Многовалковый пленочный реактор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (51)5 В 01 J 19/18

ПАТЕНТУ

Г судАРстВеннОе пАтентнОе

В ДОМСТВО СССР (ОСПАТЕНТ СССР) 1) 4894244/05

2).23.01.91

6) 30.08.93, Бюл. М 32

1) P 4001986.1

2) 24.01.90

3) DE

1) Херманн Бершторфф Машиненбау ГмбХ

Е)

2) Зигфрид Хшанецки (0Е)

3) Херманн Бершторфф Машиненбау ГмбХ

Е)

6) Патент ФРГ М 3513536, . С 08 G 85/ОО, 1987. (4) МНОГОВАЛКОВЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ РЕКТОР (7). Использование: для полимеризации, лисуммирования и поликонденсации плас масс, для обработки жидкости газом. Сущость изобретения: многовалковый еночный реактор содержит корпус с каме- й, связанной с источником разрежение и избыточного давления, параллельно руг другу установленные и связанные с

Изобретение относится к многовалкому пленочному реактору, осуществляюему процесс подпрессовки полимера, Целью изобретения является упрощее конструкции пленочного реактора и пошение надежности в работе.

Поставленная цель достигается тем, что пленочном реакторе привод подающих лков состоит из верхнего и нижнего узлов планетарными валками, сообщающими дающим валкам вращение вокруг собстнной оси и планетарное движение вдоль приводом подающие валки, смежные из которых установлены с воэможностью взаимодействия. Привод подающих валков состоит из верхнего и нижнего узлов с планетарными валками, сообщающих подающим валкам вращение вокруг собственной оси и планетарное движение вдоль внутренних стенок корпуса, причем подающие валки кинематически связаны с планетарными валками. Верхний и нижний приводные узлы содержат кинематически связанные центральные шпиндели с планетарными валками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга и выполненными с; зубчатой нарезкой и диаметрами, меньши-, ми, чем диаметр центрального шпинделя, причем зубчатая нарезка планетарных валков кинематически связана с внутренней стенкой корпуса, имеющей зубчатую нарезку. Шпиндели верхнего и нижнего узлов связаны посредством пустотелого вала с . отверстиями. Пустотелый вал связан с ис- точником разрежения или избыточного давления. 5 з. и. ф-лы, 4 ил. внутренних стенок корпуса, при этом подающие валки кинематически связаны с планетарными валками.

Причем верхний и нижний приводные узлы содержат кинематически связанные центральные шпиндели с планетарными валками, расположенными на одинаковом ,расстоянии друг от друга и выполненными с зубчатой нарезкой и диаметрами, меньшими, чем диаметр центрального шпинделя, а зубчатая нарезка планетарных валков кинематически связана с установленным на кор1837954 пусе зубчатым венцом; шпиндели верхнего и нижнего узлов связаны посредством пустотелого центрального вала, вдоль боковой поверхности которого выполнены поперечные отверстия, при этом с одного конца вал связан с источником разрежения или избыточного давления, а привод расположен над верхним шпинделем; центральный шпиндель верхнего приводного узла выполнен заодно с центральным валом и шпинделем 10 нижнего приводного узла; подающее расплав устройство выполнено в виде кольцевого коллектора с несколькими подающими отверстиями и расположено в верхней части корпуса, под планетарными валками нижнего приводного узла установлен подающий шнек, обуславливающий с корпусом герМетизацию расплава.

Предлагаемая конструкция секции реактора с планетарными подающими валка- 20 ми решает все проблемы простым и кономичным способом, так как из подпресовочной камеры выходит только один вал, в частности, приводной вал центрального шпинделя, который и должен герметизиро- 25 ваться. Согласно изобретению больше не требуется сложный привод, обеспечивающий вращательное движение подающих валков, причем это не влияет на функционирование пленочного реактора. Очень про- 30 стым способом обеспечивается то, что все подающие валки реактора вращаются абсолютно синхронно и равномерно благодаря наличию силового замыкания вверху и/или внизу, что выражается в наличии верхнего 35 и/или нижнего соединения подающих валков с планетарным валком реактора. Дополнительно к своему вращению подающие валки поворачиваются по круговой.траектории вокруг центрального шпинделя благо- 40 даря наличию зацепления на участке центрального шпинделя. Благодаря круговой циркуляции вдоль внутренних стенок корпуса последний очищается тем самым, отсутствует необходимость поворота корпуса ..45

Кроме того, расплав, имеющийся в сек-. ции реактора подающими валками, подвергается дополнительной гомогениэации вследствие наличия обкатного движения между зубчатым планетарным валком и зуб- 50 чатой внутренней стенкой реактора с одной стороны и зубчатой поверхностью центрального шпинделя с другой стороны, Осевая длина конкретно используемого участка реактора с транспортными валками зависит 55 от вязкости расплава и его свойств.

Участки реактора с подающими валками могут осуществлять также только функции привода, не оказывая какого-либо эффекта гомогениэации. В таком случае этот участок может быть очень коротким.

Целесообразно осуществить связь центрального шпинделя верхнего участка реактора с центральным шпинделем нижнего участка посредством вала, имеющего меньший диаметр, так что между обоими участками образуется большая подпрессовочная камера, Центральный шпиндель верхнего и нижнего участков реактора, а также вал могут.быть изготовлены в виде одной детали, так что оба участка реактора вместе с промежуточными подающими валками вращаются абсолютно синхронно, Привод реактора. осуществляющий вращение подающих валков, подсоединяется к валу, связанному с верхним центральным шпинделем.

Однако в очень крупных реакторах целесообразно, например, свинчивать верхние и нижние составляющие центрального шпинделя с валом, воспринимающим дегазационное отверстие.

Соосно с верхней частью центрального шпинделя расположено отверстие, которое связано с дегазационным отверстием вала и с устройством, предназначенным для создания разрежения..

В простых и дешевых исполнениях по- . дающие валки реактора базируются и приводятся во вращение только с одной стороны. При такой форме исполнения концы валков, которые не направляются планетарными валками, базируются в кольцевых углублениях нижнего фланца. При такой форме выполнения подающие валки вращаются вокруг центрального вытеснительного корпуса, выполненного в виде конуса.

На фиг, I изображено продольное сечение тонкопленочного реактора; на фиг. 2— продольное сечение тонкопленочного реак.тора другой формы исполнения; на фиг. 3сечение 111-1И на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение

1Ч - И на фиг. 1.

Реактор имеет корпус 1, содержащий верхний 2 и нижний 3 узлы, связанный подающими валками 4. Приводной. вал 5 связан с центральным шпинделем 6, связанным с нижним центральным шпинделем 7 нижнего участка 3 реактора посредством вала 8.

Подающие валки 4, расположенные в корпусе 1 реактора, соответственно свинчены с осями. которые не показаны на чертеже, посредством планетарных валков 9 и 10.

Верхний 2 и нижний 3 узлы реактора, а также подающие валки 4 расположены в корпусе реактора 1, Снаружи вокруг корпуса 1 расположены нагревательные элементы 11, 1837954 чтобы иметь возможность влиять на температуру расплава. На нижнем центральном шпинделе 7 закреплен выходной шнек 12, имеющий транспортирующие перемычки, чтобы обеспечивать давление, а также ваку- 5 мную герметизацию дегазационной камеры 13 с нижней стороны.

Приводной вал 5 базируется в упорном подшипнике 14 и герметизирован сверху посредством уплотнения 15 вала. 10

Расплав под давлением подается в ректор через питающее отверстие 16 в кольцевой коллектор 18, благодаря чему егазационная камера одновременно геретизируется сверху. 15

Под входным отверстием 16 и приблиительно в середине над соединительным вом, образующимся между планетарным влксм 9 и внутренней стенкой 17 корпуса частка 2 реактора, расположен кольцевой 20 оллектор 18, который наиболее целесообазен для распределения по окружности веденного расплава. Кроме того, распреелению расплава по окружности способстуют несколько питающих каналов 16, 25 оторые расположены по окружности кольевого коллектора 18.

Вал 5 выполнен пустотелым, имеет по ентру осевое отверстие 19, к которому чеез фланец 20 подключено непоказанное 30 стройство, создающее разрежение. В валу предусмотрены радиальные отверстия 21, оторые связаны с осевым продольным отерстием 19, так что в дегазационной подрессовочной камере 13 можно создавать 35 азрежение.

В форме выполнения, показанной на иг. 2, подающие валки 4 снизу не связаны, планетарными валками, а базируются своодно в кольцевом углублении 32, которое 40 меется в замыкающем фланце 23. В нижий конец вала 8 ввинчивается вытесниельный корпус 24, который выполнен в иде конуса.

Стрелками 25 показано направление 45 ращения планетарных валков 9, а стрелкаи 26- одновременное планетарное движеие вокруг центрального шпинделя 6.

Позициями 27 и 28 обозначены промеуточные полости. 50

Расплав выталкивается через выходное кно 29, Работа реактора осуществляется следущим образом.

Через окна 16 расплав, например, поли- 55 э илена. попадает в кольцевой канал 18, и о уда в зазор между внутренней стенкой

1, планетарным валком 9 и центральным пинделем 6. Посредством расплава, подав емого под давлением, герметизируется сверху подпрессовочная дегаэациойная камера 13.

Благодаря вращательному движению центрального шпинделя 6, имеющего косозубый зубчатый венец, планетарные валки 9 с косозубыми шестернями обкатываются по внутренней стенке 17 корпуса, имеющей зубчатую нарезку, Планетарные валки 9 вращаются (стрелка 25) и одновременно осуществляют планетарное движение (стрелка 26) вокруг центрального шпинделя 6. Через кольцевой канал 18 расплав попадает в промежуточную полость 27 (рис, 3) и подается вниз к наружной стороне подающих валков

4 в промежуточную полость 28 (рис. 4).

Определенное количество расплава подхватывается вращающимися подающими валками 4 и перемещается в камеру 13 подпрессовки. На подающих валках 4 образуются тонкие пленочные слои. Толщина пленочных слоев в периферийной части подающих валков 4. которая обращена к камере подпрессовки, определяется расстоянием между противоположно расположенными узловыми элементами или транспортирующими перемычками валков

4, Таким образом в любой момент возможно предлагаемый тонкопленочный реактор привести в соответствие с конкретной вязкостью материала посредством замены подающих валков 4 на другие валки, имеющие другую геометрию перемычек и с меньшим расстоянием между собой.

Иэ высокомолекулярных и очень вязких расплавов, как известно, очень трудно удалять газовые включения. Только если можно получить экстремально тонкие слои на больших площадях (площадь поверхности всех периферийных составляющих площади транспортных валков, если эти поверхности обращены к подпрессовочной камере), возможно быстрое и экономичное удаление газа.

Посредством выбора геометрии транспортных валков можно настраивать транспортирующий эффект, Расплав транспортируется вниз и попадает во второй участок 3 планетарных валков 10.

Посредством непоказанного вакуумного насоса. которЫй подключен к фланцу 20 подпрессовочной камеры, создается высокое разрежение (связь через отверстие 19 и окна 21 в валу 8) в подпрессовочной камере

13. Посредством расплава, имеющегося в выходном шнеке 12, создается уплотнение снизу. Расплав выталкивается через выходное окно 29 под давлением, чтобы, например, подводиться далее к гранулятору с

ВОДЯ Н Ы М КОЛ Ь ЦОМ.

1837954 8

Тонкопленочный реактор используется преимущественно для. полимеризации, для . полисуммирования и для поликонденсации пластмасс, так как при таких процессах должны удаляться имеющиеся в расплаве газообразные составляющие. Однако пленочньф реактор может использоваться также с обратный действием, например, если целесообразно подмешивать газ к жидкой составляющей, например, для осуществления определенной химической реакции, В таком случае а подпрессовочную двгеэацИОННуЮ КЭМЕру 13 ПодаЕтСя ПОд даВлением газообразное вещество,. которое взаимодействует с тонким жидким слоем и внедряется в жидкость благодаря вращению подающих валков 4, Формула изобретения

1; Многовэлковый пленочный .реактор для непрерывного изготовления высокомолекулярных полимеров, термопластов, подпрессовыааемых пластмассовых расплавов или других подпрессовываемых или ээрируемых жидких масс. содержащий корпус с камерой, связанной с источником разрежения или избыточного давления, параллельно друг другу установленные и связанные с приводом подающие валки, смежные из которых.установлены с возможностью взаи модействия, о t л и ч а ю шийся тем, что, c:öånüe упрощения конструкции и повышения надежности в работе; привод подающих валков состоит.из верхнего и нижнего узлов с планетарными валками. сообщающими подающим валкам вращение вокруг собственной оси и планетарное движение вдоль внутренних стенок корпуса, причем подающие валки кинематически связаны с планетарными валками.

2, Реактор по и. 1, отn ич а ю щи и ся тем, что верхний и нижний приводные узлы

5 содержат кинематически связанные центральные шпиндели с планетарными валками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга и выполненными с зубчатой нарезкой и диаметрами, меньши10 ми, чем диаметр центрального шпинделя, причем зубчатая нарезка планетарных валков кинематически связана с внутренней стенкой корпуса, имеющей зубчатую нарезку.

15 3. Реактор по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что шпиндели верхнего и нижнего узлов связаны посредством пустотелого центрального вала, вдоль боковой поверхности которого выполнены радиальные от20 верстия, при этом с одного конца вал связан

C источником разрежения или избыточного давления, а привод расположен над верхним шпинделем.

4. Реактор по пп. 1-3, о t л и ч а ю щ и й25 с я тем, что центральный шпиндель верхнего приводного участка выполнен заодно с пустотелым и центральным шпинделем нижнего участка, 5. Реактор non,1, отл ич а ющи и с я

30 тем„что в верхней части корпуса расположено Подающее расплав устройствО, выполненное в виде кольцевого коллектора с несколькими подающими отверстиями, 6. Реакторпоп. 1,отл ича ю щи йся

35 тем, что под планетарными валками нижнего приводного узла установлен подающий шнек, обуславливающий с корпусом герметизацию расплава.

1837954

1837954

Редактор С,Кулакова

Заказ 2883 Тираж. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгороде уз.гагарина, 101

Составитель Н.Рудько

Техред M.Mîðråíòàë - Корректор И.Шмакова

27