Змішувач для полімерних матеріалів

1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус с полостью, в которой установлен вал, по внутренней поверхности корпуса закреплены неподвижные диски со сквозными отверстиями, в зазорах между которыми расположены подвижные диски со сквозными отверстиями, установленные неподвижно на валу, причем 29592 В основу изобретения поставлена задача усовершенствования смесителя для полимерных материалов за счет изменения конструкции дисков устройства и введения в них дополнительных конструктивных элементов. Это позволило улучшить качество получаемого полимерного материала, не измення основной технологической схемы процесса. Поставленная задача решается за счет того, что в смесителе для полимерных матералов, содержащем корпус с полостью, в которой установлен вал, по внутренней поверхности корпуса закреплены неподвижные диски со сквозными отверстиями, в зазорах между которыми расположены подвижные диски со сквозными отверстиями, установленные неподвижно на валу, причем по меньшей мере два сквозных отверстия по меньшей мере одного диска соединены между собой по меньшей мере одним каналом, который выполнен на поверхности диска, согласно настоящему изобретению, по меньшей мере в одном из пары подвижного и неподвижного дисков дополнительно выполнено по меньшей мере одно глухое отверстие, а в другом – по меньшей мере один цилиндрический выступ, размещенный на торцевой поверхности указанного диска для перекрытия при вращении сквозного отверстия, размещенного на смежном диске, которое соединено посредством по меньшей мере одного канала, выполненного в теле диска с глухим отверстием. Для дальнейшего улучшения качества смешения глухие отверстия также могут быть соединены дополнительными каналами, выполненными в теле диска, между собой. Наличие в предлагаемом смесителе для полимерных материалов дисков с глухими отверстиями, соединенными с другими отверстиями дополнительными каналами в теле диска, и дисков с циклическими выступами на торцевых поверхностях позволяет существенно интенсифицировать радиальные и окружные струйные потоки полимера, которые, взаимодействуя между собой и с основными осевыми потоками полимера, обеспечивает существенное увеличение поверхности контакта по всему объему смеси, усреднение распределения компонентов смеси по всему объему композиции и повышение эффективности смешения. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано продольное сечение смесителя; на фиг. 2 – сечение А-А фи г. 1. Смеситель для полимерных материалов содержит корпус 1 (фиг. 1) с полостью 2, в которой установлен вал 3. По внутренней поверхности 4 корпуса 1 закреплены неподвижные диски 5, 6 и 7 со сквозными отверстиями 8, в зазорах 9 между которыми расположены подвижные диски 10 со сквозными отверстиями 8, установленныек неподвижно на валу 3. Сквозные отверстия 8 дисков 5 и 7 соединены между собой каналами 11, выполненными на их поверхностях 12. На торцевой поверхности 13 диска 5 выполнены цилиндрические выступы 14, площадь поперечного сечения которых выбрана больше (или равной) площади поперечного сечения сквозных отверстий 8 для перекрытия последних при вращении. Смежный с ним диск 10 выполнен с глухими отверстиями 15, которые имеют входы 16 на торцевой поверхности 17 диска 10. Глухие отверстия 15 соединены допол нительными каналами 18, выполненными в теле диска 10 со сквозными отверстиями 8, а в варианте конструкции и между собой. На торцевой поверхности 19 неподвижного диска 6 также выполнены цилиндрические выступы 14, а подвижный диск 10, расположенный между неподвижными дисками 6 и 7, снабжен глухими отверстиями 20. С целью упрощения изготовления диски 10 могут быть выполнены составными, например, из трех деталей 21, 22 и 23. При этом деталь 22 установлена неподвижно на валу 3 и выполнена с дополнительными каналами 18 и сквозными отверстиями 8. На боковых поверхностях детали 22 выполнены одни части 24 глухи х отверстий 15. Другие части 25 и 26 глухих о тверстий 15 выполнены на боковых поверхностях деталей 21 и 23, которые крепятся к детали 22. На фиг. 2 показано, что дополнительные каналы 18 могут иметь как радиальное, так и окружное расположение. С целью упрощения изготовления диски 5 также могут быть выполнены составными (на чертеже не показано), например, из нескольких дисков, сопряженным по торцевым поверхностям. Работа смесителя для полимерных материалов заключается в следующем. Расплав полимера, состоящий из различных компонентов, поступает в полость 2 корпуса 1. Из полости 2 полимер поступает в сквозные отверстия 8 неподвижного диска 5, закрепленного на внутренней поверхности 4 корпуса 1. Для лучшего смешения полимер может совершать поперечные перемещения по каналам 11, выполненными на поверхности 12 диска 5, перетекая из одного сквозного отверстия 8 в другие. Из сквозных отверстий 8 расплав полимера выходит в виде струйных потоков, которые перемешиваясь поступают в сквозные отверстия 8 диска 10, установленного неподвижно на валу 3 с возможностью вращения в зазоре 9 относительно дисков 5 и 6. Одновременно расплав полимера поступает во входы 16 глухи х о тверстий 15 на торцевой поверхности 17 диска 5. При вращении диска 10 в зазоре 9 его сквозное отверстие 8 может оказаться напротив цилиндрического выступа 14 на торцевой поверхности 13 диска 5. При этом выступ 14 перекрывает доступ полимеру в сквозное отверстие 8. Входы 16 глухих отверстий 15 при этом остаются открытыми и расплав полимера запитывает глухие отверстия 15. Так как отверстия 15 выполнены глухими и не имеют выхода в осевом направлении, расплав полимера, разделяясь на струйные потоки в дополнительных каналах 18, двигается через них в сквозные отверстия 8. При вращении диска 10 происходит чередование открытия и закрытия сквозных отверстий 8, в результате чего в них и в глухи х отверстиях 15 создаются интенсивные пульсирующие потоки. При этом в одном отверстии 8 сливаются струйные потоки из различных глухих отверстий 15, что обеспечивает большое количество контактов между элементарными порциями полимера и повышение эффективности смешения. Изготовление дисков 10 упрощается, если они выполняются составными из отдельных деталей. Тогда в детали 22 можно легко выполнить дополнительные каналы 18, например, сверлением со стороны боковых поверхностей. На боковых по 2 29592 верхностях детали 22 выполнены части 24 отверстий 15, а другие части 25 и 26 отверстий 15 выполнены на боковых поверхностях деталей 21 и 23. При сборке трех указанных деталей из частей 24, 25 и 26 образуется глухое отверстие 15. Из сквозных отверстий 8 диска 10 расплав полимера в виде струйных пульсирующи х потоков поступает в сквозные отверстия 8 смежного с ним диска 6, в которых продолжается процесс смешения. На входе в сквозные отверстия 8 из-за вращения диска 10, расположенного между дисками 5 и 6 происходит сдвиг, срез и образование элементарных объемов полимера, участвующих в смешении. На торцевой поверхности 19 диска 6 выполнены цилиндрические выступы 14, которые имеют такое же функциональное назначение как и цилиндрические выступы 14 диска 5. Поэтому при выходе расплава полимера в виде струйных потоков из сквозных отверстий 8 диска 6 он распределяется между сквозными отверстиями 8 диска 10 и его глухими отверстиями 20, которые связаны между собой дополнительными каналами 18. Так на фиг. 1 показано положение диска 10, в котором его сквозные отверстия 8 перекрыты выступами 14 и расплав полимера выходит только в глухие отверстия 15. Из них через дополнительные каналы 18, разделяясь на значительное число струйных потоков, полимер поступает в сквозные отверстия 8. Из фиг. 2 следует, что из одного глу хого отверстия 20 может выходить полимер по нескольким каналам 18 как в радиальном, так и окружном направлениях. Если в конструкции предусмотрено выполнение нескольких глухи х о тверстий 20 (фиг. 2), то они могут быть соединены между собой каналами 18. Таким образом каждое сквозное отверстие 8 запитывается пульсирующими потоками из различных глухи х отверстий 20, которые смешиваются между собой. Из смесителя расплав полимера выходит через сквозные отверстия 8 диска 7. Данная конструкция смесителя для полимерных материалов обеспечивает повышение эффективности смешения полимеров путем разделения и слияния пульсирующи х стр уйных потоков полимеров в сквозных и глухи х отверстиях дисков в условиях периодического перекрытия сквозных отверстий выступами на торцевых поверхностях дисков, противостоящих торцевым поверхностям дисков, на которых размещены входы глухих отверстий. Таким образом в предлагаемом смесителе для полимерных материалов достигается повышение эффективности смешения по сравнению с известными конструкциями смесителей, позволяющее повысить качество получаемой продукции, не изменяя основной технологической схемы процесса. Фиг. 1 3 29592 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4