Червячный смеситель для полимерных материалов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ( ) 88722 Союз Соеетских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07,12.81 1) М.Кл.з В 29 В 1/06 В 29 В 1/10(088,8) по делам изобретений н открытий(54) ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВв виде штифв плоскостях,Изобретение относится к области переработки полимерных материалов и может быть использовано преимущественно в резинотехнической, шинной и пластмассовой отраслях промышленности для изго товления и доработки резиновых и других полимерных смесей.Известен червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий червяк с прорезями в нарезке, корпус с зубьями 10 на внутренней поверхности, размеры которых соответствуют размерам прорезей в червяке, привод вращения червяка и привод осевого перемещения корпуса 1.Недостатком червячного смесителя яв ляется сложность его конструкции, обусловленная возвратно-поступательным осевым перемещением корпуса, и трудность чистки при смене перерабатываемого материала.20Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, червяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка приводные смесительные элементы 2.Смесительные элементытов расположены радиально перпендикулярных к оси червяка. При вращении смесительных элементов в материале развивается круговое течение, которое способствует смешению и диспергированию материала.Кроме того, вращающиеся смесительные элементы устраняют застойные зоны в материале, в результате чего исключается передержка материала в зоне обработки и повышается производительность. Еще одним преимуществом смесителя с вращающимися смесительными элементами является возможность регулирования интенсивности смесительного воздействия не только изменением количества смесительных элементов, но также скорости и направления их вращения,Один из недостатков смесителя заключается в следующем, Как известно, при движении материала в винтовом канале червяка создаются градиент скоростей по глубине канала и, соответственно ему, градиенты температур, концентраций и пластоэластичных свойств обрабатываемого материала,В результате указанных градиентов в материале возникают слои с постоянными температурными концентрациями и пластоэластическими свойствами. Эти слои располагаются в плоскостях, параллельных10 15 65 дну винтового канала. Круговое течение, развиваемое при вращении радиально установленных смесительных элементов, характеризуется преобладанием тангенциальных скоростей, параллельных дну винтового канала, и отсутствием перпендикулярных скоростей (или малой их величиной), Вследствие этого увеличивается интенсивность движения, а следовательно, смешения и диспергирования материала в каждой плоскости, параллельной дну винтового канала, а интенсивность смешения материала из разных слоев незначительна, Поэтому для полного смешения материала, т.е. для устранения указанных выше градиентов, необходимо развивать длину зоны смешения, что приводит к увеличению веса и габаритов машины.Другим недостатком рассматриваемого смесителя является сложность конструктивного оформления и изготовления смесителя из-за необходимости введения дополнительных разъемов корпуса для установки и чистки смесительных элементов, специальных приводов для раскрытия корпуса.Цель изобретения - повышение эффективности смешения и упрощение конструкции смесителя.Поставленная цель достигается тем, что в червячном смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, чс. вяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка ппиводпые смесптсльные элементы, согласно изобретению, продольные оси приводных смесительных элементов размещены в плоскостях, параллельных продольной оси червяка. Кроме того, приводные смесительные элементы расположены тангенциально к поверхности сердечника червяка и под углом к его продольной оси.Приводные смесительные элементы расположены группами, имеющими каждая по меньшей мере два смесительных элемента.Благодаря указанному выполнению червячного смесителя в винтовых каналах червяка развивается сложное движение обрабатываемого материала, способствующее интенсивному смешению и диспергирозанию всех компонентов смеси. Кроме того, указанное расположение смесительных элементов облегчает,их установку, демонтаж для чистки или замены, размещение их приводов, что в конечном итоге упрощает конструкцию смесителя и его эксплуатацию.,На фиг. 1 изображен разрез рабочей зоны смесителя вдоль оси червяка; на фиг. 2 - разрез одночервячного смесителя перпендикулярно к оси червяка в месте установки смесительного элемента; на фиг. 3 - вариант выполнения изобретения в виде двухчервячного смесителя; на фиг. 25 30 35 40 45 50 55 60 4 - часть развертки рабочей зоны смесителя со сдвоенными смесительными элементами, установленными под прямым углом к оси червяка; на фиг. 5 - часть развертки рабочей зоны смесителя с одиночными смесительными элементамп, установленными под разными углами к оси червяка,Червячный смеситель состоит из корп;- са 1 с загрузочной воронкой 2, червяка 3 и смесительных элементов 4, установленных в отверстиях приливов 5 корпуса и соединенных с приводом вращения (на чертежах условно не показан), Продольные оси смесительных элементов размещены в плоскосх, параллельных прсдсльнси осп червяка 3.В местах установки смесительных элементов 4 в витках червяка 3 выполнены прорези. Смесительные элементы 4, представленные на чертежах, выполнены в виде цилиндрических роликов, но они могут имсть и более сложнук форму,Возможно расположение смесительных элементов перпендикулярно к оси червяка (см. фиг. 1 - 4) и под острыми или тупы:и углами к ней (см, фиг, 5). Кроме того, смесительные элементы могут быть расположепы в одной плоскости группами по два иболее (см. фиг. 1,4),Червячный смеситель работает следующим образом,Материал, подаваемьй в загрузочную воронку 2, при вращении червяка 3 продвигается по винтовым каналам, образованным витками червяка и корпусом 1, в зону действия смесительных элементов 4, при вращении которых в окружающем материале развивается интенсивное сдвиговое течение по направлению вращения смесительных элементов. В результате сложения этого течения с течением материала вдоль винтовых каналов и с циркуляциопным течением материала поперек каналов образуется сложное движение материала в зоне действия смесительных элементов 4.Разнонаправленные потоки сложного движения способствуют перераспределению и смешению частиц материала, а обработка материала в зазорах между вращающимися смесительными элементами и поверхностями червяка 3 и корпуса 1 - интенсивному диспергированию материала. Кроме того, в случае группового, например сдвоенного, расположения смеси- тельных элементов 4 (см, фиг. 1, 4) происходит дополнительное диспергирование материала в зазоре между ними.Так как смесительные элементы в относительном движении вокруг оси червяка 3 (если остановить червяк и привести в движение смесительные элементы) проходят по окружности вдоль поверхности сердечника червяка, в зоне действия смесительных элементов оказываются практически все участки обрабатываемого материала.Изменением скорости и направления вращения смесительных элементов 4, изменением количества и расположения смесительных элементов относительно червяка 3, диаметров и формы поверхностей смесительных элементов, величины зазоров между поверхностями смесительных элементов и поверхностями червяка и корпуса 1 можно изменять смесительное воздействие в широком диапазоне в зависимости от обрабатываемого материала и заданных условий, при этом скоростью и направлением вращения смесительных элементов 4 можно регулировать смесительное воздействие во время работы смесителя. Благодаря повышенному смесительному воздействию данного смесителя по сравнению с известным он позволяет изготавливать смесь лучшего качества и с большей производительностью. Кроме того, более простая конструкция смесителя значительно облегчает его изготовление, монтаж и эксплуатацию, что снижает в конечном счете стоимость изготовления и обслуживания смесителя. Формула изобретения1. Червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, чер 5 вяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка приводные смесительные элементы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности смешения и упро 10 щения конструкции смесителя, продольныеоси приводных смесительных элементовразмещены в плоскостях, параллельныхпродольной оси червяка,2. Смеситель по п. 1, отл ич а ющи йс я тем, что приводные смесительные элементы расположены тангенциально к поверхности сердечника червяка и под угломк продольной его оси.3, Смеситель по п. 1, отл ич ающий-.20 ся тем, что приводные смесительные элементы расположены группами, имеющимикаждая по меньшей мере два смесительных элемента.25 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Шенкель Г. Шнековые прессы дляпластмасс, Л., Госхимиздат, 1962, с. 69 - 70.2. Патент США 3870285, кл. В 29 В 1/06,ЗО опубл. 1975 (прототип).887212 Составитель Л. Кольцоваактор Н, Козлова Тсхред А. Камышникова Корректор С, файн фил. пред, сПатент ин. Зак, 1631/1231 Изд,600 Тир НПО сПоискэ Государственного комитета СССР по д 113035, Москва, Ж, Раушская н