СМЕСИТЕЛЬ
MIXER

Изобретение относится к смесительной технике и предназначено для использовано в процессах приготовления смесей, например, компаундов на основе полимерных смол и может быть использовано в машиностроении для приготовления композиционных материалов.
Известна конструкция смесителя, содержащего корпус конической формы и разгрузочный патрубок с размещенным внутри него соосно центральным валом и водилом с размещенными на нем вдоль стенок корпуса дополнительными валами (шнеками), приводящимися во вращение вокруг своих осей от центрального вала. От вращения центрального вала приводится во вращение водило с размещенными на нем вдоль стенок корпуса дополнительными валами с помощью дифференциальной передачи, а дополнительные валы приводятся во вращение вокруг своих осей с помощью конических передач, встроенных внутри водила, от того же центрального вала. Наличие дополнительных валов способствует уменьшению налипания продукта на стенки, вызываемого большой адгезией компаундов [Патент Великобритании №1184625, кл. B01F 7/30, 1970].
Недостатком такой конструкции является то, что образуется большая застойная зона в верхней части корпуса. Кроме того, отсутствует необходимый для качественного смешения эффект тонкой диспергации и смачивания мелких сыпучих наполнителей смолой. Поэтому не достигается требуемая степень гомогенности компаунда, возможно образование крупных агрегатов - не протертых сгустков массы, что снижает качество смешения.
Ближайшим аналогом к предлагаемому является устройство смесителя, содержащего корпус с разгрузочным патрубком, соосно размещенный внутри корпуса центральный вал и водило, установленное с возможностью относительного вращения вокруг центрального вала, закрепленные на водиле дополнительные валы, соединенные с центральным валом ременными приводами, все валы охватываются спиралями круглого сечения, закрепленными на водиле [Патент №1720867 СССР, (51) B29B 7/38; B01F 7/00; №4755989/05; заявлено 09.11.1989; опубликовано 23.03.1992, Бюл. №11].
Конструкция значительно упрощена за счет использования ременного привода дополнительных валов. Наличие охватывающих валы спиралей, закрепленных в водиле, способствует диспергированию наполнителей в компаунде, равномерности распределения и гомогенности суспензии. Однако использование корпуса конической формы не устраняет отмеченных выше недостатков - возникновения застойных и слабо циркулирующих зон суспензии, т.к. валы значительно удалены друг от друга в верхней части корпуса. Частота вращения водила, раскручивающегося от реактивного момента, и расположенных на нем дополнительных валов нарастает плавно и выравнивается до постоянной величины только при выравнивании концентрации и достижении постоянной величины реактивного момента, т.е. в конце цикла смешения. Это значительно снижает скорость циркуляции массы и увеличивает продолжительность цикла полного смешения. Кроме того, пристеночные валы охвачены спиралями круглого сечения не по всей их длине, что снижает скорость вертикальной циркуляции массы внутри корпуса, а это увеличивает время смешения и снижает интенсивность процесса.
Технической задачей изобретения является сокращение времени смешения и обеспечение качества компаунда.
Решение указанной задачи достигается тем, что смеситель, содержащий корпус с разгрузочным патрубком, соосно размещенный внутри корпуса центральный вал, установленное с возможностью относительного вращения водило с размещенными на нем дополнительными валами, соединенными приводами с центральным валом, и охватывающие валы спирали круглого сечения, закрепленные в водиле, отличается тем, что корпус смесителя выполнен с цилиндрическими стенками и коническим днищем, валы расположены по всему сечению корпуса вертикально и параллельно друг другу, привод дополнительных валов от центрального приводного вала выполнен зубчатым цилиндрическим с паразитными колесами, а водило снабжено принудительным приводом от дополнительного двигателя через зубчатый планетарный редуктор.
При выполнении корпуса с цилиндрическими стенками и коническим днищем обеспечивается возможность расположения всех валов с охватывающими их спиралями вертикально и параллельно друг другу на минимальном расстоянии по всей высоте. Это способствует созданию нескольких зон интенсивной вертикальной циркуляции массы, обеспечивая интенсивность и качество смешения. Снабжение водила принудительным приводом от дополнительного двигателя через зубчатый планетарный редуктор поддерживает постоянство требуемой частоты относительного вращения дополнительных валов и интенсивность радиальной циркуляции суспензии в корпусе, сокращает время смешения и обеспечивает качество компаунда.
Указанная совокупность признаков позволяет придать объекту требуемые свойства и получить новый технический результат.
Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема приводов и устройства смесителя, а на фиг.2 - разрез А-А (вид с верху).
Смеситель, содержащий корпус c с цилиндрическими стенками 1 и коническим днищем 2, разгрузочным патрубком 3 и соосно размещенный внутри корпуса центральный вал 4 и водило 5, установленное с возможностью относительного вращения с размещенными на нем дополнительными валами 6, соединенными зубчатым цилиндрическим приводом с паразитными колесами 7 с центральным приводным валом 4, охватывающие по всей рабочей длине валы 4 и 6 спирали круглого сечения 8. Водило 5 снабжено принудительным приводом от дополнительного двигателя 9 через зубчатый планетарный редуктор 10.
Работает конструкция следующим образом. Крутящий момент передается от главного двигателя 11 центральному валу 4 и через зубчатый привод с паразитными цилиндрическими колесами 7 к закрепленным на водиле 5 дополнительным валам 6 с передаточным отношением, равным единице. Водило 5, установленное с возможностью относительного вращения и размещенные на нем дополнительные валы 6 с охватывающими валы 4 и 6 спиралями круглого сечения 8, вращаются принудительно дополнительным двигателем 9 через зубчатый планетарный редуктор 10.
Наклонные витки спиралей 8 круглого сечения, закрепленные во вращающемся водиле 5, сдвигают захваченные валами 4 и 6 слои массы компаунда вниз и вверх корпуса, обеспечивая вертикальную циркуляцию и давление перемещаемой массы на выходе из разгрузочного патрубка 3. В разгрузочном патрубке 3 осуществляется деформация сдвига смешиваемой массы спиралью 8, охватывающей центральный вал 4, обеспечивая требуемое давление компаунда на выходе. При вращении водила 5 дополнительным двигателем 9 через зубчатый планетарный редуктор 10 дополнительные валы 6 сдвигают пристеночные слои компаунда, а спирали 8 диспергируют суспензию в клиновых зазорах между ними и валами 4 и 6, а также между ними и стенками 1 корпуса смесителя.
Тем самым, поддерживается требуемое постоянство радиальной и вертикальной циркуляции массы, обеспечивается интенсивность, сокращение общего времени процесса смешения и качество компаунда, что способствует стабилизации и повышению физико-механических свойств композиционных материалов.