RU1801750C - Смеситель дл полимерных материалов - Google Patents

Abstract

Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном диспергирующем смешении полимер-полимерных композиций, полимеров с различными ингредиентами , а также высокодисперсными минеральными наполнител ми в лини х дл  компаундировани , окрашивани , стабилизации и переработки полимерных наполненных материалов. Сущность: р ды выемок на прилегающих друг к другу торцовых поверхност х по меньшей мере одного подвижного и одного неподвижного дисков расположены по окружност м. Причем в плоскост х прилегани  торцовых поверхностей дисков рассто ни  в радиальном направлении между выемками смежных р дов на торцовой поверхности одного из дисков выбрано меньше длины в этом направлении сообщающих их выемок на прилегающей к ней поверхности другого диска, 2 ил. T±J XX IS

Description

Изобретение относитс  к оборудованию дл  переработки полимерных материа- л-ов и может быть использовано дл  непрерывного диспергирующего смешени  полимер-полимерных композиций, полимеров с различными ингредиентами, а также высокодисперсными минеральными напол- . кител ми в лини х дл  компаундировани , окрашивани , стабилизации и переработки полимерных наполненных материалов.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности смешени .

На фиг,1 изображен продольный разрез смесител ; на фиг.2 - расположение выемок на торцовых поверхност х и схемы движени  расплава полимера.

Смеситель дл  полимерных материалов содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверсти ми и полостью 4, в которой на опорных узлах 5 установлен соединенный с приводом (на чертеже не показан) вал 6 вращени , а по внутренней поверхности корпуса 1 закреплены неподвижные диски 7, в зазорах 8 между которыми расположены подвижные диски 9, закрепленные на валу 6. Между неподвижными дисками 7 и валом 6 образованы рабочие зазоры 10, а между подвижными дисками 9 и корпусом 1 -рабочие зазоры 11. На прилегающих торцовых поверхност х подвижных 8 и неподвижных дисков выполнены р ды выемок 12. Кажда  выемка 12 на поверхности одного из дисков.

С О

4

ел о

апример неподвижном диске 7 выполнена возможностью сообщени  по меньшей мее с двум  выемками 12 на прилегающей оверхности другого диска, например, неодвижном диске 9. Первые и последние в адиальном направлении выемки 12 на межных парах дисков 7 и 9 соединены каналами 13 или непосредственно (на фиг. не показано) с рабочими зазорами 10 и 11. На рилегающих торцовых поверхност х повижных 9 и неподвижных 7 дисков (фиг,2) выемки размещены р дами 14,15i 16,17,18, расположенными по окружност м, (на фиг.2 выемки подвижного диска 9 условно выпол- иены темными или заштрихованными и совмещены со светлыми выемками неподвижных дисков 7 с целью изображени  каналов дл  движени  полимера). Эти выемки указаны позици ми 19...35). Р ды, например, 16,17 и 18, смещены относительно друг друга в радиальном направлении на рассто ние И, причем выемки 12 смежных р дов, например, 17 и 18, смещены относительно друг друга по окружности на угол а. В плоскост х прилегани  торцовых поверхностей подвижных 9 и неподвижных 7 дисков наименьшие рассто ни  ч между выемками 12 смежных р дов 14 и 15 подвижных дисков 9 и смежных р дов 16,17 и 18 неподвижных дисков 7 выбрано меньше длины в том же направлении (в данном случае диаметр d) сообщающей их выемки 12 на неподвижном диске и подвижном диске 9 .соответственно.

Выемки 12,19-35 в проекции на плоскость контакта дисков могут быть шполнены круглыми, овальными, ромбическими, пр моугольными , выт нутыми, разветвленными и замкнутой формы, а также содержать хонфузорные и диффузорные участки,

Смеситель дл  полимерных материалов работает следующим образом. Расплав полимера с различными ингредиентами посту- пает в полость 4 (фиг.1) корпуса 1 через отверстие 2 дл  подвода компонентов. Затем расплав полимера через рабочий зазор 11 попадает на торцевые поверхности дисков 7 и 9. Через каналы 13 расплав поступает в выемки 12 дисков 7 и 9 и при их последовательном соединении перемещаетс  к рабочему зазору 10.

Из зазора 10 он поступает непосредственно или через каналы 13 в выемки 12 р дов 14...18, выполненных наследующей паре обращенных друг к другу торцовых поверхностей дисков- 7 и 9, а затем оп ть к зазору 11 и т.д. до выхода материала из смесител  через отверстие 3.

В процессе вращени  дисков 9 относительно дисков 7, выполненные на них выемки 12 образуют сквозные каналы разно разной формы в плоскости контакта торце вых поверхностей дисков.. При этом полимер из одной выемки, например неподвижного диска, перетекает по непрерывно образуемым каналам в радиальном направлении в другие выемки на вращающемс  и неподвижном дисках, а также переноситс  соедин ющимс  с ней выемками на вращэющемс  диске в окружном направлении во все другие соедин ющиес  с ними выемками на неподвижном диске, При этом образуетс  множество новых поверхностей контакта элементарных объемов смешивае5 мых ингредиентов. Так как процесс вращени  происходит непрерывно, то в одни и те же выемки полимер поступает маленькими порци ми из множества других выемок.рас- полагающихс  в секторе их взаимного сое .0 динени .

Механизм течени  полимера в данной конструкции отличаетс  тем, что элементарные объемы материала, наход щегос  в данный момент времени в разных выемках

5 одной и той же торцовой поверхности движутс  в разных окружных направлени х. Так, часть полимера, наход щегос  в рассматриваемый момент времени в выемках 19, 28, 20. 29 и 21, р дов 16, 14, 17, 15 и 18

0 соответственно движетс  по образованному ими каналу загнутому в направлении вращени  диска. Втора  часть полимера, наход щегос  в это врем .в выемках 27, 35, 26,34 и 24, движетс  по образованному ими

5 каналу загнутому против направлени .вращени  диска, тогда как треть  часть полимера , наход щегос  в выемках 22, 30, 23, 33 и 24, а также в выемках 25, 33, 23, 32 и 21 движетс  по образованному ими пересека0 ющемус  в области выемки 23 каналу, ветви которого направлены во взаимопротивоположные стороны. Элементарные потоки материала , движущегос  с разных точек ; зазоров 10 по разнонаправленным в окруж5 ном направлении каналам, например, от выемок 19, 22, 25 и 27, к выемкам 21 и 24, попарно сливаютс  и поступают совместно . с другими потоками в зазоры 11. В зазорах 11 элементарные потоки дополнительно ус0 редн ютс  и повторно разбиваютс  на мно- жество других .разнонаправленных, пересекающихс  и, в данном случае, раздваивающихс  подпотоков, направленных к зазорам 10 и т.д. до выходного отверсти  3.

55 При вращении дисков 9 выполненныёна нем выемки 12 непрерывно мен ют свое местоположение и образуют то разнонап- равленные одиночные каналы, то сливающиес  или пересекающиес  и

раздваивающиес  в различных точках торцовых поверхностей дисков каналы. Это способствует непрерывному изменению скоростей и направлений течени  элементарных объемов материала, наход щегос  в разных выемках, а также его движению в различных направлени х в пределах одной выемки, например, наход щейс  на позиции 23. Так, например, при вращении диска 9 по часовой стрелке выемки 12, перемеща сь с позицией 29 и 30 (заштрихованы) на позиции 32 и 33 (затемнены), преобразуют два канала.загнутые в направлении вращени  и состо щие из выемок 19, 28, 20, 29,21 и 22, 30, 23, 31, 24 в один канал, загнутый против направлени  вращени  и состо щий из выемок 25, 33, 23, 32 и 21. Такой механизм рекомбинации выемок и изменени  направлений движени  полимера в пределах одних и тех же выемок способствует интенсивному массопереносу, переворачи- ванию и деформированию материала в разных направлени х, что способствует повышению эффективности процесса сдвигового смешени .

Данна  конструкци  смесител  обеспе- чивает реализацию и более сложного распределени  потоков в пределах одной выемки при их перемещении на позиции, в которых происходит сли ние разнонаправ- лейных потоков, например 21 и 24 или 23. Такой процесс изменени  направлений и числа потоков через одни и те же выемки при вращении диска 9 происходит непрерывно , что существенно отличает характер . деформировани  полимера и механизм сме- шени  в предлагаемой конструкции от прототипа . Положительным моментом  вл етс  также и то, что в предлагаемой конструкции снижаетс  пульсаци , так как рассто ние 1г между выемками меньше их длины в том же направлении, что предотвращает полное перекрытие выемок. В процессе вращени  дисков каналы;загнутые в направлении вращени , постепенно трансформируютс  в каналы , загнутые против направлени  вращени  или во взаимопересекающиес  каналы и наоборот до полного перекрыти  каналов, которые были перед этим полностью открытыми. В предлагаемой конструкции смесител  с помощью одних и тех же выемок увеличиваетс  число и разнообразие форм вновь образованных каналов за единицу времени (по сравнению с прототипом ), процесс их образовани  происходит

непрерывно. Это позвол ет повысить эффективность и качество смешени  расплава полимерных компонентов с различными ингредиентами за счет интенсификации мас- сопереноса, непрерывной смены направлений образовани  новых поверхностей раздела, увеличени  их числа, и распределени  ингредиентов в объеме смеси. Таким образом, в данном смесителе дл  полимерных материалов достигаетс  повышение эффективности смешени  по сравне- нию с известными конструкци ми смесителей.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  

Смеситель дл  полимерных материалов , содержащий корпус с входным и выходным отверсти ми и полостью, в которой на опорных узлах установлен соединенный с приводом вал вращени , а по внутренней поверхности корпуса закреплены неподвижные диски, в зазорах между которыми расположены подвижные диски, закрепленные на валу, причем между неподвижными дисками и валом и между подвижными дисками и корпусом образованы рабочие зазоры , а на прилегающих один к другой торцовых поверхност х подвижных и неподвижных дисков выполнены р ды выемок , которые смещены относительно друг друга в радиальном и окружном направлени х , при этом кажда  выемка на поверхности одного из дисков выполнена с возможностью сообщени  по меньшей мере с двум  выемками на прилегающей поверхности другого диска, а первые и последние в радиальном направлении выемки на смежных парах подвижных и неподвижных дисков соединены рабочими зазорами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности смешени  полимерных материалов , р ды выемок на прилегающих одна к другой торцовых поверхност х по меньшей мере одного подвижного и одного неподвижного дисков расположены по окружност м , причем в плоскост х прилегани  торцовых поверхностей дисков наименьшие рассто ни  между выемками смежных р дов на торцовой поверхности одного из дисков выбрано меньше длины в том же направлении сообщающих их выемок на прилегающей к ней поверхности другого диска.

Фиг,1