RU97100147A

RU97100147A - Многошнековые экструдеры-смесители с модульными смесительными элементами

Info

Publication number: RU97100147A
Application number: RU97100147/25A
Authority: RU
Inventors: Н.Валзамис Лефтерис; Л.Канедо Эдуардо; М.Перейра Жозе; В.Поскич Дуглас
Original assignee: Фаррел Корпорейшен
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1999-02-10

Claims

1. Многошнековый экструдер-смеситель (20), содержащий узел (24) корпуса, включающий в себя две примыкающие друг к другу и по существу имеющие форму кругового цилиндра секции (83, 84) цилиндра экструдера, каждая из которых имеет поверхность (81, 82) внутренней стенки, шнек (21, 22) экструдера-смесителя, расположенный внутри каждой из примыкающих друг к другу секции (83, 84) цилиндра экструдера, при этом шнеки прилегают друг к другу в осевом направлении и выполнены с обеспечением возможности вращения в одном и том же направлении вокруг оси вращения (31, 32), причем каждый шнек (21, 22) включает в себя множество транспортирующих шнековых элементов (45, 46, 48), установленных с обеспечением возможности демонтажа на приводимом во вращение валу (30) и закрепленных на нем шпонками, транспортирующие шнековые элементы (45, 46, 48) взаимосцеплены, отличающийся тем, что каждый шнек (21, 22) включает в себя по меньшей мере одну группу (50) несимметричных модульных смесительных элементов (51, 52 и 53, 54), каждый модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) установлен с обеспечением возможности вращения на валу (30) и закреплен на нем шпонками, каждый модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет множество несимметричных крыльев (62, 64, 66, 68), модульные смесительные элементы (51, 52, 53, 54) взаимосцеплены, каждая группа (50) несимметричных модульных смесительных элементов (51, 52, 53, 54) включает в себя по меньшей мере один модульный смесительный элемент (52, 54), имеющий левую крутку, установленный непосредственно ниже по течению по крайней мере от одного модульного смесительного элемента (51, 53), имеющего правую крутку, и смежный с ним.

2. Экструдер-смеситель по п. 1, в котором каждое крыло (62, 64, 66, 68) имеет переднюю поверхность (70) и заднюю поверхность (76) с кромками (60) крыла, расположенными между передней и задней поверхностями, передняя поверхность (70) образует угол α клина передней поверхности с поверхностью (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера, задняя поверхность (76) образует угол β клина задней поверхности с поверхностью (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера, и угол β по меньшей мере примерно на 5^o больше, чем угол α.
3. Экструдер-смеситель по п. 2, в котором угол α клина передней поверхности находится в диапазоне от примерно 5 до примерно 25^o, угол β клина задней поверхности находится в диапазоне от примерно 10 до примерно 50^o.

4. Экструдер-смеситель по п. 3, в котором кромка (60) крыла имеет кромочный зазор δ от поверхности (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера, поверхность (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера имеет внутренний радиусу R_в цилиндра экструдера, отношение кромочного зазора δ к внутреннему радиусу R_в цилиндра экструдера составляет от примерно 2 до примерно 15%.

5. Экструдер-смеситель по п. 4, в котором кромка (60) крыла имеет окружную протяженность e, коэффициент а формы кромочного зазора определяется как отношение окружной протяженности e кромки крыла к кромочному зазору δ, и коэффициент формы кромочного зазора находится в диапазоне от примерно 1 до примерно 8.

6. Экструдер-смеситель по п. 5, в котором поверхность (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера является концентричной относительно оси вращения (31, 32), окружная протяженность e кромки крыла является концентричной относительно оси вращения (31, 32), и кромочный зазор δ постоянен вдоль окружной протяженности е.

7. Экструдер-смеситель по п. 2, в котором угол α клина передней поверхности находиться в диапазоне от примерно 12 до примерно 18^o, угол β клина задней поверхности находится в диапазоне от примерно 20 до примерно 35^o, угол β по меньшей мере примерно на 6^o больше, чем угол α.
8. Экструдер-смеситель по п. 3, в котором кромка (60) крыла имеет кромочный зазор δ от поверхности (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера, поверхность (81, 82) внутренней стенки цилиндра экструдера имеет внутренний радиус R цилиндра экструдера, отношение кромочного зазора δ к внутреннему радиусу R_в цилиндра экструдера составляет от примерно 3 до примерно 14%.

9. Экструдер-смеситель по п. 8, в котором кромка (60) крыла имеет окружную протяженность e, коэффициент а формы кромочного зазора определяется как отношение окружной протяженности e кромки крыла к кромочному зазору δ, коэффициент формы кромочного зазора находится в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 6.

10. Экструдер-смеситель по п. 6, в котором отношение окружной протяженности e кромки крыла к кромочному зазору δ находится в диапазоне от примерно 1,5 до примерно 6.

11. Многошнековый экструдер-смеситель по п. 1, в котором поверхность (81, 82) внутренней стенки имеет внутренний диаметр D, множество несимметричных крыльев (62, 64, 66, 68) простираются вдоль оси и имеют некоторую угловую крутку относительно оси вращения (31, 32), угловая крутка крыльев (62, 64, 66, 68) имеет заборную часть в диапазоне от около 2 до около 8.

12. Многошнековый экструдер-смеситель по п. 11, в котором каждый из несимметричных модульных смесительных элементов (51, 52, 53, 54) имеет некоторую осевую длину, каждый из модульных смесительных элементов (51, 52, 53, 54) имеет осевое отверстие (56) с множеством шпоночных пазов (40, 44) внутри, крылья (62, 64, 66, 68) на каждом модульном смесительном элементе (51, 52, 53, 54) имеют некоторую величину крутки от конца к концу относительно оси вращения (31, 32) и эта величина крутки от конца к концу равна частному от деления 180^o на количество шпоночных пазов (40, 44).

13. Многошнековый экструдер-смеситель по п. 11, в котором на валу (30) установлено с обеспечением возможности демонтажа и закреплено шпонками первое множество транспортных шнековых элементов (45, 46), расположенных ниже по течению от каждой группы (50) несимметричных модульных смесителей элементов (51, 52), на валу (30) установлено с обеспечением возможности демонтажа и закреплено шпонками второе множество транспортных шнековых элементов (45, 46, 48), расположенных ниже по течению от каждой группы (50) несимметричных модульных смесительных элементов (51, 52), расположенные ниже по течению концы винтовых скребков (47) транспортного шнекового элемента (45, 48), смежные с расположенными выше по течению концом имеющего правую крутку модульного смесительного элемента (51, 53) в группе, выровнены с расположенными выше по течению концами крыльев (62, 66) имеющего правую крутку модульного смесительного элемента (51, 53) в указанной группе.

14. Многошнековый экструдер-смеситель по п. 11, в котором расположенные выше по течению винтовые скребки (47) транспортного шнекового элемента (45), смежные с расположенными ниже по течению концом имеющего левую крутку модульного смесительного элемента (52, 54), выровнены с расположенными ниже по течению концами крыльев (64, 68) имеющего левую и крутку модульного смесительного элемента (52, 54).

15. Несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54), предназначенный для установки с обеспечением возможности демонтажа на приводимый во вращение вал (30) шнека экструдера-смесителя (20) при шпоночном закреплении на этом валу, в котором несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет осевое отверстие (65) для размещения в нем вала (30), осевое отверстие (56) имеет по крайней мере один шпоночный паз (40, 44), несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет множество несимметричных крыльев (62, 64, 66, 68), каждое из крыльев ( 62, 64, 66, 68) имеет переднюю поверхность (70) и заднюю поверхность (76) с кромкой (60) крыла, расположенной между передней и задней поверхностями, и передняя поверхность (70) имеет меньший радиус кривизны, чем задняя поверхность (76).

16. Несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54), предназначенный для установки с обеспечением возможности демонтажа на приводимый во вращение вал (30) шнека экструдера-смесителя (20) при шпоночном закреплении на этом валу, в котором несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет осевое отверстие (56) для размещения в нем вала (30) и имеет ось вращения (31, 32), концентричную с осевым отверстием, осевое отверстие (56) имеет по меньшей мере один шпоночный паз (40, 44), несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет конфигурацию, предназначенную для установки с обеспечением возможности демонтажа на такой вал (30) шнека экструдера-смесителя (20), предназначенного для использования двух взаимосцепленных совместно вращающихся шнеков (21, 22), расположенных в соответствующих секциях (84, 84) цилиндра экструдера из двух примыкающих к другу, по существу, имеющих форму кругового цилиндра секций цилиндра экструдера, каждая из которых имеет внутренний радиус R_в поверхности цилиндра экструдера, несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет множество несимметричных крыльев (62, 64, 66, 68), расположенных на противоположных сторонах оси вращения (31, 32), каждое из крыльев (62, 64, 66, 68) имеет переднюю поверхность (70) и заднюю поверхность (76) с кромкой (60) крыла, расположенной между передней и задней поверхностями, и передняя поверхность (70) имеет выпуклый участок, примыкающий к кромке (60) крыла, выпуклый участок передней поверхности (70) имеет радиус R₁, проходящий от центральной точки (74) передней поверхности, выпуклый участок радиуса R₁, проходящий от центральной точки (74) передней поверхности до точки (71) на выпуклом участке передней поверхности (70), образует угол α с первой радиальной линией (90), проходящей от оси вращения (31, 32) до указанной точки на указанном выпуклом участке передней поверхности, задняя поверхность (76) сопрягается с кромкой (60) крыла вдоль угла (77), геометрическая прямая линия, проходящая от задней поверхности (76) в углу (77) и являющаяся прямолинейным продолжением задней поверхности в указанном углу до некоторой точки на внутренней поверхности (81, 82) цилиндра экструдера, образует угол β с касательной (99) к внутренней поверхности цилиндра экструдера в указанной точке, и угол β больше, чем угол α.
17. Несимметричный модульный смесительный элемент по п. 16, в котором:
угол β по меньшей мере примерно на 5^o больше, чем угол α.
18. Несимметричный модульный смесительный элемент по п. 17, в котором кромка (60) крыла является радиальным расстоянием R_о от оси вращения (31, 32), несимметричный модульный смесительный элемент выполнен так, что радиальное расстояние R_о меньше, чем внутренний радиус R_в цилиндра экструдера, на величину кромочного зазора δ, причем отношение кромочного зазора δ к внутреннему радиусу R_в цилиндра экструдера находится в диапазоне от примерно 0,01 до примерно 0,15.

19. Несимметричный модульный смесительный элемент по п. 16, в котором выпуклый участок передней поверхности (70) примыкает к кромке крыла вдоль первого угла в точке (71), первая радиальная линия, проходящая от центральной точки (74) передней поверхности, проходит до первого угла (71), угол α находиться в диапазоне от примерно 5 до примерно 25^o, угол β находится в диапазоне от примерно 10 до примерно 90^o.

20. Несимметричный модульный смесительный элемент по п. 19, в котором кромка (60) крыла является радиальным расстоянием R_о от оси вращения (31, 32), несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет базовую полуширину X_о, измеренную вдоль перпендикуляра к радиальному расстоянию R_о, несимметричный модульный смесительный элемент (51, 52, 53, 54) имеет отношение X_о/R_о в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 0,8.

21. Несимметричный модульный смесительный элемент по п. 20, в котором центральная точка (74) передней поверхности смещена на расстояние X₁, измеренное вдоль перпендикуляра к радиальному расстоянию R_o, и базовая полуширина X_о равна радиусу R₁ выпуклого участка передней поверхности минус расстояние смещения X₁.