Аппарат для обработки полимерных материалов

Иллюстрации

Аппарат для обработки полимерных материалов (патент 897557)
Аппарат для обработки полимерных материалов (патент 897557)
Аппарат для обработки полимерных материалов (патент 897557)
Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических республик

О П И С А Н И Е 1897557

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 11.79 (2l ) 2846 73/о3-05 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описаний 15.01.82 (51)М. Кл.

В 29 Н 1/10

В 01 F 7/24 фЬоударстеееиый комитет (53) УДК 678.

° 053.3(088.8) ао делам изобретений н открытий

В. Н. Саракуз, И. В. Гармонов, B.À. Кормер, С.А. Антипов, I .Ì. Тиманьков, С. Р. Гершкович, П. А. Вернов, Г. И. Алексеев, В. П. Белов, Н.Г. Черкасов, В. В. Белоусов, Ю. И. Борейко, В. В. Чепегин, P. Ш. Хисаев, К. Г. Козлова, Ю. В. Новик, О.В. Доманский, А.В. Тиме, Л.С. Котляр, Б.С. Короткевнч, Ю.А. Шмук, E.Я. Мандельштам, B.A. Андреев и О.Н. Протопопов (72) Авторы зобретеиия (7l) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ

МАТЕ РИА ЛОВ

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к аппаратам для обработки полимерных материалов, и может найти применение в процессах полимеризации и концентрирования изопреновых каучуков при смещении последних.

Известен аппарат для обработки поли» мерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя, установленный внутри корпуса ротор и штуцеры для ввода и вывода перерабатываемого материала. В таком устройстве ротор имеет скребки. Полимер захватывается лопатками последних, образуя валики материала, внутри которых благодаря интенсивной циркуляции осуществляется смешение и тепломассообмен (11, Однако в этом аппарате не достигается высокой интенсивности смешивания и тепломассообмена при полном заполнении аппарата, так как в центральных час тях аппарата интенсивность циркуляции резко снижается. Так коэффициент теплоотдачи снижается примерно в 1,5 раза.

Кроме того, полимерный материал движется по внутренней стенке только под действием силы тяжести, что затруд5 няет переработку высоковязких материалов.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту является аппарат для переработки полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя и со штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и установленный концентрично корпусу ротор с многозаходной винтовой канавкой, имеющей угол. подъема винтовой линий 15-90 . B таком аппарате канавки

1 выполнены с полуцилиндрическим профи -. лем. Винтовая поверхность ротора позволяет осуществлять принудительное перемещение перерабатываемого материала по стенкам аппарата, что позволяет пере897557 рабатывать материалы в широком диапазоне вязкостей 2).

Однако в данном аппарате наблюдается недостаточная интенсивность смешения и тепломассообмена при полном заполне- 5 нии аппарата в результате образования застойных зон в канавках винта вследст. вие несимметричности образующегося в канавке винта валика материала.

Цель изобретения — интенсификация процесса смешения и тепломассооомена при полном заполнении аппарата.

Банная цель достигается тем, что в аппарате, содержащем цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя и со

15 штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и установленный концентрично корпусу ротор с .многозаходной винтовой канавкой, имеющей угол подъема винтовой линии 15-90 о винтовая канавка выполнена с имеющим направленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а величина угла профипя выбрана в пределах 5

30-60 .

При этом, угол прн вершине профиля закруглен по радиусу, выбранному равным

0,2-0,5 глубины профиля канавки.

Угол при вершине профиля усечен по @ прямой перпендикулярно радиально направленной стороне угла, На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — узел I на фиг. 2, первый 55 вариант," на фиг, 4 — то же второй ва,риант, Аппарат содержит цилиндрический корпус 1 с рубашкой дпя теплоносителя 2, установленный концентрично корпусу 1

QQ ротор 3, штуцеры 4 и 5 соответственно для подвода и вывода перерабатываемого материала. Ротор 3 имеет многозаходную винтовую канавку 6, с углом с подьема о винтовой линии, например равным 75 .

Винтовая канавка выполнена с угловым профилем, имеющим направленную,к центру ротора усеченную вершину, Величина угла Р профиля выбрана равной, на пр имер, 60 . Сторона 9 профипя направлена радиально. По первому варианту выполнения угол Р при вершине профиля закруглен по радиусу b, выбранному равным

0,2-0,5 глубины h профиля канавки. По второму варианту выполнения угол Р> при 55 вершине профиля усечен по прямой Д, перпендикулярно радиально направленной стороне О угла.

Аппарат работает следующим образом.

Полимерный материал через штуцер 4 подается в корпус l, попадает в винтовые канавки 6 ротора 3 и принудительно подается к штуцеру 5 для вывода материала. Благодаря предложенному выполнению профиля канавки ротора обеспечивается отсутствие застойных зон, так как форма профиля канавки совпадает с формой валика. При этом значительно увеличивается интенсивность смешения и тепломассообмена, что обьясняется тем, что при попадании жидкого полимерного материала в винтовую канавку в последней возникает два встречных ламинарных течения: течение Куэтта, возникающее вследствие трения полимера о стенки корпуса, и возвратное течение Пуазейля.

Суммируясь, эти течения создают циркуляционные токи в винтовой канавке (указанные на фиг. 3. 4 пунктиром) и обусловленные ими выоокие значения скоростей сдвига. Биркуляционные токи и сдвиговые деформации приводят к интенсификации процессов тепло-массообмена, например нагрева растворов каучуков и смешения их с различными ингредиентами.

Интенсификация процесса смешения и тепломассообмена в предлагаемом аппарате позволяет значительно уменьшить габариты и увеличить удельную производительность аппарата.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения 100 тыс. руб. для завода производительностью 50 тыс. т в год.

Формула изобретения

1. Аппарат для обработки полимерных материалов, содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для теплоносителя и со штуцерами для ввода и вывода перерабатываемого материала и установленный концентрично корпусу ротор с многозаходной: винтовой канавкой, имеющей угол о подъема винтовой .пинии 15-90, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интен; сификации процесса смешения и тепломассообмена при полном заполнении аппарата, винтовая канавка выполнена с имею цим направленную к центру ротора усеченную вершину угловым профилем, одна из сторон которого направлена радиально, а величина угпа профиля выбрана в пределах 30-60 .

5 897557

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю- П ш и и с я тем, что угол при вершине профиля закруглен по радиусу, выбранному равным 0,2-0,5 глубины профиля канав- п ки.

Риг.2

Фи .1

Составитель И. Буслаева

Техред 14. ТепеР Корректор Л. Бокшан

Редактор К. Волошук

Подписное

Заказ 1 1828/22 Тираж 672

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,, ул. Проектная, 4

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с, я тем, что угол при вершине

1Х Уй рофиля усечен по прямой перпендикуляро радиально направленной стороне угла.

Источники информации, ринятые Во внимание при экспертизе

1. Патент Швейцарии % 248799, кл. 36М, опублик, 1957

2. Патент США, % 2894280, кл. 260-96, опублик. 1959 (прототип).