Змішувач для полімерних матеріалів

Использование: переработка полимерных материалов при непрерывном смешении полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными ча полнителями в линиях для окрлшивания грануляции, получения и переработки полимерных материалов. Сущность: по меньшей мере одна полость между смежными дисками снабжена переходным смесительным элементом со сквозными отверстиями и цилиндрической полостью. Продольная ось этой полости расположена под углом к оси смесителя. При этом подвижный смесительный элемент выполнен в виде цилиндра \л размещен в цилиндрической полости Причем смесительные каналы расположены с возможностью соединения с продольными каналами смежных дисков посредством сквозных отверстий переходного смесительного элемента По меньшей мере на од ной из с о п р я ж е н н ы х п о в е р х н о с т е й переходного смесительного элемента и цилиндра могут быть выполнены винтовые каналы. 3 з.п ф-лы, 4 ил. 00 о Изобретение относится к переработке полимерных материалов и может быть использовано для непрерывного смешения полимер-полимерных композиций, полимеров с различными пигментами, а также высокодисперсными минеральными наполнителями в линиях для окрашивания, грануляции, получения и переработки полимерных материалов. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности смешения. На фиг.1 изображен продольный разрез смесителя; на фиг.2 и 3 ~ выполнение сопряженных поверхностей смесительных элементов с винтовыми каналами; на фиг. 4 вариант конструктивного выполнения цилиндра. Смеситель для полимерных материалов содержит корпус 1 (фиг 1) и последовательно расположенные в нем смесительные олементы в виде дисков 2,3,4,5 с продольными каналами б для прохода полимера и поло 1ЙП17ЛСІ Работа смесителя для полимерных мастями 7 между дисками 2, 3, А и 5; Причем териалов заключается з следующем, полость 7 между смежными дисками 2 и 3 снабжена переходным смесительным элеРасплав полимера, состоящий из разментом, состоящим из двух частей 8 и 9 со личных компонентов, поступает в продольсквозными отверстиями 10, и цилиндриченые каналы 6 диска 2, расположенного в ской полостью 11. корпусе 1. Продольные каналы 6 разделяют полимер на большое число струйных потоПоследняя образована при соединении ков, которые двигаются через сквозные отобращенных друг к другу вогнутых торцовых воре тип 10 части 8 п е р е х о д н о г о поверхностей частей 0 и 9 переходного смесмесительного элемента в направлении посительного элемента. Продольная ось цидвижного ципиндра 12, размещенного в цилиндрической полости I I расположена под линдрической полости 11, Подвижный углом к оси смесителя, например, перпенцилиндр 12 вращается (или поворачиваясь) дикулярно к ней и располагается в горизонс помощью привода 28 непрерывно изменятальной плоскости. В полости 11 размещен подвижный смесительный элемент, выпол- 15 ет положение своих смесительных каналов 13, которые запитпваются полимером из нененный в виде цилиндра 12 со смесительныподвижных сквозных отверстий 10 части 8 ми каналами 13, которые соединены между переходного смесительного элемента и собой коллектором 14. Причем смесительобеспечивает непрерывное изменение наные каналы 13 расположены с возможностью соединения с продольными каналами 20 правления движения полимера, движущегося в каналы 13. При переходе полимера иа 6 дисков 2 и 3 посредством сквозных отверсквозных отверстий 10 в смесительные кастий 10частей8иЭ переходного смесительналы 13 происходит формирование элеменного элемента. тарных порций полимера, интенсивный В варианте конструкции противолежасдвиг полимера и его срез при полном перещие торцовые поверхности 15 и 15 (фиг.1) 2В крытии сквозных отверстий 10 и их рассоесмежных дисков 4 и 5 могут быть выполнены динении со смесительными каналами 13. В вогнутыми и.образовывать при их соединесмесительные каналы 13 поступают элеменнии цилиндрическую полость 17, продольтарные порции полимера из различных ная ось которой располагается под углом к сквозных отверстий 10. При этом обеспечиоси смесителя. При этом подвижный ци- 30 вается образование большого количества линдр 18 размещен в цилиндрической полоповерхностей раздела и интенсифицируетсти 17, с возможностью непосредственного ся распределение поверхностей контакта, соединения каналов 19, 20, 21, 22, 23,'24, что повышает эффективность смешений. при его вращении или повороте с продольЭффективность смешения повышается такными каналами 6 дисков А и 5. Подвижные же из-за того, что сквозные отверстия 10 цилиндры 12 и 18 соединены с приводами имеют различную длину и полимер движет25 и 26 для их вращения или поворота. На ся в них с различной скоростью. Струйные внутренней боковой поверхности 27 (фиг.2) потоки полимера пульсируют, так как происсмесительных элементов и наружной бокоходит кратковременное полное перекрытие вой поверхности 28 (фиг.З) подвижного ци- 40 сквозных отверстий 10 и затем их полное линдра 12 могут быть выполнены винтовые оікрьі-ше. Смесительные каналы 13 могут каналії 29 и 30 соответственно. соединяться и рассоединяться со сквозными отперстиями 10 все одновременно (как Подвижный цилиндр 18 может быть выпоказано на фиг.1). Изменится расстояние , полнен с каналами параллельными оси сме45 между смесительными каналами ІЗ (можно сителя 16 и наклонными к ней 20 и 21, обеспечить неодновременное их соединекоторые могут быть выполнены с переменние и рассоединение). При этом всегда по ными по длине размерами проходного сечеменьшей мере один смесительный канал 13 ния, например, конфузорными(фиг,1} входы будет соединен со сквозным отверстием 10 31,32 и выходы 33,34 которых расположены (не показано]. Из смесительных каналов 13, на боковой поверхности 35 подвижного ци- 50 соединяющихся со сквозными отверстиями линдра 18 и выполнены соответственно с 10 части 8 переходного смесительного эленаибольшими \л наименьшими размерами. мента, струйные потоки полимера поступаКаналы 22, 23 и 24 подвижного цилиндра 10 ют в коллектор 14, Б котором при смешении могут быть выполнены с различной длиной (фиг.4). Подвижные цилиндры 12 и 18{фиг.1) 55 потоков происходит их дополнительное перемешивание и релаксация напряжений'в размещены с центральными осями повернуполимере. Из коллектора 14 полимер, разтыми относительно друг друга по окружноделяясь на отдельные потоки смесительнысти и их . поперечные сечения ми каналами 13, поступает а сквозные располагаются, например, во взаимно перпендикулярных плоскостях. 1801749 отверстия 10 части 9 переходного смесикрытия и открытия существенно повышают тельного элемента. При переходе из канаэффективность смешения полимера. Для лов 13 в отверстия 10 полимер подвергается повышения эффективности смешения могут интенсивному сдвигу и срезу и в виде элебыть использованы не только внутренние ментарных порций из различных каналов 13 5 каналы подвижных цилиндров, но и каналы сливается в отверстия 10. Происходит дальвыполненные на их боковых поверхностях нейшее повышение эффективности смешесопрягающихся с поверхностями цилиндриния. Из сквозных отверстий 10 расплав ческих полостей. полимера поступает в продольные каналы 6 Так происходит повышение эффективдиска 3 и из них в полость 7 между дисками 10 ности смешения полимера, который одно4 и 3. Движение струйных потоков и их сливременно двигается поперек смесителя в яние приводит к дальнейшему перемешивавинтовых каналах, образованных винтовынию полимера и усреднению ингредиентов ми нарезками 29 и 30 противоположного а объеме смеси. Из полости 7 расплав полнаправления, выполненными на сопрягзюимера поступает в продольные каналы 6 ди- 15 щихся поверхностях 27 и 28 цилиндрическа 4 и снова разделяется на большое число ской полости 11 и подвижного цилиндра 12 струйных потоков, обеспечивающих обраи в соевом направлении через смесительзование новых поверхностей раздела. Заные каналы 13. выполненные втеле подвижтем потоки полимера из продольных ного цилиндра 12 и сквозные отверстия 10. каналов 6 поступают в каналы 19, 20,21, 22, 20 В таком варианте конструкции кроме сме23, 24, которые соединяются с каналами 6 шения с помощью каналов 13 и отверстий при вращении или поворотах подвижного 10, расплав полимера интенсивно перемецилиндра 18, размещенного в цилиндричешивается при сдвиге, слиянии и разделении ской полости 17 между торцовыми поверхканалов винтовых нарезок 29 и 30 противоностями 15 и 16 смежных дисков 4 и 5. 25 положного направления. Кроме того, происПодвижный цилиндр 18 приводится в двиходит обмен элементарными порциями жение приводом 25. Также как и в случае полимера между каналами винтовых нареподвижного цилиндра 12 происходят прозок 29 и 30, каналами 13 подвижных цилинцессы непрерывного перераспределения дров и сквозными отверстиями 10 частей 8 потоков полимера, изменения скорости и 30 и 9 переходного смесительного элемента. направления их движения, пульсации расПри работе смесителя с повернутыми плава, формирование микропорций полотносительно друг друга по окружности, наимера, сдвиг расплава и срез его порций. пример на 90°, подвижными цилиндрами 12 Кроме того, каналы 20 и 21 выполнены пеи 18 упорядоченное распределение полимересекающимися и с переменными по длине 35 ра последовательно происходит в разноразмерами и имеют входы 31 и 32 и 35 понаправленных (в данном случае в двух движного цилиндра 18. Причем входы 31 и взаимно перпендикулярных) (в данном слу32 и выходы 33 и 34 выполнены соответстчае в двух взаимно перпендикулярных) пловенно с наибольшими и наименьшими разскостях. Кроме того, при переходе полимера мерами и обеспечивают образование 40 от подвижных цилиндров к дискам и наобоконфузорных и диффузорных потоков полрот происходит последовательное сжатие и имера. На фиг.1 показано, что расплав полрасширение потоков, что непрерывно измеимера двигается в конфузорных каналах 20 няет скорости их движения и способствует и 21, причем и входы 31 и 32 соединены с массопереносу по всему объему смесительпродольными каналами 6 диска 4, а выходы 45 ной камеры. 33 и 34 с продольными каналами 6 диска 5. Таким образом, данная конструкция При вращении подвижного цилиндра 18 смесителя для полимерных материалов попроисходит преобразование конфузорных зволяет осуществить усреднение ингредиканалов 20 и 21 в диффузорные. При этом ентов путем увеличения поверхности повороте каналов входы 31 и 32 меняются 50 раздела полимера и интенсификации расместами с выходами 33 и 34. Изменяется и пределения поверхностей контакта, происих функциональное назначение, т.е. входы ходящих в результате процессов становятся выходами и наоборот. При этом непрерывного перераспределения потоков из-зэ изменения сопротивления каналов и полимера, изменяя скорости и направления смены направления и скорости движения в 55 их движения, пульсаций расплава, интенних развиваются микропульсации распласивного сдвига и среза полимера при форва. Конфузорно-диффузорные потоки в сомировании достаточно малых для четании с микропульсациями, эффективного смешения микропорций полвозбуждаемыми их чередованием, и пульсаимера, смены преимущественных направциями от их периодического полного пере 1801749 пений перераспределения полимера по длине смесителя. Формула изобретения 5 1. Смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус и последовательно расположенные в нем смесительные элементы в виде дисков с продольными каналами для прохода полимера и полостями tO между дисками, причем по меньшей мере в одной полости размещен один подвижный смесительный элемент со смесительными каналами, соединенный с приводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 15 эффективности смешения, по меньшей мере одна полость между смежными дисками снабжена переходным смесительным элементом со сквозными отверстиями и цилиндрической полостью, продольная ось 20 которой расположена под углом к оси смесителя, при этом подвижный смесительный элемент выполнен в виде цилиндра и размещен в цилиндрической полости, причем смесите л ьные каналы р а с п о л о ж е н ы с возможностью соединения с продольными каналами смежных дисков посредством сквозных отверстий переходного смесительного элемента. 2. Смеситель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере на одной из сопряженных поверхностей переходного смесительного элемента и цилиндра выполнены винтовые каналы. 3. Смеситель по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере один смесительный канал цилиндра выполнен по длине с переменными размерами проходного сечения. 4. Смеситель по пп.1 - 3 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере два цилиндра размещены с центральными осями, повернутыми относительно одна другой по окружности. 15. П W Z322W6S!tJ .3 зз 8 10ПП W13 108 6 1 1801749 Фиг2 ////у///// ФигМ Редактор Составитель ПЛивенцовз Техред М.Моргентал Корректор 3 Салко Заказ 818 Тираж Подписное ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина. 101