Смеситель для полимерных материалов

Смеситель для полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С. А. Вихарев, В. А. Платонов и В . " И." Янков

Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон б изобретения (7 3 ) Заявитель (g4) СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к производству синтетических волокон, а именно к смесительному оборудованию, предназначенному для смешения высоко" вязких расплавов полимеров, обладающих повышенной адгезией к металлическим поверхностям, с добавками красителями, модификаторами, ста"билизаторами,отбеливателями) в непрерывных производствах химических во;локон, и может быть применено в смеж30 ных отраслях химической промышленности, в частности в производстве пластмасс, резины и т.п..

Известны смесители для полимер1$ ных материалов, выполненные в виде одно-или многозаходных шнеков, размещенных в корпусе.

Для шнеков характерным является выполнение между корпусом и гребнем

Зб минимального зазора (О, 5-2,0 мм} .

Это обеспечивает высокую расходнонапорную характеристику, возможность самоочистки корпуса и отсутствие тре ния между металлическими поверхностями, исключающего задиры на поверхности корпуса и заклинивание шнека в режиме горячей переработки высоковязких липких продуктов при температурах до 300 С 1 .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек с числом заходов, кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса,: сердечник шнека и привод вращения шнека 21.

Витки шнека, образующие с корпусом зазоры для циркуляции материала, изменяют траекторию циркуляции части материала в объеме единичного каналэ

92751

3 и увеличивают сдвиговые деформации в зазоре (21.

Однако не весь материал, находящийся в канале шнека подвергается циркуляции, так как развитая .внутренняя поверхность шнека способствует адгезии липких продуктов и не позволяет получить равномерный спектр времени пребывания частиц материала в смесителе. Это приводит к значительному 10 ухудшению качества распределения исходных материалов, особенно в случае, когда один из них вводят в малом количестве (добавки), например, в соотношении 1:100. 15

Недостатком смесителя является также отсутствие смешения по длине шнека. Это исключает, возможность выравнивания концентраций исходных материалов смеси при пульсации их пода- чи в смеситель дозирующими устройствами.

Цель изобретения - повышение эффективности и качества смешения материалов.

Указанная цель достигается за счет того, что в смесителе для полимерных материалов, содержащем корпус, многозаходный шнек с числом захо- дов кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между

30 витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, сердечник шнека и привод вращения шнека, витки нечетных заходов шнека в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной поверхностью сердечника, который установлен в корпусе неподвижно.

0 4(° ную со стороны выходного патрубка 3, и зону смешения Г, расположенную между зонами Б и В. В зонах Б и В витки шнека имеют полный профиль, т.е. высоту, равную величине Н. В зоне Г наружная поверхность одного витка

6 нечетного захода двухзаходного ленточного шнека 5 имеет зазор а для циркуляции материала по отношению к наружной поверхности сердечника 4, а внутреняя поверхность другого витка

7 четного захода шнека 5 имеет зазор в для циркуляции материала по отношению к внутренней поверхности корпуса

Величины зазоров для циркуляции материала выбраны в пределах от 0,1 до 0,5 высоты витка полного профиля шнека.

Смеситель работает следующим образом.

Исходные компоненты материала непрерывно дозируют во входной патрубок 2, откуда они попадают в зону забора Б, где их захватывает ленточный шнек 5 с полным профилем витков и нагнетает в зону смешения Г с лабиринтным продольным течением. После зоны смешения Г гомогенная усредненная смесь расплава полимера с добавками попадает в зону выдавливания

В с полным профилем витков, откуда выдавливается через выходной патрубок 3. Виток б ленточного шнека 5 очищает поверхность корпуса 1, а виток 7 - поверхность сердечника 4.

Лабиринтное течение материала по длине смесителя осуществляется за счет перепада давления от выходного патрубка ко входному. При этом имеют место повышенные сдвиговые деформации и усреднение объемных концентраций исходных компонентов за счет массообмена через зазоры "а" и "в". па фиг.1 представлен смеситель, осевой разрез; на фиг. 2 - сечение

А-А на фиг.1; на фиг. 3 - траектория течения материала в канале шнека.

Смеситель состоит из цилиндрического корпуса 1 со входным 2 и выходным 3 патрубками, неподвижного цилиндрического сердечника 4 и многозаходного ленточного шнека 5, например, двухзаходного, соединенного с приводом вращателя (не показан). Смеситель имеет зону забора Б, расположенную со стороны входного патрубка

2 зону выдавливания В, расположенФ

Смеситель данной конструкции испытан в составе установки крашения полиэтилентерефталата в массе, производительностью 500 кг/сут.

Смеситель имеет следующие геомет 1 рические размеры: наружный диаметр двухзаходного ленточного шнека

0,144 м, внутренний диаметр — 0,110 и длина зоны смешения - 0,,340 и при общей длине ленточного шнека 0,510 м величина зазоров составляет 0,005 м т.е. 0,3 Н. Расплавы полиэтилентерефталата и красителя дозируются шестеренными насосами HLI-20 и НШ-0,6

927510

Формула изобретения

25 в смеситель, после которого окрашенный в массе расплав полимера формируется в волокно штапельного ассортимента. Наработано 6 опытных партий различного цвета полиэфирного штапель-5 ного волокна. Исследования волОкна показывают, что полученный ассортимент не имеет разнооттеночности и по технологическим параметрам соответствует высшей категории качества.

Предлагаемый смеситель имеет преимущества по сравнению с известным.

Циркуляция продукта по длине ленточного шнека улучшает качество смешения и сглаживает пульсацию систем дозирования исходных компонентов.

Дополнительные зазоры для циркуляции материала способствуют повышению,сдвиговых деформаций, а значит и качества смешения. 20

Отсутствие развитой неочищаемой поверхности сердечника позволяет перерабатывать высоковязкие липкие продукты, склонные к адгезии, на металлических поверхностях.

Взаимная самоочистка ленточного шнека, неподвижных корпуса и сердечника позволяет получить практически равномерный спектр времен пребывания частиц материала в смесителе. 30

Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, многозаходный шнек, с числом заходов, кратным двум, витки четных заходов которого, расположенные между витками нечетных заходов, в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между наружной их поверхностью и внутренней поверхностью корпуса,сердечник шнека и привод вращения шнека, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и качества смешения материалов, витки нечетных заходов шнека в зоне смешения смонтированы с образованием зазоров для циркуляции материала между внутренней их поверхностью и наружной поверхностью сердечника, icoторый установлен в корпусе неподвижно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ц|енкель Г. Ынековые прессы для пластмасс. Л., Госхимиздат, 1962, с. 30-38.

2. Авторское свидетельство СССР

И 5074 2, кл. 0 29 F 3/00, 25.09.74 (прототип).

927510 ефим

Составитель Л,Кольцова

Редактор Л,Авраменко Техред М, Надь Корректор О. Билак

Заказ 3091/19 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4