokladu, že se mění reologické vlastnosti směsi během cyklu, tyto faktory nemohou být okamžitě optimalizovány během všech částí cyklu. Proto konstrukce současných vnitřních mixérů představuje soubor pečlivě stanovených kompromisů.
Známé vnitřní mixéry jsou obvykle během normálního mixovacího procesu poháněny v jednom směru. U mixérů se dvěma proti sobě se otáčejícími rotory jsou vodící okraje dvou rotorů geometricky vpodstatě identické. Proto každý rotor podrobí míšený materiál stejné mixovací činnosti. Má se za to, že za některých okolností je možné měnit směr otáčení rotoru, aby se usnadnilo uvolnění zaseknutých rotorů, ale není možno věřit tomu, že by vnitřní mixéry někdy pracovaly v normálním mixovacím cyklu, který obsahuje během procesu míšení jedné dávky fázi, při které by se měnil směr otáčení rotorů.
Úkolem vynálezu je vytvořit zdokonalený vnitřní mixér.
Podstata vynálezu
Podstata vnitřního mixéru sestávajícího z nejméně jednoho rotoru uloženého otočně okolo předem stanovené osy uvnitř mixovací komory, nejméně jednoho výstupku upevněného na jednom nebo více rotorech a vyčnívajícího směrem k vnitřní stěně komory a prostředků pro otáčení každého rotoru okolo jeho osy podle předloženého vynálezu spočívá v tom, že nejméně jeden rotor je opatřen vyčnívajícími hranami majícími různé geometrie a otáčejícími se tak, aby tyto hrany byly vodící hrany alespoň v části mixovacího cyklu, přičemž materiál uvnitř komory je vystaven různým účinkům mixování způsobeným hranami různých geometrií. V jednom provedení předloženého vynálezu otáčecí prostředky otáčejí rotorem nebo všemi rotory stejným směrem okolo jejich os a každý výstupek je vytvořen tak, aby tvary jejich vodících a vlečných hran byly různé, přičemž účinky mixování.
9 kterým je materiál uvnitř komory vystaven byly funkcí směru otáčení rotoru.
Podstatou vynálezu je také způsob provozování vnitřního mixéru sestávajícího z nejméně jednoho rotoru uloženého otočně okolo předem stanovené osy uvnitř komory a nejméně jednoho výstupku upevněného na rotoru a vyčnívájícícho směrem k vnitřní stěně komory, každý výstupek je vytvořen tak, aby tvary jeho vodících a vlečných hran byly různé, přičemž dávka materiálu se přivádí do dutého prostoru, rotor nebo každý rotor se otáčí prvním směrem, aby byl materiál vystaven prvnímu mixovacímu programu, při kterém je účinek mixování přísluSný jeho počátečním podmínkám a směr otáčení rotoru nebo každého rotoru se změnil alespoň jednou, aby se materiál vystavil nejméně jednomu dalŠímu mixovacímu programu, při kterém je účinek mixování přísluSný podmínkám materiálu po dokončení prvního mixovacího programu.
U jiného provedení předloženého vynálezu je nejméně jeden rotor opatřen nejméně dvěma výstupky, každý rotor se otáčí pouze jedním směrem během mixovacího cyklu, vodící hrana nejméně jednoho výstupku je poměrně strmá, aby uchopila vtahovaný materiál a vtahovala ho do komory a vodící hrana nejméně jednoho výstupku je poměrně méně strmá, aby pomáhala proudění materiálu přes radiální vnějSí plochu výstupků.
• · φφ ·· « φφ φφ • ♦ · φφφφ « φ φ * φ «· φ · · · · · · · • · Φ·· · · ί> φφφφ φ »»··♦« «φφ *·»· «· «· ··· φφ φφ
- 7 Předložený vynález je založen na skutečnosti, že ve vnitřním mixéru je to vodící hrana výstupku, která zásadně určuje mixovací činnost, které je materiál uvnitř komory podroben. Tak uspořádáním rotoru, aby byl reversibilní a měnil směr otáčení rotru během míšení jedné dávky, zlepšené provedení lze dosáhnout konstrukcí vodící hrany výstupků při rotor otáčení jedním směrem, aby byla přiměřená pro podmínky materiálů v jednom stádiu mixovacího cyklu a konstrukcí vodící hrany výstupků při otáčení rotoru v opačném směru, aby byla přiměřena podmínkám mixovaného materiálu v jiném stádiu mixovacího cyklu. Jindy, u zařízení s dvojitým rotorem, u kterého se rotory otáčejí jenom v jednom směru během celého mixovacího cyklu, jeden rotor má vodící hranu, která zajišťuje rychlé vtahování materiálu na začátku mixovacího cyklu a vodící hrana druhého rotoru je přizpůsobena dalšímu stádiu ve stejném mixovacím cyklu.
V zařízení s proměnným směrem otáčení, může být směr otáčení měněn dvakrát nebo i vícekrát během cyklu jedné dávky, například aby pomáhal vypouštění materiálu nebo aby zajišťoval dobrou dispersi/rozdělování přísad přidávaných do směsi během mixovacího cyklu. Tak může konstruktér vytvořit vnitřní mixér s charakteristikami, které by podle známého stavu techniky vyžadovaly dva samostatné mixéry použité k postupnému zpracování jedné dávky.
První hrana každého výstupku, která je vodící hranou při otáčení rotoru v jednom směru, může být poměrně strmá, aby sevřela materiál a tím vtahovala materiál do komory, přičemž druhá hrana každého výstupku, která je vodící hranou při otáčení rotoru v druhém směru je méně strmá, aby pomáhala materiálu proudit přes radiální vnitřní plochu výstupku a tím se vytvořilo optimální tažné proudění do mezery a smykové proudění uvnitř mezery. První hrana je vodící hrana během počátečního vtahování materiálu a plastiíikace a druhá hrana je vodící hrana během následujícího stádia v mixovacím cyklu. Bylo by samozřejmé možné v prvním stádiu mixovacího cyklu opět změnit směr otáčení rotoru.
První hrana může být skloněna v úhlu menším než 45° k poloměru vedenému od osy otáčení. Cím je úhel menší , tím je strmější plocha výstupku postupující směrem k míšenému materiálu. Tato strmá hrana může být opatřena podříznutím, aby dobře uchopila vstupující materiál a dále může mít ostré rohy, aby napomáhala rozdrcení vstupujícího materiálu.
Každý výstupek může být opatřen vroubkováním a prohlubněmi, které jsou zešikmeny v šroubovicovém, axiálním nebo obvodovém směru, aby se zlepšilo rozdělování materiálu. Je nutno poznamenat, že oproti mixérům podle známého stavu techniky.
které se během mixovacího cyklu otáčejí pouze v jednom směru by 1 o by podle předloženého vynálezu možné vytvořit výstupky definující prostory, které jsou mrtvé' to znamená které se proudem « · · materiálu uvnitř mixéru nevyprázdní, pokud se rotor otáčí pouze jedním směrem, avšak tyto oblasti se vyprázdní změní-li se směr otáčení.
Předložený vynález je vhodný pro řadu konstrukcí vnitřních mixérů, ale zejména je vhodný pro mixéry mající dva rotory umístěné tak, že mají mezi sebou, pod vstupním otvorem materiálu a nad výstupním otvorem mezeru a mixéry, které mají opěrné blokovací výstupky rotoru tvarované tak, že vodící hrany výstupků, otáčí-li se rotory tak, aby se výstupky pohybovaly dolů, uchopí přiváděný materiál v mezeře a že vodící hrany výstupků otáčejí-1i se rotory tak, aby se výstupky pohybovaly nahoru tlačí materiál v mezeře proti vnitřní stěně komory.
Přehled obrázků na výkrese
Příkladné provedení vnitřního mixéru podle předloženého vynálezu je znázorněno na připojených výkresech, kde obr.1 znázorňuje pohled shora na dvourotorový běžný vnitřní mixér, u kterého jsou oba rotory umístěny v komoře vedle sebe, obr.2 je řez z obr.l, obr.3 je řez odpovídající řezu z obr.2 znázorňující vtahování mixovaného materiálu, obr.4 znázorňuje pozdější stádium mixovacího procesu znázorněného na obr.3, obr.5 je konstrukce dalšího provedení vnitřního mixéru obvyklého tvaru, obr.6 je podobný obr.2, ale znázorňuje úpravy řezu rotoru provedené podle • · předloženého vynálezu, a obr.7 znázorňuje řez rotory reverzibilniho mixéru, u kterého jsou oba rotory upraveny stejným způsobem jako rotor z obr.6, obr.8 a 9 schematicky znázorňují úpravu, která se může provést na rotoru podle předloženého vynálezu a obr.10 znázorňuje řez rotory mixéru, u kterého se oba rotora otáčí pouze jedním směrem, ale rotory jsou upraveny různými způsoby tak, aby podrobily materiál uvnitř komory různým mixovacím činnostem.
Příklady provedení vynálezu
Obvyklý vnitřní mixér znázorněný na obr. 1 a 2 je vyroben přihlašovatelem a prodáván jako vnitřní mixér Intermix. Znázorněný mixér sestává ze skříně, obsahující vnitřní stěnu X uvnitř které jsou uloženy rotory 2 a 3. Rotor 2 je uložen na hřídeli 4 a při provozu se otáčí ve směru šipky 5.. Rotor 3 je uložen na hřídeli 4 a otáčí se ve směru šipky 6. Rotor 2 má válcovou vnější plochu, ze které vyčnívají výstupky 7.8 a 9 směrem ke stěně X- Na rotoru 3. jsou upevněny výstupky 10, IX a 12, které také vyčnívají směrem ke stěně X. Výstupky 7 a 10 jsou ve tvaru části šroubovíce a rotory jsou uspořádány tak, aby byl při otáčení obou rotorů výstupek 7 zasouván do prostoru mezi výstupky 11 a 12 a výstupek 10 do prostoru mezi dvěma výstupky 8 a 9.. Tak výstupky obou rotorů jsou zablokovány a tyto mixéry jsou označovány jako mixéry s blokovanými rotory. V mezeře mezi dvěma rotory je malá vůle mezi radiálně vnějšími výstupky na jednom rotoru a sousední válcovou plochou druhého rotoru.
Výstupky 10 mají vodící hranu 13, která svírá úhel 14 okolo 53° s poloměrem vedeným od osy otáčení rotoru. Stejný výstupek má vlečnou hranu 1.5, která svírá úhe 1 16 s poloměrem. Uhly 14 a 16 jsou vpodstatě stejné. Podobně výstupek 11 má vodící hranu 17 svírající úhel 18 okolo 47° a vlečnou hranu 19 svírající úhel 20, který je vpodstatě stejný jako úhel 18. Tak tvar vodící hrany každého výstupku je vpodstatě stejný jako tvar vlečné hrany každého výstupku. Tvar není vždy totožný a u některých forem interního mixéru Intermix vyrobeného přihlašovatelem jsou malé rozdíly mezi tvary vodících a vlečných hran jak je zřejmé z evropské patentové přihlášky 0 170 397. Tyto rozdíly mezi tvarem vodící a vlečné hrany jsou však poměrně malé a týkají se obvykle hladkého proudění materiálu přes výstupky v oblastech vedle axiálních konců rotorů.
Skřiti je opatřena vstupním otvorem 21, ve kterém je posuvně zasunut píst 22. Skřiti také obsahuje výstupní otvor ležící pod mezerou mezi rotory. Výstupní otvor je nyní znázorněn na obr. Ia2, ale je nutno poznamenat, že obsahuje dvířka, která jsou normálně upevněna ve své poloze a mohou se při vypouštění dávky mixovaného materiálu z komory otvírat.
· ♦
Obr. 3 znázorňuje postup směsi z obr. 1 a 2, když se dávka surového polymeru vtahuje. Polymer se obvykle přivádí v poměrně velkých kusech a musí se rozbít uvnitř mixéru. Přiváděný materiál se může tlačit dolů pístem do mezery rotorů a materiál se postupně vtahuje do mixovací komory úzkou mezerou mezi rotory. Mezera mezi rotory a stupeři, na který má být vtahovaný materiál rozbit, rotory, podstatně ovlivňuje rychlost kterou má být materiál vtahován.
Obr. 4 znázorňuje rozmístění míšeného materiálu krátce před koncem zpracování dávky materiálu. Je zřejmé, že píst se posunul do značně nižší polohy ve srovnání s obr. 3 a materiál nyní prochází přes radiálně vnější plochy výstupku. Materiál je také zpracováván mezi rotory. Reologické podmínky uvnitř komory jsou jasně úplně jiné na začátku zpracování dávky jak je znázorněno na obr. 3 a na konci zpracování stejné dávky jak je znázorněno na
obr. 4. Na začátku procesu je výhodné rozšířit mezeru mezi
rotory, aby se urychlilo vtahování a zvýšil se užitný objem
mixéru. Avšak mezera nemůže být příliš velká, mají-li být
mixované materiály příslušně namáhány a rozdělovány. Na konci
procesu. když je mixovaný materiál teplý a poměrně měkký, je
žádoucí, aby byl materiál tlačen mezi radiálně vnější plochy
výstupků a stěnu komory tak, aby byla zajištěna přiměřená tažná
srnyková napětí a rychlost deformace k získání disperzivního
mixování složek. Prot-itlak výstupků je částečně funkcí strmosti
♦ · · * ·· • · · · • 9 · ·ί ♦9» »· •* ♦· •ι · vodící hrany výstupků. Jak materiál měkne, je potřeba aby se množství materiálu cirkulujícího mezi šroubovícovými výstupky, spíše než tlačeného přes radiálně vnější plochu těchto výstupků, zmenšovalo a proto v dalších stádiích mixovacího procesu je potřeba udělat vodící hrany výstupků méně strmé, aby se pomohlo tomu, že přes radiálně vnější hrany výstupků prochází více materiálu a tím vznikne podstatné tažné napětí a smykové napětí materiálu. Měnící se reologické vlastnosti mixovaného materiálu proto nutí konstruktéra mixéru při tvarování rotorů přijmout celou řadu kompromisů. Vodící hrany výstupků nejsou tak strmé jak by bylo ideální pro počáteční fázi mixovacího procesu pro vtahování a rozdělování, ale strmější než by bylo potřeba pro konečné stádium procesu pro disperzi.
S problémy detailní konstrukce rotoru spojené s blokováním rotorových mixérů typu znázorněného na obr. 1 až 4 se setkáváme u ostatních mixérů, např.u mixéru typu Banbury, schematicky znázorněného na obr. 5. V mixéru se rotor 23 otáčí okolo osy 24 v komoře ,25. Mixovaný materiál 26 je zachycen mezi stěnou komory a rotorem a následkem toho je materiál rozmazáván o stěnu komory. Mění-li se reologické vlastnosti mixovaného materiálu v čase vlivem ohřívání a plastiíikace, je profil rotoru opět kompromisem, úhel mezi plochou rotoru vedle stěny komory a stěnou jako takovou je dostatečně velký , aby bylo zajištěno, že čerstvá dávka materiálu může být vtažena, ale dostatečně malý, aby bylo ·· ·♦ ·· 4 4444 • 44 · 4 4 4 4 444 • 444 4 4 4 · 944 • · · 4 · 4 « r · · 4 ·4
4 4 4 4 4«··
4444 44 ·· ··· 444« zajištěno, že změklý materiál je přiměřeně namáhán. Opět se u vnitřních mixérů typu znázorněného na obr. 5, rotor otáčí pouze jedním směrem a nemá žádné podstatné rozdíly mezi tvarem plochy rotoru stejně tak jako mezi stranami této plochy, které jsou proti proudu a po proudu.
Je známé vytvořit vnitřní mixér typu znázorněného na obr.
až 4 s reverzibilním motorem, aby mohly být rotory poháněny opačným směrem a pomohlo se tak uvolnění uváznutého mixéru. Avšak nebyly provedeny žádné návrhy na pohánění rotorů vnitřního mixéru v obou směrech během normálního cyklu mixovacího procesu.
Předložený vynález se opírá o skutečnost, že rotor může být konstruován tak, aby se vytvořil první soubor podmínek uvnitř mixovací komory při otáčení jedním směrem a druhý soubor podmínek při pohánění opačným směrem. Tvarováním obvodových stran výstupků určitým způsobem, lze zkonstruovat rotor, který má takový výkon, který by se dosáhl postupným použitím samostatného prvního a druhého mixéru, přičemž první mixér by byl konstruován k optimalizaci výkonu v první íázi mixování dávky a druhý mixér by byl konstruován k optimalizaci výkonu pro dokončení procesu. Všechno co je potřeba k uvedení vynálezu do praxe je rekonstrukce obvodových ploch výstupků a stanovení poháněcího mechanizmu, který je schopen pohánět rotory v obou směrech po podstatně dlouhou dobu mixovacího cyklu.
• * · ♦ · · • A · ♦ · • ··♦ · · • · · · ♦ ·
- 15 Na obr. 6 je znázorněn rotor upravený podle předloženého vynálezu a obr. 7 znázorňuje řez dvěma rotory zařízení, ve kterém má každý rotor stejnou konfiguraci jako na obr. 6. Obecná konstrukce rotoru podle obr. 6 je totožná s konstrukcí rotoru znázorněného na levé straně obr. 2 až 4, ale je patrno, že hrany ležící proti směru výstupků, otáčí—li se rotor ve směru šipky 27 jsou vytvořeny mnohem strmější, zatímco hrany po směru výstupků, otáčí-li se rotor ve směru šipky 28 jsou vytvořeny méně strmé. Tvar ploch před úpravou podle předloženého vynálezu jsu označeny na obr. 6 čárkovanými čarami 29. Úpravou rotoru z obr. 6 a stejnými úpravami rotoru ležícího na pravé straně na obr. 2 až 4, aby se vytvořilo uspořádání znázorněné na obr- 7 a docílením změny směru otáčení rotorů ve vhodné době, se dosáhne řada výhod.
Za prvé, zvýšením strmosti vodící hrany výstupků při otáčení ve směru šipky 27, může být materiál uvnitř mixéru mnohem lépe uchopen rotory a tím se zlepší vtahování, doprava materiálu uvnitř komory a vytlačování materiálu z komory. Zejména se zvýší rychlost vtahování a mezera mezi rotory se může zvětšit, aby se dále zlepšila rychlost vtahování a vytlačování a zvýšil se užitný objem mixéru. Za druhé, zmenšením strmosti vodících hran výstupků při otáčení ve směru šipky .£8, je více materiálu vystaveno vysokému napětí a namáhání.
Obr. 8 znázorňuje jednu jednoduchou úpravu výstupku, kterou lze udělat podle předloženého vynálezu. Aby byl obrázek • · zjednodušen, výstupky mají narovnané zakřivení válcové vnější plochy hlavního tělesa rotoru. Plná čára na obr. 8 představuje tvar výstupků obvyklého mixovacího zařízení znázporněného na obr. 2 až 4, zatímco čárkovaná čára znázorňuje tvar výstupku upraveného podle předloženého vynálezu. Šipka 30 označuje pohyb výstupku během počáteční íáze mixovacího procesu, při kterém poměrně příkrá vodiči hrana umožňuje přiváděný materiál dobře uchopit a tlačit dovnitř komory. Šipka 31 označuje směr pohybu výstupku po změně otáčení pohonu mixéru tak, aby lehce sešikmená vodící hrana výstupku napomáhala materiálu postupovat nahoru po této vodící hraně a přes horní část výstupku a během toho je materiál vystaven vysokému napětí.
Obr. 9 znázorňuje ještě jinou konfiguraci upraveného výstupku pro použití v jednom provedení podle předloženého vynálezu. Opět čárkovaná čára označuje tvar upraveného výstupku, přičemž plná čára označuje standardní tvar. Je zřejmé, že vodící hrana (ve směru šipky 30) je podříznuta tak, aby vytvořila bezpečné uchopení materiálu během íáze vtahování. Opět vodící hrana (ve směru šipky 31) je poměrně lehce skloněná tak, aby se dosáhlo tažného proudění uvnitř vodící a rozbíhající se mezery a aby se napomohlo materiálu proudit na radiálně vnější plochu výstupku. Může se stát, že podříznutý tvar znázorněný na obr. 9 vyústí v mrtvý nebo stojatý” prostor, který by nebyl dostatečně vyprázdněn, pokud by se rotor pořád otáčel ve směru šipky 31. To však nemusí být problém, protože se během dokončovacích stádií mixovacího cyklu rotor otáčí ve směru, který vylučuje vznik mrtvých prostorů. Například, během počátečního vtahovací fáze by se mohl výstupek pohybovat ve směru šipky 30, směr otáčení rotoru by se pak mohl změnit až těsně před dokončení mixovacího cyklu a vyprazdňovací část cyklu by se mohla uskutečnit po další změně směru otáčení rotorů tak, aby se během vyprazdňovací fáze výstupky pohybovaly ve směru šipky 30.
Je nutno poznamenat, že navíc k ovládání směru otáčení rotorů, může být mixovací cyklus také řizen nastavením rychlosti otáčení, tlakem pístu, chladící teplotou a trváním mixovacího cyklu. Provedení předloženého vynálezu znázorněného na obr. 6 až 9, navržením změny směru otáčení rotorů ve spojení s úpravou tvaru výstupků rotoru, dává další proměnnou, kterou je možno použít pro řízení mixovacího cyklu. Rotory mohou být konstruovány k optimalizaci vtahování, rozdělování a vyprazdňování zatímco rotory pracují v jednom směru ( dolů v mezerou) a k optimalizaci disperze a plastifikace, zatímco se rotory otáčí v opačném směru (nahoru mezerou).
Poměrně příkré hrany výstupků mohou být znaky dané plochy, kterou se zlepší uchopení materiálu během vtahovací íáze. Jak je znázorněno na obr.9, může se provést podříznutí, ale jsou možné i jiné alternativy, například vytvoření ostrých rohů na hranách • · 00 ·· 9 9999
999 0 0 0·0900 ·♦· 9 9 · 9 000
090 9 9 9 90999 • 99900 9 99
9909 99 90 000 0000
- 18 výstupků. Dále, plochy výstupků a rotoru mezi výstupky mohou být opatřeny zoubkováním a prohlubněmi, které jsou skloněny ve šroubovici, axiálními nebo obvodovými směry. Ke stanovení optimální konfigurace je potřeba udělat zkoušky.
V mixéru s dvěma rotory, otáčejími se proti sobě, během vtahovací fáze se vytváří vysoký tlak nad mezerou mezi rotory a pod pístem. Změní—li se směr otáčení rotorů, vysoký tlak se vytvoří pod mezerou v oblasti pod mezerou v oblasti výpustních dvířek komory. Výpustní dvířka jsou ve své poloze upevněna a tak slouží jako vysokotlaký píst, který zajišťuje, že mixovaný materiál je vystaven vysokému napětí.
Koncepce změny otáčení rotoru spolu se změnami ploch výstupků vytváří mimořádnou řídící proměnnou, kterou lze využít například k dosažení kratších časů pracovního cyklu a/nebo větší mixovací kapacity jako výsledku těsnějšího vztahu mezi tvarem a zvláštními pracovními potřebami.
Jiné provedení vynálezu je znázorněno na obr. 10. Toto provedení sestává z proti sobě se otáčejících rotorů 32 a 33. ale rotory se otáčejí pouze jedním směrem označením šipkou 34. Vodící hrany 35 a 36 výstupky rotoru 32 byly vytvořeny poměrně méně strmé změnou tvaru, který se liší od tvaru znázorněného čárkovaně. Vlečné hrany 37 a 38 jsou obvyklého tvaru, • · odpovídajícího tvarům znázorněným obr. 3 a 4 na rozdíl od toho, vodící hrany 39., 40 výstupků na rotoru 33 byly provedeny méně strměji změnou tvaru, který se liší od tvaru označeného čárkovaně. Vodící hrany 41 a 42 jsou obvyklého tvaru.
V provedení obr.10, poměrně strmé vodící hrany 35, 36 výstupků rotoru 32 zajišťují rychlé vtahování materiálu do mixéru. Vodící hrany 39., 40 výstupků rotoru 33. pak zajišťují, že materiál je vystaven vysokému napětí a namáhání.

Claims (9)

P ATENTOVÉ NÁROKY
1. Způsob provozování vnitřního mixéru sestávajícího z nejméně jednoho rotoru uloženého otočně okolo předem stanovené osy uvnitř mixovací komory, nejméně jednoho výstupku upevněného na jednom nebo každém rotoru a vyčnívajícího směremk vnitřní stěně komory a prostředků pro otáčení jednoho nebo všech rotorů okolo jejich osy, nejméně jeden rotor je opatřen výstupky různých geometrií vyznačený tím, že nejméně jeden rotor se otáčí prvním směrem během části mixovacího cyklu a v opačném drhém směru během další části mixovacího cyklu, přičemž materiál uvnitř komory je podroben různým mixovacím činnostem hranami různých geometrií následkem změny směru otáčení nejméně jednoho rotoru.
2. Způsob podle nároku Ivyznačený tím, že první hrana jednoho nebo všech výstupků, která je vodící hranou při otáčení rotoru v jednom směru je poměrně strmá, aby uchopila vtahovaný materiál a tím se materiál vtahoval do komory a druhá hrana jednoho nebo každého výstupku, která je vodící hranou při otáčení rotoru v jiném směru je poměrně méně strmá, aby pomáhala materiálu proudit přes radiálně vnější plochu výstupku.
3. Způsob podle nároku 2 vyznačený tím, že první vodící hrana je skloněna v úhlu menším než 45° k poloměru vedeným od osy otáčení.
• · „ZMĚNĚNÝ UST
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3 vyznačený tím, že první vodící hrana je podříznuta.
5. Způsob podle nároku 2, 3 nebo 4vyznačený tím, že vodící hrana je opatřena nejméně jedním ostrým rohem.
6, 7, 8, 9 nebo 10 připojených výkresů.
·· • ·
- 22 „ZMĚNĚNÝ LIST’
6. Způsob podle jednoho z nároků 2 až 5 sestávající ze dvou rotorů umístěných s mezerou mezi rotory pod vstupním otvorem materiálu a nad výstupním otvorem materiálu, na rotoru jsou jsou uložany blokovací výstupky tvarované tak, aby vodící hrany výstupků, otáčí-li se rotory ták, aby se výstupky pohybovaly dolů v mezeře a uchopily materiál přiváděný vstupním otvorem a tak, aby vodící hrany výstupků, otáčí—li se rotory tak, aby se výstupky pohybovaly směrem nahoru v mezeře a tlačily materiál uvnitř komory mezi vnější stěnu komory a radiálně vnější plochu výstupku a/nebo mezi rotory.
7. Zařízení pro provádění způsobu podle předcházejících nároků vyznačený tím, že poháněči prostředky rotorů jsou reverzibilni.
8. Vnitřní mixér vpodstatě jak je zde popsaný s odkazem na obr.
9. Způsob provozování vnitřního mixéru vpodstatě zde popsaného s odkazem na obr. 6, 7, 8, 9 nebo 10 připojených výkresů.
CZ973586A 1995-05-13 1996-05-13 Vnitřní mixér a způsob jeho provozování CZ358697A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9509742.4A GB9509742D0 (en) 1995-05-13 1995-05-13 Internal mixers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ358697A3 true CZ358697A3 (cs) 1998-08-12

Family

ID=10774442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ973586A CZ358697A3 (cs) 1995-05-13 1996-05-13 Vnitřní mixér a způsob jeho provozování

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0827420A1 (cs)
JP (1) JPH11504566A (cs)
AU (1) AU5657696A (cs)
CA (1) CA2220935A1 (cs)
CZ (1) CZ358697A3 (cs)
GB (1) GB9509742D0 (cs)
WO (1) WO1996035507A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2402974A (en) * 2003-06-17 2004-12-22 Richard See Rotary device in which rotor has sectors of different radii
US7476017B2 (en) * 2005-09-29 2009-01-13 Jacques Mortimer Intermeshing kneader with tilting mixing chamber
FR2961116B1 (fr) * 2010-06-14 2012-08-03 Michelin Soc Tech Installation et procede de synchronisation d'un melangeur interne
JP6930385B2 (ja) * 2017-11-09 2021-09-01 日立金属株式会社 密閉式混練機

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE426561B (sv) * 1975-05-29 1983-01-31 Usm Corp Genommatande blandare
GB2002247B (en) * 1977-08-11 1982-02-17 Farrel Bridge Ltd Mixers and rotors for use therein
DE2925250C2 (de) * 1978-06-23 1985-01-17 Kobe Steel, Ltd., Kobe, Hyogo Misch- und Knetmaschine
GB8416225D0 (en) * 1984-06-26 1984-08-01 Shaw Plc Francis Mixing machine
US4834543A (en) * 1988-04-12 1989-05-30 Farrel Corporation Optimized four-wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive at optimum phase relation in internal batch mixing machines
FR2632873B1 (fr) * 1988-06-16 1990-09-28 Michelin & Cie Melangeur interne a rotors perfectionnes
JP2901336B2 (ja) * 1990-10-31 1999-06-07 住友重機械工業株式会社 横型二軸混練機

Also Published As

Publication number Publication date
WO1996035507A1 (en) 1996-11-14
GB9509742D0 (en) 1995-07-05
CA2220935A1 (en) 1996-11-14
EP0827420A1 (en) 1998-03-11
JPH11504566A (ja) 1999-04-27
AU5657696A (en) 1996-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960010200B1 (ko) 내부 배치 혼합기
US4752135A (en) Mixing apparatus and methods
US4834543A (en) Optimized four-wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive at optimum phase relation in internal batch mixing machines
JP4195614B2 (ja) バッチ式密閉式混合機中で改良された分散的及び分配的混合を提供する為の同調駆動用四つ羽根非かみ合いローター
EP2380718B1 (en) Kneading rotor, batch kneader, and material kneading method
US5215374A (en) Plasticizing sections of cold feed rubber extruders
US4714350A (en) Two-wing non-intermeshing rotors of increased performance for use in internal batch mixing machines
AU2002245544A1 (en) Four wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive to provide improved dispersive and distributive mixing in internal batch mixers
CZ134796A3 (en) Multispindle agitating device for continuous treatment of plasticizable materials
US20070177450A1 (en) Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
US20220258379A1 (en) Mixing and extrusion machine with self-cleaning twin screw and method of use
US2662243A (en) Blending and/or warming extrusion device for plastics or the like
CZ358697A3 (cs) Vnitřní mixér a způsob jeho provozování
KR20010042228A (ko) 내부 배치식 믹싱 머신 및 로터
EP0262917A2 (en) Mixers
EP0822054A1 (en) Method and apparatus for mixing and continuous extrusion of polymer materials with dry pre-mixing of the material
US20080239866A1 (en) Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
EP3934875B1 (en) Output mechanism of a mixer with converging conical twin screws
JP2001070775A (ja) 混合機
HK1008193A (en) Method and apparatus for mixing and continuous extrustion of polymer materials with dry pre-mixing of the material