Смеситель для полимерных материалов

А. Платонов и В"И."Янков Вихаре ооретення сесоюзный научно-исследовательский институт синтетически волокон(T) Заявит 5 Й) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ сверх ния между металлическими тями, исключающего задир ности корпуса и заклинив в режиме горячей перераб вязких липких продуктов ратурах до 300 С 1,на поверхие шнекаки высоко ри темпеИзобретение относится к производству синтетических волокон, аименно к смесительному оборудованию,предназначенному для смешения высоко"вязких расплавов полимеров, обладающих повышенной адгезией к металлическим поверхностям, с добавкамикрасителями, модиФикаторами, ста- .билизаторами,отбеливателями) в непрерывных производствах химических во;локон, и может быть применено в смежных отраслях химической промышленности, в частности в производствепластмасс, резины и т.п,.Известны смесители для полимерных материалов, выполненные в видеодно-или многозаходных шнеков, размещенных в корпусе,Для шнеков характерным являетсявыполнение между корпусом и гребнемминимального зазора 0,5-2,0 мм).Это обеспечивает высокую расходнонапорную характеристику, возможностьсамоочистки корпуса и отсутствие треНаиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек с числом заходов, кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнека 21.Витки шнека, образующие с корпусом зазоры для циркуляции материала, изменяют траекторию циркуляции части материала в объеме единичного каналэ92751 3и увеличивают сдвиговые деформации в зазоре 23Однако не весь материал, находящийся в канале шнека подвергается циркуляции, так как развитая, внутренняя поверхность шнека способствует адгезии липких продуктов и не позволяет получить равномерный спектр времени пребывания частиц материала в смесителе. Это приводит к значительному 10 ухудшению качества распределения исходных материалов, особенно в случае, когда один из них вводят в малом количестве (добавки), например, в соотношении 1:100, 15Недостатком смесителя является также отсутствие смешения по длине шнека, Это исключает, возможность выравнивания концентраций исходных материалов смеси при пульсации их пода- в чи в смеситель дозирующими устройствами.Цель изобретения - повышение эффективности и качества смешения материалов.Указанная цель достигается за счет того, что в смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, многозаходный шнек с числом захо- дов кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные междуЗО витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнека, витки нечетных заходов шнека в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной поверхностью сердечника, который установлен в корпусе неподвижно. 0ную со стороны выходного патрубка 3, и зону смешения Г, расположенную между зонами Б и В. В зонах Б и В витки шнека имеют полный профиль, т.е. высоту, равную величине Н, В зоне Г наружная поверхность одного витка 6 нечетного захода двухзаходного ленточного шнека 5 имеет зазор а для циркуляции материала по отношению к наружной поверхности сердечника 4, а внутреняя поверхность другого витка 7 четного захода шнека 5 имеет зазор в для циркуляции материала по отношению к внутренней поверхности корпусаВеличины зазоров для циркуляции материала выбраны в пределах от 0,1 до 0,5 высоты витка полного профиля шнека.Смеситель работает следующим образом.Исходные компоненты материала непрерывно дозируют во входной патрубок 2, откуда они попадают в зону забора Б, где их захватывает ленточный шнек 5 с полным профилем витков и нагнетает в зону смешения Г с лабиринтным продольным течением, После зоны смешения Г гомогенная усредненная смесь расплава полимера с добавками попадает в зону выдавливанияВ с полным профилем витков, откуда выдавливается через выходной патрубок 3. Виток б ленточного шнека 5 очищает поверхность корпуса 1, а виток- поверхность сердечника 4.Лабиринтное течение материала по длине смесителя осуществляется за счет перепада давления от выходного патрубка ко входному. При этом имеют место повышенные сдвиговые деформации и усреднение объемных концентраций исходных компонентов за счет массообмена через зазоры "а" и "в".па фиг.1 представлен смеситель, осевой разрез; на фиг. 2 - сецение А-А на фиг,1; на фиг. 3 - траектория течения материала в канале шнека.Смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1 со входным 2 и выходным 3 патрубками, неподвижного цилиндрического сердечника 4 и многозаходного ленточного шнека 5, например, двухзаходного, соединенного с приводом вращателя (не показан), Смеситель имеет зону забора Б, расположенную со стороны входного патрубка 2 зону выдавливания В, расположен- Ф фф Смеситель данной конструкции испытан в составе установки крашенияполиэтилентерефталата в массе, производительностью 500 кг/сут.Смеситель имеет следующие геометфф рицеские размеры: наружный диаметрдвухзаходного ленточного шнека0,144 м, внутренний диаметр - 0,110 идлина зоны смешения - 0340 и приобщей длине ленточного шнека 0,510 м Ы величина зазоров составляет 0,005 мт,е, 0,3 Н. Расплавы полиэтилентерефталата и красителя дозируются шестеренными насосами НИи НШ,625 в смеситель, после которого окрашенный в массе расплав полимера формируется в волокно штапельного ассортимента. Наработано 6 опытных партий различного цвета полиэфирного штапельного волокна. Исследования волОкна показывают, что полученный ассортимент не имеет разнооттеночности и по технологическим параметрам соответствует высшей категории качества,Предлагаемый смеситель имеет преимущества по сравнению с известным,Циркуляция продукта по длине ленточного шнека улучшает качество смешения и сглаживает пульсацию систем дозирования исходных компонентов.Дополнительные зазоры для циркуляции материала способствуют повышению,сдвиговых деформаций, а значит и качества смешения, 20Отсутствие развитой неочищаемой поверхности сердечника позволяет перерабатывать высоковязкие липкие продукты, склонные к адгезии, на металлических поверхностях.Взаимная самоочистка ленточногошнека, неподвижных корпуса и сердечника позволяет получить практически равномерный спектр времен пребывания частиц материала в смесителе. 30 Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек, с числом заходов, кратнымдвум, витки четных заходов которого,расположенные между витками нечетныхзаходов, в зоне смещения смонтированыс образованием зазоров для циркуляцииматериала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса,сердечник шнека и привод вращенияшнека, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективностии качества смешения материалов, витки нечетных заходов шнека в зонесмешения смонтированы с образованиемзазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной поверхностью сердечника, который установлен в корпусе неподвижно,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ценкель Г, Ынековые прессыдля пластмасс. Л., Госхимиздат 1962,с. 30-38. 32. Авторское свидетельство СССРИ 507 ЦЯ, к . О 29 Р 3/00, 25.09.74927510Составитель Л,Кольцова Редактор Л,Авраменко Техред М, Надь Корректор О. Билаке Щ Ф Заказ 3091/19 Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4