SU897557A1

SU897557A1 - Аппарат дл обработки полимерных материалов

Info

Publication number: SU897557A1
Application number: SU792846273A
Authority: SU
Inventors: Валентин Николаевич Саракуз; Измаил Владимирович Гармонов; Виталий Абрамович Кормер; Сергей Александрович Антипов; Геннадий Михайлович Тиманьков; Семен Романович Гершкович; Павел Александрович Вернов; Геннадий Иванович Алексеев; Владимир Петрович Белов; Николай Григорьевич Черкасов; Владислав Васильевич Белоусов; Юрий Иванович Борейко; Вячеслав Владимирович Чепегин; Рев Шарифуллович Хисаев; Ксения Григорьевна Козлова; Юрий Владимирович Новик; Олег Васильевич Доманский; Альберт Владимирович Тиме; Лев Семенович Котляр; Борис Сергеевич Короткевич
Original assignee: Предприятие П/Я В-8415; Предприятие П/Я Р-6956
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1979-11-29
Publication date: 1982-01-15

Description

Изобретение относится к химическо-> му машиностроению, а именно к аппаратам для обработки полимерных материалов, и может найти применение в процессах полимеризации и концентрирования изопреновых каучуков при смещении последних.

Известен аппарат для обработки полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя, установленный внутри корпуса ротор и штуцеры для ввода и вывода перерабатываемого материала. В таком устройстве ротор имеет скребки. Полимер захватывается лопатками последних, образуя валики материала, внутри которых благодаря интенсивной циркуляции осуществляется смешение и тепломассообмен £1],

Однако в этом аппарате не достигает- _мся высокой интенсивности смешивания и тепломассообмена при полном заполнении аппарата, так как в центральных час'— тях аппарата интенсивность циркуляции резко снижается. Так,коэффициент теплоотдачи снижается примерно в 1,5 раза.

Кроме того, полимерный материал движется по внутренней стенке только под действием силы тяжести, что затрудняет переработку высоковязких материалов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат для переработки полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя и со штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и установленный концентрично корпусу ротор с многозаходной винтовой канавкой, имеющей угол, подъема винтовой линий 15-90°. В таком аппарате канавки выполнены с полуцилиндрическим профи лем. Винтовая поверхность ротора позволяет осуществлять принудительное перемещение перерабатываемого материала по стенкам аппарата, что позволяет пере3 рабатывать материалы в широком диапазоне вязкосаей£2].

Однако в данном аппарате наблюдается недостаточная интенсивность смешения и тепломассообмена при полном заполне- 5 нии аппарата в результате образования застойных зон в канавках винта вспедсто вие несимметричности образующегося в канавке винта валика материала.

Цель изобретения - интенсификация Ю процесса смешения и тепломассообмена при полном заполнении аппарата.

Данная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем цилиндрический корпус с рубашкой «для теплоносителя и со ¹³штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и. установленный концентрично корпусу ротор с ' .многозаходной винтовой канавкой, имеющей угол подъема винтовой линии 15-^90°, 20 винтовая канавка выполнена :с имеющим направленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а величина .угла профиля выбрана в пределах’³30-60°.

При этом, угол при вершине профиля закруглен по радиусу, выбранному равным 0,2-0,5 глубины профиля канавки.

Угол при вершине профиля усечен по ³⁰прямой перпендикулярно радиально направленной стороне угла.

На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид·· на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1,‘ на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2, первый 35 вариант^ на фиг. 4 - то же, второй ва«риант.

Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с рубашкой для теплоносителя 2, установленный концентрично корпусу 1 ⁴⁰ ротор 3, штуцеры 4 и 5 соответственно для подвода и вывода перерабатываемого материала. Ротор 3 имеет многозаходную винтовую канавку 6, с углом d подъема винтовой линии, например равным 7 5 ? ⁴⁵

Винтовая канавка выполнена с угловым профилем, имеющим направленную .к центру ротора усеченную вершину. Величина угла [λпрофиля выбрана равной, например, 60°. Сторона 0 профиля направлена ра- ³⁰диально. По первому варианту выполнения угол р> при вершине профиля закруглен по радиусу b , выбранному равным 0,2-0,5 глубины И профиля канавки. По второму варианту выполнения угол при 55 вершине профиля усечен по прямой J¹, перпендикулярно радиально направленной стороне О угла.

Аппарат работает следующим образом.

Полимерный материал через штуцер 4 подается в корпус 1, попадает в винтовые канавки 6 ротора 3 и принудительно подается к штуцеру 5 для вывода мате риала. Благодаря предложенному выполнению профиля канавки ротора обеспечивается отсутствие застойных зон, так как форма профиля канавки совпадает с формой валика. При этом значительно увеличивается интенсивность смешения и тепломассообмена, что объясняется тем, что при попадании жидкого полимерного материала в винтовую канавку в последней возникает два встречных ламинарных течения: течение Куэтта, возникающее вследствие трения полимера о стенки корпуса, и возвратное течение Пуазейля. Суммируясь, эти течения создают циркуляционные токи в винтовой канавке (указанные на фиг. 3. 4 пунктиром) и обусловленные ими высокие значения скоростей сдвига. Циркуляционные токи и сдвиговые деформации приводят к интенсификации процессов тепло-массообмена, например нагрева растворов каучуков и смешения их с различными ингредиентами.

Интенсификация процесса смешения и тепломассообмена в предлагаемом аппарате позволяет значительно уменьшить габариты и увеличить удельную производительность аппарата.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения 100 тыс. руб. для завода производительностью 50 тыс. т в год.

Claims

38 рабатывать матернапы в широком диапазоне в зкосавй
2. Однако в данном аппарате наблюдаетс недостаточна интенсивность смешени и тепломассообмена при полном ааполнеНИИ аппарата в результате образовани застойных зон в канавках винта вследст вие несимметричности образующегос в ка навке винта валика материала. Цель изобретени - интенсификаци процесса смешени и тепломассооЬмена при полном заполнении аппарата. Данна цель достигаетс тем, что в аппарате, содержашем цилиндрический ко пус с рубашкой «дл теплоносител и со штуцерами дл ввода и вывода перерабатываемого материала и. установленный концентрично корпусу ротор с .Nraoroзаходной винтовой канавкой, имеющей угол подъема винтовой линии 15г90 , винтова канавка выпо-пнена :с имеющим направленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а величина утла профил выбрана в предела 30-60 . При этом, угол при вершине профил закруглен по радиусу, выбранному равным 0,2-0,5 глубины профил канавки. Угол при вершине профил усечен по пр мой перпендикул рно радиально направ ленной стороне угла. На фиг. 1 изображен аппарат, общий ВИД; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1, ,на фиг. 3 - узел 1 на фиг, 2, первый вариант на фиг. 4 - то же второй вафиант . Аппарат содержит цилиндрический кор пус 1 с рубашкой дл теплоносител 2, установленный концентрично корпусу 1 ротор 3, штуцеры 4 и 5 соответственно дл подвода и вывода перерабатываемого материала. Ротор 3 имеет многозаходную винтовую канавку 6, с углом о1 подъема винтовой линии, например равным 75 Винтова канавка выполнена с угловым профилем, имеющим направленную .к цент ру ротора усеченную вершину. Величина угла р профил выбрана равной, например 6о. Сторона d профил направлена радиально . По первому варианту выполнени угол ГЬ при вершине профил закругл по радиусу 1г , выбранному равным 0,2-0,5 глубины h профил канавки. По второму варианту выполнени угол fb при вершине профил усечен по пр мой (f , перпендикул рно радиально напраппениой стороне Q утла. 74 Аппарат работает следующим образом. Полимерный материал через штуцер 4 подаетс в корпус 1, попадает в винтовые канавки 6 ротора 3 и принудительно подаетс к штуцеру 5 дл вывода материала . Благодар предложенному выполнению профил канавки ротора обеспечиваетс отсутствие застойных зон, так как форма профил канавки совпадает с формой валика. При этом значительно увеличиваетс интенсивность смешени и тепломассообмена, что объ сн етс тем, что при попадании жидкого полимерного материала в винтовую канавку в последней возникает два встречных ламинарных течени : течение Куэтта, возникающее вследствие трени полимера о стенки корпуса , и возвратное течение Пуазейл . Суммиру сь, эти течени создают циркул ционные токи в винтовой канавке (указанные на фиг. 3. 4 пунктиром) и обусловленные ими высокие значени скоростей сдвига. Циркул ционные токи и сдвиговые деформации привод т к интенсификации процессов тепло-массообмена, например нагрева растворов каучуков и смешени их с различными ингредиентами. Интенсификаци процесса смешени и тепломассообмена в предлагаемом аппарате позвол ет значительно уменьшить габариты и увеличить удельную производительность аппарата. Экономический эффект от внедрени предлагаемого изобретени 100 тыс. руб. дл Завода производительностью 50 тыс, т в год. Формула изобретени 1. Аппарат дл обработки полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой дл теплоносител и со штуцерами дл ввода и вывода перерабатываемого материала и установленный концентрично корпусу ротор с многозаходной- винтовой канавкой, имеющей угол подъема винтовой линии 15-90, о т л ичающийс тем, что, с целью интенсифнкации процесса смешени и тепломассообмена при полном заполнении аппарата , винтова канавка выполнена с имеющим направленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а гзеличина угла профил выбрана в пределах 30-6 О.