Шнековый смеситель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5)4 В 29 В 7/42 В 01 Р 7/08 С 47 ТЕН по длине ш о т л иу каждого канала чением и глубино щ и й с я тем,У 38Д.Бахминно-исследоваинтетическог то, с целью ения за сче ния качества сме чения продольной ла, глубины канал выбраны различным глубокого и мелк делены из соотно циркуляции ов нарезки и для обра го каналов ения идетельство СССР9 Р 3/00, 1978,др. Оборудованиеи переработки пла:Госхимиздат,е го гл глубины мелго каналов ш- коэффициентношению рас содервход.к сющей мрый отмеситасход ек р я максимальн лкого кана м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный нательский институтволокна(54) (57) ШНЕКОВЫЙ СИЕСИТЕЛЬ жащий цилиндрический корпус ным и выходным штуцерами, ш двухзаходной нарезкой, обра орп сом два канала с пос ояннымиека сса ю- повышет обеспематериашнекаованияи опре 184692Изобретение относится к устройствам для переработки полимерных материалов, в частности к шнековым смесителям, и может быть использовано. для получения однородной смеси жидких ингредиентов в химической промьппленности,Цель изобретения - повышение качества смешения за счет обеспеченияпродольной циркуляции материала. 10На фиг.1 изображен шнековый смеситель, разрез; на фиг.2 - напорнорасходные характеристики шнековогосмесителя в целом и каждого иэ егоканалов. 15Смеситель содержит цилиндрический корпус 1 с входным 2 и выходным3 штуцерами и смонтированный с возможностью вращения внутри корпуса 1шнек 4 с двухзаходной нарезкой, 20образующей два канала 5 и 6 с постоянными по длине шнека 4 сечением игл бнной, причем глубины каналов 5и 6 выбраны различными для образования глубокого 5 и мелкого 6 каналови определены из соотношенияН фс1-К где Ь Н глубины мелкоУго 6 и глубокого 5 каналов, а К -коэффициент, равный отношению расхода смесителя к максимальному расходумелкого канала 6,111 нековый смеситель работает следующим образом.Подлежащие смешению жидкие ингре- З 5диенты через входной штуцер 2 подаются внутрь корпуса 1, где они захватываются шнеком 4 и попадают в каналы5 и 6. На частицы жидкости, находящиеся в к,.налах 5 и 6 шнека 4, действуют две противоположно направленныесилы: силы внутреннего трения вязкости), заставляющие частицы двигаться в направлении к выходному штуцеру 3, и силы давления, препятствующие 45этому движению. Под действием укаэанных сил жидкость в мелком канале 6движется в направлении к выходномуштуцеру 3. При этом давление на выходе смесителя достигает такого значения, при котором жидкость в глубокомканале 5 начинает двигаться в обратном направлении от выходного штуцера3 к входному штуцеру 2. Вследствиеэтого часть жидкости, поступающей к 55выходному штуцеру 3 по мелкому каналу 6, возвращается по глубокому каналу 5 к входному штуцеру 2, где перемешивается с вновь поступающей жидкостью, что обеспечивает ее интенсивное продольное,перемешивание.Постоянство сечения и глубины каналов по длине шнека 4 упрощает смеситель, а выполнение глубины каналов 5 и 6.в соответствии с приводимым соотношением обеспечивает такое давление на выходе смесителя, при котором перерабатываемый материал в глубоком канале начинает течь в направлении от выходного штуцера 3 к входному штуцеру 2 смесителя, что повышает интенсивность продольного перемешивания и тем самым устраняет неоднородность смеси, связанную с ко" лебаниями в дозировке ингредиентов.При выборе глубины канала 5, в соответствии с условиемФН с.1 К, давление на выходе смесителя больше максимального давления, которое может развить глубокий канал 5, и жидкость в нем течет от выхода к входу. Обратный поток существуетЬпри О сс -41-К, Нижний пределНотношения -- теоретически стремитНся к нулю, но достичь нуля не может, так как при этом либо Ь = О, либо Н = оц, а в реальном смесителе Н ограничено (не может быть больше радиуса шнека) и Ь Ф О (при . Ь = О шнек становится однозаходным).ИакЬ симальное значение отношения --Н зависит от ряда факторов (величины радиальных зазоров между гребнями шнека 4 и корпусом 1, диаметра шнека 4 и других), но оно достаточно близко к теоретическому пределу, т,е, к нулю. Например, при диаметре шнека 60 мм, принимая Ь,; = 1 мм, Н = 20 мм, получаем минимальное энамцкс)чение отношения в= О 05.Й фПри уменьшении глубины Н канала, что соответствует выполнению условия Н1-К давление на выходе смеЭсителя меньше максимального давления глубокого канала 5, и жидкость в глубоком канале течет от входа к выходу, что не обеспечивает продольную вдоль шнека 4 циркуляцию материала.Таким образом при.ц 11-К маН84 692 4налами 5 и 6 глубиной 3 мм, с однозаходным шнеком с каналами глубиной 3 мм, с двухзаходным шнеком, глубина одного из каналов которого увеличивается с 3 мм до 6 мм, а другого - уменьшается с 6 мм до 3 мм. 1 нтенсивность продольного перемешивания оценивалась по максимальному отклонению концентрации на выходе при возмущении по концентрации на входе смесителя. В качестве жидкости использовался полиэфир П, а добавкой. служил хлористый калий. Расход для всех смесителей устанавливали равным 0,01 м /ч. Концентрацию наУвыходе определяли путем отбора проб через интервалы в 5 с. Максимальное отклонение концентрации наблюдалось в смесителе. с однозаходным шнеком. В смесителях,с двухзаходным шнеком с одинаковыми каналами, с двухзаходным шнеком с изменяющимися по длине сечением каналов и с двухзаходным шнеком с каналами глубиной 3 мм и б мм максимальные отклонения концентрации составили соответственно 90, 80 и 403 от величины отклонения в смесителе с однозаходным шне" ком. Величина максимального отклонения концентрации при заданном расходе смесителя определяется величиной обратного потока. Чем больше обратный поток, тем меньше отклонения концентрации. Интенсивность продольного перемешивания в предлагаемом смесителе значительно выше, чем в тех смесителях, у которых отсутствует циркуляция жидкости между входом и выходом.Предлагаемая конструкция смесителя может быть использована в установке для крашения в массе капронового коврового жгутика. выхода к входу. Циркуляция части перерабатываемого материала между входом и выходом смесителя значительно снижает неоднородность смеси, вызываемую погрешностями и колебаниями в дозировке ингредиентов. За счет этого повышается качество смеси.Опытная проверка предлагаемая решения проведена на макете смесителя со сменными шнеками, Для провер- О ки существования обратного потока был использован двухзаходный шнек 4 с каналами 5 и 6 глубиной 3 мм.иЬ6 мм ( = 0,5). Максимальный рас 15 ход мелкого канала б (Я,при установленной скорости вращения шнека 4 составлял 0,02 м /ч, На выходе сме 3сителя в проходящую через него жидкость вводили с помощью шприца крася-,.20 щее вещество и постепенно уменьшали расход смесителя путем перекрытия выходного штуцера 3. При расходе смесителя Я = 0,014 мз/ч ( К == 0,7) окрашенная жидкость появлялась на входе смесителя, что свидетельствует о возникновении обратного потока в глубоком канале 5. При расходах смесителя, больших 0,014 м /чЗО3 окраски жидкости на входе не наблюдалось. По расчетным данным при - - =ЬЬН = 0,5 и Я = 0,02 м /ч обратный поМ. максток должен возникать при расходе сме.35 сителя Я0,05 м /ч ( К = = ---075). Совпадение опытных1 м,максданных с расчетом достаточно хорошее40Далее сравнивалась интенсивность продольного перемешивания в смесителе с двухзаходным шнеком 4 с ка1184692 О Д Составитель Л.КольцоваТехред З.ПалийКорректор В.Бутяга Редактор Т.Парфенова Тираж 644 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Заказ 6314/13 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4