Смеситель для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ В. ДебкоКлейман,Л.А. Сп едова- материаорденабрика во СССР 1966"Знак Почета" Щелковская фтехнических тканей(54) (57) СИЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХМАТЕРИАЛОВ, содержащий корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном сприводом вращения, и диспергирующееустройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один изкоторых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыльчатки,причем кольцевые выступы одного диска размещены между кольцевыми выступами другого, а в стенках кольцевыхвыступов дисков выполнены сквозныерадиальные отверстия, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества смешения за счетинтенсификации гомогенизации вязкихполимерных композиций, в стенкахкольцевых выступов дисков выполнены торцовые отверстия, сообщенныес радиальными отверстиями дисков, 1139629Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к смесителям для диспергирования и гомогенизации текучих полимерных компо" зиций, и может быть использовано в химической и легкой промышленности для приготовления суспензий, паст., и т,п.Известен смеситель, содержащий корпус, вал, соединенный с приводом вращения, два диска с выступами, один из которых закреплен неподвижно на корпусе, а другой - на валу и турбину, закрепленную на валу соосно дискам. В данном смесителе выступы представляют собой зубья, образуемые путем выполнения на дисках кольцевых канавок одинаковой ширины и радиальных проточек шириной, равной ширине выступов, и глубиной, равной глубине кольцевых канавок.Благодаря тому, что ширина зубьев равна расстоянию между ними, достигается некоторое увеличение усилий сдвига, действующих на перерабатывае мую композицию Я .Однако данный смеситель позволяет эффективно перерабатывать главным образом неорганические материалы, преимущественно кристаллической струк- ЗО туры, так как основным фактором воздействия на материал является удар, и не обеспечивает требуемого уровня гомогенизации при переработке полимерных композиций иэ-за превращения большей части энергии уцара в тепло 1 О 15 2 О вую.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является смеситель для 4 О полимерных материалов, содержащий корпус, размещенную в корпусе крьшьчатку, смонтированную на валу, соединенном с приводом вращения, и диспергирующее устройство, выполненное 45 в виде двух дисков с кольцевыми выступами, один из которых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыпьчатки, причем кольцевые выступы одного диска размещены меж ду кольцевыми выступами другого, а.в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия. В указанном смесителе обеспечивается переработка полимерных мате риалов, а благодаря наличию радиальных отверстий на цилиндрической поверхности кольцевых выступов дисков осуществляется размельчение компонентов при пульсирующем движении потока, т.е. осуществляется равномерноеизмельчение, перетирание и смешивание компонентов 2,Недостаток известного смесителясостоит в низкой турбулизации материала, обусловленной совпадением осейрадиальных отверстий с направлениемпотока материала, При течении. вязкойполимерной массы с большой скоростью через радиальные отверстия дисков диспергирующего устройства из-заналичия так называемого "пробкового"режима течения гомогенизация, неоднородных флуктуаций затруднена в связис отсутствием локальной турбулизациипотока, что снижает качества смешения.Цель изобретения - повышение качества смешения за снет интенсификации гомогенизации вязких полимерных композиций.Указанная цель достигается тем,что в смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, размещенную в корпусе крыльчатку, смонтированную на валу, соединенном априводом вращения, и диспергирующееустройство, выполненное в виде дисков с кольцевыми выступами, один изкоторых закреплен на корпусе, а другой смонтирован на валу крыльчатки, причем кольцевые выступы одногодиска размещены между кольцевыми выступами другого, а в стенках кольцевых выступов дисков выполнены сквозные радиальные отверстия, в стенкахкольцевых выступов дисков выполненыторцовые отверстия, сообщенные с радиальными отверстиями дисков.Данное решение благодаря наличиюторцовых отверстий в выступах, сообщенных с радиальными, обеспечиваетинтенсивную.турбулизацию смеси в радиальных отверстиях, искривляет еепрофиль скоростей, что способствуетразрушению крупных неоднородностейи повышает гомогенность смеси,На фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый смеситель, общий вид;на фиг. 2 - разрез А- А. на фиг.на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 2.Смеситель содержит корпусвал 2, соединенный с приводом еговращения (не показан), диспергируюшее устройство в виде двух дисков,один из которых (3) закреплен не39629 сдвига и ее гомогенизации путемтрения частиц по стенкам радиальныхотверстий 8 и кольцевых выступов 6и 7. При этом за счет наличия торцовых отверстий 9 смесь находится вподвижном контакте с плоскостью противолежащего диска, что увеличиваетее турбулизацию и способствует повышению эффективности гоиогенизации 10 смеси, Так как .сдвиг и трения играют главную роль как в разрушении конформации полимерных макромолекул,так и в активации полимеров, происходит интенсивное диспергирование 15 .полимерныхкомпонентов смесии образование устойчивой гомогенной массы.1Расположение диспергирующего устройства (дисков 3 и 4) перед крыльчаткой 5 также повышает гомогенность 20 смеси благодаря турбулнзации потокав камере 10, образуемой крыльчаткой,5 и поверхностью вращающегося диска 9,Для оценки качества гомогенизациисмесей при их получении в известных 25 и предлагаемом смесителях испопьзуют бесцветные полиакриламидные и полиуретановые композиции, в составкоторых вводят цветные неорганическиенаполнители (дисперсность 100 мкм).Вязкость смесей задают, меняя соотношение полимера и наполнителя всоставе композиции. Установленнаяпроизводительность аппаратов 17 мз /ч(по воде), мощность 19 кВт. Качество гомогенизации оценивают по количеству (Х) однородных проб из 30взятых после первого прохода подмикроскопом и степени перитира (поклину), Усредненные результаты ис 40 пытаний представлены в таблице. Показатель качества, 7., при вязкости смеси, Пз Аппарат 100 300 ф 50 10 300 100,50 10 Известный 2 60 Известный 11 60 60 50 30 20 25 25 40 50 40 30 20 3.0 30 40 Предлагаемый 40 90 70 30 30 80 90 з 11 подвижно на корпусе 1, а другой (4) на валу 2. В корпусе 1 размещена крыльчатка 5, установленная на ва- . лу 2 соосно дискам 3 и 4, которые имеют кольцевые выступы 6 и 7, со.осные валу 2, прй этом кольцевые выступы 6 (или 7) одного диска находятся в межкольцевом пространстве другого диска 4 (или 3) соответственно. В стенках кольцевых выступов 6 и 7 ияеются взаимопересекающиеся отверстия круглого сечения: сквозные радиальные отверстия 8/на цилиндрической поверхности и торцовые отверстия 9 на торцовой поверхности кольцевых выступов 6 и 7, сообщенные с радиальными отверстиями 8Крыльчатка 5 установлена параллельно дискам 3 и 4 (диспергирующему устройству) и последовательно за ними свозможностью образования между диском 4 и крыльчаткой 5 камеры 10 для прохода смеси,Смеситель работает следующим образом.При включенном приводе ингредиенты перерабатываемой массы поступают в корпус 1 и с помощью вращающейся на валу 2 крыльчатки 5 нагнетаются в пространство между дисками 3 и 4. По мере прохождения через радиальные отверстия 8 в.кольцевых выступах 6 и 7, вращающихся относительно друг друга, смесь диспергируется и гомогенизируется. Поскольку радиальные отверстия 8 имеют круглое сечение, происходит безударный разрыв сплошности массы за счет усилий Степень перетира, мкм, при вязкости смеси, ПзТаким образом, предлагаемый смеситель проводит эффективную переработку текучих наполненных вязких полимерных композиций, обеспечивая 1139 б 29высокое качество их смещения,что позволяет расширить ассортимент получемых материалов и улучшить эксплуатациойные свойстваимеющихся материалов1139629 Составитель Л. Кольцотрова Техред З,Палий ктор М, Леонтю дактор 1/13 ВНИИ писно к п 13035, Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,ил ираж 645твенно бретен 35, Ра Государс делам изо осква, ЖПкомитета СССРи,открытийская наб., д.