Червячный смеситель для полимерных материалов

Червячный смеситель для полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 8872I2

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.02.80 (21) 2885448/23-05 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 07,12.81 (51) М.Кл.з В 29 В 1/06

В 29 B 1/10

Государстеенный комитет (53) УДК 678.053.3 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

А. И. Багно, Э. И. Симаиенков, В. В. Бастрыгин и С. В. Коновалов (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт резинотехиического машиностроения (54) ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕРИАЛОВ

1 2

Изобретение относится к области переработки полимерных материалов и может быть использовано преимущественно в резинотехнической, шинной и пластмассовой отраслях промышленности для изготовления и доработки резиновых и других полимерных смесей.

Известен червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий червяк с прорезями в нарезке, корпус с зубьями на внутренней поверхности, размеры которых соответствуют размерам прорезей в червяке, привод вращения червяка и привод осевого перемещения корпуса (1).

Недостатком червячного смесителя является сложность его конструкции, обусловленная возвратно-поступательным осевым перемещением корпуса, и трудность чистки при смене перерабатываемого материала.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, червяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка приводные смесительные элементы (2).

Смесительные элементы в виде штифтов расположены радиально в плоскостях, перпендикулярных к оси червяка. При вращении смесительных элементов в материале развивается круговое течение, которое способствует смешению и диспергированию м атер и ал а.

Кроме того, вращающиеся смесительные элементы устраняют застойные зоны в материале, в результате чего исключается передержка материала в зоне обработки и

1О повышается производительность. Еще одним преимуществом смесителя с вращающимися смесительными элементами является возможность регулирования интенсивности смесительного воздействия не только изменением количества смесительных элементов, но также скорости и направления их вращения.

Один из недостатков смесителя заключается в следующем. Как известно, при движении материала в винтовом канале червяка создаются градиент скоростей по глубине канала и, соответственно ему, градиенты температур, концентраций и пластоэластичных свойств обрабатываемого материала.

В результате указанных градиентов в материале возникают слои с постоянными температурными концентрациями и пластоэластическими свойствами. Эти слои располагаются в плоскостях, параллельных

887212

20

65 дну винтового канала. Круговое течение, развиваемое при вращении радиально установленных смесительных элементов, характеризуется преобладанием тангенциальных скоростей, параллельных дну винтового канала, и отсутствием перпендикулярных скоростей (или малой их величиной) .

Вследствие этого увеличивается интенсивность движения, а следовательно, смешения и диспергирования материала в каждой плоскости, параллельной дну винтового канала, а интенсивность смешения материала из разных слоев незначительна.

Поэтому для полного смешения материала, т.е. для устранения указанных выше градиентов, необходимо развивать длину зоны смешения, что приводит к увеличению веса и габаритов машины.

Другим недостатком рассматриваемого смесителя является сложность конструктивного оформления и изготовления смесителя из-за необходимости введения дополнительных разъемов корпуса для установки и чистки смесительных элементов, специальных приводов для раскрытия корпуса.

Цель изобретения — повышение эффективности смешения и упрощение конструкции смесителя.

Поставленная цель достигается тем, что в червячном смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, »с. вяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка ппиводные смесптсльные элементы, согласно изобретению, продольные оси приводных смесительных элементов размещены в плоскостях, параллельных продольной оси червяка.

Кроме того, приводные смесительные элементы расположены тангенциаль Io к поверхности сердечника червяка и под углом к его продольной оси.

Приводные смесительные элементы расположены группами, имеющими каждая по меньшей мере два смесительных элемента.

Благодаря указанному выполнению червячного смесителя в винтовых каналах червяка развивается сложное движение обрабатываемого материала, способствующее интенсивному смешению и диспергирозанию всех компонентов смеси. Кроме того, указанное расположение смесительных элементов облегчает,их установку, демонтаж для чистки или замены, размещение их приводов, что в конечном итоге упрощает конструкцию смесителя и его эксплуатацию., На фиг. 1 изображен разрез рабочей

;>oHII смесителя вдоль оси червяка; на фиг. 2 — разрез одночервячного смесителя перпендикулярно к оси червяка в месте установки смесительного элемента; на фиг. 3 — вариант выполнения изобретения в виде двухчервячного смесителя; на фиг.

-40

4 — часть развертки рабочей зоны смесителя со сдвоенными смесительными элементами, установленными под прямым углом к оси червяка; на фиг. 5 — часть развертки рабочей зоны смесителя с одиночными смесительными элементами, установленными под разными углами к оси червяка.

Червячный смеситель состоит из корпуса 1 с загрузочной воронкой 2, червяка 3 и смесительиых элементов 4, установленных в отверстиях приливов 5 корпуса и соединенных с приводом вращения (на чертежах условно не показан), Продольные оси смесительных элементов размещены в плоскостях, пар аллельнъ|х продольнои Осп червяка 3.

В местах установки смесительных элементов 4 в витках червяка 3 выполнены прорези. Смесительные элементы 4, представленные на чертежах, выполнены в виде цилиндрических роликов, но они могут иметь и более сложнук> форму.

Возможно расположение смесительных элементов перпендикулярно к оси червяка (см. фиг. 1 — 4) и под острыми или тупы:|и углами к ней (см. фиг. 5). Кроме того, смссительные элементы могут быть pBcIIO;Ioжепы в одной плоскости группами по два и более (см. фиг. 1, 4).

Червячный смеситель работает следующим образом.

Материал, подаваемый в загрузочную воронку 2, при вращении червяка 3 продвигается по винтовым каналам, образованным витками червяка и корпусом 1, в зону действия смесительных элементов 4, при вращении которых в окружающем материале развивается интенсивное сдвиговое течение по направлению вращения смесительных элементов. В результате сложения этого течения с течением материала вдоль винтовых каналов и с циркуляциопным течением материала поперек каналов образуется сложное движение материала в зоне действия смесительных элементов 4.

Разнонаправленные потоки сложного движения способствуют перераспределению и смешению частиц материала, а обработка материала в зазорах между вращающимися смесительными элементами и поверхностями червяка 3 и корпуса 1— интенсивному диспергированию материала. Кроме того, в случае группового, например сдвоенного, расположения смесительных элементов 4 (см. фиг. 1, 4) происходит дополнительное диспергирование материала в зазоре между ними.

Так как смесительные элементы в относительном движении вокруг оси червяка 3 (если остановить червяк и привести в движение смесительные элементы) проходят по окружности вдоль поверхности сердеч887212 ника червяка, в зоне действия смесительных элементов оказываются практически все участки обрабатываемого материала.

Изменением скорости и направления вращения смесительных элементов 4, изменением количества и расположения смесительных элементов относительно червяка 3, диаметров и формы поверхностей смесительных элементов, величины зазоров между поверхностями смесительных элементов и поверхностями червяка и корпуса 1 можно изменять смесительное воздействие в широком диапазоне в зависимости от обрабатываемого материала и заданных условий, при этом скоростью и направлением вращения смесительных элементов 4 можно регулировать смесительное воздействие во время работы смесителя.

Благодаря повышенному смесительному воздействию данного смесителя по сравнению с известным он позволяет изготавливать смесь лучшего качества и с большей производительностью. Кроме того, более простая конструкция смесителя значительно облегчает его изготовление, монтаж и эксплуатацию, что снижает в конечном счете стоимость изготовления и обслуживания смесителя.

Формула изобретения

1. Червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, черG вяк и установленные в корпусе и расположенные в межвитковом пространстве червяка приводные смесительные элементы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности смешения и упро>0 щения конструкции смесителя, продольные оси приводных смесительных элементов размещены в плоскостях, параллельных продольной оси червяка.

2. Смеситель по п. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что приводные смесительные элементы расположены тангенциально к поверхности сердечника червяка и под углом к продольной его оси.

3. Смеситель по п. 1, отл и ч а ю щи й20 ся тем, что приводные смесительные элементы расположены группами, имеющими каждая по меньшей мере два смесительных элемента.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс, Л., Госхимиздат, 1962, с. 69 — 70.

2. Патент США 3870285, кл. В 29 В 1/06, опубл. 1975 (прототип).

887212 фиг 5

Составитель Л. Кольцова

Тсхред А. Камышннкова

Редактор Н. Козлова

Корректор С, Файн

Тин. Харьк. фил. пред. сПатент»

Зак. 1631/1231 Изд. Мо 600 Тираж 694 Подписное

НПО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5