Роторный смеситель для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 151) 4 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЛЬСТВУ(54) РОТОРНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯНЫХ МАТЕРИАЛОВ инсти охорова(57) Изобрете полимерного м к конструкции периодическог ие относится кашиностроения,роторного смедействия дляпользуемых в имени теля езин нной смесеи, и еэинотехническои промышленно ый сме-- раз - разстел,г2, на2; на Изобретение относится к полимерному машиностроению, а именно к конструкции роторного смесителя периодического действия для резиновых смесей, используемых в шинной и резинотехнической промышленности,Цель изобретения - повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности помассе смеси и повышения сдвиговыхна фиг. ь для по два пара смесител имерных ель и них с возможнос К АВТОРСКОМУ Цель изобретения - повышение качества перемешивания за счет снижения температурной неоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений. Для этого основные лопасти выполнены с переменным углом наклонав к оси ротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношению р = р - (15-25) 1;/1, где д - угол наклона основной лопастти к оси ротора у его торца, град;1 . - длина основной лопасти от торца ротора,- длина основной лопасти ротора, м и переменным радиусом кривизны К рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соот(О 15-0 75 Ц ношению К = К+хг 8 Рт где К - радиус кривизны рабочей стотроны основной лопасти у торца ротора, м; К = (0,35-0,51 П, где Р - диаметр смесительной камеры, м; - центральный угол наклона основной лопасти ротора, град, 6 ил, 2 т На фиг. 1 изобритель, общий вид; ез А-А на фиг. 1; вертка ротора по гр на фиг. 4 - сечение фиг. 5 - сечение В- фиг. 6 - сечение ГРоторный смесит материалов содержи расположенных вдоль камеры 1 и установлтью вращения в противоположных другдругу направлениях ротора 2 и 3,каждый иэ которых имеет две основныесмесительные лопасти 4 и 5, направленные противоположно одна другой,и установленные за ними дополнительные смесительные лопасти 6 и 7. Каждый из роторов 2 и 3 закреплен навалах 8 и 9, которые смонтированы вопорах 10 и 11.Основные лопасти 4 и 5 выполненыс переменным угломнаклона к осиротора, изменяющимся от торцовой части ротора к его середине по соотношениюР т - (15-25) 1, /1где р - угол наклона основной логтпасти к оси ротора у еготорца, град 201 - значение длины основной ло 1пасти от торца ротора, м;1. - длина основной лопасти ротора, м.Угол р выбирается от 40 до 70, 25Выполнение основных лопастей 4и 5 с углом наклона к оси ротора рпо криволинейной зависимости с коэффициентом при отношении 1;/Ь меньшим15 и угле наклона к оси у торца ро- ЗОтора л большем 70 приводит к значигттельному уменьшению скорости продольного течения материала в зоне основных лопастей 4 и 5 и недопустимомуснижению эффективности перемешивания,Если коэффициент при отношении 1;/1.больше 25 и величина -, - меньше40 , то увеличение скорости продольного течения в зоне основных лопастей приводит к снижению времени пребывания материала в этой зоне (интенсивного деформирования), что такжеобусловливает снижение эффективностиперемешивания.Основные лопасти 4 и 5 выполнены с переменным радиусом кривизны К рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части ротора к его с оншниередине по со т о е юг (О 15-0 75)1;тгде К- значение радиуса кривизнырабочей стороны основнойлопасти у торца ротора, м,К = (0,35-0,5)Р,где П - диаметр смесительной камеры, м;- центральный угол наклонаосновной лопасти ротора,град.Выполнение радиуса кривизны основных лопастей К в соответствии с приведенной зависимостью с коэффициентом при 1; меньшим 0,15 и радиусомкривизны у торца ротора меньшим0,35 Р приводит к недопустимому повышению температур изготавливаемых смесей. Если коэффициент при 1 больше0,75 и величина К т больше 0,50, товозникающие пониженные напряжениясдвига не обеспечивает требуемыйуровень свойств смесей,Смеситель работает следующим образом,При вращении роторов 2 и 3 навстречу друг другу ингредиенты смешиваются лопастями 4 и 5. Смесь, находящаяся в серповидном зазоре лопастей 4 и 5, за счет угла наклона лопастей перемещается от торцовой к центральной части роторов, При этом скорость продольного течения увеличивается за счет уменьшения угла наклона лопастей 4 и 5, что предотвращает местный нагрев смеси в центральной части роторов. Далее смесь дополнительными лопастями 6 и 7 направляется от центральной к торцовым частям роторов 2 и 3 в зону с минимальным радиусом кривизны основных лопастей 4 и 5, величина которого обусловливает повышение интенсивности деформирования материала в этой области. В табл, 1 . приведены геометрические параметры роторов 2 и 3, а в табл.2 - параметры, характеризующие качество смешения.Дальнейшая обработка смесей и введение вулканизующей группы осуществляются на вальцах. Выполнение лопастей 4 и 5 с переменными углом наклона к оси ротора и радиусом кривизны рабочей стороны лопасти обеспечивает (примеры 2-4) повышение качества распределения и диспергирования технического углерода, снижение температурной неоднородности по массе смеси и повышение технических свойств изготовляемых смесей.Формула изобретенияРоторный смеситель для полимерных материалов, содержащий два параллельно расположенных вдоль смесительной1482805 лопас ОторТаолнда 1 Диаметр спасителевой камеры О м о,1 а 0,14 0,14 о,1 а 0,14 О;14 Длина осиопимн попас" тей Ь мТекудее впачеяне длины оскопии лопастейот торпа Ротора 11 мдля середним лопастей О,1 Э 5 9 П 5 0,135 0,135 0,135 О,35 0,0675О,135 0,0675О,135 О, 0675 0,135. 006750135 О,О 675 О,О 6750,135 длв лопастей и сред- ней чести роторе О,1 З 5 Цйнтрвпъни угол наклона основнык лопастей Ч град Угол наклона основиклопастей к ося у торпа Ротора яград Текудее внвченяе угла наклона осноннын лопастей н осн Ротораг 1 аддля середины лопастей 55 а 7,5 42,5 45 50 длв лопастей н средяей части ротора 55 35 Радиус крнняены рабочей стрронм лопасти у торпа Ротора Я мТекудее внвченне радиуса крявнвиы рабочей сторонм лопасти й м 006 О,О 6 О,О 6 О,06 0,06 О,О 77 дпв середины лопастей 0,06 О,О 6 Э О,О 75 0069 0,062 О,О 9 Э длн лопастей н сред ней части ротора 0,06 0,09 О,О 70 О, 063 О,О 66 камеры и установленных с возможнбстьювращения в противоположных друг другунаправлениях ротора, каждый из которых имеет две основные смесительныелопасти, направленные противоположноодна другой, и установленные. за нимидополнительные смесительные лопасти,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества перемешивания за счет снижения температурнойнеоднородности по массе смеси и повышения сдвиговых напряжений, основные лопасти выполнены с переменнымуглом наклона Р к оси ротора, изменяющимся от торцовой части роторак его середине по соотношению р = р - (15-25)1; /Ьугде р - угол наклона основнойтти к оси ротора у егоца, град; 1. - длина основной лопасти от1торца ротора, м- длина основной лопасти ротора, м,и переменным радиусом кривизны К рабочей стороны основной лопасти, изменяющимся от торцовой части роторак его середине по соотношениюгде К т.- радиус кривизны рабочей стороны основной лопасти у торцаротора, м;К = (0,35-0 у 51017 - диаметр смесительной камеры, м;4 - центральный угол наклона основной лопасти ротора, рад.1482805 5 6 1,5 1,2 1 фО Оэ 5 1,5 1,3 1,8 2,2 1 фО Оф 8 2,0 1,7 91 ф 3 9412 80 з 4 7712 80,0 83,0 190 1916 1715 17 0 13,3 17,8 125 135 130 115 100 95 Показатели. качества смешения Неоднородность распределениятехнического углерода (коэффициент вариации концентрациитехнического углерода послерезиносмесителя), 7,Температурная неоднородность(коэффициент вариации по температуре в заправке смесипосле резиносмесителя), 7. Степень диспергирования технического углерода (послерезиносмесителя), % Условная прочность при растяжении (после вальцев), ИПа Истираемость (после вальцев),мз/ТДж Примеры3Таблица 2