[實用新型]拉伸流動靜態混合器

無效

• 申請號: 200820079244.3
• 申請日: 2008-03-07
• 公開（公告）號: CN201186485Y
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 馬秀清;劉曉紅;耿孝正;馮連勛
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C47/64
• 分類號: B29C47/64;B29C47/58;B29C45/60;B29C45/58
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張慧

技術領域

本實用新型涉及一種拉伸流動靜態混合器，主要應用于高黏度液體的混合，如聚合物熔體的混合。對于黏度變化范圍較寬的聚合物熔融和黏度相差較大的兩種聚合物的共混效果顯著。

背景技術

在塑料加工中，靜態混合器是一種常用的塑煉和混合元件。在一般單螺桿擠出機中利用靜態混合器，可以解決如粉料造粒中著色劑或填料分散不均勻和擠出速度不穩定的問題。在異型材擠出中，可使得物料溫度分布均勻而提高制品質量。同時，靜態混合器的工作性能不受螺桿規格和轉速的限制，熔體流動阻力小，對擠出機的生產能力影響小，在某種程度上靜態混合器的應用還能夠提高螺桿轉速，進而增大擠出量。

靜態混合器通常設在擠出機口模和螺桿之間或注射機噴嘴中。由螺桿來的熔體及添加物在壓力作用下通過這些元件時會被不斷地分割成若干股，每股物料不斷地改變其流動方向和空間位置，然后匯合在一起進入口模。在這一流動過程中產生混合、攪拌及分散，從而使物料進一步混合和塑化。目前對靜態混合器混合機理的研究主要集中在混合元件對流體的分流、置換與合并以及剪切混合等方面。然而這些傳統的靜態混合器有一個顯著的缺點，在混合過程中界面調整比較困難，同時剪切作用，主要是用于黏度比較接近的流體之間的共混，對于黏度相差比較大的兩種流體，不能夠取得很好的混合性能。

現代混合理論的研究表明：拉伸流動在混合過程中起著很重要的作用，足夠的拉應力可降低流體液滴尺寸，實現有效分散。達到良好的分散混合效果的重要途徑是讓所有流體重復的經過高的拉伸應力區。拉伸流動即是液體流動的速度梯度方向與流動方向相平行，產生了縱向的速度梯度，此時流動速度沿流動方向改變。拉伸流動使物料產生變形，減少料層厚度和堆積體積，使物料界面更新，增加物料交換的界面，有利于混合的進行。

然而，目前拉伸流動對混合性能的影響僅限于理論研究階段，尚未投入實踐。關鍵問題是，在有限的幾何空間內很難實現較大的變形，來實現拉伸流動。

實用新型內容

本實用新型的主要目的是實現靜態混合器的結構在空間上幾何尺寸較小的情況下實現流道的較大變形，進而使流體流經此混合器時產生拉伸流動作用，使粒子破碎，達到混合的效果。本實用新型涉及了一個適用于擠出機，注射機等聚合物加工設備的拉伸流動靜態混合器。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案。包括有機體2和自上而下依次設置在機體2內部的螺旋分配器1、上盤3和下盤4。螺旋分配器1上設置有一入口A，下盤4上設置有一出口F，上盤3和螺旋分配器1固定連接，圓筒狀的機體2固定在螺旋分配器1的外面，下盤4與機體2通過螺紋連接，螺旋分配器1和上盤3組成的整體與機體2之間留有用于物料流過的間隙，在上盤3的下表面和下盤4的上表面設置有一一對應的圓環形盤棱3a且上盤3和下盤4的盤棱之間留有用于物料流過的間隙δ，形成間隙周期性變化的流道，上盤3和下盤4之間的間隙與出口F相聯通。

所述的間隙δ大于0且小于3mm。

所述的機體2上還設置有用于放置熱點偶的熱點偶孔7。

所述的機體2上還設置有用于放置壓力傳感器的孔10。

所述的下盤4上設置有用于放置調節扳手的孔8

下盤4與機體2用螺紋連接，此處采用螺紋連接的目的是：1)實現下盤與機體的連接；2)螺紋連接可以通過調整螺紋的旋入深度來調整兩盤型結構的間隙，以使得該混合器能夠適應不同物料的加工。螺旋分配器和上盤組成的整體與機體形成物料流道的上半部分，上、下盤上設置一系列高度相等、半徑逐漸減小、與上下盤的外表面同心的環形盤棱，且保證裝配好后，上、下兩盤的盤棱是正對的，形成間隙周期性變化的流道。

本實用新型的拉伸流動靜態混合器的主要特點有：

1)將吹模機頭中常用的的螺旋分配器引入本設計，來實現物料流道由軸向到徑向的轉變；為實現后面較大的流道形變做準備，同時保證物料在溫度、壓力、流量等均勻的分配到后面的拉伸流動區域；

2)上、下兩盤型結構盤棱一一對應，形成間隙周期性變化的流道，聚合物熔體流經該周期性變化的流道的過程中，會產生一定的速度梯度，進而產生拉伸作用；

3)由于盤型結構的盤棱是沿徑向上一圈一圈的周期性分布的，故聚合物熔體可以重復多次經過拉伸區；

4)兩盤之間的間隙是可調的，上、下盤之間的間隙可以通過下盤4與機體2之間的連接螺紋8來實現，通過調節給連接螺紋的選入深度來調節兩盤之間的間隙；

5)上、下盤可以自由拆裝更換的，可以根據不同需要，選擇不同盤棱高度的盤形結構。

附圖說明