Смеситель для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК 9) (и 29 В 7/38 С 5с-,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОпРи Гннт сссР ИТЕТРытиям ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Рах л. В 29 54) СМЕСАЛОВ57) Изоб ние относится к перераотке полиме иалов, может непрерывного х мате ть использмешения пол о ер-полимерных систем и вками в ллированияимерныхия являет зличными до ра п ме ого разделения и слияни отоковеречномуглублениходит тонокрашиван учения и переработ ериалов. Целью изо повьппение эффектив продольном и поях при течении втых каналах проигирование ингредф-лы, 4 ил. полиме пол аправлен рет ост и открье диспер мешения ентов см и, 4 з. зобретения является повьппе ивности смешения и снижени бретение относитс полимерных матери ль перераи может кой промыш мешения по бот э ек расплава полимера сац ть ьзовано в химич для непрерывного мерных систем и лен лим тси добавками в лингранулированияки полимерных м ни ашивания перераб одеист открытыми атериалов.(71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической .революции(56) Авторское свидетельство СССР11 1388292, кл. В 29 В 7/32, 1987,Патент Великобритании И 930339,к Ь, опублик. 1963.ИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИижение пульсации расплава полиме Для этого смеситель содержит два рабочих органа; корпус и ротор, установленный в корпусе подвижно. Навнутренней поверхности корпуса и нанаружной поверхности ротора систематически по окружности и рядами выполнены углубления. На наружной поверхности ротора и на внутренней поверхностикорпуса выполнено не менее одного открытого канала протяженностью по окружности по меньшей мере равной величине удвоенного окружного шага углублений, образующих с ним общую полостьПо меньшей мере один открытый каналм.б. выполнен замкнутым. По крайнеймере один открытый канал м.б. выполнен так, что его начало смещено относительно его конца в направлении продольной оси смесителя. По меньшей мере один открытый канал м,б. выполнензигзагообразным, разветвляющимся илиразветвляющимся-сходящимся, В результате интенсивного сдвига, многократ 1597272 4Смеситель (Фиг.1) содержит два рабочих органа, полый корпус 1 и ротор 2,установленный в корпусе 1 подвижноНа внутренней рабочей поверхности 3корпуса 1 систематически по окружности с заданным окружным шагом и рядамивыполнены углубления 4 (на невидимойповерхности показаны пунктиром). Нанаружной рабочей поверхности 5 ротора 2 выполнены открытые каналы 6, каждый протяженностью по окружности (1)по меньшей мере равным величине удвоенного окружного шага (Н) (фиг.2)углублений 4, образующих с ним общуюполость 7, т.е.1 32 НвНа Фиг,1 показан смеситель, на наружной рабочей поверхности 5 ротора 2которого выполнены открытые каналы 6, 20в том числе замкнутые по окружностиротора 2 (канал 8) и замкнутые самина себя (канал 9), а также открытыеканалы со смещенными в направлениипродольной оси 10 смесителя началом 11 15и концом 12 (канал 13), зигзагообразный канал 14, разветвляющийся канал 15, разветвляющийся-сходящийся канал 16. Ротор 2 может быть установленв корпусе 1 неподвижно, тогда открытые каналы 6,8,9,13-16 и углубления 4на внутренней поверхности 3 корпуса 1образуют систему неподвижных разветвляющихся, пересекающихся, сходящихся проходных каналов (показано стрелками).Ротор 2 смесителя может быть закреплен на червяке 17 червячногопресса либо пслучать рабочие движения от автономного привода (не пока 40зан). Корпус 1 имеет полость 18 длярасплава.Углубление 4 и открытые каналы 6,8,9,13-16 могут быть выполнены на рабочей поверхности по меньшей мере одного из рабочих органовСогласно фиг 1углубления 4 выполнены в корпусе 1,а открытые качалы - в роторе 2.Смеситель работает следующим образом,Расплав полимера, состоящий из раз-,личных ингридиентов подается червячком 17 в полость 18 корпуса 1. Далее,псд действием избыточного давления,продвигается в углубления 4 на внут 55ренней поверхности 3 корпуса 1 (движение расплава полимера показанострелками), где разбивается на отдельные потоки, которые перетекают в открытые каналы 6,8,9,10,14-16 на наружной поверхности 5 ротора 2 и далее в углубления 4. При этом объемы расплава полимера имеют возможность перетекания по открытым каналам 6,8, 9,13-16 в окружном направлении, за счет чего значительно большее количество углублений 4 при вращении ротора 2 остаются открытыми напроход, при этом углубления 4 питаются расплавом более равномерно. Это сказывается изменением пульсаций подготавливаемого расплава и дает возможность получать равнотолщинное. изделие, Открытый окружной канал 8 замкнут по окружности ротора 2. Он дает возможность накладывать на полимер равномерный по длине открытого канала 8 сдвиг, определяя этим одинаковое качество смешения всех объемов расплава, находящихся в нем. Открытый канал 9 (замкнутый сам на себя) дает возможность повысить эффект перемешивания за счет циркуляции полимера в его замкнутом контуре. Открытый канал 13 со смещенными в награвлении основной,оси 10 смесителя началом 11 и концом 12 дает возможность потоку расплава проходить в углубления 4, расположенные со значительным смещением в направленчи основной оси 10 смесителя, что определяет качество смешения во всем объеме смесителя (Фиг.З),Открытый канал 14 (зигзагообразный) позволяет осуществлять систематическое частое питание углублений 4 расплавом только из одного канала 14 (фиг.4),тогда как,. например один открытый канал 12 (фиг.З), питает каждое из углублений 4 один раз эа один. оборот ротора 2. Разветвляющиеся каналы, например канал 15, и разветвляющиеся-сходящиеся каналы, например канал 16 (фиг.1), дают воэможность организовать большое число разделений-слияний потока расплава полимера в условиях интенсивного сдвига при вращении ротора 2, что значительно увеличивает поверхность раздела компонентов и, следовательно, улучшается качество смешения. Выполнение открытых каналов, размеры и размещение, которых удовлетворяют условию1 ),2 Нобеспечивает возможность образования весьма разветвленной сети проходных каналов при одновременном взаимодействии со значительным числом углубле5 159727 ,ний 4, так как (фиг.2-4) выполнение этого условия позволяет одновременно распределять весь элементарный объем расплава в одном углублении и, как ми нимум, в трех элементарных углублениях 4 при выполнении условия 1 = 2 Н,е е те. троекратно увеличивается число вновь образуемых поверхностей раздела компонентов, При этом качество смешения значительно улучшается также за счет того, что расплав при вращении тетечет по каналу поперечно, размер ксторого значительно меньше, чем длина, благодаря чему происходит фибрилиза ция компонентов, что при переориентации элементарных объемов при течении расплава в зигзагообразных, смещенных и, разветвляющихся каналах приво. дит к уменьшению размеров диспергируемых компонентов, Таким образом, увеличение поверхностей контакта компонентов за счет увеличения числа разделений потока, за счет фибрилизации компонентов, за счет интенсификации 25 процессов сдвига при удлинении срезы- вающих , кромок каналов (так как 1 р 2 Н з ), а также за счет увеличения числа пересечений приводит к улучшению качества смешения. 30 полости.2. Смеситель по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что по меньшей мере один открытый канал на поверхности рабочего органа выполнен замкнутым.3. Смеситель по пп.1 и 2, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере один открытый канал на поверхности рабочего органа выполнен с возможностью смещения его начала относительно конца в направлении продольной оси смесителя4. Смеситель по пп.1-3, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере один открытый канал на поверхности рабочего органа выполнен зигзагообразным5. Смеситель по пп,1-4, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере один открытый канал на поверхности рабочего органа выполнен с разветвлениями. Таким образом, проходя через смеситель, полимер претерпевает значительные сдвиговые деформации при перетекании в открытых каналах 6,8,9,13-, 16, а также подвергается поперечному срезу при перетекании из открытых ка-. налов 6,8,9,13-16 в углубления 4 и наоборот во время вращения ротора 2.Таким образом, в результате интен сивного сдвига, многократного разделения и слияния потоков полимера в продольном и поперечном направлениях интенсивного сдвига малых порций расплава при течении в углублениях 4 45 и открытых окружных каналах 6,8,9, 13-16 происходит достаточно тонкое диспергирование ингредиентов смеси и перераспределение их во всем ее объемеПри вращении ротора 2 значительное количество углублений 4 в результате постоянного взаимодействия с . открытыми окружными каналами 6,8,9, 13-16 остаются открытыми напроход в г 6любой момент времени, что снижает пульсации подготавливаемого расплава,При работе смесителя процессы смещения протекают эффективнее, а пульсация подготавливаемого расплава снижается, что способствует повышению производительности оборудования и качества получаемых изделий,Формула изобретения1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий два рабочих органа с рабочими поверхностями, один из которых выполнен в виде полого корпуса, а другой - в виде установленного подвижно в корпусе ротора, причем по рабочей псверхности по меньшей мере одного из рабочих органов выполнены расположенные систематически по окружности с заданным окружным шагом и рядами углубления, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения эффективности смешения и снижения пульсаций расплава полимера, по рабочей поверхности по меньшей мере одного рабочего органа выполнен по меньшей мере один открытый с поверхности канал, длина которого по окружности по меньшей мере равна величине удвоенного окружного шага углублений, сообщенных с каналом для образования общей3 12 Юаг 1 43 и едактор Г.Гербе одписное аж 538 Заказ 3026 НИИПИ изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 арственного 113035, 1597272о б 5 оставитель Л.Кольцоваехред М.Дидык Корректор Л, Бескид: митета пЬ изобретениям и открытиям при ГКНТ ССРсква, Ж-ЗЬ, Раушская наб., д. 4/5