PL241299B1

PL241299B1 - Device for cascade mixing

Info

Publication number: PL241299B1
Application number: PL432253A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Klepka; Tomasz Garbacz; Aneta Tor-Świątek; Sebastian Białasz
Original assignee: Lubelska Polt
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2022-09-05
Also published as: PL432253A1

Abstract

Urządzenie do kaskadowego mieszania posiadające silnik, przekładnię ślimakową, grzałki, dozownik z zaworem i kryzy, charakteryzuje się tym, że składa się z zasobnika (1) w kształcie stożka, na którego zewnętrznej powierzchni zamocowane są grzałki (2) płaskie, przy czym zasobnik (1) w dolnej części o mniejszej średnicy połączony jest poprzez kryzę (3) z komorą (4) wstępną, która połączona jest z komorą (5) zasadniczą zakończoną kryzą mieszalnika (6), a na zewnętrznej powierzchni komory (5) zasadniczej zamocowane są grzałki (7) pierścieniowe, natomiast w części środkowej komory (5) zasadniczej znajduje się wał mieszający (8), zaś w części środkowej komory (4) wstępnej znajduje się jednozwojowy wał ślimakowy (9), na końcu którego zamocowany jest silnik elektryczny z przekładnią ślimakową (10).The device for cascade mixing with a motor, worm gear, heaters, dispenser with valve and orifice, is characterized by the fact that it consists of a cone-shaped container (1), on the outer surface of which are mounted flat heaters (2), the container ( 1) in the lower part with a smaller diameter, it is connected through a flange (3) with the initial chamber (4), which is connected to the main chamber (5), which ends with a mixer flange (6), and heaters are mounted on the outer surface of the main chamber (5) (7) annular, while in the central part of the main chamber (5) there is a mixing shaft (8), and in the central part of the preliminary chamber (4) there is a single-turn worm shaft (9), at the end of which is an electric motor with a worm gear (10).

Description

PL 241 299 B1PL 241 299 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do kaskadowego mieszania materiałów mineralno - organicznych z tworzywem polimerowym.The subject of the invention is a device for the cascade mixing of mineral-organic materials with a polymer material.

Urządzenie pozwala na otrzymywanie nowych kompozycji materiałowych, w których wykorzystuje się odpady z tworzyw polimerowych oraz materiały mineralno - organiczne.The device allows for the production of new material compositions, in which polymer waste and mineral-organic materials are used.

Podstawą działania urządzenia jest mieszanie, które pozwala na równomierne rozmieszczenie składników pomiędzy sobą w fazie stałej, ciekłej lub gazowej, tworząc w ten sposób jednorodne mieszaniny do dalszych procesów technologicznych.The basis of the device's operation is mixing, which allows the uniform distribution of components among themselves in the solid, liquid or gas phase, thus creating homogeneous mixtures for further technological processes.

Znane jest urządzenie do mieszania z opisu patentowego PL 166758. Istotą wynalazku jest mieszalnik ślimakowo-łopatkowy posiadający zbiornik, który charakteryzuje się tym, że w pokrywie zbiornika jest zamocowana piasta połączona poprzez dławnicę z silnikiem. Na piaście są zamocowane co 60° łopatki, które mają kształt ściętego trójkąta o kącie rozwarcia 30°, zaś u dołu piasty umieszczony jest element zgarniający.A mixing device is known from the patent description PL 166758. The essence of the invention is a screw-blade mixer having a tank, which is characterized in that a hub connected through a gland to the motor is mounted in the cover of the tank. The hub has blades mounted every 60 °, which have the shape of a truncated triangle with an opening angle of 30 °, and a scraper is located at the bottom of the hub.

Znany jest mieszalnik wieloślimakowy przedstawiony w opisie patentowym nr PL 219375. Jest on przeznaczony do mieszania płynów i zawiera obudowę, przekładnię napędową z kołami zębatymi oraz mieszadła ze ślimakami, ma dwa współosiowe moduły mieszające, szerszy i węższy, przy czym każdy z modułów ma układ mieszadeł na zewnętrznym wale napędowym połączonym z korpusem przekładni napędowej. Każdy wał z jednej strony połączony jest z biernym kołem zębatym, którego wieniec połączony jest ze środkowym czynnym napędowym kołem zębatym osadzonym na wewnętrznym wale napędowym, co stanowi przekładnię planetarną. Po drugiej stronie każdy wał osadzony jest w mocującym pierścieniu. Każdy moduł umieszczony jest w cylindrycznej obudowie wyposażonej w co najmniej jeden króciec oraz zakończonej kołnierzem.A multi-screw mixer as disclosed in the patent description No. PL 219375 is known. It is intended for mixing liquids and includes a housing, a gear drive gear and stirrers with augers, has two coaxial mixing modules, wider and narrower, each module having a stirring system on the outer drive shaft connected to the gearbox body. Each shaft on one side is connected to a passive gear wheel, the rim of which is connected to a central active drive gear mounted on the internal drive shaft, which is a planetary gear. On the other side, each shaft is embedded in a retaining ring. Each module is placed in a cylindrical housing provided with at least one stub pipe and ended with a flange.

Znane jest urządzenie przedstawione w zgłoszeniu patentowym nr P.406577 w postaci mieszalnika zwłaszcza do polistyrenu spienialnego EPS i ekstrudowanego XPS, który może być stosowany między innymi do recyklingu, z określonym dodatkiem rozdrobnionego recyklatu i dozowania produkcyjnego tworzyw polimerowych, zwłaszcza spienialnych. Urządzenie ma trzy segmenty robocze A, B, C, połączone ze sobą elementami transportowymi, przy czym segment A jest segmentem prawoskrętnym, segment B jest segmentem lewoskrętnym, a segment C jest segmentem stabilizującym, ponadto w każdym z segmentów A, B, C, umieszczone są elementy mieszające w postaci przegród zakłócających swobodny przepływ tworzywa, tworząc właściwą strefę mieszania. Dzięki zaburzeniu swobodnego przemieszczania się mieszaniny, uzyskuje się lepsze ujednorodnienie, co skutkuje lepszymi, bardziej wyrównanymi właściwościami uzyskiwanych produktów, zarówno w produkcji EPS jak i XPS.The device presented in the patent application No. P.406577 in the form of a mixer, especially for expandable polystyrene EPS and extruded XPS, is known, which can be used, inter alia, for recycling, with a specific addition of ground recyclate and production dosing of polymers, especially foamable materials. The device has three operating segments A, B, C, connected with each other by transport elements, segment A is a right-handed segment, segment B is a left-handed segment, and segment C is a stabilizing segment, moreover, in each of the A, B, C segments, There are mixing elements in the form of baffles that interfere with the free flow of the material, creating the proper mixing zone. Due to the disturbance of the free movement of the mixture, better homogenization is achieved, which results in better, more even properties of the obtained products, both in the production of EPS and XPS.

Znany jest także mieszalnik zwłaszcza do mieszania tworzyw polimerowych z napełniaczem z opisu patentowego nr PL 234081 posiadający cylindry, wały, wirnik łopatkowy charakteryzujący się tym, że składa się z cylindra zewnętrznego z częścią górną walcową i dolną częścią stożkową, w którego części walcowej zamocowany jest współosiowo cylinder wewnętrzny. W osi cylindrów znajduje się wał zewnętrzny drążony, w którym umieszczony jest wał wewnętrzny. Do końca wału zewnętrznego drążonego znajdującego się w dolnej części cylindra wewnętrznego zamocowana jest tarcza, w której znajdują się otwory umieszczone pod osłonami, natomiast do końca wału wewnętrznego znajdującego się wewnątrz cylindra zewnętrznego zamocowany jest wirnik.There is also known a mixer, especially for mixing polymer materials with a filler from the patent description PL 234081 having cylinders, shafts, a blade impeller, characterized by the fact that it consists of an outer cylinder with an upper cylindrical part and a lower conical part, in which the cylindrical part is mounted coaxially. inner cylinder. In the axis of the cylinders there is an outer hollow shaft in which the inner shaft is placed. A disk is attached to the end of the outer hollow shaft in the lower part of the inner cylinder, in which there are holes placed under the covers, while the rotor is attached to the end of the inner shaft located inside the outer cylinder.

Istotą urządzenia do kaskadowego mieszania, posiadającego silnik, przekładnię ślimakową, grzałki, dozownik z zaworem i kryzy, według wynalazku, jest to, że składa się z zasobnika w kształcie stożka, na którego zewnętrznej powierzchni zamocowane są grzałki płaskie. Zasobnik w dolnej części o mniejszej średnicy połączony jest poprzez kryzę z komorą wstępną, która połączona jest z komorą zasadniczą zakończoną kryzą mieszalnika. Na zewnętrznej powierzchni komory zasadniczej zamocowane są grzałki pierścieniowe. Natomiast w części środkowej komory zasadniczej znajduje się wał mieszający. W części środkowej komory wstępnej znajduje się jednozwojowy wał ślimakowy, na końcu którego zamocowany jest silnik elektryczny z przekładnią ślimakową. Na wale mieszającym zamocowane są łopatki mieszające. Wał ślimakowy i wał mieszający posiadają w części środkowej kanał. Na końcu wału ślimakowego od strony komory wstępnej zamocowany jest dozownik z zaworem. Na wale mieszającym znajdują się otwory przelotowe, które łączą się z otworami wykonanymi w korpusach łopatek mieszających. Otwory łopatek mieszających przechodzą w otwory wylotowe. Łopatki mieszające posiadają część roboczą odchyloną od osi wału mieszającego kąt od 10° do 20°.The essence of the cascade mixing device, having a motor, worm gear, heaters, dispenser with valve and orifices, according to the invention, is that it consists of a cone-shaped container on the outer surface of which flat heaters are mounted. The container in the lower part, with a smaller diameter, is connected through a flange with the preliminary chamber, which is connected to the main chamber, terminated with a mixer flange. Ring heaters are mounted on the outer surface of the main chamber. On the other hand, in the central part of the main chamber, there is a mixing shaft. In the central part of the pre-chamber there is a single-turn worm shaft, at the end of which is an electric motor with a worm gear. Stirring blades are attached to the mixing shaft. The worm shaft and the agitator shaft have a channel in the middle. At the end of the worm shaft, from the side of the preliminary chamber, a dispenser with a valve is mounted. There are through holes on the mixing shaft that connect with holes made in the bodies of the mixing blades. The holes in the mixing blades go into the outlet holes. The mixing blades have the working part at an angle of 10 ° to 20 ° from the axis of the mixing shaft.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że otrzymuje się mieszaninę o wysokim stopniu homogenizacji, z materiałów których nie można mieszać w układzie uplastyczniającym wytłaczarki.The advantageous effect of the invention is that a mixture with a high degree of homogenization is obtained, materials that cannot be mixed in the plasticizing system of the extruder.

Claims

PL 241 299 B1

The subject of the invention has been presented in the embodiment in the drawings, in which Fig. 1 shows a general scheme of the device, Fig. 2 shows a mixing shaft with mixing blades, and Fig. 3 - a mixing blade.

The device for the cascade mixing consists of a cone-shaped container 1, flat heaters 2, and the container 1 is connected through the flange 3 with the preliminary chamber 4, which is connected with the main chamber 5 ended with a mixer flange 6. On the outer surface of the main chamber 5, there are 7-ring heaters, while in the central part of the main chamber 5 there is a mixing shaft 8. In the central part of the preliminary chamber 4 there is a single-turn worm shaft 9, at the end of which is an electric motor with a worm gear 10. The mixing blades are mounted on the mixing shaft 8. 11, and the worm shaft 9 and the mixing shaft 10 have a channel 12 in the central part. At the end of the worm shaft 9, from the side of the preliminary chamber 4, a dispenser with a valve 13 is mounted. in the bodies of mixing blades 11. The openings of the mixing blades 11 pass into the outlet openings 14 and the mixing blades 11 have an operating part that is deviated from the axis of the mixing shaft 8 by an angle α from 10 ° to 20 °.

The operating principle of the cascade mixing device is based on the fact that polymer material and mineral-organic material are introduced into the cone-shaped container 1, which is heated by means of flat heaters 2. From the container 1, through the flange 3, the mixture is introduced into the preliminary chamber 4, then into the main chamber 5 terminated by the mixer flange 6, and the main chamber 5 is heated by means of 7-ring heaters. In the main chamber 5 there is a mixing shaft 8, and in the central part of the pre-chamber 4 there is a single-turn worm shaft 9, through which the mixture is fed to the main chamber 5 by turning the shaft with an electric motor equipped with a worm gear 10. Mixing takes place through the mixing blades 11, attached on the mixing shaft 8. Through the channel 12 in the worm shaft 9 and the mixing shaft 8 from the side of the pre-chamber 4, through a dispenser with a valve 13, a dye is introduced, which is fed to the mixer through through holes on the mixing shaft 8, which are connected to the holes in the bodies of the mixing blades 11. The openings of the mixing blades 11 pass into the outlet openings 14, and the mixing blades 11 have an operating part deviated from the axis of the mixing shaft 8 by an angle α from 10 ° to 20 °.

List of designations

1 - cone-shaped container

2 - flat heaters

3 - orifice

4 - pre-chamber

5 - main compartment

6 - mixer orifice

7 - ring heaters

8 - mixing shaft

9 - worm shaft

10 - electric motor with worm gear

11 - mixing paddles

12 - channel

13 - dispenser with valve

14 - outlet openings

Patent claims

1. Device for cascade mixing having a motor, worm gear, heaters, dispenser with valve and orifice, characterized by the fact that it consists of a cone-shaped reservoir (1), on the outer surface of which are mounted flat heaters (2), the reservoir (1) in the lower part with a smaller diameter, it is connected through a flange (3) with the preliminary chamber (4), which is connected to the main chamber (5), which ends with a mixer flange (6), and on the outer surface of the main chamber (5) there are ring heaters (7), while the mixing shaft (8) is located in the central part of the main chamber (5),