SU1761522A1 - 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: выполнение всех смесительных дисков в виде усеченных конусов, размещение всех дисков меньшими основани ми в направлении к выходному отверстию, выполнение каналов с высотой и шириной, уменьшающимис  к выходному отверстию. Эффективность смешени  повышаетс  за счет многократного разделени  и сли ни  потока расплава, а также за счет интенсивного сдвигового воздействи  на расплав. 1 з п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к оборудованию дл  переработки полимерных материалов и может быть использовано дл  непрерывного диспергирующего смешени  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.

Известен смеситель дл  полимерных материалов, содержащий корпус с входным и выходным отверсти ми, внутри которого концентрично установлен с возможностью вращени  вал, а на внутренней поверхности корпуса закреплены диски, установленные с образованием между собой зазоров, в которых размещены диски, установленные неподвижно на валу.

Недостатком известного смесител   вл етс  необходимость устанавливать на валу и корпусе большого числа смесительных дисков, что приводит к резкому увеличению его габаритов и гидравлического сопротивлени . Последнее при переработке высоков зких расплавов полимеров обусловливает резкое увеличение диссипативной составл ющей и приводит к термической деструкции полимера, а следовательно, к ухудшению качества полимерных композиций Недостатком такого смесител   вл етс  также наличие застойных зон в местах закреплени  дисков на корпусе и валу, что также приводит к термодеструкции наполненных и нетермостабильных полимерных материалов .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  смеситель дл  полимерных материалов, содержащий корпус с входным и выходным отверсти ми, внутри которого концентрично установлен с возможностью вращени  вал, а на внутренXI о

ел ,ю ю

ней поверхности.корпуса закреплены диски , установленные с образованием между собой зазоров, в которых размещены диски, установленные неподвижно на валу, при этом на противолежащих поверхност х дисков выполнены незамкнутые каналы.

Недостатком известного смесител   вл етс  неиспользование возможности увеличени  поверхности смесительных дисков и изменени  по длине смесител  поперечного сечени  каналов.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности смешени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что диски выполнены в виде усеченных конусов и размещены меньшими основани ми в направлении к выходному отверстию. Каналы могут быть выполнены с высотой и шириной , уменьшающимис  в направлении к выходному отверстию.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежом .

Смеситель содержит корпус 1 с нагревательными элементами 2. Корпус имеет входное отверстие 3 и выходное отверстие 4. Во внутренней полости корпуса 5 установлен с возможностью вращени  вал 6. На внутренней поверхности корпуса закреплены диски 7, установленные с образованием между собой зазоров 8, в которых размещены диски 9, установленные неподвижно на валу. Диски 7 и 9 выполнены в виде усеченных конусов и размещены меньшими основани ми 10 в направлении к выходному отверстию 4. На противолежащих поверхност х дисков 7 и9 выполнены незамкнутые каналы 11. При этом каналы 11 могут быть выполнены с высотой и шириной, уменьшающимис  в направлении к выходному отверстию 4.

На корпусе 5 установлены фланцы 12 дл  установки смесител  на технологических лини х дл  переработки полимеров (черв чных экструдерах, дисковых экстру- дерах, трубопроводах полимеров и т.д.). На валу 6 смесител  смонтирован винтовой выступ 13 дл  соединени  его с черв ком экс- трудера. При установке смесител  в лини х, где используютс  расплавопроводы дл  полимеров, возможно применение индивидуального привода вращени , передающего вращение валу смесител  посредством шлицевого соединени .

Смеситель дл  полимерных материалов работает следующим образом.

Расплав полимера с различными ингредиентами подаетс  под давлением во внутреннюю полость корпуса 1 через отверстие 3 дл  подвода компонентов. Поток массы по зазору 8 попадает на наклонные поверхности дисков 7 и 9, закрепленных соответственно на внутренней поверхности корпуса и на валу. При вращении вала материал перетекает из одного канала 11 в другой в

результате их последовательного соединени . За счет вращени  дисков 9 относительно дисков 7 расплав полимера маленькими порци ми из одного канала попадает в множество других, наход щихс  на прилегающем диске, образу  при этом множество новых поверхностей раздела и площадок среза потоков расплава полимера. Так как процесс вращени  происходит непрерывно, то в один канал 11 маленькими порци ми

расплав попадает из множества других, т.е. происходит непрерывное образование новых поверхностей раздела и непрерывное увеличение поверхности контакта элементарных порций материала, за счет чего достигаетс  высока  эффективность смешени , даже когда расплав материала перетекает только по одной плоскости контакта наклонных дисков , Кроме этого, следует отметить, что эффективность смешени  увеличиваетс  за

счет того, что материал при протекании по полост м на торцах дисков 7 и 9 испытывает значительные сдвиговые деформации (срез) в направлении, перпендикул рном его течению (расплав перетекает из полости в полость по каналам 11, а деформаци  сдвига направлена за счет вращени  дисков 9 перпендикул рно радиусу диска). При этом интенсивность смешени  возрастает за счет того, что диски 7 и 9 выполнены наклонными , так как длина канала 11 становитс  N/cos а, где N - длина канала в диске 7 или 9, перпендикул рном оси смесител , а- угол наклона диска (т.е., cos a 1), следовательно , N N/cos a. При этом увеличиваетс  длина пути материала, и за один оборот диска материал контактирует по большей площади проточек.

Способствует существенному увеличению эффективности смешени  также то,

что поперечное сечение (высота и ширина) каналов 11 к выходному отверстию 4 уменьшаетс . Это приводит к увеличению скорости течени  расплава, а также к пульсирующему движению расплава, т.е. интенсифицируетс  сдвиговое течение.

Таким образом, смешение полимерной массы с различными ингредиентами в данном смесителе осуществл етс  за счет увеличени  поверхностей контактов компонентов при смешении за счет многократного разделени  потока полимерной массы на отдельные потоки с последующим смешением , а также за счет интенсивного сдвигового воздействи  на полимерную массу, а также

за счет перемешивающего действи  при пульсирующем движении расплава.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Смеситель дл  полимерных материалов , содержащий корпус с входным и выход- ным отверсти ми, внутри которого установлен концентрично с возможностью вращени  вал, а на внутренней поверхности корпуса закреплены диски, установленные с образованием между собой зазоров, в которых размещены диски, установленные не0

   подвижно на валу, при этом на противолежащих поверхност х дисков выполнены незамкнутые каналы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности смешени , диски выполнены в виде усеченных конусов и размещены меньшими основани ми в направлении к выходному отверстию.
2. 2. Смеситель поп. 1,отличающий- с   тем, что каналы выполнены с высотой и шириной, уменьшающимис  в направлении к выходному отверстию.

   8 3 // // J/UI

   12

   13