Статический смеситель для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 1511 р 4 В 29 В 7/3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьскойсоциалистической революции(54) СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЬИ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к статическим смесителям для полимерных материалов. Оно м,б. использовано в линиях для окрашивания, грануляции ипереработки полимеров в изделия. цельизобретения - повышение эффективности смешения материалов путем регулирования сопротивления каналов смешения. Для этого в корпусе смесителя сфланцами установлены входной, переходной и выходкой разделительные диски с продольными каналами и каналами на торцовых поверхностях, В продольных каналах установлены продольные перегородки. Переходной разделительный диск выполнен сборным из нескяльких элементов. Они соединены Изобретение относится к переработ ке полимерных материалов и может быт использовано для нейрерывного смеше 2 между собой закрепленными на их поверхностях упругодеформируемыми элементами с гофрами, образующими продольные каналы с участками конвергентно-дивергентного профиля Кон" вергентные участки одних каналов соединены с дивергентными участками других каналов отверстиями в теле упру-. годеформируемых. элементов с гофрами. Смеситель снабжен устройством для деформации упругодеформируемых элементов, выполненным в виде установленных на фланцах тяг с резьбовым соединением. Разделительные диски установлены с возможностью их продольного перемещения относительно корпуса, Продольные перегородки могут быть прикреплены к поверхности переходных дисков и выполнены упругодеформируемыми. В теле перегородок могут быть выполнены сквозные отверстия, На поверхности продольных перегородок могут быть установлены ребра, образующие конвергентно-дивергентные каналы. При работе осуществляется регулирование сопротивления каналов смесителя. Ма при изменении их. размеров и профиля. вфла Это создает переменное поле давлений, ффффф поперечные токи и мелкомасштабные пульсации давления, что приводит к повышению эффективности смешения при уменьшении энергоемкости и металлоемкости конструкции, 3 з.п. ф-лы, 3 ил.3 -151наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов,Цель изобретения - повышение эффективности смешения материалов путем регулирования сопротивления каналов смешения.ФНа фиг. 1 показ ан смеситель, разрез по центральной оси; на фиг.2 -поперечный разрез А-А на фиг.1 (переходного диска смесителя); на фиг,Зпродольная перегородка смесителя сребрами на поверхности.Статический смеситель для полимерных материалов содержит (фиг.1) трубчатый корпус 1 с фланцами 2 и 3 и отверстиями 4 и 5 соответственно дляввода компонентов и отвода смешаннойкомпозиции. На фланцах 2, 3 установлены тяги 6 с резьбовыми соединениями 7 и 8, состоящими из резьбовых нарезок 9 и 10 и гаек 11 - 14, Внутритрубчатого корпуса 1 размещены входной 15, переходной 16 и выходной 17разделительные диски, имеющие каналы 18 - 23 по торцовым поверхностями продольные каналы 24 - 29 в теледисков. Переходной диск 16 может состоять из нескольких дисков. На фиг.1переходной диск 16 состоит из двухдисков 30 и 31, которые, в свою очередь, могут быть выполнены из отдельных элементов 32 - 35, например колец, установленных с возможностьюпродольного перемещения относительно друг друга, корпуса 1 входного 15и выходного 17 дисков. Диски 30 и31 и их отдельные элементы 32 - 35соединены между собой упругодеформируемыми элементами 36 и 37, выполненными в виде входящих один в другой сильфонов разного диаметра. Упругодеформируемые. элементы 36 и 37 образуют продольные каналы 26 и 27 сучастками конвергентно-дивергентногопрофиля, содержащими конвергентныйучасток 38 и дивергентный участок 39.Конвергентные участки 38 и дивергентные участки 39 различных продольныхканалов соединены между собой отверстиями 40. К поверхности переходныхдисков 30 и 31 ипи их элементов 32,33, 34 и 35 прикреплены продольныеперегородки 41 и 42 (фиг.1-3), упругодеформируемюе и повторяющие по вы,соте профиль продольных каналов 26 и27, образуя между унругодеформируе"июми элементами Зб и 37 с гофрами ка 11344 калы с дивергентными 43 и конвергентными 44 участками и предотвращая перекрытие каналов 26 и 27. В теле перегородок 41 и 42 выполнены сквозные отверстия 45 .(фиг.Э), На поверхности 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 продольных перегородок 41 и 42 установлены ребра 46. Они могут быть выполнены выпукло-вогнутой формы с выпуклой частью 47 и вогнутой частью48, образуя между собой, например,конвергентно-дивергентные каналы 49.Упругодеформируемые. элементы 36 и37 и продольные перегородки 41 и 42 могут быть выполнены с различной тол" щиной в поперечном сечении,т.е. толщина элемента 37 превьппает толщинуэлемента Зб,а толщина продольных перегородок 41 больше, чем толщина продольных перегородок 42. При этом упругодеформируемый элемент 37 и продольные перегородки 41 соединены сотдельными элементами - кольцами 33и 35, и упругодеформируемый элемент 36 и продольные перегородки 42с отдельными элементами кольцами 32и 34. В варианте конструкции в качестве упругодеформируемых элементов 36 и 37 могу быть использованы мембраны (фиг,1); Тяги 6 с резьбовым соединением представляют собой устройство для деформации упругодеформируемых элементов 36, 37.Работа статического смесителя заключается в следующем, Расплав полимера, состоящий из различных компонентов, поступает в смесительные элементы, расположенные в корпусе 1 между фланцами 2 и 3, Расплав полимера поступает во входное отверстие 4 и после смешения отводится через отверстие 5. Размеры каналов смесителя регулируются с помощью тяг 6 и резьбовых соединений 7 и 8, которые стягивают фланцы при перемещении по резьбовым нарезкам 9 и 10 гаек 13 и 14,Размеры канала фиксируются при помоходит входной 15, переходной 16 и выходной 17 разделительные диски, смешиваясь в каналах 8 - 22 дисков,рас" положенных по торцовым поверхностям . и в продольных каналах 24 " 29 в те" ле дисков.Регулирование сопротивления каналов смесителя производится при течении расплава полимера через диск 16. Проходя через продольные каналы 26 и 27, расплав полимера движется щи гаек 11 и 12. Расплав полимера про"5115через конвергентный участок 38 и дивергентный участок 39, При движении расплава полимера в зоне дивергентного участка 39 повышается давление изза перехода кинетической энергии по 5 тока в потенциальную и релаксации напряжений в потоке расплава полимера. В зоне конвергентного участка 38 скорость движения полимера возрастает и давление уменьшается. В силу возрастания давления в зоне дивергентного участка 39 расплав полимера перетекает через отверстия 40 в зону конвергентного участка 38 и интенсивно перемешивается. Одновременно происходит перетекание расплава полимера через отверстия 45 в теле продольных перегородок 41 и 42. Интенсивность смешения возрастает при обтекании ребер 46, которые выпуклыми частями 4 и вогнутыми частями 48 образуют ускоряющиеся и замедляющиеся потоки в конвергентно-дивергентных каналах 49, инициируя смесительный процесс на границе с твердыми стенками каналов. По длине пластины конвергентно-дивергентные каналы 49 могут перераспределять расплав полимера различным образом в зависимости от взаимного расположения каналов 49, Очевидно, что существует значительное количество вариантов взаимного расположения каналов 49 и значительные воэможности для интенсификации процесса35 смешения расплава полимера. Смеси- тельный эффект при течении расплава полимера усиливается влиянием на поток дивергентных 43 и конвергентных 44 участков между продольными пере городками 41 и 42. По отношению к аналогичным участкам 38 и 39 участки 43 и 44 могут занимать различное положение, образуя конвергентно-дивергентные переходы в поперечном сечении потока расплава полимера,При движении расплава полимера через конвергентно-дивергентные участки создается переменное поле давлений, вызывающее мелкомасштабные пуль О сации в расплаве полимера, что улучшаеъ смешение.В варианте конструкции при высокой чувствительности, упругодеформируемых элементов 36 и 37 и продольных перегородок 41 и 42 йульсации давления в расплаве полимера вызовут колебания упруго-деформируемых элементов 36 и 37 и продольных перегородок 134 641 и.42, Продольные перегородки 41и 42, повторяя по высоте профиль продольных каналов 26 и 27, служат опорами, на которые при деформированииопираются упругодеформируемые элементы 36 и 37. При этом предотвращается в процессе работы полное перекрытие продольных каналов 26 и 27и ограничивается возможность поперечных перемещений элементов 36 и37,При этом элементы 32 - 35 дисков30 и 31 могут продольно перемещатьсяотносительно друг друга, корпуса 1и дисков 15 и 16, В варианте конст. рукции с упругодеформируемыми элементами 36 и 37 и продольными перегородками 41 и 42 с различной толщиной в поперечном сечении можнообеспечить, например, неподвижностьэлементов 33 и 35, относительно которых будет происходить перемещениеэлементов 32 и 34, т,е. течение полимера будет происходить между стенками, одна из которых неподвижна,адругая движется, Это позволит оказывать локальное воздействие на потокрасплава полимера и регулировать напряженное состояние полимера. Наложение колебаний на процесс течениярасплава полимера позволит повыситькачество смешения.В варианте конструкции в качестве упругодеформируемых элементов36 и 37 могут быть использованы мембраны без изменения существенных особенностей работы смесителя и процесса смешения,В данном статическом смесителеувеличение поверхности раздела и более интенсивное распределение поверх-.ностей контакта по всему объему смеси, и следовательно, повьшение эффективности смешения и качества получаемой полимерной композиции достигается за счет значительного увеличения количества разделений потокамассы, перестраивания ее потоков,поперечного переноса массы полимера,обусловленного регулированием сопротивления каналов смесителя при течении полимера, а также наложением колебаний на текущий поток расплаваполимера.Формула изобретения1. Статический смеситель для полимерных материалов, содержащий последовательно расположенные в корпусе1511134 7 Г Я с фланцами смесительные элементы в виде входного, переходного и выходного разделительных дисков с продольными каналами и каналами по торцовым5 поверхностям, соединенными между собой,и продольными перегородками,размещенными в продольных каналах, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности смеше" 1ния материалов путем регулирования сопротивления каналов смешения переходной разделительный диск выполнен сборным из ряда частей, соединенных между собой закрепленными на их по веррностях упругодеформируемыми элементами с гофрами, смонтированными с образованием продольных каналов, которые выполнены с участками конвергентно-дивергентного профиля причем 20 конвергентные участки одних каналов соединены с дивергентными участками других каналов отверстиями в теле упругодеформируемых элементов с гофрами, а смеситель снабжен устройст вом для деформации упругодеформируемых элементов, выполненным в виде установленных на фланцах тяг с резьбовым соединением, причем разделительные диски установлены с возможностью 30 их продольного перемещения относительно корпуса. 2. Смеситель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что продольные перегородки прикреплены к поверхности переходных дисков и выполнены упругодеформируемыми, повторяющими по высоте профиль продольных каналов, с возможностью образования между упругодеформируемыми элементами с гофра" ми каналов с конвергентно-дивергентными участками, а в теле перегородок выполнены сквозные отверстия. 3. Смеситель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что на поверхности продольных перегородок установлены ребра выпукло-вогнутой формы для образования конвергентно-дифергентных каналов. 4. Смеситель по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что части переход" ного диска выполнены из отдельных элементов, установленных с возможностью продольного перемещения относительно друг друга, корпуса, входного и выходного дисков, а упругодеформируемые элементы с гофрами и продольные перегородки, соединяющие части переходного диска, выполнены с различной толщиной в поперечном сечении,1511134иСоставитель Л.Кольцоваедактор И.Товтин Техред А.Кравчук Корректор Т.ПалиЗаказ 5849/21 Тирам 535 Подписное ВНИИПИ Государственнбго комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгород, ул. Гагарина, 1