Аппарат для обработки полимерных материалов

Аппарат для обработки полимерных материалов

Иллюстрации

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).