ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ


RU (11) 2134198 (13) C1

(51) 6 B29B7/46, B29C47/40 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1999.08.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 97120285/25 
(22) Дата подачи заявки: 1997.12.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1997.12.09 
(45) Опубликовано: 1999.08.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 1761523 A2, 15.09.92. SU 1643154 A1, 23.07.91. DE 4211149 A1, 07.10.93. DE 4338795 C1, 14.06.95. US 4900156 A, 13.02.90. US 5593227 A, 14.06.97. EP 0293234 A2, 30.11.88. EP 0537450 A1, 21.04.93. SU 1382645 A1, 23.03.88. 
(71) Имя заявителя: Тамбовский государственный технический университет 
(72) Имя изобретателя: Клинков А.С.; Маликов О.Г.; Хабаров С.Н.; Ефремов О.В. 
(73) Имя патентообладателя: Тамбовский государственный технический университет 
(98) Адрес для переписки: 392000, Тамбов, ул.Советская 106, ТГТУ, патентный отдел 

(54) ЧЕРВЯЧНЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 
Изобретение относится к переработке полимерных материалов для получения однородных вязкотекучих полимерных композиций, например резиновых клеев, паст, мастик, и может быть использовано на заводах резинотехнических изделий, обувных фабриках, предприятиях строительной индустрии. Червячный смеситель содержит корпус и смонтированные в нем с возможностью вращения в одну сторону два ротора. Роторы выполнены в виде валов с шнековыми насадками и с кулачками. Кулачки последовательно смонтированы за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу. Кулачки имеют напорную боковую и торцевую поверхности. Смеситель содержит также шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями. Шестерни установлены на валах в ряд друг за другом. Ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой. Пара находящихся в зацеплении шестерен, расположенная в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, представляет собой лопастные мешалки-шестерни. Мешалки-шестерни установлены с возможностью свободного вращения на валах и кинематически связаны с индивидуальным приводом. Изобретение позволяет увеличить смесительный эффект и повысить качество смешения. 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к переработке полимерных материалов для получения однородных вязкотекучих полимерных композиций, например резиновых клеев, паст, мастик, и может быть использовано на заводах резинотехнических изделий, обувных фабриках, предприятиях строительных индустрии.
Известен червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в корпусе с возможностью вращения в одну сторону два шнека, имеющие загрузочные и рабочие участки нарезки, размещенные на валах, кинематически связанных с приводом, при этом загрузочные участки шнеков выполнены в виде установленных на валах насадок с нарезками противоположных направлений и с шестернями, размещенными с зацеплением между собой. Одна из насадок установлена с возможностью свободного вращения на валу. Другая насадка установлена с фиксированной посадкой на валу, при этом шестерни размещены на валах относительно загрузочного отверстия в последовательности: червячная насадка, шестерня (патент РФ N 2029676, кл. B 29 B 7/46, 27.02.95, бюл. N 6).
Недостатком данного смесителя является невысокий эффект, создаваемый шнековыми насадками.
Наиболее близким по техническому решению к изобретению является червячный смеситель для полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в корпусе с возможностью вращения в одну сторону два ротора, выполненные в виде валов со шнековыми насадками и с кулачками, последовательно смонтированными за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу и имеющими напорную боковую и торцевую поверхности, шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями, установленными на валах в ряд друг за другом с чередованием с кулачками с образованием зубчатого зацепления и возможностью свободного вращения на валу ведомых шестерен. Ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой (авторское свидетельство СССР N 1761523, кл. B 29 B 7/46, 15.09.92, бюл. N 34).
К недостатку данной конструкции смесителя следует отнести невысокие рабочие скорости и вследствие этого малую интенсивность процесса смешения полимерной композиции с растворителем.
Технической задачей изобретения является увеличение смесительного эффекта и повышение качества смешения за счет увеличения рабочих скоростей интенсификации физико-химических процессов.
Указанная техническая задача достигается тем, что в смесителе устанавливаются на каждом из рабочих роторов в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, лопастные мешалки-шестерни, которые выполняются со свободным вращением на валах роторов и имеют индивидуальный дополнительный привод вращения. Лопастные мешалки-шестерни имеют значительно большую скорость вращения по сравнению со скоростью вращения рабочих роторов, что интенсифицирует процесс смешения полимерной композиции с растворителем.
На фиг. 1 изображен смеситель, продольный разрез;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.
Смеситель содержит корпус 1, смонтированные с возможностью вращения в одну сторону два ротора. Каждый ротор выполнен в виде вала 2 со шнековыми насадками 3 в загрузочной зоне (полностью не показана) и последовательно смонтированными за шнековыми насадками 3 по винтовой линии под углом друг к другу смесительными кулачками 4 с напорной боковой 5 и торцевой 6 поверхностями.
Смеситель снабжен также шестеренчатым механизмом 8, имеющим установленные в ряд друг за другом основные и дополнительные ведущие и ведомые шестерни, чередующиеся со шнековыми насадками 7.
В зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, размещаются лопастные мешалки-шестерни 9, которые устанавливаются на втулках 10 с возможностью свободного вращения на валах 2. Лопастные мешалки-шестерни 9 находятся во взаимном зацеплении и вращаются навстречу друг другу. Одна из лопастных мешалок-шестерен 9 имеет индивидуальный дополнительный привод 11, который позволяет значительно увеличить скорость вращения лопастных мешалок по сравнению с рабочей скоростью роторов смесителя. За лопастными мешалками установлены подающие шнековые насадки 7 и обратные насадки 12, которые обеспечивают выгрузку готовой композиции из корпуса смесителя.
Смеситель работает следующим образом.
Смешиваемые компоненты захватываются шнековыми насадками 3 вращающихся роторов (привод не показан) и подаются в зону смесителя. В этой зоне под действием кулачков 4 компоненты перемешиваются. В процессе смешения происходит многократное расчленение и соединение потоков, а также их перераспределение между роторами. Из зоны смешения кулачков 4 смешиваемый материал захватывается подающими шнековыми насадками 7 и транспортируется к зоне установки ряда ведущих и ведомых шестерен 8. Из зоны установки первого ряда шестерен шестеренчатого механизма 8 материал захватывается подающими шнековыми насадками 7 и подается ко 2 ряду шестеренчатого механизма 8. В результате этого создаются сложные траектории движения смешиваемых компонентов, а в местах контакта зубьев в зонах зацепления шестерен дополнительному интенсивному деформационному воздействию, что обеспечивает повышение качества смешения и гомогенизации массы. После прохождения второго ряда шестеренчатого механизма материал опять захватывается подающими шнековыми насадками 7 и подается к месту установки лопастных мешалок-шестерен 9, имеющих дополнительный внешний привод, обеспечивающий их высокие рабочие скорости вращения, по равнению со скоростью вращения рабочих роторов. Лопастные мешалки вращаются навстречу друг другу. В зону установки лопастных мешалок осуществляется дополнительная подача растворителя в корпус смесителя и происходит процесс интенсивного растворения массы в растворителе. Готовая композиция подается шнековыми насадками 7 к зоне выгрузки, где устанавливаются обратные шнековые насадки 12, обеспечивающие удаление готовой массы из корпуса смесителя. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Червячный смеситель для композиционных полимерных материалов, содержащий корпус, смонтированные в нем с возможностью вращения в одну сторону два ротора, выполненные в виде валов с шнековыми насадками и с кулачками, последовательно смонтированными за шнековыми насадками по винтовой линии под углом друг к другу и имеющими напорную боковую и торцевую поверхности, шестеренчатый механизм с основными и дополнительными ведущими и ведомыми шестернями, установленными на валах в ряд друг за другом, при этом ведущие и ведомые шестерни размещены на каждом валу с чередованием между собой, отличающийся тем, что пара находящихся в зацеплении шестерен, расположенная в зоне, предшествующей выгрузке полимерной композиции, представляет собой лопастные мешалки-шестерни, установленные с возможностью свободного вращения на валах и кинематически связанные с индивидуальным приводом.