CN100423845C - 一种橡胶研磨机冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种橡胶研磨机冷却系统，包括静磨盘冷却系统和动磨盘冷却系统，静磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统或热管、水冷复合冷却系统或热管、水冷、风冷复合冷却系统；动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统。本发明对静磨盘采用以热管传热技术为核心的组合冷却技术，对动磨盘采用以热管传热技术为核心的热管、风冷冷却技术，不需要附加复杂的水循环系统。本发明能够有效提高制取胶粉的精细度与产量，不仅结构紧凑、冷却效果好，而且换热效率高，可应用在立式或卧式橡胶研磨机中。

Description

一种橡胶研磨机冷却系统

技术领域

本发明涉及橡胶研磨机领域，尤其涉及一种采用热管、风冷等传热技术的橡胶研磨机冷却系统。

背景技术

橡胶是橡胶工业的重要原料，是生产轮胎及各类橡胶制品等关系国计民生的重要物资。具有如下特征：由于橡胶的交联结构及其它稳定添加剂，很难分解，并很容易成为蚊蝇的重要滋生地；其次，橡胶具有与煤炭相当的热值，可以直接用来作为燃料；可以把轮胎粉碎为不同细度、品质的胶粉，作为其他制品的填充剂、作为改性沥青的原料等，可以减少对合成橡胶和生胶的需求，保护存量日益减少的能源。废旧轮胎的回收方法，包括废胎的整体再用，如用于娱乐设施等；再加工后处理，如胶粉制备等；作为燃料；化学分解提炼油品。其中，胶粉制备是一个具有前景的方法。

橡胶是三大聚合物之一，具有交联结构、不溶、不熔的特点，难以用一般技术回收制备胶粉。胶粉的制备技术主要分为常温粉碎法、低温冷冻法和湿法或溶剂法。发达国家主要采用低温冷冻法，其原理是通过制冷介质(主要指液氮)使橡胶冷冻到玻璃化温度以下进行粉碎的方法，可得到74～420μm的胶粉。湿法粉碎是指在溶剂或溶液等介质中进行粉碎的方法，可得到较高目数的胶粉。冷冻法与湿法虽然可得到精细较粉，但是生产成本昂贵，推广性不强。

国内废旧轮胎制备胶粉的主要方法是常温粉碎法。为了制备40目以上的精细胶粉，需要突破常温胶粉制备精细化的关键技术。常温粉碎法主要包括辊筒粉碎法、旋盘粉碎法、挤出粉碎法、磨盘式粉碎法。前两种方法不能得到精细的胶粉。挤出粉碎法基于固相剪切挤出理论(SSSE)，其理论认为聚合物在高压状态下发生弹性变形，存储的弹性势能在剪切变形作用下爆发式的释放而引起聚合物材料内部微裂纹的迅速扩展、贯通，并最终转化为新生裂纹表面的自由能。以挤出粉碎理论为基础的螺杆挤出粉碎设备并未在生产大面积采用，大部分局限在实验室进行研究。磨盘式粉碎等常温精细粉碎设备的胶粉产量大，生产成本低，但由于高分子橡胶的分子交联结构，在通过机械剪切、挤压等作用粉碎时，将瞬间释放大量的热量，而当这些热量不能及时被传导、吸收时，橡胶颗粒自身的温度将不断升高，使得橡胶的粉碎性能变坏，不能稳定得到高目数的精细胶粉。因此，通过磨盘式等橡胶研磨机常温制取精细胶粉的瓶颈技术就是其磨盘冷却技术。

目前，国内生产的常温胶粉研磨设备的冷却系统均采用常温水冷系统。中国专利号为00255466.6的实用新型专利公开了一种废旧橡胶粉碎机，其结构采用大锥度的定子与转子组成胶粉研磨副。其定子侧的进出水管和定子两侧的空腔构成定子冷却装置，转子侧的冷却水腔与旋转接头、空心轴组成转子冷却装置。该种冷却系统在国内很多胶粉研磨机上采用，但实际的冷却效果，并不理想，原因在于：1)没有对转子及定子冷却水腔的水流道进行优化设计，以强化其传热效果；2)磨盘式研磨胶粉的物理机理在于复杂剪切、挤压过程，在胶粒变形、断裂时，会产生大量的热量，而当需要得到60目以上的精细胶粉的时候，磨盘间隙很小，极有可能造成磨盘碰磨，由此产生急剧温升。为了控制胶粒在磨盘内的温度，特别瞬间温升，需要一种全新的冷却技术。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种采用热管、风冷等传热技术的橡胶研磨机冷却系统，该冷却系统可应用在立式或卧式橡胶研磨机中。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的橡胶研磨机冷却系统包括静磨盘冷却系统和动磨盘冷却系统，所述静磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统或热管、水冷复合冷却系统或热管、水冷、风冷复合冷却系统；所述动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统。

所述静磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统时，静磨盘冷却系统包括静磨盘、静磨盘上夹板、静磨盘下夹板、静磨盘热管绝热隔套、静磨盘支承体、上V型槽板、静磨盘U型热管、静磨盘热管定位隔板、进风法兰管和出风法兰管，其连接关系是静磨盘通过静磨盘支承体的止口定位，静磨盘下夹板装于静磨盘凹槽内并紧密接触；静磨盘U型热管的底端置于静磨盘下夹板的半圆槽内，静磨盘上夹板的半圆槽也扣住静磨盘U型热管的底端，静磨盘上、下夹板紧紧地夹住静磨盘U型热管的底端；静磨盘上夹板嵌入静磨盘支承体的环槽内，静磨盘U型热管的上端穿过静磨盘支承体的通孔，其间由静磨盘热管绝热隔套把静磨盘U型热管与静磨盘支承体隔离；静磨盘热管定位隔板对静磨盘U型热管定位，上V型槽板通过其止口定位夹紧于静磨盘支承体的上端，进风法兰管、出风法兰管安装在筒体的外周。

所述静磨盘冷却系统是热管、水冷复合冷却系统时，静磨盘冷却系统包括静磨盘、静磨盘上夹板、静磨盘下夹板、静磨盘热管绝热隔套、静磨盘支承体、上V型槽板、静磨盘U型热管、静磨盘热管定位隔板、水腔盖、进水管和出水管，其连接关系是静磨盘通过静磨盘支承体的止口定位，静磨盘下夹板装于静磨盘凹槽内并紧密接触；静磨盘U型热管的底端置于静磨盘下夹板的半圆槽内，上夹板的半圆槽也扣住静磨盘U型热管的底端，静磨盘上、下夹板紧紧地夹住静磨盘U型热管的底端；上夹板嵌入静磨盘支承体的环槽内，静磨盘U型热管的上端穿过静磨盘支承体的通孔，其间由静磨盘热管绝热隔套把静磨盘U型热管与静磨盘支承体隔离，静磨盘热管定位隔板对静磨盘U型热管定位，上V型槽板通过其止口，定位夹紧于静磨盘支承体的上端，进水管、出水管通过管螺纹与水腔盖的进水口连接，水腔盖安装在静磨盘支承体上。

所述静磨盘冷却系统是热管、水冷、风冷复合冷却系统时，静磨盘冷却系统包括静磨盘、静磨盘支承体、上V型槽板、进水管接头、出水管接头、直型热管、静磨盘热管定位隔板、进风法兰管、出风法兰管、进水管、出水管和三个O型密封圈，其连接关系是静磨盘通过静磨盘支承体的止口定位，直型热管的底端通过螺纹与静磨盘支承体连接，直型热管的上端穿过静磨盘支承体的通孔，静磨盘热管定位隔板对直型热管定位，上V型槽板通过其止口定位夹紧于静磨盘支承体的上端；进水管接头、出水管接头分别与静磨盘支承体的螺纹孔连接，进水管、出水管分别与进水管接头、出水管接头连接，静磨盘通过左右O型密封圈与静磨盘支承体密封，通过中间O型密封圈与直型热管密封，进风法兰管、出风法兰管安装在筒体的外周。

所述静磨盘冷却系统是热管、水冷、风冷复合冷却系统时的静磨盘背面带有回环水道和直型热管安装螺纹孔。

所述动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统，动磨盘冷却系统包括动磨盘、动磨盘上夹板、动磨盘下夹板、动磨盘热管绝热隔套、动磨盘U型热管、动磨盘热管定位隔板、动磨盘支承体、进风法兰管、出风法兰管组成，其连接关系是动磨盘通过动磨盘支承体的止口定位，动磨盘下夹板装于动磨盘凹槽内并紧密接触，动磨盘U型热管的底端置于动磨盘下夹板的半圆槽内，动磨盘上夹板的半圆槽也扣住动磨盘U型热管的底端，动磨盘上、下夹板紧紧地夹住动磨盘U型热管的底端；动磨盘上夹板嵌入动磨盘支承体的环槽内，动磨盘U型热管的上端穿过动磨盘支承体的通孔，其间由动磨盘热管绝热隔套把动磨盘U型热管与动磨盘支承体隔离，动磨盘热管定位隔板对动磨盘U型热管定位，进风法兰管、出风法兰管安装在筒体的外周。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明对橡胶研磨机的静磨盘采用以热管传热技术为核心的组合冷却技术，所形成的静磨盘热管、风冷冷却系统，热管、水冷冷却系统，热管、风冷、水冷冷却系统，利用了高效热管技术，结构紧凑、冷却效果好、免维护，不需要附加复杂的水循环系统；

(2)本发明对橡胶研磨机的动磨盘采用以热管传热技术为核心的热管、风冷冷却技术，相对于传统水冷、风冷冷却系统，具有结构简单、换热效率高、冷却效果好，不需要构造复杂的冷却水道和很长的空心轴等部件；

(3)本发明所采用的以热管技术为核心的橡胶研磨机静磨盘和动磨盘冷却系统，是解决胶粉常温制取的有效方法，能够有效提高制取胶粉的精细度与产量。

附图说明

图1是本发明的采用热管、风冷技术的橡胶研磨机冷却系统的结构示意图；

图2是图1的A-A向视图；

阻3是图1的B-B向视图；

图4是本发明的采用热管、风冷、水冷技术的橡胶研磨机冷却系统的结构示意图；

图5是图4中C的放大视图；

图6是图4的A-A向视图；

图7是图4的B-B向视图；

图8是图4中静磨盘背面正视图，箭头表示冷却水流动方向；

图9是本发明的采用热管、水冷技术的橡胶研磨机冷却系统的主结构示意图；

图10是图9的A-A向视图。

图中：1-驱动空心轴  2-上V型槽板  3-静磨盘热管定位隔板  4-静磨盘U型热管  5-静磨盘热管绝热隔套  6-静磨盘支承体  7-静磨盘上夹板  8-静磨盘下夹板  9-静磨盘  10-动磨盘  11-动磨盘下夹板  12-动磨盘上夹板  13-动磨盘热管绝热隔套  14-动磨盘U型热管  15-动磨盘热管定位隔板  16-动磨盘支承体  17-驱动轴  18-筒体  19、20-进风法兰管  21、22-出风法兰管  23-进水管  24-出水管  25、26、27-O型密封圈  28-直型热管  29-出水管接头  30-进水管接头  31-水腔盖  9.1-回环水道  9.2-直型热管安装螺纹孔

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的橡胶研磨机冷却系统包括静磨盘冷却系统和动磨盘冷却系统，静磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统或热管、水冷复合冷却系统或热管、水冷、风冷复合冷却系统；动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统。

图1～图3所示，静磨盘冷却系统为热管、风冷复合冷却系统，包括静磨盘9、静磨盘上夹板7、静磨盘下夹板8、静磨盘热管绝热隔套5、静磨盘支承体6、上V型槽板2、静磨盘U型热管4、静磨盘热管定位隔板3、进风法兰管19和出风法兰管21，其连接关系是静磨盘9通过静磨盘支承体6的止口定位，静磨盘下夹板8装于静磨盘9凹槽内并紧密接触；静磨盘U型热管4的底端置于静磨盘下夹板8的半圆槽内，静磨盘上夹板7的半圆槽也扣住静磨盘U型热管4的底端，静磨盘上、下夹板7、8紧紧地夹住静磨盘U型热管4的底端；静磨盘上夹板7嵌入静磨盘支承体6的环槽内，静磨盘U型热管4的上端穿过静磨盘支承体6的通孔，其间由静磨盘热管绝热隔套5把静磨盘U型热管4与静磨盘支承体6隔离；静磨盘热管定位隔板3对静磨盘U型热管4定位，上V型槽板2通过其止口定位夹紧于静磨盘支承体6的上端，进风法兰管19、出风法兰管21安装在筒体18的外周。整个静磨盘冷却系统主体通过静磨盘支承体6的矩形螺纹孔与橡胶研磨机的驱动空心轴1的矩形螺纹轴连接，并由其支撑与驱动。进风法兰管19、出风法兰管21以及由筒体18、上V型槽板2、静磨盘支承体6构成的静磨盘风冷换热腔，形成一个静磨盘风冷系统。橡胶因研磨作用所产生的热量通过静磨盘热传导，由采用高传热铜的静磨盘上、下夹板7、8迅速吸收，通过径向、轴向均布的静磨盘U型热管4把静磨盘热量从热管热端迅速带到热管冷端，然后由风冷系统把热量带离研磨机本体。

动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统，包括动磨盘10、动磨盘上夹板12、动磨盘下夹板11、动磨盘热管绝热隔套13、动磨盘U型热管14、动磨盘热管定位隔板15、动磨盘支承体16、进风法兰管20、出风法兰管22组成，其连接关系是动磨盘10通过动磨盘支承体16的止口定位，动磨盘下夹板11装于动磨盘10凹槽内并紧密接触，动磨盘U型热管14的底端置于动磨盘下夹板11的半圆槽内，动磨盘上夹板12的半圆槽也扣住动磨盘U型热管14的底端，动磨盘上、下夹板12、11紧紧地夹住动磨盘U型热管14的底端；动磨盘上夹板12嵌入动磨盘支承体16的环槽内，动磨盘U型热管14的上端穿过动磨盘支承体16的通孔，其间由动磨盘热管绝热隔套13把动磨盘U型热管14与动磨盘支承体16隔离，动磨盘热管定位隔板16对动磨盘U型热管14定位，同时也保证热管间的离心力相互抵消。进风法兰管20、出风法兰管22安装在筒体18的外周。整个动磨盘冷却系统主体通过动磨盘支承体安装在橡胶研磨机的驱动轴17上。进风法兰管20、出风法兰管22以及由筒体18、动磨盘支承体16构成的动磨盘风冷换热腔，形成一个动磨盘风冷系统。橡胶因研磨作用所产生的热量通过动磨盘热传导，由采用高传热铜的动磨盘上、下夹板12、11迅速吸收，通过径向、轴向均布的动磨盘U型热管14把动磨盘热量从热管热端迅速带到热管冷端，然后由风冷系统把热量带离研磨机本体。

图4～图8所示，静磨盘冷却系统为热管、水冷、风冷复合冷却系统，包括静磨盘9、静磨盘支承体6、上V型槽板2、进水管接头30、出水管接头29、直型热管28、静磨盘热管定位隔板3、进风法兰管19、出风法兰管21、进水管23、出水管24和O型密封圈25、26、27，其连接关系是静磨盘9通过静磨盘支承体6的止口定位，直型热管28的底端通过螺纹与静磨盘支承体6连接，直型热管28的上端穿过静磨盘支承体6的通孔，静磨盘热管定位隔板3对直型热管28定位，上V型槽板2通过其止口定位夹紧于静磨盘支承体6的上端；进水管接头30、出水管接头29分别与静磨盘支承体6的螺纹孔连接，进水管23、出水管24分别与进水管接头30、出水管接头29连接，静磨盘9通过左右O型密封圈25、27实现与静磨盘支承体6密封，通过中间O型密封圈26实现与直型热管28密封，进风法兰管19、出风法兰管21安装在筒体18的外周。整个静磨盘冷却系统主体通过静磨盘支承体6的矩形螺纹孔与橡胶研磨机的驱动空心轴1的矩形螺纹轴连接，并由其支撑与驱动。进风法兰管19、出风法兰管21以及由筒体18、上V型槽板2、静磨盘支承体6构成的静磨盘风冷换热腔，形成一个静磨盘风冷系统。静磨盘9背面有回环水道9.1和直型热管安装螺纹孔9.2，由于其背面带有回环水道9.1，与进水管23及进水管接头30、出水管24及出水管接头29组成静磨盘水冷系统。橡胶因研磨作用所产生的热量通过静磨盘热传导，一方面由水冷系统带走，另一方面由均布的直型热管28把静磨盘热量从热管热端迅速带到热管冷端，然后由风冷系统把热量带离研磨机本体。

动磨盘冷却系统与采用热管、风冷技术的橡胶研磨机的动磨盘冷却系统相同，见图1～图3及前述说明。

图9、10所示，静磨盘冷却系统为热管、水冷复合冷却系统，包括静磨盘9、静磨盘上夹板7、静磨盘下夹板8、静磨盘热管绝热隔套5、静磨盘支承体6、上V型槽板2、静磨盘U型热管4、静磨盘热管定位隔板3、水腔盖31、进水管23和出水管24，其连接关系是静磨盘9通过静磨盘支承体6的止口定位，静磨盘下夹板8装于静磨盘9凹槽内并紧密接触；静磨盘U型热管4的底端置于静磨盘下夹板8的半圆槽内，上夹板7的半圆槽也扣住静磨盘U型热管4的底端，静磨盘上、下夹板7、8紧紧地夹住静磨盘U型热管4的底端；上夹板7嵌入静磨盘支承体6的环槽内，静磨盘U型热管4的上端穿过静磨盘支承体6的通孔，其间由静磨盘热管绝热隔套5把静磨盘U型热管4与静磨盘支承体6隔离，静磨盘热管定位隔板3对静磨盘U型热管4定位，上V型槽板2通过其止口，定位夹紧于静磨盘支承体6的上端，进水管23、出水管24通过管螺纹与水腔盖31的进水口连接，水腔盖31安装在静磨盘支承体6上，并采用O型圈密封。整个静磨盘冷却系统主体通过静磨盘支承体6的矩形螺纹孔与橡胶研磨机的驱动空心轴1的矩形螺纹轴联接，并由其支撑与驱动。进水管23、出水管24以及由静磨盘支承体6、水腔盖31构成的静磨盘水冷换热腔，形成一个静磨盘水冷系统。橡胶因研磨作用所产生的热量通过静磨盘热传导，由采用高传热铜的静磨盘上、下夹板7、8迅速吸收，通过径向、轴向均布的静磨盘U型热管4把动磨盘热量从热管热端迅速带到热管冷端，然后由水冷系统把热量带离研磨机本体。

动磨盘冷却系统与采用热管、风冷技术的橡胶研磨机的动磨盘冷却系统相同，见图1～图3及前述说明。

本发明所采用的以热管技术为核心的橡胶研磨机静磨盘和动磨盘冷却系统，能够有效提高制取胶粉的精细度与产量，不仅结构紧凑、冷却效果好，而且换热效率高，可应用在立式或卧式橡胶研磨机中。

Claims (2)

1. 一种橡胶研磨机冷却系统，包括静磨盘冷却系统和动磨盘冷却系统，静磨盘冷却系统是热管、水冷、风冷复合冷却系统，所述动磨盘冷却系统是热管、风冷复合冷却系统，其特征在于：所述静磨盘冷却系统包括静磨盘(9)、静磨盘支承体(6)、上V型槽板(2)、进水管接头(30)、出水管接头(29)、直型热管(28)、静磨盘热管定位隔板(3)、进风法兰管(19)、出风法兰管(21)、进水管(23)、出水管(24)、和O型密封圈(25)、(26)、(27)，其中静磨盘(9)背面带有回环水道(9.1)和直型热管安装螺纹孔(9.2)，其连接关系是静磨盘(9)通过静磨盘支承体(6)的止口定位，直型热管(28)的底端通过螺纹与静磨盘支承体(6)连接，直型热管(28)的上端穿过静磨盘支承体(6)的通孔，静磨盘热管定位隔板(3)对直型热管(28)定位，上V型槽板(2)通过其止口定位夹紧于静磨盘支承体(6)的上端；进水管接头(30)、出水管接头(29)分别与静磨盘支承体(6)的螺纹孔连接，进水管(23)、出水管(24)分别与进水管接头(30)、出水管接头(29)连接，静磨盘(9)通过左右O型密封圈(25)、(27)与静磨盘支承体(6)密封，通过中间O型密封圈(26)与直型热管(28)密封，进风法兰管(19)、出风法兰管(21)安装在筒体(18)的外周。

2. 根据权利要求1所述的橡胶研磨机冷却系统，其特征在于所述动磨盘冷却系统包括动磨盘(10)、动磨盘上夹板(12)、动磨盘下夹板(11)、动磨盘热管绝热隔套(13)、动磨盘U型热管(14)、动磨盘热管定位隔板(15)、动磨盘支承体(16)、进风法兰管(20)、出风法兰管(22)组成，其连接关系是动磨盘(10)通过动磨盘支承体(16)的止口定位，动磨盘下夹板(11)装于动磨盘(10)凹槽内并紧密接触，动磨盘U型热管(14)的底端置于动磨盘下夹板(11)的半圆槽内，动磨盘上夹板(12)的半圆槽也扣住动磨盘U型热管(14)的底端，动磨盘上、下夹板(12)、(11)紧紧地夹住动磨盘U型热管(14)的底端；动磨盘上夹板(12)嵌入动磨盘支承体(16)的环槽内，动磨盘U型热管(14)的上端穿过动磨盘支承体(16)的通孔，其间由动磨盘热管绝热隔套(13)把动磨盘U型热管(14)与动磨盘支承体(16)隔离，动磨盘热管定位隔板(16)对动磨盘U型热管(14)定位，进风法兰管(20)、出风法兰管(22)安装在筒体(18)的外周。

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