Смеситель для полимерных материалов

(я)5 8 29 В 7/38 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОспАтент сссР) ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ нститут оциали алк Х МАсмешеий, пола также льными я полимерных материалов 1 с полостью 2, в которой АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС. им,50-летия Великой Октябрьской сстической революции(54) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНТЕРИАЛОВ(57) Использование: непрерывноение полимер-полимерных композицимеров с различными пигментами,а также высокодисперсными минера Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов,Целью изобретения является повышение эффективности смешения полимеров.На фиг.1, 2 изображены продольный и поперечный разрезы смесителя соответственно,Смеситель дпсодержит корпус наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов. Сущность изобретения: смеситель снабжен по меньшей мере одной дополнительной продольной лопастью со сквозными отверстиями и прорезями, Эта лопасть установлена под углом по меньшей мере к одной основной продольной лопасти. По меньшей мере одна дополнительная продольная лопасть может быть прикреплена по меньшей мере к одной основной продольной лопасти. По меньшей мере две дополнительные продольные лопасти могут быть размещены с пересечением в поперечном сечении смесителя, По меньшей мере в одном зазоре по длине смесителя дополнитепьнье продольные лопасти могут быть установлены с образованием двух секций, Эти секции расположены со смещением в окружном направлении относительно друг друга, 8 з.п, ф-лы, 2 ил,установлен с возможностью вращения вал 3 (фиг,1). На внутренней поверхности 4 карпу- Фф са 1 закреплены диски 5 и 6 с образованием 3 между ними зазора 7, в котором размещены (;) основные продольные лопасти 8 и 9 (фиг,2), соединенные с валом 3. В дисках 5 и 6 и основных продольных лопастях 8 и 9 выполнены сквозные отверстия 10, Смеситель снабжен по меньшей мере одной дополнительной продольной лопастью 11 со сквозными о,тверстиями и прорезями 12, установленной под углом по меньшей мере к одной основной продольной лопасти.В зазоре 7 (фиг,2, 3) размещены дополнительные продольные лопасти 11, установленные под углом 90 к основнойпродольной лопасти 8 и параллельно основ. ной продольной лопасти 9. Дополнительныепродольные лопасти 11 соединены с валом3 непосредственно или через другие дополнительные продольные лопасти 11, Дополнительные продольные лопасти образуютмежду собой продольные каналы 13,Дополнительные продольные лопасти11 могут быть соединены с валом 3 черезосновные продольные лопасти 8, на которых они закреплены (фиг,2). Дополнительные продольные лопасти 11 могут бытьсвязаны между собой соединительнымиэлементами 14 (фиг.1), и по меньшей мереодна из них соединена с валом 3,Дополнительные продольные лопасти11 могут быть размещены с пересечением сдополнительными продольными лопастями15 в поперечном сечении смесителя (фиг,2).В одном зазоре 7 по длине смесителядополнительные продольные лопасти 11могут быть смещены относительно дополнительных продольных логастей 15 (фиг,1, 2).По меньшей мере на одной основнойпродольной лопасти, например лопасти 9,могут быть закреплены по меньшей мередве дополнительные продольные лопасти16 и 17, смещенные относительно друг другав радиальном направлении на величину 1(фиг,2) и расположенные по ее разные стороны,В одном зазоре 7 между диска и 5 и 6(фиг,1, 2) по длине смесителя дополнительные продольные лопасти 11 и 15 могут бытьустановлены с образованием двух секций 18и 19, расположенных со смещением в окружном направлении относ тельно другдруга. Дополнительные продольные лопасти11 секции 18 смещены по окружности относи-.тельно дополнительных продольных лопастей 15 секции 19 (на фиг.2 угол а =90 О),Концы 20 и 21 дополнительных продольных лопастей 11 и 15 могут образовыватьмежду собой межсекционную переходнуюзону 22 (на фиг.1 показана штрихами), вкоторой входящие в нее концы 20 дополнительных продольных лопастей 11 секции 18размещены между концами 21 (на фиг,1 показаны штрихами) дополнительных продольных лопастей 15 секции 19 с образованиемрешетки лопастей с каналами 23 (фиг.2) длятечения полимера.В поперечном сечении смесителя до, полнительными продольными лопастями 15могут быть образованы по меньшей мередве секции 19 и 24 (фиг,2), расположенныепод углом Рдруг к другуС целью упрощения изготовления конструкции основные продольные лопасти В и 9 и дополнительные продольные лопасти 11 - 17 могут быть образованы полостями 13 (одновременно являются и продольными каналами 13) в теле ступенчатого вала 3, образующего с внутренней поверхностью 4 корпуса 1 зазор 25,Работа смесителя для полимерных материалов заключается в следующем. Рас плав полимера, состоящий из различныхкомпонентов, поступает в полость 2 корпуса 1 (фиг,1) и проходит через сквозные отверстия 10 диска 5, закрепленного на внутренней поверхности 4 корпуса 1, разделяясь на 15 большое число осевых струйных потоков,что приводит к увеличению раздела массы полимера. На выходе из сквозных отверстий 10 диска 5 расплав полимера поступает в зону интенсивных сдвиговых деформаций и 20 среза между диском 5 и вращающимися навалу 3 в зазоре 7, образованном дисками 5 и 6, основными продольными лопастями 8, 9 и дополнительными продольными лопастями 11 и 15 со сквозными отверстиями 10 25 и прорезями 12, Расплав полимера такжепоступает в продольные каналы 13, в которых под действием набегающих на него при вращении основных продольных лопастей 8, 9 и дополнительных продольных лопастей 30 11, 15 разделяется на большое число поперечных струйных потоков, затем сливающихся и смешивающихся в продольных каналах 13 (фиг,1, 2) с осевыми струйными потоками полимера. В предлагаемой конст рукции смесителя расплав полимера совершает интенсивные перемещения по высоте смесителя в межлопастном пространстве продольных каналов 13, Возникают интенсивные перемещения потоков полимера по 40 высоте смесителя иэ-за того, что высотысмежных продольных каналов 13 уменьшаются от центра к периферии смесителя, что обусловливает сжатие и расширение, а значит, ускорение и замедление окружных 45 струйных потоков полимера, вызывающееперемещение полимера по высоте смесителя и перестроение его потоков в продольных каналах 13. При перемещении полимера по высоте смесителя в межлопа стных каналах его потоки сливаются соструйными осевыми и поперечными потоками, что повышает эффективность смешения.Указанные перестроения потоков, накладываясь на процессы слияния и разделения 55 осевых и поперечных струйных потоков, позволяют обеспечить высокую степень распределения компонентов смеси по всему объему композиции и существенно интенсифицировать процесс смешения.5 10 15 35 50 Использование в конструкции пересекающихся дополнительных продольных лопастей 11 и 15 (фиг,2) позволяет придвижении полимера обеспечить перестроение его потоков и перераспределение полимера между смежными продольнымиканалами 13, ускорять и замедлять его движение, что улучшает смешение.Интенсификацйя перестроений потоков полимера в окружном направлении достигается при обтекании полимеромдополнительных продольных лопастей 11 и15, смещенных относительно друг друга подлине смесителя (фиг.1, 2).В варианте конструкции, в котором поток полимера натекает на смещенные относительно друг друга в радиальномнаправлении дополнительные продольныелопасти 16 и 17, расположенные с разныхсторон основной продольной лопасти 9,происходит дополнительное перестроениепотока с усилением поперечных течений,улучшающих смещение (фиг,2).В варианте конструкции (фиг.1) расплавполимера из секции 19 дополнительныхпродольных лойастей 15 поступает в секцию 18 дополнительных продольных лоластей 11, связанных между собойсоединительными элементами 14 и повернутых Относительно дополнительных продольных лопастей 11 секции 18 на угола=90, В области перехода из одной секциив другую расплав полимера разделяется на. ряд потоков и движется в продольныеканалы 13 секции 18, совершив .необходимыегидродинамические перестроения, связанные с формированием профиля скорости наначальном участке, поворотом потока и сменой направлений движения, Перестроенияпотоков с указанными гидродинамическимиэффектами, как известно, обеспечивают ихускорение, замедление и появление в нихпоперечных составляющих, что повышаетэффективность смешения,.Дальнейшее повышение эффективности смешения происходит в варианте конструкции с межсекционной переходной зоной22, в которой концы 20 и 21 (фиг.1, 2) дополнительных продольных лопастей 11 и 15секций 18 и 19 образуют решетку лопастейс каналами 23, при движении через которыерасплав полимера подвергается интенсивному разделению для развития поверхности полимера, участвующей в смешении.Под углом Р друг к другу могут бытьрасположены дополнительные продольныелопасти 15 секций 19 и 24, а значит, и образованные в пределах секций продольныеканалы 13, через которые движется полимер (фиг.2), При этом интенсифицируется движение полимера в окружном направле нии, появляются области. ускоренного и замедленного движения поперечных потоков полимера, поворотов потока, слияния нескольких потоков в условиях сжатия или расширения. В зависимости от угла наклона можно ускорить или замедлить движение полимера в.продольных каналах 13 и целенаправленно, влиять на условия егослияния, В целом указанные особенности. процесса позволяют интенсифицировать перемешивание полимера,Возможность обеспечения минимальных зазоров 25 фиг,1) и уменьшение массы полимера, находящейся в этих зазорах и не участвующей в вышеописанных процессах смешения, реализуются в конструкции смесителя, в которой лопасти 11, 15, 16 и 17,8 и 9 образованы полостями 13 (они же про 20 дольные каналы 13) в теле вала 3; выполненного ступенчатым, Выбор минимальной величин:ы зазора 26 обьясняется возможностью точного изготовления ступенчатого вала 3 и обеспечения его минимального 25 радиального биения в этом варианте, Также существенно упрощается изготовление конструкции, так как вал 3 представляет собой одну деталь. Отпадают операции индивидуального изготовления каждой лопасти, их30 соединения между собой и совместной обработки в собранном виде, Данная конструкция смесителя для полимерного материалапозволяет обеспечить интенсификацию процесса смешения путем интенсификации перемещений полимера по высоте смесителя и в меклопастном прострэнстве, его взаимодействия с поперечными и осевыми струйными потоками в условиях слияния полимера в продольных каналах. И нтенсифи ци руется массо пе ренос полимера в осевом и окружном направлениях, Перестроение потоков полимера, их разделение и слияние обусловливают увеличение поверхности разде ла и интенсификацию перераспределения поверхностей контакта по всему объему смеси, что приводит к усреднению распределения компонентов смеси по всему обьему композиции и повышению эффективности смешения. Формула изобретения 1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с полостью, в которой установлен с возможностью вращения 55 вал, а на внутренней поверхности корпуса закреплены диски с образованием между собой зазоров для основных продольных лопастей, расположенных на валу по окружности с образованием между собой продольных каналов для течения полимера,1796473 2 причем в дисках и основных продольных лопастях выполнены сквозные отверстия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности смещения полимеров, смеситель снабжен по меньшей ме ре одной дополнительной продольной лопастью со сквозными отверстиями и прорезями, установленной под углом по меньшей мере к одной основной продольной лопасти. 102. Смеситель по.п.1, отл и ч а ю щ ийс я тем, что по меньшей мере одна дополнительная продольная лопасть закреплена по меньшей мере на одной основной продольной лопасти, 153. Смеситель по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что меньшей мере две дополнительные продольные лопасти размещены с пересечением в поперечном сечении сме- . сителя, 204, Смеситель по и п,1 - .3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что по меньшей мере в одном зазо- . ре по длине смесителя по меньшей мере одна дополнительная продольная лопасть смещена относительно другой. 255. Смеситель по пп, 1-4, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что по меньшей мере на одной основной продольной лопасти закреплены по меньшей мере две дополнительные продольные лопасти, смещенные одна относительно другой в радиальном направлении.6, Смесительпопп,1 - 5, отличаю щи йс я тем, что по меньшей мере в одном зазоре по длине смесителя дополнительные продольные лопасти установлены с образованием двух секций, расположенных со смещением в окружном направлении одна относительно другой,7. Смеситель по п.6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что конца дополнительных продольных лопастей одной секции размещены между концами дополнительных продольных лопастей другой секции.8. Смеситель по пп.5 и б, о т л и ч а ющ и й с я: тем, что в поперечном сечении смесителя дополнительными продольными лопастями образованы по меньшей мере две секции, расположенные подуглом одна к другой,9. Смеситель по пп 1 - 8, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения изготовления конструкции, продольные лопасти образованы полостями, выполненными в теле вала,1796473 едэктор Г,бельс Тираж Подписноетвенного комитета по изобретенилм и открытиям при ГКНТ СС 11 ЭОЭБ, Москва, Ж-Зб, Раушская наб 46 роизеодственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 каэ 622 ВНИИПИ Госуд Составите Техред М,ЛЛивенцоваргентал Корректор Н.Слободяник