Аппарат для обработки полимерных материалов

Союз СоветскихСоциалистическихреспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 897557(22) Заявлено 29. 11,79 (21) 2846273/23-05с присоединением заявки РЙ -(53) УДК 678,053.3( 088,8) ао делам изобретений н открытий(54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕ РИА ЛОВИзобретение относится к химическому 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 поли мерных 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 11,Однако в этом аппарате не достигается высокой интенсивности смешивания и тепломассообмена при полном заполнении аппарата, так как в центральных час" тях аппарата интенсивность циркуляции резко снижается, Таккоэффициент тепло- отдачи снижается примерно в 1,5 раза,Кроме того, полимерный материалдвижется по внутренней стенке только под действием силы тяжести, что затрудняет переработку высоковязких материалов. Наиболее близким к предложенному потехнической сущности и достигаемомуэффекту является аппарат для переработки полимерных материалов, содержащийцилиндрический корпус с рубашкой длятеплоносителя и со штуцерами для вводаи вывода перерабатываемого материалаи установленный концентрично корпусуротор с многозаходной винтовой канавкой, имеющей угол подъема винтовой линий 15-90. В таком аппарате канавкивыполнены с полуцилиндрическим профи -.лем. Винтовая поверхность ротора позволяет осуществлять принудительное перемещение перерабатываемого материалапо стенкам аппарата, что позволяет пере 807557рабатывать материалы в широком диапазоне вязкосчейфОднако в данном аппарате наблюдается недостаточная интенсивность смешенияи тепломассообмена при полном заполнении аппарата в результате образованиязастойных зон в канавках винта вследст.вие несимметричности образующегося в канавке винта валика материала.Цель изобретения - интенсификация 10процесса смещения и тепломассоооменапри полном заполнении аппарата,Данная цель достигается тем, что ваппарате, содержащем цилиндрический корпус с рубашкой длятеплоносителя и со1штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и установленныйконцентрично корпусу ротор с.многозаходной винтовой канавкой, имеющейугол подъема винтовой линии 15-90, ффОвинтовая канавка выполнена с имеющимнаправленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна изсторон которого направлена радиально, авеличина угла профипя выбрана в предепахф30-60.При этом, угол при вершине профиля закруглен по радиусу, выбранному равным0,2-0,5 глубины профиля канавки.Угол при вершине профиля усечен по фопрямой перпендикулярно радиально направленной стороне угла,На фиг, 1 изображен аппарат, общийвид на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;иа фиг. 3 - узел Х на фиг. 2, первый 35вариант," на фиг, 4 - то же второй ва,риант,Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с рубашкой дпя теплоносителя 2, установленный концентрично корпусу 140 ротор 3, штуцеры 4 и 5 соответственно для подвода и вывода перерабатываемого материала, Ротор 3 имеет многозаходную винтовую канавку 6, с углом с подьемао винтовой линии например равным 75 . Винтовая канавка выполнена с угловым профилем, имеющим направленную,к центру ротора усеченную вершину. Величина углапрофиля выбрана равной, например, 60 , Сторона 3 профипя направлена радиально. По первому варианту выполнения угол Ь при вершине профиля закруглен по радиусу 1, выбранному равным 0,2-0,5 глубины Ь профиля канавки. По второму варианту выполнения уголпри Б вершине профиля усечен по прямой Д, перпендикулярно радиально направленной стороне О угла. Аппарат работает следующим образом.Полимерный материал через штуцер 4подается в корпус 1, попадает в винтовые канавки 6 ротора 3 и принудительноподается к штуцеру 5 для вывода материала. Благодаря предложенному выполнению профиля канавки ротора обеспечивается отсутствие застойных зон, таккак форма профиля канавки совпадает сформой валика. При этом значительноувеличивается интенсивность смешения итепломассообмена, что обьясняется тем,что при попадании жидкого полимерногоматериала в винтовую канавку в последней возникает два встречных ламинарныхтечения: течение Куэтта, возникающеевследствие 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 выоокие 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 итепломассообмена в предлагаемом аппарате позволяет значительно уменьщитьгабариты и увеличить удельную производительность аппарата,Экономический эффект от внедренияпредлагаемого изобретения 100 тыс, руб.для завода производительностью 50 тыс. тв год.формула изобретения1, Аппарат для обработки 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 уголоподъема винтовой, пинии 15-90, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью интен;сификации процесса смешения и тепломассообмена при полном заполнении аппарата, винтовая канавка выполнена с имеющим направленную к центру ротора усеченную верц ину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а величина угпа профиля выбрана в пределах 30-60.5 897557г2. Аппаратпоп, 1, отли чаюп ш и й с я тем, что угол при вершине про- н филя закруглен по радиусу, выбранному равным 0,2-0,5 глубины профиля канав- п ки. иь,1 Фаз, аставитель И. Буслаевахред М, ТенерК орректор Л, Бо щ Редактор К. Волошу Тираж 672нного комите 1828/22ВНИИПИ Гпо делам113035, М одписное дарсзобр ний и открытий-35, Раущская наб.,4 осква илиал ППП "Патент", г. Ужгород ул. Проектная, 4 3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юа и й с, я тем, что угол при вершинеЯ И Уд рофиля усечен по прямой перпендикуляро радиально направленной стороне угла.Источники информации,ринятые во внимание при экспертизе1. Патент Швейцарии Хо 248799,кл. 36 М, опублик, 19572, Патент США, % 2894280,кл, 260-96, опублик. 1959 (прототип),