Смеситель для полимерных материалов

 

Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном смешении полимерных композиций, полимеров с различными, пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции и т.д. Сущность изобретения: смеситель снабжен разделительными дисками. Вкладыш состоит из секций. В секциях выполнены радиальные и разделительные каналы, соединенные между собой. Разделительные диски установлены между секциями вкладыша . Каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша. Радиальные каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой каналов ротора. Углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами. По меньшей мере каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора. В теле корпуса могут быть выполнены распределительные каналы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 29 В 7/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4817730/05 (22) 05.03.90 (46) 23.09.92. Бюл. ЬЬ 35 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Д.Д.Рябинин, B,È,Ñèâåöêèé, А.С.Колеров, И.П.Гладченко, С.О.Пристайлов, Д.Э.Сидоров и С,В.Сивецкий (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1650460, кл. В 29 В 7/38, 1988.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1537560, кл. В 29 В 7/38, 1987, (54) СМЕСИТЕЛ6 ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном смешении полимерных композиций, полимеров с различными, пигментами, а также высокоИзобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов.

Известен смеситель для полимерных материалов, имеющий корпус с выполненными на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для течения полимерного материала, при„„5U„„1763206 А1 дисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции и т.д. Сущность изобретения: смеситель снабжен разделительными дисками. Вкладыш состоит из секций. В секциях выполнейы радиальные и разделительные каналы, соединенные между собой. Разделительные диски установлены между секциями вкладыша. Каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша, Радиальные каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой каналов ротора, Углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами, По меньшей мере каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора. В теле корпуса могут быть выполнены распределительные каналы. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. чем на поверхности ротора имеются сплошные участки, чередующиеся с ними участки, на которых выполнены углубления, и кол. лекторы, соединенные с углублениями на поверхности ротора посредством каналов (авт. св, СССР М 1650460, кл. В 29 В 7/38, 1988).

Недостатком этой конструкции является неэффективное смешение из-за того, что в ней отсутствуют смесительные каналы в теле ротора, реализующие улучшающие смешение факторы: слияние потоков, релаксацию напряжений и распределение полимера между углублениями, а кроме того, увеличивающие длину пути смешения без увеличения габаритов смесителя, количества перестроений, разделений и слияний по1763206 токов полимера, организующие последовательно-параллельное движение полимера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является смеситель для полимерных материалов, имеющий корпус с выполненными на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для течения полимерного материала, причем в теле ротора выполнены каналы, соединенные с углублениями на поверхности ротора, и цилиндрическая проточка, в которой установлен вкладыш (авт. св. СССР М 1537560, кл. В 29 В 7/38, 1987j.

Недостатком этой конструкции является неэффективное смешение полимеров изэа реализации только параллельного движения полимера в сквозных каналах ротора и каналах, образованных углублениями корпуса и ротора, т;е. отсутствует параллельно-последовательное движение полимера, а кроме того, неэффективное диспергирование компонентов иэ-за малого количества слияний, разделений и перестроений потоков полимеров, что также снижает эффективность смешения, Целью изобретения является повышение эффективности смешения, Поставленная цель достигается тем, что смеситель снабжен разделительными дисками, вкладыш выполнен составным из секций, в которых имеются соединенные между собой разделительные и радиальные каналы, а разделительные диски установлены между секциями вкладыша, при этом сквозные каналы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша, радиальные каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой сквозных каналов ротора. а углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами, причем по меньшей мере сквозные каналы ротора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора..В теле корпуса могут быть выполнены распределительные каналы, расположекные с возможностью соединения по меньшей мере одной зоны углублений корпуса с двумя другими.

На фиг. 1 изображен предлагаемый смеситель; на фиг. 2 — сквозные каналы в теле ротора на фиг. 3 — секция вкладыша поперечное сечение, Смеситель для полимерных материалов имеет корпус 1 (фиг. 1} с выполненными на

его внутренней поверхности 2 углублениями 3 и установленный в корпусе 1 ротор 4 с выполненными на его наружной поверхности 5 углублениями 6, расположенными с образованием с углублениями 3 корпуса 1 каналов для течения полимерного материала. В теле ротора 4 выполнены сквозные

5 каналы 7, соединенные с углублениями 6 на поверхности 5 ротора 4 и между собой (фиг.

1 и 2), а также цилиндрическая проточка 8, в которой установлен вкладыш 9, Между наружной поверхностью 10 вкладыша 9 и внут10 ренней поверхностью 11 проточки. 8 расположены продольные каналы 12, выполненные в теле ротора 4. Вкладыш 9 состоит иэ секции 13 — 16, в которых выполнены соединенные между собой раз15 делительные 17 и радиальные 18 каналы.

Между секциями 13 — 16 вкладыша 9 установлены разделительные диски 19, Сквозные каналы 7 ротора 4 размещены группами, соответствующими секциям 13 — 16 вклады20 ша 9. Радиальные каналы 18 одной секции вкладыша 9 соединены с оответствующей группой сквозных каналов 7 ротора 4, Углубления 3 и 6 на поверхностях ротора 4 и корпуса 4 размещены зонами 20 — 23, раз25 деленными между собой сплошными участками 24. По меньшей мере сквозные каналы

7 ротора 4 одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений 6 ротора 4; например, секция 15 соединена с

30 секциями 21 и 22 соответственно каналами

18 и 7. В корпусе 1 выполнены входное 25 и выходное 26 отверстия. Ротор 4 снабжен наконечником 27. Каналы 7, 17, 18 секции 16 соединены отверстиями 28 с входным от35 верстием 24, Секции 13 — 16 вкладыша 9 могут быть выполнены из отдельных дисков, например дисков 29 — 31, что позволяет при их замене изменять сопротивление каналов

17 секции вкладыша и облегчает выполне40 ние каналов 18, расположенных между указанными дисками. В теле корпуса 1 могут быть выполнены распределительные каналы 32, расположенные с возможностью соединения по меньшей мере одной зоны

45 углублений 3 корпуса 1 с двумя другими.

Например, секция 23 соединена с секциями

22 и 21 каналами 32.

Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом.

50 Расплав полимера, состоящий иэ различных компонентов, поступает во входное отверстие 25 корпуса 1. Затем расплав полимера разделяется на несколько параллельных потоков полимера, движущихся в

55 основную смесительную секцию 16 и смесительную зону 23 с параллельным движением расплава полимера в них. В зоне 23, образованной углублениями 3 внутренней поверхности 2 корпуса 1 и углублениями 6 наружной поверхности 5 ротора 4, происхо1763206 дит интенсивная сдвиговая деформация полимера, его переворачивание, срез, слияние и разделение, эффективное диспергирование компонентов расплава при движении полимера в каналах, образованных при взаимном перекрытии углублений.

Одновременно расплав полимера в параллельном движении проходит через отверстие 28 и каналы 18, 17 секции 16 в теле вкладыша 9, установленного неподвижно в цилиндрической проточке 8, каналы 7 между наружной поверхностью 11 вкладыша 10 и внутренней поверхностью 12 проточки 8, где происходит упорядоченно эффективное распределение ингредиентов смеси по объему. Углубления 6 зоны 23 последовательно соединены каналами 7 в теле ротора 4 с каналами 18, 17 секции 16. Поэтому расплав полимера, перетеканию которого из зоны 23 углублений непосредственно в зону 22 углублений препятствует сплошной участок

24, поступает через сквозные каналы 7 в каналы 17, 18 секции 16, а также может в варианте конструкции поступать в зоны 21 и 22 углублений 6 по каналам 32, что позволяет эффективно перераспределять расплав полимера между секциями и улучшить смешение, Перетеканию расплава полимера из секции 16 в секцию 15 препятствует разделительный диск 19, Поэтому из каналов 17, 18 секции 16 расплав полимера поступает в углубления 3 и 6 зоны 22. Таким же образом. происходит процесс смешения и перераспределение расплава полимера между секциями 13, 14 и зоной 20. Затем расплав полимера. обтекая наконечник 27, выходит из смесителя через выходное отверстие 26. Использование в конструкции секций вкладыша, выполненных из отдельных дисков 29 — 31 с каналами 17, 18, 7, позволяет улучшить качество смешения за счет увеличения числа перестроений, разделений и слияний потока. В вариантах конструкции отверстия 28 могут отсутствовать, что обеспечивает запитку расплавом каналов секции 16 через углубления зоны 23 и создание зон вторичных течений в области входного отверстия 25, в результате чего улучшается перемешивание в згой области.

Таким образом, в данной конструкции смесителя происходит процесс параллель5 но-последовательных движений и перестроений потоков полимера, обеспечивающий локально упорядоченное диспергирование компонентов расплава и распределение ингредиентов смеси по объему, что-приводит к

10 повышению эффективности смешения, Формула изобретения

1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с выполненными

15 на его внутренней поверхности углублениями и установленный в корпусе ротор с выполненными на его наружной поверхности углублениями, расположенными с образованием с углублениями корпуса каналов для

20 течения полимерного материала, при этом в теле ротора выполнены сквозные каналы, соединенные с углублениями на поверхности ротора, и цилиндрическая проточка, в которой установлен вкладыш, о т л и ч а ю25 шийся тем, что, с целью повышения эффективности смешения, смеситель снабжен разделительными дисками, вкладыш выполнен составным из секций, в которых выполнены соединенные между собой раз30 делительные и радиальные каналы, а разделительные диски установлены между секциями вкладыша, при этом сквозные ка- налы ротора размещены группами соответственно секциям вкладыша, радиальные

35 каналы каждой секции вкладыша соединены с соответствующей группой сквозных каналов ротора, а углубления на поверхностях ротора и корпуса размещены зонами, причем по меньшей мере сквозные каналы ро40 тора одной группы соединены по меньшей мере с двумя зонами углублений ротора.

2. Смеситель по и. 1, отл ича ю щи йс я тем, что в теле корпуса выполнены распределительные каналы, расположенные с

45 возможностью соединения по меньшей мере одчой зоны углублений корпуса с двумя другими.

1763206

1763206

Составитель Л, Ливещова

Техред М.Моргентал Корректор А. Долинич

Редактор Г. Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 3416 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауеская наб., 4/5