Смеситель для полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801750 В 29 В иааай ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССР(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции:(54) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном диспергирующем смешении полимер-полимерных Изобретение относится к оборудованию для переработки полимерных материа лов и может быть использовано длянепрерывного диспергирующего смешенияполимер-полимерных композиций, полимеров с различными ингредиентами, а такжевысокодисперсными минеральными напол-,нителями в линиях для компаундирования,окрашивания, стабилизации и переработкиполимерных наполненных материалов,Целью изобретения является повышение эффективности смещения,На фиг,1 изображен продольный разрезсмесителя; на фиг.2 - расположение выемокна торцовых йоверхностях и схемы движения расплава полимера. композиций, полимеров с различными ингредиентами, а также высокодисперсными минеральными. наполнителями в линиях для компаундирования; окрашивания, стабилизации и переработки полимерных наполненных материалов. Сущность: ряды выемок на прилегающих друг к другу торцовых поверхностях по меньшей мере одного подвижного и одного неподвижного дисков расположены по окружностям. Причем в плоСкостях прилегания торцовых поверхностей дисков расстояния в радиальном направлении между выемками смежных рядов на торцовой поверхности одного из дисков выбрано меньше длины в этом направлении сообщающих их выемок на прилегающей к ней поверхности другого диска, 2 ил. Смеситель для полимерных материалов содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями и полостью 4, в которой на опорных узлах 5 установлен соединенный с приводом (на чертеже не показан) вал 6 вращения, а по внутренней поверхности корпуса 1 закреплены неподвижные диски 7, в зазорах 8 между которыми расположены подвижные диски 9, закрепленные на валу 6, Между неподвижными дисками 7 и валом 6 образованы рабочие зазоры 10, а между подвижными дисками 9 и корпусом 1 - рабочие зазоры 11. На прилегающих торцовых поверхностях подвижных 8 и неподвижных 7 дисков выполнены ряды выемок 12. Каждая выемка 12 на поверхности одного из дисков, 1801750например неподвижном диске 7 выполнена с воэможностью сообщения по меньшей мере с двумя выемками 12 на прилегающей поверхности другого диска, например, неподвижном диске 9. Первые и последние в радиальном направлении выемки 12 на смежных парах дисков 7 и 9 соединены каналами 13 или непосредственно (на фиг. не показано) с рабочими зазорами 10 и 11, На прилегающих торцовых поверхностях подвижных 9 и неподвижных 7 дисков (фиг,2) выемки размещены рядами 14, 15, 16, 17, 18, расположенными по окружностям, на фиг.2 выемки подвижного диска 9 условно выполиены темными или заштрихованными и совмещены со светлыми выемками неподвижных дисков 7 с целью изображения каналов для движения полимера), Эти выемки указаны позициями 1935), Ряды, например, 16, 17 и 18, смещены относительно друг друга в радиальном направлении на расстояние 1, причем выемки 12 смежных рядов, например, 17 и 18, смещены относительно друг друга по окружности на угола, В плоскостях прилегания торцовых поверхностей подвижных 9 и неподвижных 7 дисков наименьшие расстояния Ь между выемками 12 смежных рядов 14 и 15 подвижных дисков 9 и смежных рядов 16, 17 и 18 неподвижных дисков 7 выбрано меньше длины в том же направлении в данном случае диаметр О) сообщающей их выемки 12 на неподвижном диске 7 и подвижном диске 9 соответственно,Выемки 12, 19-35 в проекции на плоскость контакта дисков могут быть выполнены круглыми, овальными, ромбическими, прямоугольными, вытянутыми, разветвленными и замкнутой формы, а также содержать конфузорные и диффузорные участки,Смеситель для полимерных материалов работает следующим образом, Расплав полимера с различными ингредиентами посту. пает в полость 4 (фиг,1) корпуса 1 через отверстие 2 для подвода компонентов. Затем расплав полимера через рабочий зазор 11 попадает на торцевые поверхности дисков 7 и 9, Через каналы 13 расплав поступает в выемки 12 дисков 7 и 9 и при их последовательном соединении перемещается к рабочему зазору 10.Из зазора 10 он:поступает непосредственно или через каналы 13 в выемки 12 рядов 1418, выполненных на.следующей паре обращенных друг к другу торцовых поверхностей дисков. 7 и 9, а затем опять к зазору 11 и т,д, до выхода материала иэ смесителя через отверстие 3,В процессе вращения дисков 9 относительно дисков 7, выполненные на них выемки 12 образуют сквознь 1 е каналы разно разной формы в плоскости контакта торцс вых поверхностей дисков При этом полимер из одной выемки, например непод вижного диска, пеоетекает по непрерывнообразуемым каналам в радиальном направлении в другие выемки на вращающемся и неподвижном дисках, а также переносится соединяющимся с ней выемками на враща ищемся диске в окружном направлении вовсе другие соединяющиеся с ними выемками на неподвижном диске, При этом образуется множество новых поверхностей контакта элементарных обьемов смешивае мых ингредиентов. Так как процесс вращения происходит непрерывно, то в одни и те же выемки полимер поступает маленькими порциями из множества других выемок,располагающихся в секторе их взаимного сое динения.Механизм течения полимера в даннойконструкции отличается тем, что элементарные объемы материала, находящегося вданный момент времени в разных вь 1 емках 25 одной и той же торцовой поверхности движутся в разных окружных направлениях, Так, часть полимера, находящегося в рассматриваемый момент времени в выемках 19, 28, 20, 29 и 21, рядов 16, 14, 17, 15 и 18 ЗО соответственно движется по образованному ими каналу загнутому в направлении вращения диска. Вторая часть полимера; находящегося в это время.в выемках 27, 35, 26,34 и 24, движется по образованному ими 35 каналу загнутому против направления.вращения диска, тогда как третья часть полимера, находящегося в выемках 22, ЗО, 23, 33 и 24, а также в выемках 25, 33, 23, 32 и 21 движется по образованному ими пересека ющемуся в области выемки 23 каналу, ветвикоторого направлены во взаимопротивоположные стороны. Элементарные потоки материала, движущегося с разных точек зазоров 10 по разнонаправленным в окруж ном направлении каналам, например, от выемок 19, 22, 25 и 27, к выемкам 21 и 24, попарно сливаются.и повтупают совместно. с другими потоками в зазоры 11. В зазорах11 элементарные потоки дополнительно ус редняются и повторно разбиваются на множество других .разнонаправленных, пересекающихся и, в данном случае, раэдваиваощихся подпотоков, направленных к зазорам 10 и т.д, до выходного отверстия 3.55 При вращении дисков 9 выполненныенанем выемки 12 непрерывно меняют свое местоположение и образуют то разнонаправленные одиночные каналы, то сливающиеся или пересекающиеся и раздваивающиеся в различных точках тор5 10 15 20 25 30 35 40 50 цовых поверхностей дисков каналы, Зто способствует непрерывному изменению скоростей и направлений течения элементарных обьемов материала, находящегося в разных вь:гмках, а также его движению в различных направлениях в пределах одной выемки, например, находящейся на позиции 23. Тэк, например, при вращении диска 9 по часовой стрелке выемки 12, перемещаясь с позицией 29 и 30 (заштрихованы) на позиции 32 и 33 затемнены), преобразуют два канала, загнутые в направлении вращения и состоящие из выемок 19, 28, 20, 29,21 и 22, 30, 23, 31, 24 в один канал, загнутый против направления вращения и состоящий из выемок 25, 33, 23, 32 и 21. Такой механизм рекомбинации выемок и изменения направлений движения полимера в пределах одних и тех же выемок способствуетинтенсивному массопереносу, переворачиванию и деформированию материала в разных направлениях, что способствует повышению эффективности процесса сдвигового смешения,Данная конструкция смесителя обеспечивает реализацию и более сложного распределения потоков в пределах одной выемки при их перемещении на позиции, в которых происходит слияние разнонаправленных потоков, например 21 и 24 или 23, Такой процесс изменения направлений и числа потоков через одни и те же выемки при вращении диска 9 происходит непрерывно, что существенно отличает характер деформирования полимера ц механизм смешения в предлагаемой конструкции от прототипа, Положительным моментом является также и то, что в предлагаемой конструкции снижается пульсация, так как расстояние 1 г между выемками меньше их длины в том же направлении,что предотвращает полное перекрытие выемок, В процессе вращения дисков каналы, загнутые в направлении вращения, постепенно трансформируются в каналы, загнутые против направления 4 вращения или во взаимопересекающиеся каналы и наоборот до полного перекрытия каналов, которые были перед этим полностью открытыми. В предлагаемой конструкции смесителя с помощью одних и тех же выемок увеличивается число и разнообразие форм вновь образованных каналов за единицу времени (по сравнению с прототипом), процесс их образования происходит непрерывно, Зто позволяет повысить эффективность и качество смешения расплава полимерных компонентов с различными ингредиентами зэ счет интенсификации массопереноса, непрерывной смены направлений образования новых поверхностей раздела, увеличения их числа, и распределения ингредиентов в объеме смеси.Таким образом, в данном смесителе для полимерных материалов достигается повышение эффективности смешения по сравнению с известными конструкциями смесителей.Формула изобретенияСмеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и полостью, в которой на опорных узлах установлен соединенный с приводом вал вращения, а по внутренней поверхности корпуса закреплены неподвижные диски, в зазорах между которыми расположены подвижные диски, закрепленные на валу, причем между неподвижными дисками и валом и между подвижными дисками и корпусом образованы рабочие зазоры, а на прилегающих один к другой торцовых поверхностях подвижных и неподвижных дисков выполнены ряды выемок, которые смещень 1 относительно друг друга в радиальном и окружном направлениях, при этом каждая выемка на поверхности одного из дисков выполнена с возможностью сообщения по меньшей мере с двумя выемками на прилегающей поверхности другого диска, а первые и последние в радиальном направлении выемки нэ смежных парах подвижных и неподвижных дисков соединены рабочими зазорами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности смешения полимерных материалов, ряды выемок на прилегающих одна к другой торцовых поверхностях по меньшей мере одного подвижного и одного неподвижного дисков расположены по окружностям, причем в плоскостях прилегания торцовых поверхностей дисков наименьшие расстояния между выемкамисмежных рядов на торцовой поверхности одного из дисков выбрано меньше длины втом же направлении сообщающих их выемок на прилегающей к ней поверхности другого диска.1801750 УУ Л Я Ю Г 1 Г 2 УО.УРЕЗАЛ Ж ли тор Заказ 818 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина ставитель Л.Лив хред М.Моргента оваКоррект