Смеситель для полимерных материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (l l) < 1 (51)4 В 29 В 7/12, В 29 К 101:00

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ф. гп t выходом на его торцовую часть. (21) 3719819/23-05 (22) 03.04.84 (46) 15.11.85 ° Бюл. 1(42 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия Вели кой Октябрьской социалистической революции (72) С.О.Пристайлов, В.И.Сивецкий, А.Я.Малкин, И.М.Федоткин, В.А.Семеновский, А.И.Жаров и Ф.Г.Гилимьянов (53) Ьо.063 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У .504549, кл. В 29 В 1/04,1974.

Патент США Ф 4330215, кл. В 29 В 1/06,1982. (54) (57) 1 . СМЕСИТЕЛЬ,ПДЯ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и с полостью, в которой концентрично установлен смесительный элемент с цилиндрической и расположенной со стороны входного отверстия конической частями, и опорные элементы для смесительного элемента, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества смешения и снижения энергозатрат, полость выполнена конической, сужающейся к выходному отверстию, коническая часть смесительного элемента выполиена с винтовыми выступами, при этом на цилиндрической части смесительного элемента выполнены каналы с

1191297

2, Смеситель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что смесительный элемент выполнен со ступенчатой цилиндрической частью, при этом каналы выполнены по торцу участ- ка большего диаметра с наклоном к оси смесительного элемента.

3. Смеситель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что опорные элементы смесительного элемента выполнены в виде шариков, под которые

Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материалов и может быть использо,вано для непрерывного смешения полимер-полимерных композиций, полиме- 5 ров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработк полимерных наполненных материалов.

Цель изобретения — повышение качества смешения и снижение энергозатрат.

На фиг.1 изображен смеситель, продольный разрез; на фиг.2 — смесительный элемент; на фиг.3 — разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 — разрез

Б-Б на фиг.2; на фиг.5 — смесительный элемент со ступенчатой цилиндрической частью; на фиг.б — смеситель с опорными элементами в виде шариков; на фиг.7 — разрез В-В на фиг.б.

Смеситель содержит корпус 1 (фиг.1) с конической полостью, сужаю-. щейся в направлении к выходному отверстию, с входным отверстием 2 и выходным отверстием 3. Внутри корпуса концентрично полости установлен 30 смесительный элемент 4 (фиг.2) с воэможностью осевого перемещения, .ограниченного со стороны выходного отверстия 3 опорными элементами, например цилиндрическими упорными 35 пальцами 5 (фиг.1), установленными в стенке корпуса. Смесительный элемент на конической части имеет винна торце смесительного элемента выполнена кольцевая канавка.

4. Смеситель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что на цилиндрической поверхности смесительного элемента выполнена кольцевая канавка под шарики.

5. Смеситель по пп.3 и 4, о т— л и ч а ю шийся тем, что кольцевые канавки на торце смесительного элемента и на его цилиндрической части соединены каналами. товые выступы 6 (фиг.3) и каналы 7 (фиг.4), выполненные в его цилиндрической части с выходом на торцовую часть. Смесительный элемент может быть выполнен со ступенчатой цилиндрической частью (фиг.5) . При этом .каналы выполнены по торцу участка большего диаметра с наклоном к оси смесительного элемента. На смесительном элементе могут быть выполнены кольцевые канавки 8 и 9 (фиг.б), в которых размещены металлические шарики 10 выполняющие роль опорных элементов. Смесительные канавки на торце смесительного элемента и цилиндрической части смесительного элемента могут быть соединены каналами (фиг.7), На корпусе смесителя закреплен фланец

1l (фиг.1) для установки смесителя на перерабатывающем оборудовании.

На корпусе смесителя установлен нагреватель 12 для поддержания заданного температурного режима.

Коническая полость корпуса сужается к выходному отверстию 3 так„что гидравлическое сопротивление движению материала в зазоре, образованном конической полостью и боковой поверхностью смесительного элемента у его торца, больше, чем гидравлическое сопротивление движению материала по отверстиям, выполненным на цилиндрической части смесительного элемента с выходом на его торцовую часть.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

1191297 личению габаритов смесителя, его материалоемкости,,причем при переработке на нем полимеров (высоковязких расплавов) происходит резкая

5 потеря давления, что приводит к применению более громоздкого перерабатывающего оборудования, увеличению энергоемкости. Кроме того, в известном смесителе существуют застойные зоны в местах закрепления смесительных дисков с прорезями, что приводит к снижению качества смешения за счет термодеструкции при переработке нетермостабильных полимеров, а также полимеров с различными ингредиентами (в частности с минеральными наполнителями).

Смешение полимерной массы с различными ингредиентами в предлагаемом смесителе осуществляется в результате увеличения поверхностей контактов компонентов .при смешении, многократного разделения потока полимерной массы на отдельные потоки с последующим смешением интенсивного сдвигового воздействия на полимерную массу при ее движении между неподвижной стенкой корпуса и вращающимся смесительным элементом, а также перемешивающего действия смесительного элемента, который осцилирует вдоль оси вследствие перепада давления и вращается вокруг оси смесителя с эксцентриситетом.

В предлагаемом, смесителе улучшение качества смешения происходит за счет улучшения качества расплава полимера с различными ингредиентами путем ликвидации застойных зон в смесителе, т.е. исключается термодеструкция перерабатываемых полимеров и других компонентов смеси. При этом исключена также механическая деструкция, так как операция смешения основана не на принудительном "перемалывании" материала за счет внешнего привода, как в известном решении,а за счет многократного дробления потоков . полимерной массы с последующим их слиянием в результате статического давления смешиваемой среды, что значительно увеличивает

55 предлагаемой конструкции значительно меньше, чем в известной, так как суммарное поперечное сечение отверс4

Расплав полимера с различными ингредиентами подается под давлением во внутреннюю полость корпуса 1 через входное отверстие 2.

Поток массы попадает на винтовые выступы 6 смесительного элемента 4 и вращает его. При этом поток массы делится на отдельные потоки по числу винтовых выступов. Далее полимер ная масса сливается в один поток и движется по зазору между боковой поверхностью смесительного элемента и поверхностью, сужающейся к выходу

1полости корпуса 1. После этого одна часть полимерной массы движет- 15 ся к зазору, образованному неподвижной .стенкой корпуса и вращающимся смесительным элементом, а другая часть потока полимерной массы, разбиваясь на множество отдельных пото- 20 ков и образуя при этом новые плоскости раздела, движется к зазору по каналам, выполненным от цилиндрической части смесительного элемента к его торцу. Отверстия выполнены так, что полимерная масса по ним движется в направлении, обратном вращению смесительного элемента 4, и за счет реактивной силы ускоряет его. Далее в зазоре между стенкой 30 корпуса и торцовой частью смесительного элемента все потоки полимерной массы сливаются в один поток, который под приложенным:давлением, а также за счет эффекта Вайсенберга выдавливается в формующий элемент.

Если опорные узлы смесительного элемента выполнены в виде шариков 10 под которые на торце и боковой по-. верхности смесительного элемента 40 выполнены кольцевые канавки 8 и 9, соединенные каналами, то полимерная масса на них дополнительно разъединяется на множество отдельных потоков, образуя при этом новые плоскос- 15 ти раздела, и одновременно на шариках подвергается перемещению по поперечному сечению зазора между смесительным элементом 4 и конической полостью корпуса 1, испытывая при этом значительные сдвиговые деформации.

В известном смесителе для дости- поверхность контакта компонентов, жения высокой смесительной эффектив- . а следовательно, и качество смешености на о ном смесите д льном элементе ния. Падение давления расплава на необходимо устанавливать большое количество смесительных дисков с прорезями, что приводит к резкому уве1191297 тий для прохода расплава полимера на смесительном элементе составляет

50-60Х поверхности смесительного элемента, что приводит к уменьшению габаритов перерабатывающего оборудования, а следовательно, и снижению энергозатрат. Отсутствие индивидуального привода в предлагаемом смесителе позволяет также снизить энергозатраты.

Таким образом, изобретение позволяет повысить эффективность и качество смешения вязких полимерных. компонентов с различными ингредиентами и снизить энергозатраты при переработке полимерных материалов.

Предлагаемый смеситель легко монтируется в технологических линиях для смешения полимер-полимерных композиций, полимеров с различными ингредиентами и высокодисперсными минеральными наполнителями, при .процессах грануляции и при переработке наполненных полимерных ма10 териалов. обеспечивает высокую гомогенность смесей. Вследствие. трения а материала о внутреннюю поверхность и отсутствия застойных зон механизм смесителя не может быть закупорен

15 при скапливании наполнителя в застойных зонах. Элементы, из которых состоит предлагаемый статический смеситель, являются съемными и могут быть легко очищены.

1191297

Qug. 5

®иа T

ВНИИПИ Заказ 7068/1 5 Тираж 644 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 с