SU1537546A1

SU1537546A1 - Смеситель дл полимерных материалов

Info

Publication number: SU1537546A1
Application number: SU884371286A
Authority: SU
Inventors: Михаил Лазаревич Фридман; Александр Яковлевич Малкин; Владимир Иванович Сивецкий; Андрей Сергеевич Колеров; Владимир Николаевич Рябченков; Дмитрий Дмитриевич Рябинин; Сергей Олегович Пристайлов; Евгений Халиулович Ахматшин
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции; Научно-производственное объединение "Пластмассы"
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1990-01-23

Abstract

Изобретение относитс к переработке полимерных материалов. Оно может быть использовано дл непрерывного смешени полимер-полимерных композиций, полимеров с пигментами, минеральными наполнител ми в лини х дл окрашивани , гранулировани . Цель изобретени - повышение эффективности смешени материалов. Дл этого в смесителе, содержащем корпус и вращающийс ротор, на поверхности корпуса и ротора выполнены углублени . В полости ротора размещен вал. Между ротором и валом расположены смесительные элементы в виде цилиндров, одни из них прикреплены к корпусу, а другие - к ротору. Вал снабжен наконечником и элементами сопротивлени . Наконечник соединен с валом подвижным соединением и упругой спиралью. Он м.б. снабжен источником силового воздействи . При работе смесител происход т сли ние и разделение потока материала, создаетс градиент давлени перпендикул рно основному направлению движени материала. Это вызывает интенсивное распределение поверхностей контакта материала с элементами смесител и повышение эффективности смешени . 10 З.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс к переработке полимерных материалов и может быть использовано дл непрерывного смешени полимер-полимерных комнозиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнител ми в лини х дл окрашивани , гранулировани , получени и переработки полимерных материалов .

Цель изобретени - повышение эффективности смешени материалов.

На чертеже представлен смеситель, общий вид.

Смеситель дл полимерных материалов содержит корпус 1 и ротор 2, установленный в корпусе 1 с возможностью вращени . На внутренней поверхности 3 корпчса 1 и наружной поверхности 4 ротора 2 выполнены углублени 5 и 6 соответственно, образующие каналы 7 дл течени полимера В теле ротора 2 выполнена полость 8, в которой установлен смесительный элемент в виде вала 9, соединенного с ротором 2, а между ротором 2 и валом 9 установлены смесительные элементы в виде цилиндров 10 и 11, образующих с корпусом и ротором 2 каналы 12 и 13 ал течени , цилиндр 11 соединен с корпусом 1 держателем 14, в котором выполнены сквозные отверсти 15 дл течени полимера, а цилиндры 10 соесл

GO 1 СП

4- CD

динены с ротором 2. Смесительчые менты 10 и 11 могут быть выполнены в виде пластин. На поверхност х 16 смесительных элементов - цилиндров 10 или 1 и на внутренней поверхности 17 ротора 2 могут быть выполнены углублени 18 и 19, образующие каналы 20 дл течени полимера . В смесительных элементах - цилиндрах 10 и 11, например смесительном элементе 10, и роторе 2 могут быть выполнены продольные прорези 21 и 22 соответственно. В теле смесительных элементов 10 и 11 и ротора 2 могут быть выполнены сквозные отверсти 23-25. Полость 8 ротора 2 может быть выполнена конической и смесительные элементы 10 и 11 могут иметь переменные размеры, уменьшающиес во взаимно противоположных направлени х у цилиндров 11, прикрепленных к ротору 2, и цилиндров 10, прикрепленных держателем 14 к корпусу 1. Цилиндры 10 и 11 могут быть установлены наклонно к центральной оси смесител . На валу 9 могут быть установлены элементы 26 сопротивлени , образующие с прилегающим цилиндром 10 и/или 11 смесительные каналы 27 дл течени полимера, например пересекающиес . На поверхности 28 держател 14 напротив торца 29 ротора 2 и торца 30 цилиндра II1 выполнены коллекторы 31 и 32, соединенные между собой каналами 33 и с отверсти ми 23 и 15 соответственно в теле цилиндра 10, соединенного с корпусом 1, и в теле держател 14. Поверхностью 34 держател 14, обращенной в сторону выхода полимера из смесител , и поверхностью 35 выходной части 36 корпуса 1, прикрепленной к держателю 14 и/или корпусу 1, образована смесительна камера 37, в которой установлен наконечник 38. соединенный с валом 9 и образующий с выходной частью и держателем 14 каналы 39 и 40 дл течени полимера. Поверхность 41 наконечника 38, поверхность 38 выходной части 36 и поверхность 34 держател 14 могут быть выполнены профильными и образовывать между собой профильные каналы , например каналы 39 и 40, которые могут быть выполнены криволинейными или конвергентно-дивергентными. На поверхности 41 наконечника 38, поверхности 35 выходной части 36 и поверхности 34 держател 14 могут быть выполнены прорези 42-44. В теле наконечника.38 могут быть выполнены сквозные отверсти 45, например пересекающиес . Наконечник 38 может быть соединен с валом 9 подвижным соединением , например ось 46 может быть подвижно установлена в отверстии 47 и снабжена упорами (не показаны) и упругим элементом - спиралью 48, и снабжен источником 49 силового воздействи . Выходна часть 36 корпуса может быть снабжена дросселирующими элементами 50, установленными подвижно относительно нее и соединенными с источником 51 силового воздействи .

5

0

5

0

Ь

0

5

Смеситель дл полимерных материалов работает следующим образом.

Расплав полимера, состо щий из различных компонентов, поступает в каналы 7, образованные углублени ми 5 и 6, выполненными на неподвижной внутренней поверхности 3 корпус а 1 и вращающейс наружной поверхности 4 ротора 2. Затем через каналы 12, образованные корпусом 1 и цилиндром 10, обтека при этом торец 29 ротора 2, и каналы 13, образованные ротором 2 и цилиндром 10 в полости 8, расплав полимера, обтека цилиндр 1 и следующий за ним 1 илиндр 10, затем проходит через смесительные каналы 27 элементов 26 сопро- -ИБленик установленных на валу 9, и смесительные цилиндры 10. При этом часть расплава полимера движетс вдоль наружной поверхности 16 смесительного элемента 11, обтека затем его торец 30. Эти потоки расплава полимера соедин ютс в сквозном отверстии 5, расположенном в центре держател 4.

Часть расплава полимера в процессе движени в смесителе поступает в сквозные отверсти 15, расположенные в теле держател 14. При этом происходит эффективное перемешивание полимера. В полости 8 ротора 2 может быть установлен только один смесительный элемент 10 или 11. При этом снижаютс гидравлические потери энергии в смесителе. Эффективность смешени полимера повышаетс , если расплав полимера движетс через каналы 20, образованные углублени ми 18 и S9, выполненными на поверхност х 16 смесительных элементов 10 или 11 и на внутренней поверхности 17 ротора 2. Эффективное перераспределение массы полимера между вращающимис и неподвижными каналами з поле центробежных сил и создание градиента давлени в направлении, перпендикул рном направлению движени основной массы полимера, достигаетс при движении полимера через прорези 21 и 22 и сквозные отверсти 23-25, выполненные в теле смесительных элементов 10 и 11 и ротора 2. Эти эффекты можно усилить путем выполнени полости 8 ротора конической и смесительных элементов 10 и 1 1 переменных размеров, умень шающихс во взаимно противоположных направлени х, и путем установки смеси тельных элементов 10 и 11 под наклоном к центральной ось смесител .

С устранени застойных зон в вб- ласти торца 29 ротора 2 и тооца 30 смесительного элемента 1 1 на поверхности 28 выполнены коллекторы 31 и 32, которые обеспечивают движение полимера в этих област х. Из коллекторов 31 и 32 расплав пилимера может перетекать по каналам 33 и отверсти м 23 и 15 в области с меньшим давлением. С целью регулировани сопротивлени движению полимера и повышени эффективности смешени особенно ; случае смесителей больших размеров, из от10

верстий 15 расплав полимера поступает в смесительную камеру 37, образованную поверхностью 34 держател 14 и поверхностью 35 выходной части 36. В смесительной камере 37 расплав полимера движетс по каналам 39 и 40, образованным наконечником 38, вращающимс вместе с валом 9, выходной частью 36 и держателем 14. Часть расплава полимера может перетекать из канала 40 в канал 39 через сквозные отверсти 45, например пересекающиес .

Если каналы 39 и 40 выполнены профильными , например, криволинейными или кон- вергентно-дивергентньши, то движение расплава полимера чроисходит между вращающейс профильной поверхностью 41 иако- 15 нечника 38 и неподвижными профильными позерхност ми 35 выходной части 36 и 34 держател 14. Эти конструктивные особенности , а также наличие прорезей 42-44 на поверхност х 41, 35 и 34, позвол ют до39 . Они могут быть снабжены источником 51 силового воздействи . В качестве источников силового воздействи могут быть использованы различные виды приводов: 5 гидравлический, механический, термоэлектрический и т.д.

Claims

В предлагаемой конструкции смесител дл полимерных материалов происход т неоднократные сли ни и разделени потока полимера в услови х интенсивных сдвиговых деформаций между вращающимис и неподвижными поверхност ми, перераспределение массы полимера между вращающимис и неподвижными каналами в поле центробежных сил, создаетс градиент давлени в направлении, перпендикул рном основному направлению движени массы полимера, осуществл етс подача . в зону смешени небольших псрций полимера. Это обуславливает увеличение поверхности раздела и более интенсивное распредебитьс интенсивного перемешивани потоков 0 Ление поверхностей контакта по всему объе- расплава полимера, поступающих в сме-му смеси, а следовательно, повышение эффексительную камеру 37 из отверсти 15. Раз-тивности смешени по сравнению с известличные порции полимера, выход щие из различных отверстий 15 могли находитьс до выхода из отверстий 15 в различных 25 услови х деформировани . Поэтому движению расплава полимера в смесительной камере 37 обеспечивает необходимую одноными конструкци ми смесителей. Формула изобретени

1. Смеситель дл полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращени , причем по внутренней

родность расплава полимера и получение изделий высокого качества. Эффективность ра1 . Смеситель дл полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращени , причем по внутренней

боты смесител существенно повышаетс п ри 30 поверхности корпуса и наружной поверх- регулировании его сопротивлени . С этой целью наконечник 38 может с помощью оси 46, перемещающейс в отверстии 47 и снабженной упорами (не показаны), измен ть свое положение относительно выходной часности ротора выполнены углублени , образующие каналы д. течени полимера, отличающийс тем, что. с целью повышени эффективности смешени материалов, смеситель снабжен смесительными элементами в

5

39. Они могут быть снабжены источником 51 силового воздействи . В качестве источников силового воздействи могут быть использованы различные виды приводов: гидравлический, механический, термоэлектрический и т.д.

В предлагаемой конструкции смесител дл полимерных материалов происход т неоднократные сли ни и разделени потока полимера в услови х интенсивных сдвиговых деформаций между вращающимис и неподвижными поверхност ми, перераспределение массы полимера между вращающимис и неподвижными каналами в поле центробежных сил, создаетс градиент давлени в направлении, перпендикул рном основному направлению движени массы полимера, осуществл етс подача . в зону смешени небольших псрций полимера. Это обуславливает увеличение поверхности раздела и более интенсивное распреде0 Ление поверхностей контакта по всему объе- му смеси, а следовательно, повышение эффекными конструкци ми смесителей. Формула изобретени

1. Смеситель дл полимерных материалов, содержащий корпус с выходной частью и ротор, установленный в корпусе с возможностью вращени , причем по внутренней

поверхности корпуса и наружной поверх-

поверхности корпуса и наружной поверх-

ности ротора выполнены углублени , образующие каналы д. течени полимера, отличающийс тем, что. с целью повышени эффективности смешени материалов, смеситель снабжен смесительными элементами в

ти 36 и держател 14. При этом измен - 35 виде вала и цилиндров, причем в теле

етс сопротивление каналов 39 и 40.

Перемещение наконечника 38 может осуществл тьс под действием источника 49 силового воздействи . Наконечник 38 может неротора выполнена полость, в которой установлен вал, соединенный с ротором, а цилиндры размещены между ротором и валом с образованием каналов дл течени полимера,

прерывно совершать колебательные движе- 4Q при этом одни цилиндры соединены с ротони или, переместившись, сохран ть в дальнейшем свое положение. Если источник 49 силового воздействи отключен, то его роль может играть упругий элемент - спираль 48. Например, при увеличении давлени со стором , а другие - с корпусом посредством держател , в котором выполнены сквозные отверсти дл прохода полимера.

2. Смеситель по п. 1, отличающийс тем, что на поверхност х цилиндров и внутроны расплава полимера упругий элемент 48 45 ренней поверхности ротора выполнены угпозвол ет наконечнику 38 перемещатьс вперед и существенно уменьшить проходное сечение канала 39. Это .приводит сначала к увеличению сопротивлени канала 39. Затем вызывает развитие диссипативных процессоз, а следовательно, и уменьшение в зкости расплава полимера. При уменьшении в зкости расплава полимера в свою очередь уменьшаетс давление со стороны расплава полимера на упругий элемент
лублени , образующие каналы дл течени полимера.

3. Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что в цилиндрах и роторе выполнены продольные прорези.
50
4. Смеситель по пп. 1 - 3, отличающийс тем, что в теле цилиндров и ротора выполнены сквозные отверсти .

5. Смеситель по пп. 1-4, отличающийс тем, что полость ротора выполнена коничес48 и наконечник 38 возвращаетс в исход- Б5 кой, а цилиндры и.меют переменные размеры.
ное положение Тонкое регулирование сопротивлени смесител позвол ют осущест вить дросселирующие элементы 50, действующие на расплав пол и ieoa в канале

уменьшающиес во взаимных противоположных направлени х у цилиндров, прикрепленных соответственно к ротору и держателем - к корпусч

ротора выполнена полость, в которой установлен вал, соединенный с ротором, а цилиндры размещены между ротором и валом с образованием каналов дл течени полимера,

ром, а другие - с корпусом посредством держател , в котором выполнены сквозные отверсти дл прохода полимера.

2. Смеситель по п. 1, отличающийс тем, что на поверхност х цилиндров и внутлублени , образующие каналы дл течени полимера.

3. Смеситель по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что в цилиндрах и роторе выполнены продольные прорези.

4. Смеситель по пп. 1 - 3, отличающийс тем, что в теле цилиндров и ротора выполнены сквозные отверсти .

5. Смеситель по пп. 1-4, отличающийс тем, что полость ротора выполнена конической , а цилиндры и.меют переменные размеры.

уменьшающиес во взаимных противоположных направлени х у цилиндров, прикрепленных соответственно к ротору и держателем - к корпусч

6.Смеситель по пп. 1-5, отличающейс тем, что вал снабжен установленными на нем элементами сопротивлени , образующими с прилегающими цилиндрами смесительные каналы дл течени полимера.
7.Смеситель по п. 1, отличающийс тем, что на поверхности держател напротив торцов ротора и установленных на нем цилиндров выполнены коллекторы, соединенные между собой каналами.
8.Смеситель по пп. 1 - 7, отличающийс тем, что вал снабжен соединенным с ним наконечником, размещенным в смесительной камере, образованной поверхностью держател , обращенной в сторону выхода из сме35 « . «/
/ 9ЯЛ //Ъ7 s

47 ДО

сител , ч поверхностью выходной части корпуса, причем наконечник смонтирован с образованием с поверхност ми корпуса и держател каналов дл течени полимера.

9.Смеситель по пп. 1-8, отличающийс тем, что на поверхност х наконечника, выходной части корпуса и держател выполнены прорези.
10.Смеситель по пп. 1-9, отличающийс тем, ч:о в теле наконечника выполнены сквозные отверсти .
11.Смеситель по пп. 1 -10, отличающийс тем, что наконечник снабжен источником силового воздействи и соединен с валом подвижным соединением и упругой спиралью.
20

16

17