Статический смеситель для полимерных материалов

сть изобретения ясня ертежам На фиг, 1 показан ст общий вид; наного диска смес оси; на фиг.3 ния диска смеси смеазрез цент- ианты тическийиг,2 -ит ере еля ральнои выполне 4- валя; на ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР втоСКоюю свидвтедьСТВ(56) Патент США Фф 436 1406,кл. В 01 Р 5/06 опублик. 1982.Авторское свидетельство СССРУ 1214441, кл. В 29 В 7/32, 1984.(54) СТАТИЧЕСКИЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к. телям для полимерных материал м,б. использовано в линиях дл шивания, грануляции и перераб полимеров, Цель изобретение - шение эффективности смешения м риалов. Для этого в корпусе см расположены входной, переходно ходной разделительные диски. О ют продольные каналы и каналы цовым поверхностямЭти каналь иены с участками конвергентно Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов. гентного профиля. Конвергентныеучастки одного канала соединены отверстиями с дивергентными участкамидругих каналов. Диски могут быть выполнены из отдельных частей, соединенных между собой в плоскости каналов. Диски могут представлять собойвходящие один в другой цилиндры свыточками на поверхностях и сквозными отверстиями. Продольные каналы,каналы по торцовым поверхностям иотверстия могут иметь переменныеразмеры для обеспечения перетеканияпотока полимера в поперечном направлении, Продольные каналы могут бытьвыполнены в виде системы каналов суменьшающимися и увеличивающимисяпо длине размерами. Дивергентныеучастки продольных каналов и каналовпо торцовым поверхностям могут бытьвыполнены внезапного расширения. Приработе смесителя происходит изменение направления движения и скоростидвижения малых частей расплава вовсем объеме смесителя, что позволяет обеспечить повышенную эффективность, 5 з,п. ф-лы, 7 ил.изобретения - повышениеости смешения материалов.3 15004 разрез А-А на фиг.2; на фиг.б - вариант выполнения дивергентного участка продольного канала; на фиг.7 - каналы на торцовой поверхности диска.Статический смеситель содержит, трубчатый корпус 1 (фиг.1) с отверстиями 2 и 3 для ввода компонентов и отвода смешанной композиции соответственно, Внутри трубчатого корпуса 10 1 размещены последовательно смеси- тельные элементы в виде входного 4, переходного 5 и выходного 6 разделительных дисков, На торцовой поверхности дисков 4-6 (фиг,1) выполнены 15 каналы 7-9, которые, соединяясь в теле дисков, например, с продольными каналами 10-12 в теле диска 5 (для дисков 4 и .6 продольные каналы не показаны) и отверстиями 13, обеспечи вают течение расплава полимера от отверстия 2 к отверстию 3.Продольные каналы 10-12 (фиг.2 и 5) выполнены с участками конвергентно-дивергентного профиля, содержащи ми конвергентный участок 14 и дивергентный участок 15. Конвергентный участок 14 и дивергентный участок 15 различных продольных каналов соединены между собой отверстиями 30 13. На фиг,5 штриховыми линиями показаны варианты выполнения отверстий 13.Диски 4-6 (фиг.З) смесителя могут быть выполнены из отдельных частей 16-18 и т.д., соединенных между со- бой в плоскости каналов, например, в месте соединения конвергентного участка 14 с дивергентным участком 15 продольных каналов 10-12. 40Диски 4-6 (фиг.4) могут быть выполнены из отдельных частей в виде входящих один в другой цилиндров 19-21 с выточками 22 на поверхности и сквозными отверстиями 13, образую щими при соединении. продольные каналы 10-12 и каналы по торцовым поверхностям 7-9 (Фиг.1).Продольные каналы 10-12 и каналы на торцовой поверхности 7-9 могут быть выполнены с размерами, не изменяющимися от периферийной части дисков 4-6 к их центру (фиг.1, 2, 5,и 7)1 или в виде системы каналов переменных размеров, например, с размерами, увеличивающимися от периферийной части диска к их центру (фиг.З) .На фиг.З показано,что размеры канала 10 меньше,чем размеры канала 11, а размеры канала 11 в 81 4свою очередь меньше, чем размеры канала 12. При этом по длине каналовразмеры не изменяются, а каналы 1012 смещены один относительно другого в плоскости диска 5 в радиальномнаправлении,Продольные каналы 10-12 могут бытьвыполнены в виде системы каналов суменьшающимися и увеличивающимисяпо длине размерами (фиг.4). Так,размеры каналов 10 и 12 по длине увеличиваются. При этом размеры канала11 по длине уменьшаются в направленииувеличения размеров каналов 10 и 12(причем каналы 10 и 12 соединеныотверстиями 13 с каналом 11).Дивергентные участки 15 (фиг.1-5)продольных каналов 10-12 и каналов7-9 на торцовых поверхностях (Фиг.1,7) могут быть выполнены с участкомвнезапного расширения 23, угловыезоны которого 24 и 25 соединены отверстиями 13 с конвергентными участками 14 (фиг,б).Статический смеситель работаетследующим образом.Расплав полимера, состоящий изразличных компонентов, поступает вотверстие 2 корпуса 1 и проходит через каналы входного 4, переходного5 и выходного 6 разделительных дис- .ков. При этом расплав полимера перемешивается и отводится через отверстие 3. ЭФфективное смешение расплаваполимера обеспечивается тем, что,проходя каналы 7-9 на торцовых по-:верхностях дисков и продольные каналы 10-12 (часть продольных каналовне показана), он разделяется на множество потоков, претерпевает на своеМпути многократные изменения направления и скорости движения и затемсливается в отверстие 3. При движенийчерез каналы 7-9 на торцовых поверхностях дисков 4-6 и продольные каналы 10-12 расплав полимера проходитчерез конвергентно-дивергентные участки 14 и 15 перераспределяясь междуразличными участками каналов с помощью отверстий 13, что повышает эф.фект смешения.Работа статического смесителя сконвергентно-дивергентными участками14 и 15 каналов на примере продольных каналов 10-12, Пройдя через каналы диска 4, расплав поримера поступает в продольные каналы 10-12 диска5 и проходит через чередующиеся кон 1500481 6вергентные участки 14 дивергентные зиции достигается за счет значительучастки 15 а такжеФ е через отверстия ного увеличения, в сравнении с из 13. При пе ехо ер д расплава полимера вестными статическими смесителями дляв дивергентный участок 15 происходит 6 полимерных материалов, количествавозрастание давления на этом участке разделений потока массы перестраива)из-за перехода кинетической энергии ния ее потоков, поперечного переносав потенциальную при уменьшении ско- массы полимера, обусловленного нарости движения. Одновременно в кон личием конвергентно-дивергентныхвергентной части 14 каналов скорость 10 участков каналов, которые могут нметЬдвижения расплава полимера увеличива- переменные размеры и рациональнуюется, а давление уменьшается, Рас- форму. Предлагаемая конструкция техплав полимера под действием перемен- нологична в изготовлении и при сборного поля давлений перетекает через ке,отверстия 13 из канала 10 в канал 1511, а затем в канал 12 или наоборот, Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и яВ расплаве полимера создаются поперечные потоки, что повышает качество 1, Статический смеситель для посмешения полиме ов.лимеров. лимерных материалов, содержащий посСмешение улучшается, если расплав 20 ледовательно расположенные смесительполимера движется через каналы, раз- ные элементы, в виде входного, перемеры которых изменяются от периферий- ходного и выходного разделительныхной части диска к центру или по дли. дисков, выполненных с соединеннымине каналов. Варианты таких конструк- между собой продольными каналами иций показаны на фиг,3 и 4. При тече каналами по торцовым поверхностям,нии в них расплава полимера сопротив- о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоление каналов 10-12 неодинаково, что . с целью повышения эффективности смеусиливает поперечные токи, щения материалов, продольные каналыЭффект перетекания расплава иоли- и каналы по торцовым поверхностяммера усиливается, если дивергентный 30 выполнены с участками конвергентноучасток 15 продольного канала выпол- дивергентного профиля, причем коннить в виде местного сопротивления вергентные участки одного канала соетипа внезапного расширения 23 (в уг- динены отверстиями с дивергентнымиловых зонах которого давление сущест- участками других каналов.венно снижается) и соединить угловые З 5 2. Смеситель по п.1, о т л изоны 24 и 25 то верстиями 13 с конвер- ч а ю щ и й с я тем, что,диски выгентными участкамиу а ками 14. полнены из отдельных частей, соедиТехнологичность изготовления.и ненных между собой в плоскости касборки дисков смесителя существенно налов.повьппается, если диски изготавливать 40 3. Смеситель по п.1 о т л и -из отдельных частей 16-18чЭд частей 16 18 и т,д., ч а ю щ и и с я. тем, что,диски выполнены в виде входящих друг в друканалов, например, в месте соединения га цилиндров с выточками на поверхконвергентного 14 и дивергентного 15 ности и сквозными отверстиями, смонучастков продольных каналов 10-12 45 тированных с,образованием при их соевиде входящих один в динении продольных каналов и каналовдругой цилиндров 19-21 с выточками по торцовым поверхностям.22 на поверхности и сквознымиотверстиями 13, образующих при соеди. Смеситель по п.1, о т л и -ненни продольные каналы 10-12 и кана ч а ю щ и й с я тем, что продольныелы 7-9 по торцовым поверхностям каналы, каналы по торцовым поверхнос"тям и отверстия выполнены переменныхВ данном статическом смесителе размеров для перетекания потока по-.увеличение поверхности раздела и бо- лимера в поперечном направлении, прилее интенсивное распределение поверх чем не менее,чем двух продольных кагностей контакта по всему объему сме-налов и каналов на торцовых поверхси, а, следовательно, повышение эф. ностях, смещенных относительно другфективности и качества смешения и друга в плоскости диска, размеры покачества получаемой полимерной компо- перечного сечения одного канала пре 1500481вышают размеры поперечного сечениядругого канала,5. Смеситель по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что продольныеканалы выполнены с уменьшающимися иувеличивающимися по длине размерами,причем каждый канал с уменьшающимисяпо длине размерами соединен отверстиями с каналом увеличивающихся подлине размеров-. б. Смеситель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что дивергентные участки продольных каналов и ка" 5налов по торцовым поверхностям вы-полнены с зонами внезапного расширения, причем угловая зонавнезапного расшИрения сообщена сконвергентными участками других 10 каналов.1500481 Составитель Л.КольцоваРедактор Н,Горват Техред Л. Олийнык Корректор О,Ци аказ 481 писно Гос ГКНТ СССР роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Тираж 535 рственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская на