PL200416B1 - Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół nie zazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników - Google Patents

Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół nie zazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników

Info

Publication number
PL200416B1
PL200416B1 PL362303A PL36230302A PL200416B1 PL 200416 B1 PL200416 B1 PL 200416B1 PL 362303 A PL362303 A PL 362303A PL 36230302 A PL36230302 A PL 36230302A PL 200416 B1 PL200416 B1 PL 200416B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rotor
blade
short
vane
long
Prior art date
Application number
PL362303A
Other languages
English (en)
Other versions
PL362303A1 (pl
Inventor
Lefteris Valsamis
Frank Borzenski
Robert Wagner
Walter Rapetski
Hans Baurmeister
Original Assignee
Farrel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Farrel Corp filed Critical Farrel Corp
Publication of PL362303A1 publication Critical patent/PL362303A1/pl
Publication of PL200416B1 publication Critical patent/PL200416B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/72Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with helices or sections of helices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • B29B7/186Rotors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/18Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/183Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/26Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for discharging, e.g. doors
    • B29B7/263Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for discharging, e.g. doors from the underside in mixers having more than one rotor and a a casing closely surrounding the rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/74Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

Cztero lopatkowy wirnik mieszarki o dzia laniu okreso- wym, wyposa zony w dwie d lugie lopatki oraz w dwie krótkie lopatki, charakteryzuje si e tym, ze pierwsza d luga lopatka zaczyna si e w po lozeniu k atowym 0° na ko ncu wirnika a linia srubowa jej wierzcho lka jest nachylona wzgl edem osi wirnika pod k atem od 45° do 60°, za s jej d lugosc osiowa wynosi od 60% do 80% osiowej d lugo sci wirnika, natomiast jej k at natarcia wynosi od 25° do 60°, przy czym druga, dluga lopatka zaczyna si e w po lo zeniu k atowym okolo 220° do 240° na drugim ko ncu wirnika, a linia srubowa jej wierz- cho lka jest nachylona wzgl edem osi wirnika pod k atem od 20° do 40°, jej osiowa d lugosc wynosi od 60% do 80% osiowej d lugo sci wirnika, natomiast jej k at natarcia wynosi od 15° do 25°, przy czym k at natarcia pierwszej, d lugiej lopatki jest wi ekszy od k ata natarcia drugiej, d lugiej lopatki przynajmniej o 5°, a równocze snie mierzona prostopadle do linii wierzcho lka szerokosc wierzcho lka pierwszej, d lugiej lopatki jest wi eksza od mierzonej prostopadle do linii wierz- cho lka szeroko sci wierzcho lka drugiej, d lugiej lopatki przy- najmniej o 50%, a tak ze pierwsza krótka lopatka zaczyna si e na pierwszym ko ncu wirnika, a linia srubowa jej wierz- cho lka jest nachylona wzgl edem osi wirnika pod k atem od 25° do 60°, jej osiowa d lugosc wynosi od 10% do 30% osiowej d lugo sci wirnika, natomiast druga, krótka lopatka w po lozeniu k atowym oko lo 350° do 20° wzgl edem osi wirnika zaczyna si e na drugim ko ncu wirnika a linia srubo- wa jej wierzcho lka jest nachylona wzgl edem osi wirnika pod k atem od 25° do 60°, za s jej osiowa d lugosc . . . . . PL PL PL PL

Description

Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół niezazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników Przedmiotem wynalazku jest czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym, wyposażony w dwie dł ugie ł opatki oraz w dwie krótkie ł opatki.
Przedmiotem wynalazku jest również mieszarka o działaniu okresowym, wyposażona w zespól niezazębiających się ze sobą przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników o równoległych osiach, przy czym wnęki, w których znajdują się te wirniki, łączą się ze środkowym obszarem komory mieszania między wirnikami, tworzącym obszar ich współdziałania, a ponadto każdy wirnik ma napędzany koniec i przeciwny chłodzony koniec, a napędzane końce obydwu wirników są usytuowane równolegle obok siebie.
Mieszarka o działaniu okresowym według wynalazku jest wyposażona w komorę mieszania, w której są umieszczone dwa niezazębiające się ze sobą przeciwbieżne wirniki z łopatkami. Porcja składników, przeznaczonych do zmieszania celem utworzenia jednorodnej masy jest doprowadzana do komory mieszania przez pionową rynnę zasypową i wciskana pod ciśnieniem za pomocą ubijaka umieszczonego w rynnie zasypowej. Ubijak jest napędzany hydraulicznie albo pneumatycznie. Dolna powierzchnia ubijaka, w swym dolnym położeniu roboczym, stanowi górną powierzchnię komory mieszania. Wytworzona jednorodna mieszanina jest usuwana z komory mieszania przez klapę wylotową w dolnej części komory mieszania, po czym klapa wylotowa jest zamykana i przygotowana do mieszania następnej porcji składników doprowadzanych przez rynnę zasypową.
Niektóre mieszarki o działaniu okresowym są wyposażone w niezazębiające się ze sobą wirniki napędzane z taką samą albo różną prędkością kątową, zapewniającą różne wyniki mieszania i ugniatania, zaś inne mieszarki - w zazębiające się ze sobą wirniki napędzane synchronicznie.
Przedmiotem wynalazku jest mieszarka z niezazębiającymi się ze sobą wirnikami śrubowymi, które dzięki współdziałaniu czynników dynamicznych zapewniaj ą wydajne mieszanie i ujednorodnianie masy.
Z wcześ niej opublikowanych opisów patentowych Stanów Zjednoczonych AP nr US 1 200 070 i nr US 3 610 585 oraz z aktualnych opisów patentowych Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 744 668 i nr US 4 834 543 znane są mieszarki omawianego rodzaju.
Większość używanych w Stanach Zjednoczonych AP, zamkniętych mieszarek o działaniu okresowym jest wyposażona w niezazębiające się ze sobą wirniki obracające się nie synchronicznie, działające przy zastosowaniu tzw. „stosunku tarcia”. Na przykład dla typowej pracy niesynchronicznej, gdy jeden wirnik wykonuje 9 obrotów, a drugi 8 obrotów, to stosunek tarcia wynosi 9 do 8 albo 1,125 do 1.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 744 866 znane są czteroł opatkowe i trójłopatkowe wirniki o zwiększonej wydajności, zastosowane zarówno w niesynchronicznych mieszarkach, jak i w synchronicznych mieszarkach o działaniu okresowym.
Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych AP nr 4 834 543 znane są czterołopatkowe niezazębiające się ze sobą wirniki, napędzane synchronicznie ze stałym 180 stopniowym przesunięciem fazowym, przy czym każdy z dwóch wirników zastosowanych w mieszarce o działaniu okresowym jest zaopatrzony w dwie długie łopatki i dwie krótkie łopatki.
Z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych AP nr US 4 744 668 i nr US nr 4 834 543 znany jest fakt, że optymalne wyniki mieszania są uzyskiwane przez wirniki napędzane synchronicznie z okresowym przesunię ciem fazowym. Wedł ug ostatniego wynalazku korzystne przesunięcie fazowe wynosi 180°.
Czterołopatkowe niezazębiające się ze sobą (styczne) wirniki, stosowane dotychczas w synchronicznych, zamkniętych mieszarkach o działaniu okresowym, są przeważnie dostosowane do mikro dyspersyjnego (intensywnego) mieszania, uzyskiwanego dzięki dużym siłom ścinającym oddziaływania wirników w zamkniętej komorze mieszania, powodującym rozbijanie aglomeratów materiału. Niezazębiające się ze sobą wirniki maj ą również własności zapewniające duży stopień wypełnienia, oraz krótkie czasy napełniania i opróżniania komory mieszania, wraz z doskonała charakterystyką mieszania. Jednakże nie zapewniają one równie dobrego mieszania objętościowego, bowiem mogą powodować niepożądany wzrost temperatury mieszanego materiału.
Mieszarki z zazębiającymi się ze sobą wirnikami charakteryzują się lepszą wymianą ciepła i dają lepsze możliwości regulacji temperatury materiału, a ponadto powodują duże odkształcenia podłużne materiału w obszarze współdziałania wirników, rozszczepianie strumienia materiału i dzięki temu
PL 200 416 B1 dobre mieszanie objętościowe. Natomiast mieszarki z niezazębiającymi się ze sobą wirnikami tylko w niewielkim stopniu powodują rozszczepianie się strumienia materiał u i wskutek tego nie zapewniają odpowiednio dobrego mieszania objętościowego.
Celem wynalazku jest opracowanie takiego wirnika mieszarki o działaniu okresowym, który zapewni równoczesne zarówno dobre mieszanie dyspersyjne jak i objętościowe, łącząc zalety obu typów wirników.
Cel ten zrealizowano w czterołopatkowym wirniku mieszarki o działaniu okresowym według wynalazku, który charakteryzuje się tym, że pierwsza długa łopatka zaczyna się w położeniu kątowym 0° na końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 45° do 60°, zaś jej długość osiowa wynosi od 60% do 80% osiowej długości wirnika, natomiast jej kąt natarcia wynosi od 25° do 60°. Druga, długa łopatka zaczyna się w położeniu kątowym około 220° do 240° na drugim końcu wirnika, a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 20° do 40°, jej osiowa długość wynosi od 60% do 80% osiowej długości wirnika, natomiast jej kąt natarcia wynosi od 15° do 25°. Kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki przynajmniej o 5°, a równocześnie mierzona prostopadle do linii wierzchołka szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki przynajmniej o 50%. Pierwsza krótka łopatka zaczyna się na pierwszym końcu wirnika, a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 25° do 60°, jej osiowa długość wynosi od 10% do 30% osiowej długości wirnika. Druga, krótka łopatka w położeniu kątowym około 350° do 20° względem osi wirnika zaczyna się na drugim końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 25° do 60°, zaś jej osiowa długość wynosi od 10% do 30% osiowej długości wirnika. Wierzchołki pierwszej i drugiej długich łopatek, oraz pierwszej i drugiej krótkich łopatek są oddalone od osi wirnika o tę samą promieniową odległość.
Wejście początkowego punktu pierwszej długiej łopatki jej pierwszego wirnika do obszaru współdziałania wirników jest przesunięte względem wejścia początkowego punktu drugiej długiej łopatki jej drugiego wirnika o kąt 90° do 180°.
Wejście początkowego punktu pierwszej, długiej łopatki pierwszego wirnika mieszarki do obszaru współdziałania wirników zawiera się w zakresie kąta 0° do 25° względem wejścia początkowego punktu drugiej, długiej łopatki jej drugiego wirnika do obszaru współdziałania wirników.
Kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki mieszarki jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki od 5° 25°, a ponadto jej wirniki są umieszczone we wnękach komory mieszania w taki sposób, że pierwsza, długa łopatka pierwszego wirnika ma swój początek na napędzanym końcu pierwszego wirnika, natomiast pierwsza, długa łopatka drugiego wirnika ma swój początek na chłodzonym końcu drugiego wirnika.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki mieszarki wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki mieszarki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 5°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki mieszarki wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki mieszarki wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąty natarcia pierwszej, długiej łopatki mieszarki i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 29°, a równocześnie kąty natarcia jej drugiej długiej łopatki i drugiej, krótkiej łopatki wynoszą około 19°.
Kąty nachylenia linii śrubowej pierwszej długiej łopatki mieszarki i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 50°, a kąty nachylenia linii śrubowej jej drugiej, długiej łopatki i drugiej, krótkiej łopatki wynoszą około 33°.
Szerokość wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki mieszarki jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości wierzchołka jej drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 50%.
Szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki mieszarki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki, szerokość wierzchołka jej pierwszej, krótkiej łopatki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej krótkiej łopatki, natomiast szerokość wierzchołka jej pierwszej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej pierwszej
PL 200 416 B1 długiej łopatki, a równocześnie szerokość wierzchołka jej drugiej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej drugiej długiej łopatki.
Szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki mieszarki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki, szerokość wierzchołka jej pierwszej, krótkiej łopatki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej krótkiej łopatki, natomiast szerokość wierzchołka jej pierwszej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej pierwszej długiej łopatki, a równocześnie szerokość wierzchołka jej drugiej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej drugiej, długiej łopatki.
Badania eksploatacyjne wykazały, że mieszarka według wynalazku, wyposażona w wirnik, zapewnia dobre mieszanie dyspersyjne i dobre mieszanie objętościowe, oraz ograniczenie temperatury materiału, a dzięki temu lepsze wykorzystanie komory mieszania i uzyskanie materiału o lepiej wyrównanej temperaturze i materiału lepiej ujednorodnionego. W wirnikach według wynalazku niektóre łopatki czterołopatkowego wirnika zapewniaj ą również mieszanie objętościowe.
Ponadto użycie w mieszarce wirników według wynalazku zapewnia ich dobre współdziałanie i powoduje skuteczna wymianę materiał u mi ę dzy wnę kami dla wirników. Funkcja ta jest realizowana za pomocą śrubowych łopatek, które przez prawie cały czas są obecne w obszarze współdziałania wirników, co pozwala na większą elastyczność oddziaływania wirników na przepływ materiału przez obszar ich współdziałania, a ponadto następuje eliminacja obszarów możliwego zalegania materiału w komorze mieszania. Dzięki odpowiedniej geometrii łopatek i regulacji obrotów wirników istnieje również możliwość zmiany wydajności mieszania podczas cyklu mieszania.
Kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki wirnika jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki od 5°do 25°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 5°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąty natarcia pierwszej, długiej łopatki mieszarki i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 29°, a równocześ nie ką ty natarcia jej drugiej dł ugiej ł opatki i drugiej, krótkiej ł opatki wynoszą okoł o 19°.
Kąty nachylenia linii śrubowej pierwszej długiej łopatki mieszarki i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 50°, a kąty nachylenia linii śrubowej jej drugiej, długiej łopatki i drugiej, krótkiej łopatki wynoszą około 33°.
Szerokość wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki mieszarki jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości wierzchołka jej drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 50%.
Szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki mieszarki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki, szerokość wierzchołka jej pierwszej, krótkiej łopatki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej krótkiej łopatki, natomiast szerokość wierzchołka jej pierwszej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej pierwszej długiej łopatki, a równocześnie szerokość wierzchołka jej drugiej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej drugiej długiej łopatki.
Szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki mieszarki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki, szerokość wierzchołka jej pierwszej, krótkiej łopatki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej krótkiej łopatki, natomiast szerokość wierzchołka jej pierwszej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej pierwszej długiej łopatki, a równocześnie szerokość wierzchołka jej drugiej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka jej drugiej, długiej łopatki.
Badania eksploatacyjne wykazały, że mieszarka według wynalazku, wyposażona w wirnik, zapewnia dobre mieszanie dyspersyjne i dobre mieszanie objętościowe, oraz ograniczenie temperatury materiału, a dzięki temu lepsze wykorzystanie komory mieszania i uzyskanie materiału o lepiej wyrównanej temperaturze i materiału lepiej ujednorodnionego. W wirnikach według wynalazku niektóre łopatki czterołopatkowego wirnika zapewniają również mieszanie objętościowe.
PL 200 416 B1
Ponadto użycie w mieszarce wirników według wynalazku zapewnia ich dobre współdziałanie i powoduje skuteczna wymianę materiał u mi ę dzy wnę kami dla wirników. Funkcja ta jest realizowana za pomocą śrubowych łopatek, które przez prawie cały czas są obecne w obszarze współdziałania wirników, co pozwala na większą elastyczność oddziaływania wirników na przepływ materiału przez obszar ich współdziałania, a ponadto następuje eliminacja obszarów możliwego zalegania materiału w komorze mieszania. Dzięki odpowiedniej geometrii łopatek i regulacji obrotów wirników istnieje również możliwość zmiany wydajności mieszania podczas cyklu mieszania.
Kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki wirnika jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki od 5°do 25°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 5°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąt natarcia pierwszej, krótkiej łopatki wirnika wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej, krótkiej łopatki wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki o 5° do 15°.
Kąty natarcia pierwszej, długiej łopatki wirnika i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 29°, a równocześ nie ką ty natarcia drugiej dł ugiej ł opatki i drugiej, krótkiej ł opatki wynoszą okoł o 19°.
Kąty nachylenia linii śrubowej pierwszej długiej łopatki wirnika i pierwszej krótkiej łopatki wynoszą około 50°, a kąty nachylenia linii śrubowej drugiej, długiej łopatki i drugiej, krótkiej łopatki wynoszą około 33°.
Szerokość wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki wirnika jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości wierzchołka drugiej, krótkiej łopatki przynajmniej o 50%.
Szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki wirnika jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki, szerokość wierzchołka pierwszej, krótkiej łopatki jest o około 64% większa od szerokości wierzchołka drugiej krótkiej łopatki, natomiast szerokość wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka pierwszej długiej łopatki, a równocześnie szerokość wierzchołka drugiej krótkiej łopatki jest zasadniczo taka sama jak szerokość wierzchołka drugiej długiej łopatki.
Druga długa łopatka wirnika zaczyna się w położeniu kątowym około 230° względem osi wirnika, pierwsza krótka łopatka zaczyna się w położeniu kątowym około 180° względem osi wirnika, a równocześnie druga krótka łopatka zaczyna się w położeniu kątowym około 5° względem osi wirnika.
Celem wynalazku jest również opracowanie konstrukcji mieszarki o działaniu okresowym dostosowanej do czterołopatkowych wirników, zapewniających zarówno ulepszone mieszanie jak i objętościowe.
Cel ten zrealizowano w mieszarce o działaniu okresowym, wyposażonej w zespół niezazębiających się ze sobą, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników według wynalazku, która charakteryzuje się tym, że jej wirniki są umieszczone w odpowiednich wnękach komory mieszania. Pierwsza, długa łopatka pierwszego wirnika ma swój początek na napędzanym końcu pierwszego wirnika, natomiast pierwsza, długa łopatka drugiego wirnika ma swój początek na chłodzonym końcu drugiego wirnika, a ponadto kąt natarcia kąt natarcia wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki przynajmniej o 5°. Mierzona prostopadle do linii wierzchołka szerokość wierzchołka pierwszej, długiej łopatki jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości wierzchołka drugiej, długiej łopatki przynajmniej o 50%, a także pierwsza krótka łopatka zaczyna się na pierwszym końcu wirnika, a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 25° do 60°, jej osiowa długość wynosi od 10% do 30% osiowej długości wirnika, natomiast druga, krótka łopatka w położeniu kątowym około 350° do 20° względem osi wirnika zaczyna się na drugim końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 25° do 60°, zaś jej osiowa długość wynosi od 10% do 30% osiowej długości wirnika, przy czym wierzchołki pierwszej i drugiej długich łopatek, oraz pierwszej i drugiej krótkich łopatek są oddalone od osi wirnika o tę samą promieniową odległość.
Mieszarka z zamknięta komorą mieszania o działaniu okresowym według wynalazku jest uwidoczniona w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mieszarkę z wirnikami według wynalazku, w pionowym przekroju osiowym, fig. 2 - tę samą mieszarkę
PL 200 416 B1 przekroju wzdłużnym 2-2 na fig. 1 i w powiększeniu względem fig. 1, fig. 3 - schemat poprzecznego przekroju wirnika, z oznaczeniami dotyczącymi jego geometrii, fig. 4 -dwa czterołopatkowe wirniki i ich wzajemne usytuowanie w mieszance, w widoku z góry, przy czym fig. 4A - przedstawia wirniki według fig. 4, w widoku z kierunku A, fig. 4B - wirniki według fig. 4, w widoku z kierunku B, a fig. 5 0 schemat rozwinięcia wirnika, uwidaczniający i wyjaśniający jego kształt przestrzenny, przy czym w rozwinięciu śrubowe łopatki wirnika są przedstawione, jako nachylone linie proste, stanowiące miejsce geometryczne środków wierzchołków łopatek.
Figura 1 przedstawia mieszarkę 20 z komorą zamkniętą o działaniu okresowym i dużej wydajności, wyposażoną w dwa niezazębiające się ze sobą wirniki 21, 22, zasilane materiałem przez wsyp suwakowy 24, poruszające się w kierunku pionowym ruchem postępowo zwrotnym, między górnym położeniem przedstawionym na fig. 1 linią ciągłą i dolnym położeniem 24' uwidocznionym - linią przerywaną. Suwak 24 przemieszcza materiały przeznaczone do zmieszania i w swym dolnym położeniu 24' wtłacza je do komory mieszania 26 między obracające się przeciwbieżnie wirniki 21, 22 o równoległych osiach poziomych. Lewy wirnik 21 (fig. 1) obraca się w kierunku 23 zgodnym z kierunkiem obrotu wskazówek zegara, a prawy wirnik 22 w kierunku przeciwnym 25. Komora mieszania 26 obejmuje lewą wnękę 27 i prawą wnę k ę 28 o przekroju pół kolistym oraz ś rodkowy obszar znajdują cy się mię dzy tymi wnękami.
Mieszane składniki są początkowo gromadzone w zbiorniku 30, a wtedy, gdy suwak 24 znajduje się w swym górnym położeniu, trafiają do połączonej ze zbiornikiem 30 rynny zasypowej 32, znajdującej się nad środkowym obszarem 29 komory mieszania 26. Suwak 24 po wtłoczeniu materiałów do komory mieszania 26 przytrzymuje je w mieszarce.
Suwak 24 jest uruchamiany za pomocą siłownika 34, przymocowanego do części korpusu 35 mieszarki 20. Siłownik 34, na przykład hydrauliczny albo pneumatyczny, jest wyposażony w osadzony przesuwnie w cylindrze tłok 36 z trzonem 38, do dolnego końca, którego jest przymocowany suwak 24. Podczas ruchu suwaka 24 do dołu siłownik 34 jest zasilany płynem przez górny króciec 40. Po zakończeniu operacji mieszania suwak 24 zostaje uniesiony przez siłownik 34, zasilany płynem przez niepokazany na rysunku dolny króciec.
Zmieszany i ujednorodniony materiał jest rozładowywany przez zamykany klapą 42 otwór rozładowczy w dnie komory mieszania 26. Klapa 42 jest osadzona obrotowo na zawiasie 46 i utrzymywana w zamkniętym położeniu przez zespół blokujący 44. Do otwarcia i zamknięcia klapy 42 służy para niepokazanych na rysunku obrotowych silników hydraulicznych, przymocowanych do obu końców zawiasu 46.
Figura 2 przedstawia poziomy przekrój mieszarki 20 wzdłuż 2-2 na fig. 1. Wirniki 21 i 22 obracają się synchronicznie w przeciwnych kierunkach 23 i 25 za pomocą przekładni 48, wyposażonej w dwa identyczne koła zębate i napędzanej silnikiem 50. Silnik 50 jest korzystnie wyposażony w regulator prędkości, wykorzystywany podczas dostosowywania obrotów mieszanki do rodzajów mieszanych materiałów, ich temperatury i lepkości, z uwzględnieniem przewidywanego zapotrzebowania energii.
Wirniki 21, 22 są wyposażone w obustronne kołnierze 57 i 58 oraz w uszczelki 54 (fig. 2), przy czym ich końce od strony kołnierzy 57 i 58 nazywane są końcami kołnierzowymi.
Długość wirników 21 i 22, mierzona między kołnierzami 57 i 58, wynosi L. Przedni kołnierz 57 wirnika, połączony z wałem napędowym (55 albo 56), jest nazywany napędzanym końcem wirnika, zaś przeciwny kołnierz 57 jest nazywany chłodzonym albo wodnym końcem wirnika. Wirniki są wyposażone w przewody chłodnicze, a czynnik chłodzący, którym jest zwykła woda, jest doprowadzany do końców chłodniczych z końców napędzanych 55 i 56. Obwiednie środków wierzchołków łopatek wirnika mają średnicę D (fig. 3), zaś rozwinięcie obwiedni wirnika ma długość wynosząca TT D (fig. 5). Fig. 3 przedstawia terminologię zastosowaną w opisie wyników.
Figury 4, 4A, 4B i 5 przedstawiaj ą konstrukcję wirników według wynalazku. Każdy wirnik jest zaopatrzony w dwie długie łopatki 61 i 62, dochodzące na przemian do przeciwnych końców wirnika, co oznacza, że koniec wierzchołka śrubowej łopatki 61 albo 62 styka się z odpowiednim kołnierzowym końcem wirnika. Wirnik obraca się dokoła swej osi 60, a jego położenia w rozwinięciu obwiedni (fig. 5) odpowiadają kątowym położeniom 0°, 90°, 180°, 270° i 360°. Kątowe położenie wirnika, wynoszące 0° albo 360° (fig. 4, 4A, 4B i 5) jest przy tym równoznaczne z położeniem końców obwiedni w płaszczyźnie poziomej, zawierającej dwie osie 60 wirników i płaszczyzna ta jest nazywana obszarem współdziałania wirników. Każdy wirnik 21 i 22 jest ponadto zaopatrzony w dwie krótkie łopatki 63 i 64, zaczynające się na przeciwnych końcach wirnika niż łopatki 61 i 62.
Figura 5 przedstawia schemat rozwinięcia łopatek wirnika według wynalazku, mających postać nachylonych linii prostych, stanowiących miejsca geometryczne wierzchołków łopatek. W wirniku 21 pierwsza, długa łopatka 61 w położeniu 0°, wirnika zaczyna się na osiowym końcu i jest nachylona
PL 200 416 B1 pod kątem 50°. Osiowa długość L1 tej pierwszej długiej łopatki wynosi 73,3% osiowej długości L wirnika, a jej szerokość mierzona prostopadle do kąta skoku linii śrubowej jej wierzchołka wynosi W1.
Druga długa łopatka 62 wirnika 21 zaczyna się na przeciwnym osiowym końcu wirnika w położeniu około 230° i jest nachylona pod kątem 33°, zaś jej osiowa długość L2 wynosi 73,3% osiowej długości L wirnika. Szerokość wierzchołka tej łopatki wynosi W3. Druga krótka łopatka 62 wirnika 21 zaczyna się na tym samym osiowym końcu, co druga długa łopatka 62, ale w położeniu 5° i jest nachylona pod kątem 33°. Szerokość wierzchołka tej łopatki wynosi W4 i jest o 55% mniejsza od szerokości W3.
Figury 4, 4A i 4B przedstawiają wzajemne położenie łopatek wirników w mieszarce według wynalazku, przedstawionej na fig. 1. Intensywne mieszanie materiałów w tej mieszarce jest uzyskane dzięki takiemu wzajemnemu położeniu łopatek jej wirników, w którym łopatki każdego wirnika są usytuowane w obszarze współdziałania wirników w zadanym położeniu, przemieszczając mieszane materiały z jednej części komory do drugiej. Pierwsza długa łopatka 61 każdego wirnika 21 i 22 o dużym kącie linii śrubowej i długości L przemieszcza się przez obszar współdziałania obydwu wirników. Oddziaływanie tej łopatki na mieszany materiał zostaje uzupełnione drugą, długą łopatką 62 i dwoma krótkimi łopatkami 63 i 64, które są tak usytuowane, że podczas całkowitego obrotu wirników w obszarze ich współdziałania zawsze znajduje się łopatka. Początkowy punkt 71 pierwszej, długiej łopatki 61 wirnika 21, w momencie jego wchodzenia w obszar współdziałania wirników jest korzystnie przemieszczony o kąt 0 do 25 ° względem początkowego punktu 72 drugiej, długiej łopatki 62 wirnika 22, również wchodzącego do obszaru współdziałania wirników, dzięki czemu w wyniku odpowiedniego doboru kątów nachylenia linii śrubowej wierzchołków łopatek tych dwóch wirników 21 i 22, każdy z nich zapewnia skuteczne czyszczenie powierzchni roboczych są siedniego wirnika, oraz skuteczne doprowadzenie nowego materiału na te powierzchnie. Długie i krótkie łopatki obydwu wirników skutecznie czyszczą obszar mieszarki między obydwoma wirnikami, poprawiając skuteczność mieszania. Ponadto pożądane jest, aby początkowy punkt 71 pierwszej, długiej łopatki wirnika 21 był w chwili jego wchodzenia w obszar współdziałania wirników cofnięty kątowo względem początkowego punktu 73 pierwszej, długiej łopatki 61 drugiego wirnika 22 o 95° do 180°. Jednakże możliwe są również inne względne położenia wirników, właściwsze dla innych parametrów lub części procesu mieszania, na przykład dla załadunku lub rozładunku mieszarki.
W wirnikach według wynalazku, kat nachylania linii śrubowej pierwszej, długiej łopatki 61 został tak dobrany, by zapewnić równowagę ilości materiału przechodzącego przez prześwit nad wierzchołkiem łopatki i wzdłuż jej długości osiowej L1. Wartość tego kata nachylenia, wynoszącą 45° do 60° zapewnia, ze ponad 50% materiału zgromadzonego na początku pierwszej długiej łopatki 61 jest zmuszana do osiowego przemieszczania się, poprawiając skuteczność mieszania i ograniczanie wzrostu temperatury materiału. Pozostały materiał, gromadzący się na początku pierwszej długiej łopatki 61 początkowo stopniowo przemieszcza się obwodowo nad jej wierzchołkiem.
Właściwy dobór kata nachylenia linii śrubowej łopatki zapewnia korzystny stosunek promieniowego i osiowego przemieszczania się materiału, natomiast skok linii śrubowej łopatki oraz jego stosunek do długości wirnika, wynoszący 60% do 80%, decyduje o ilości materiału, przemieszczającego się osiowo. Dzięki odpowiedniemu doborowi tych parametrów wirniki według wynalazku zapewniają, ze znaczna część materiału, zgromadzonego na początku pierwszej długiej łopatki 61, przemieszcza się przez większą część komory mieszania.
Położenie drugiej długiej łopatki 62 wirnika pod katem 220° do 240° względem osi wirnika umożliwia materiałowi swobodne przemieszczanie się miedzy jedna i druga łopatka wirnika. Kat nachylenia linii śrubowej łopatki 62, wynoszący 20° do 40°, zapewnia, ze zasadnicza ilość materiału przemieszcza się przez promieniowy prześwit wirnika miedzy wierzchołkiem łopatki i wewnętrzną powierzchnią obudowy komory mieszania 26.
Mieszanie dyspergujące uzyskuje się w mieszarce według wynalazku przez powtarzające się poddawanie mieszanego materiału regulowanemu naprężeniu, w określonych przedziałach czasu. Czynnikami wpływającymi na wielkość naprężeń, którym poddawany jest materiał podczas jego przemieszczania się przez promieniowy prześwit wirnika 21, 22 między wierzchołkiem łopatki i wewnętrzna powierzchnią obudowy komory mieszania 26, są głównie jego wytrzymałość na ścinanie i lepkość. Ta ostatnia jest zależna od budowy cząsteczek przerabianego materiału i temperatury przeróbki. Wirniki według wynalazku zapewniają przy tym skuteczne ograniczenie wzrostu temperatury.
Wielkość naprężeń, jakim poddawany jest mieszany materiał zależy od jego wytrzymałości na ścinanie i od temperatury. Ilość materiału, który przemieszcza się przez promieniowy prześwit między wierzchołkiem łopatki wirnika i wewnętrzną powierzchnią obudowy komory mieszania zależy od wielkości tego
PL 200 416 B1 prześwitu i kąta natarcia powierzchni roboczej łopatki. W mieszarce według wynalazku parametry wirnika umożliwiają regulację ilości materiału, przemieszczającego się przez ten obszar komory mieszania 26.
Innym parametrem wirnika według wynalazku, umożliwiającym regulację wydajności mieszania, jest możliwość dostosowania odpowiedniej szerokości wierzchołka łopatki do żądanej wydajności mieszania przez każdą łopatkę. Korzystne jest, aby szerokość pierwszej, długiej łopatki 61 była o 50%, a nawet o 100% wię ksza od szerokoś ci drugiej, dł ugiej ł opatki 62. Podobnie korzystne jest, aby szerokość pierwszej krótkiej łopatki 63, była przynajmniej o 50% większa od szerokości drugiej, krótkiej łopatki 64. Pożądane również jest, aby szerokość pierwszej, krótkiej łopatki 63 była równa szerokości pierwszej, długiej łopatki 61, a szerokość drugiej, krótkiej łopatki 64 była równa szerokości drugiej, długiej łopatki 62. Większa szerokość łopatki powiększa wydajność mieszania, ponieważ czas mieszania mający wpływ na wynik ścinania materiału powiększa się wraz ze wzrostem szerokości wierzchołka łopatki. W celu dalszej optymalizacji charakterystyki mieszania i paramentów każdej łopatki mogą zostać zastosowane liniowe zmiany szerokości łopatki od jej początkowego do końcowego punktu.
Krótkie łopatki 63 i 64 według wynalazku służą do zmiany kierunku przemieszczania materiału, przemieszczającego się od początkowych punktów łopatek, uniemożliwiając powstawanie obszarów zalegania wolno przemieszczającego się materiału. Inaczej mówiąc - krótkie łopatki zmniejszają ilość materiału przemieszczającego się do obszaru końców wirników, zmniejszając ich zużycie w tych obszarach. Kątowe położenie początkowego punktu łopatek i ich długość są dostosowane do możliwości osiągnięcia omówionych zamierzeń, umożliwiając swobodne i nieprzerwane przemieszczanie się materiału, zarówno wzdłuż obwodu jak i wzdłuż osi mieszarki.
Inną cechą charakterystyczną wirników według wynalazku jest możliwość zróżnicowania kąta natarcia łopatek. Kąt natarcia jest to kąt utworzony między styczną do wewnętrznej ściany komory mieszania i powierzchnia roboczą wirnika w pobliżu wierzchołka łopatki. Obszar „klina” utworzony w pobliżu wierzchołka łopatki zapewnia korzystny przepływ materiału nad jej wierzchołkiem. Kąt natarcia pierwszej, długiej łopatki 61 wynosi 25° do 60° i powoduje w większym stopniu osiowe niż obwodowe przemieszczanie się materiału. Kąt natarcia drugiej, długiej łopatki 62 wynosi 15° do 25° i zapewnia, że większość materiału zatrzymanego w klinowym obszarze łopatki wirnika jest przemieszczana ponad łopatką przez szczelinę między nią i wewnętrzną powierzchnią komory mieszania. W korzystnym rozwią zaniu konstrukcyjnym wedł ug wynalazku ką t natarcia pierwszej krótkiej ł opatki 63 jest przynajmniej o 5°, a korzystnie o 5° do 15° większy od kąta natarcia drugiej, krótkiej łopatki 64. W ten sposób pierwsza, krótka łopatka powoduje objętościowe mieszanie, a druga, krótka łopatka - dyspergujące mieszanie.
Zgodnie z inna cechą charakterystyczną wirników według wynalazku: kąty natarcia dwóch długich łopatek 61 i 62 mogą się również zmieniać wzdłuż ich długości, wpływając na ilość materiału przemieszczającego się osiowo albo obwodowe nad każdą łopatką. Na przykład kąt natarcia pierwszej długiej łopatki 61 może się zmieniać od 60° w początkowym punkcie łopatki do 25° w jej końcowym punkcie a kąt natarcia drugiej, długiej łopatki 62 - od 25°, w początkowym punkcie do 15° w końcowym punkcie łopatki. Ogólnie kąt natarcia pierwszej długiej łopatki 61 jest przynajmniej o 5°, a korzystnie o 5° do 15° większy niż kąt natarcia drugiej, długiej łopatki 62. Właściwy dobór odpowiednich kątów natarcia umożliwia uzyskanie równowagi między dystrybucyjną i dyspersyjna charakterystyką mieszania każdej łopatki i wykorzystanie tej równowagi w procesie mieszania.
Wirniki, według wynalazku, umożliwiają uzyskanie zwiększonej przynajmniej o 20% wydajności oraz większej jednorodności działania mieszarki w krótszym czasie. Wirniki, według wynalazku, umożliwiają skrócenie czasu cyklu mieszania i znaczne zmniejszenie temperatury materiału opuszczającego mieszarkę.
Wynalazek został przedstawiony tylko w przykładowym rozwiązaniu konstrukcyjnym, jednak podlegają również wszelkie odmiany i modyfikacje mieszczące się w ramach idei wynalazku i zastrzeżeń patentowych.
Wykaz oznaczeń.
20. mieszarka
21. lewy wirnik
22. prawy wirnik
23. kierunek obrotu lewego wirnika 21
24. suwak
PL 200 416 B1
24' dolne położenie suwaka 24
25. kierunek obrotu prawego wirnika 22
26. komora mieszania
27. lewa część komory mieszania 26
28. prawa komory mieszania 26
29. środkowy obszar komory mieszania 26
30. zbiornik
32. rynna zasypowa
34. siłownik
35. korpus mieszarki 20
36. tłok siłownika 34 38. trzon siłownika 34 40. króciec kapa wylotowa 44 zespół blokujący 46. zawias
48. przekładnia 50. silnik
54. kołnierz uszczelniający 55,56. wał napędowy 57. przedni kołnierz wirnika 58. tylny kołnierz wirnika
60. oś wirnika
61. pierwsza długa łopatka
62. druga długa łopatka
63. pierwsza krótka łopatka
64. druga krótka łopatka
71. początkowy punkt pierwszej długiej łopatki 61 pierwszego wirnika 21
72. początkowy punkt drugiej długiej łopatki 62 drugiego wirnika 22
73. początkowy punkt drugiej krótkiej łopatki 64 pierwszego wirnika 21 i pierwszej krótkiej łopatki 64 drugiego wirnika 22
D. średnica obwiedni środków wierzchołków łopatek wirników L. długość wirnika
L1. osiowa długość pierwszej długiej łopatki 61
L2. osiowa długość drugiej długiej łopatki 62
L3. osiowa długość pierwszej krótkiej łopatki 63
L4. osiowa długość drugiej krótkiej łopatki 64
W1. szerokość wierzchołka pierwszej długiej łopatki 61
W2. szerokość wierzchołka drugiej długiej łopatki 62
W3. szerokość wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki 63
W4. szerokość wierzchołka drugiej krótkiej łopatki 64

Claims (22)

1. Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym, wyposażony w dwie długie łopatki oraz w dwie krótkie łopatki, znamienny tym, że pierwsza długa łopatka zaczyna się w położeniu kątowym 0° na końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 45° do 60°, zaś jej długość osiowa L1 wynosi od 60% do 80% osiowej długości L wirnika, natomiast jej kąt natarcia wynosi od 25° do 60°, przy czym druga długa łopatka (62) zaczyna się w poł o ż eniu ką towym okoł o 220° do 240° na drugim koń cu wirnika, a linia ś rubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi wirnika pod kątem od 20° do 40°, jej osiowa długość L2 wynosi od 60% do 80% osiowej długości L wirnika, natomiast jej kąt natarcia wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej długiej łopatki (61) jest większy od kąta natarcia drugiej długiej łopatki (62) przynajmniej o 5°, a równocześ nie mierzona prostopadle do linii wierzchołka szerokość W1 wierzchołka pierwszej, długiej łopatki (61) jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości W2 wierz10
PL 200 416 B1 chołka drugiej długiej łopatki (62) przynajmniej o 50%, a także pierwsza krótka łopatka (63) zaczyna się na pierwszym końcu wirnika, a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi (60) wirnika pod kątem od 25° do 60°, jej osiowa długość L3 wynosi od 10% do 30% osiowej długości L wirnika, natomiast druga krótka łopatka (64) w położeniu kątowym około 350° do 20° względem osi (60) wirnika zaczyna się na drugim końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi (60) wirnika pod kątem od 25 do 60°, zaś jej osiowa długość L4 wynosi od 10% do 30% osiowej długości L wirnika, przy czym wierzchołki pierwszej i drugiej długich łopatek (61, 62), oraz pierwszej i drugiej krótkich łopatek (63, 64) są oddalone od osi (60) wirnika o tę samą promieniową odległość.
2. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt natarcia pierwszej długiej łopatki (61) jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki (62) od 5°do 25°
3. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, że kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest większy od kąta natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) przynajmniej o 5°.
4. Wirnik wedł ug zastrz. 3, znamienny tym, ż e ką t natarcia pierwszej krótkiej ł opatki (63) wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest większy od kąta natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) o 5° do 15°.
5. Wirnik według zastrz. 4, znamienny tym, ż e kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest zasadniczo równy kątowi natarcia pierwszej krótkiej łopatki (61), a równocześnie kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) jest równy kątowi natarcia drugiej długiej łopatki (62).
6. Wirnik według zastrz. 1 albo 5, znamienny tym, że kąty natarcia pierwszej długiej łopatki (61) i pierwszej krótkiej łopatki (63) wynoszą około 29°, a równocześnie kąty natarcia drugiej długiej łopatki (62) i drugiej krótkiej łopatki wynoszą około 19°.
7. Wirnik według zastrz. 1 albo 6, znamienny tym, że kąty nachylenia linii śrubowej pierwszej długiej łopatki (61) i pierwszej krótkiej łopatki (63) wynoszą około 50°, a kąty nachylenia linii śrubowej drugiej długiej łopatki (62) i drugiej krótkiej łopatki (64) wynoszą około 33°.
8. Wirnik według zastrz. 1, znamienny tym, ż e szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63), jest większa od, mierzonej prostopadle do linii wierzchołka, szerokości W4 wierzchołka drugiej krótkiej łopatki (64) przynajmniej o 50%.
9. Wirnik według zastrz. 1 albo 7, albo 8, znamienny tym, że szerokość W1 wierzchołka pierwszej długiej łopatki (61) jest o około 64% większa od szerokości W2 wierzchołka drugiej długiej łopatki (62), szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63) jest o około 64% większa od szerokości W4 wierzchołka drugiej krótkiej łopatki (64), natomiast szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63) jest zasadniczo taka sama jak szerokość W1 wierzchołka pierwszej długiej łopatki (61), a równocześnie szerokość W4 wierzchołka drugiej krótkiej łopatki (64) jest zasadniczo taka sama jak szerokość W2 wierzchołka drugiej długiej łopatki (62).
10. Wirnik według zastrz. 1 albo 7, albo 9, znamienny tym, że druga długa łopatka (62) zaczyna się w położeniu kątowym około 230° względem osi (60) wirnika, pierwsza krótka łopatka (63) zaczyna się w położeniu kątowym około 180 względem osi (60) wirnika, a równocześnie druga krótka łopatka (64) zaczyna się w położeniu kątowym około 5° względem osi (60) wirnika.
11. Mieszarka o działaniu okresowym, wyposażona w zespół niezazębiających się ze sobą przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników o równoległych osiach, przy czym wnęki, w których znajdują się te wirniki, łączą się ze środkowym obszarem komory mieszania między wirnikami, tworzącym obszar ich współdziałania, a ponadto każdy wirnik ma napędzany koniec i przeciwny chłodzony koniec, a napędzane końce obydwu wirników są usytuowane równolegle obok siebie, znamienna tym, że jej wirniki (21, 22) są umieszczone w odpowiednich wnękach (27, 28) komory mieszania, przy czym pierwsza długa łopatka (61) pierwszego wirnika (21) ma swój początek na napędzanym końcu pierwszego wirnika (21), natomiast pierwsza długa łopatka (61) drugiego wirnika (22) ma swój początek na chłodzonym końcu drugiego wirnika (22), a ponadto kąt natarcia kąt natarcia wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej długiej łopatki (61) jest większy od kąta natarcia drugiej, długiej łopatki (62) przynajmniej o 5°, a równocześnie mierzona prostopadle do linii wierzchołka szerokość W1 wierzchołka pierwszej, długiej łopatki (61) jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości W2 wierzchołka drugiej długiej łopatki (62) przynajmniej o 50%, a także pierwsza krótka łopatka (63) zaczyna się na pierwszym końcu wirnika, a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi (60) wirnika pod kątem od 25° do 60°, jej osiowa długość L3 wynosi od 10% do 30% osiowej długości L wirnika, natomiast druga krótka łopatka (64) w położeniu kątowym około 350° do 20° względem osi
PL 200 416 B1 (60) wirnika zaczyna się na drugim końcu wirnika a linia śrubowa jej wierzchołka jest nachylona względem osi (60) wirnika pod kątem od 25° do 60°, zaś jej osiowa długość L4 wynosi od 10% do 30% osiowej długości L wirnika, przy czym wierzchołki pierwszej i drugiej długich łopatek (61, 62), oraz pierwszej i drugiej krótkich łopatek (63, 64) są oddalone od osi (60) wirnika o tę samą promieniową odległość.
12. Mieszarka według zastrz. 11, znamienna tym, że wejście początkowego punktu (71) pierwszej długiej łopatki (61) pierwszego wirnika (21) do obszaru współdziałania wirników jest przesunięte względem wejścia początkowego punktu (72) drugiej długiej łopatki (62) drugiego wirnika (22) o kąt 90° do 180°.
13. Mieszarka według zastrz. 11, znamienna tym, że wejście początkowego punktu (71) pierwszej długiej łopatki (61) pierwszego wirnika (21) do obszaru współdziałania wirników zawiera się w zakresie ką ta 0° do 25° wzglę dem wejś cia począ tkowego punktu (72) drugiej dł ugiej ł opatki (62) drugiego wirnika (22) do obszaru współdziałania wirników.
14. Mieszarka według zastrz. 11, znamienna tym, że kąt natarcia jej pierwszej długiej łopatki (61) jest większy od kąta natarcia drugiej długiej łopatki (62) od 5° do 25°, a ponadto jej wirniki (21, 22) są umieszczone we wnękach (27, 28) komory mieszania w taki sposób, że pierwsza długa łopatka (61) pierwszego wirnika (21) ma swój początek na napędzanym końcu pierwszego wirnika (21), natomiast pierwsza długa łopatka (61) drugiego wirnika (22) ma swój początek na chłodzonym końcu drugiego wirnika (22).
15. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest większy od kąta natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) przynajmniej o 5°.
16. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) wynosi od 25° do 40°, kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) wynosi od 15° do 25°, przy czym kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest większy od kąta natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) o 5° do 15°.
17. Mieszarka według zastrz. 16, znamienna tym, że kąt natarcia pierwszej krótkiej łopatki (63) jest zasadniczo równy kątowi natarcia pierwszej krótkiej łopatki (61), a równocześnie kąt natarcia drugiej krótkiej łopatki (64) jest równy kątowi natarcia drugiej długiej łopatki (62).
18. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że kąty natarcia pierwszej długiej łopatki (61) i pierwszej krótkiej ł opatki (63) wynoszą okoł o 29°, a równocześ nie ką ty natarcia jej drugiej dł ugiej łopatki (62) i drugiej krótkiej łopatki wynoszą około 19°.
19. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że kąty nachylenia linii śrubowej pierwszej długiej łopatki (61) i pierwszej krótkiej łopatki (63) wynoszą około 50°, a kąty nachylenia linii śrubowej jej drugiej długiej łopatki (62) i drugiej krótkiej łopatki (64) wynoszą około 33°.
20. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63) jest większa od mierzonej prostopadle do linii wierzchołka szerokości W4 wierzchołka jej drugiej krótkiej łopatki (64) przynajmniej o 50%.
21. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że szerokość W1 wierzchołka pierwszej długiej łopatki (61) jest o około 64% większa od szerokości W2 wierzchołka drugiej długiej łopatki (62), szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63) jest o około 64% większa od szerokości W4 wierzchołka drugiej krótkiej łopatki (64), natomiast szerokość W3 wierzchołka pierwszej krótkiej łopatki (63) jest zasadniczo taka sama jak szerokość W1 wierzchołka jej pierwszej długiej łopatki (61), a równocześnie szerokość W4 wierzchołka drugiej krótkiej łopatki (64) jest zasadniczo taka sama jak szerokość W2 wierzchołka jej drugiej długiej łopatki (62).
22. Mieszarka według zastrz. 14, znamienna tym, że druga długa łopatka (62) zaczyna się w poł o ż eniu ką towym okoł o 230° wzglę dem osi (60) wirnika, pierwsza krótka ł opatka (63) zaczyna się w poł o ż eniu ką towym okoł o 180° wzglę dem osi (60) wirnika, a równocześ nie druga krótka ł opatka (64) zaczyna się w położeniu kątowym około 5° względem osi (60) wirnika.
PL362303A 2001-05-04 2002-02-28 Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół nie zazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników PL200416B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/849,058 US6494607B2 (en) 2001-05-04 2001-05-04 Four wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive to provide improved dispersive and distributive mixing in internal batch mixers
PCT/US2002/006103 WO2002089964A1 (en) 2001-05-04 2002-02-28 Four wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive to provide improved dispersive and distributive mixing in internal batch mixers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL362303A1 PL362303A1 (pl) 2004-10-18
PL200416B1 true PL200416B1 (pl) 2009-01-30

Family

ID=25304963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL362303A PL200416B1 (pl) 2001-05-04 2002-02-28 Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół nie zazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6494607B2 (pl)
EP (1) EP1383593B1 (pl)
JP (1) JP4195614B2 (pl)
KR (1) KR100684633B1 (pl)
CN (1) CN1231289C (pl)
AU (1) AU2002245544B2 (pl)
BR (1) BR0206152B1 (pl)
CA (1) CA2428700C (pl)
CZ (1) CZ299856B6 (pl)
DE (1) DE60220396T2 (pl)
ES (1) ES2284842T3 (pl)
MX (1) MXPA03006348A (pl)
PL (1) PL200416B1 (pl)
RU (1) RU2281153C2 (pl)
TW (1) TWI227682B (pl)
WO (1) WO2002089964A1 (pl)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4256330B2 (ja) * 2004-11-18 2009-04-22 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機およびそれに用いられている混練ロータ
US7476017B2 (en) * 2005-09-29 2009-01-13 Jacques Mortimer Intermeshing kneader with tilting mixing chamber
US20080239866A1 (en) * 2006-01-31 2008-10-02 Farrel Corporation Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
US7404664B2 (en) * 2006-01-31 2008-07-29 Farrel Corporation Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
US7677789B2 (en) * 2006-06-16 2010-03-16 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Mixer rotor with spiral core ribs
SE531903C2 (sv) * 2008-01-11 2009-09-08 Itt Mfg Enterprises Inc Omrörarsammansättning och metod för flödesstyrning i en omrörarsammansättning
JP4568785B2 (ja) * 2009-01-19 2010-10-27 株式会社神戸製鋼所 混練ロータ
JP4542605B1 (ja) * 2009-04-15 2010-09-15 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機及び混練ロータ
JP5792650B2 (ja) * 2012-01-31 2015-10-14 株式会社神戸製鋼所 混練ロータ、およびそれを備える密閉式混練機
JP6087135B2 (ja) * 2012-12-26 2017-03-01 株式会社ブリヂストン 混練装置
JP6430902B2 (ja) * 2015-07-06 2018-11-28 日本スピンドル製造株式会社 密閉式混練機
CN105214554B (zh) * 2015-11-06 2017-07-04 西安近代化学研究所 一种锯齿形混合滚筒叶片
US9694330B1 (en) 2016-10-06 2017-07-04 King Saud University Internal batch mixer with three-wing non-intermeshing rotors
DE102018201482A1 (de) * 2018-01-31 2019-08-01 Harburg-Freudenberger Maschinenbau Gmbh Innenmischer
JP6964037B2 (ja) * 2018-04-09 2021-11-10 株式会社神戸製鋼所 混練ロータ
CN113843910A (zh) * 2018-07-27 2021-12-28 青岛科技大学 用于密炼机的送料装置
FR3108865B1 (fr) 2020-04-03 2022-03-04 Lescuyer Et Villeneuve Rotor pour mélangeur de caoutchouc et mélangeur utilisant un tel rotor.
FR3108866A1 (fr) 2020-04-03 2021-10-08 Lescuyer Et Villeneuve Système de refroidissement de caoutchouc et mélangeur utilisant un tel système.
EP4000838B1 (en) 2020-11-20 2024-04-17 Farrel Limited Rotor for internal batch mixer, internal batch mixer and related computer program

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE376417C (de) * 1919-08-16 1923-05-28 Alfred Perkins Lohmann Misch- und Knetmaschine
DE738787C (de) 1939-10-10 1943-09-01 Werner & Pfleiderer Knetschaufel fuer zwei- oder mehrschaufelige Gummiknet- und Mischmaschinen
SU882769A1 (ru) * 1980-03-31 1981-11-23 Предприятие П/Я Г-4913 Ротор к смесителю типа "бенбери
NO156479C (no) * 1985-07-03 1987-09-30 Halvor Forberg Anordning ved blandemaskin.
US4893936A (en) 1986-05-16 1990-01-16 Farrel Corporation Mixing machine with non-intermeshing pair of rotors driven solely at the same rotor speed in opposite directions and having a predetermined rotational alignment relationship between the two counter-rotating rotors
US4744668A (en) 1986-10-14 1988-05-17 Farrel Corporation Internal batch mixing machines with non-intermeshing rotors of increased performance
US4714350A (en) 1986-10-31 1987-12-22 Farrel Corporation Two-wing non-intermeshing rotors of increased performance for use in internal batch mixing machines
US4834543A (en) * 1988-04-12 1989-05-30 Farrel Corporation Optimized four-wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive at optimum phase relation in internal batch mixing machines
US5044760A (en) 1989-09-08 1991-09-03 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Closed type kneader
CN1146466C (zh) 1998-03-28 2004-04-21 法雷尔公司 内间歇式混合机及转子
JP2000246731A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Kobe Steel Ltd 混練ロータとこれを有する混練機
KR20050114758A (ko) * 2004-06-01 2005-12-06 금호타이어 주식회사 밀폐형 배치식 믹서의 로터 배열구조

Also Published As

Publication number Publication date
CZ299856B6 (cs) 2008-12-10
RU2281153C2 (ru) 2006-08-10
AU2002245544B2 (en) 2004-09-23
CA2428700A1 (en) 2002-11-14
JP4195614B2 (ja) 2008-12-10
US6494607B2 (en) 2002-12-17
EP1383593A4 (en) 2006-08-30
BR0206152B1 (pt) 2010-12-14
KR20040012693A (ko) 2004-02-11
CZ20031324A3 (cs) 2003-12-17
MXPA03006348A (es) 2003-10-06
WO2002089964A1 (en) 2002-11-14
TWI227682B (en) 2005-02-11
US20020163852A1 (en) 2002-11-07
CN1231289C (zh) 2005-12-14
EP1383593B1 (en) 2007-05-30
CN1477992A (zh) 2004-02-25
JP2004530546A (ja) 2004-10-07
DE60220396T2 (de) 2007-09-20
BR0206152A (pt) 2004-07-06
EP1383593A1 (en) 2004-01-28
DE60220396D1 (de) 2007-07-12
CA2428700C (en) 2006-12-19
ES2284842T3 (es) 2007-11-16
KR100684633B1 (ko) 2007-02-20
PL362303A1 (pl) 2004-10-18
RU2003113960A (ru) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL200416B1 (pl) Czterołopatkowy wirnik mieszarki o działaniu okresowym oraz mieszarka o działaniu okresowym wyposażona w zespół nie zazębiających się, przeciwbieżnych czterołopatkowych wirników
KR960010200B1 (ko) 내부 배치 혼합기
EP0340888B1 (en) Four-wing non-intermeshing rotors for internal batch mixing machines
KR19980064231A (ko) 밀폐형 혼련 장치
KR940011562B1 (ko) 내부 뱃치 혼합기용 2날개 비교합 로우터들 및 그 작동방법
GB2028153A (en) Internal mixer for kneading plastic compositions particularly rubber
JPS5931369B2 (ja) 密閉型混練捏和装置のロ−タ
CA1252083A (en) Continuous mixer
AU2002245544A1 (en) Four wing, non-intermeshing rotors for synchronous drive to provide improved dispersive and distributive mixing in internal batch mixers
US6402360B1 (en) Internal batch mixing machines and rotors
CN111936280B (zh) 混合搅拌转子及分批式混合搅拌机
EP0262917A2 (en) Mixers
WO2005000455A1 (ja) 二軸混合機
CN218012302U (zh) 一种防火涂料混合箱
EP0170397B1 (en) Mixing machine
CN218249621U (zh) 一种卧式双轴搅拌机
CN214681426U (zh) 一种用于钒氮合金混配料生产过程的溶胶装置
CN212445882U (zh) 一种密炼机
CN205889555U (zh) 复式连续搅拌机
Nortey The “New-Generation” Co-flow Intermeshing Internal Mixer