Методика расчета основных параметров ротационного смесителя твердых дисперсных полимерных компонентов
Authors: Капранова А.Б. , Стенько Д.В. , Скурыгин Е.Ф. 
Published: January 2025

Получение в специальном ротационном устройстве качественных смесей твердых дисперсных полимерных компонентов, как предварительная стадия их переработки перед загрузкой в литьевую машину, способствует соответствию регламентным показателям продукта 3D-печати, включая цветопередачу, прочностные характеристики и т.п. Особую актуальность данный процесс смешения полимерных сред приобретает при использовании вторичного сырья. Формирование инженерной методики расчета основных параметров ротационного смесителя вторичного и первичного полимерных дисперсных материалов (из IV класса сыпучести по классификации Керра) в заданном объемном соотношении является целью настоящей работы. Предложенный способ ротационного смешения данных сред в скрещивающихся потоках предполагает их раздельную подачу с помощью двух узлов «смесительный барабан с прямоугольными лопатками – неподвижная рельефная платформа» (этап 1) в рабочую зону аппарата, в которой выполняется отражение образованных потоков разнородных частиц от наклонных отбойников (этап 2). Закрепление указанных лопаток на поверхностях барабанов выполняется рядами с угловыми смещениями. Теоретическую основу методики расчета рациональных пределов изменения параметров ротационного смешения полимерных компонентов составляют стохастические модели изучаемого процесса на этапах 1, 2 с учетом конструктивных особенностей смесительных узлов аппарата и физических свойств перерабатываемых твердых дисперсных полимерных компонентов. При расчете предельных значений основных режимных параметров (угловых скоростей вращения смесительных барабанов) принята модификация критерия Фруда. В работе представлено описание блок-схемы расчета искомых рациональных пределов изменения ряда конструктивных параметров смесительного барабана, его лопаток, рельефной платформы для узлов аппарата и соответствующих наклонных отражающих поверхностей (отбойников).

Obtaining high-quality mixtures of solid dispersed polymer components in a special rotary device, as a preliminary stage of their processing before loading into a casting machine, contributes to compliance with the regulatory indicators of the 3D printing product, including color rendering, strength characteristics, etc. This process of mixing polymer media acquires particular relevance when using secondary raw materials. The formation of an engineering technique for calculating the main parameters of a rotary mixer of secondary and primary polymer dispersed materials (from the IV flowability class according to the Kerr classification) in a given volumetric ratio is the goal of this work. The proposed method of rotary mixing of these media in crossing flows involves their separate feed using two units "mixing drum with rectangular blades - fixed relief platform" (stage 1) into the working zone of the apparatus, in which the formed flows of heterogeneous particles are reflected from inclined baffles (stage 2). The specified blades are fixed on the surfaces of the drums in rows with angular displacements. The theoretical basis for the method of calculating the rational limits of change in the parameters of rotary mixing of polymer components is stochastic models of the process under study at stages 1 and 2, taking into account the design features of the mixing units of the apparatus and the physical properties of the processed solid dispersed polymer components. When calculating the limiting values ​​of the main operating parameters (angular rotation speeds of the mixing drums), a modification of the Froude criterion is adopted. The paper presents a description of the block diagram for calculating the sought rational limits of change in a number of design parameters of the mixing drum, its blades, the relief platform for the units of the apparatus and the corresponding inclined reflective surfaces (baffles).