CN1008895B - 内分批搅拌机的双叶片非啮合转子 - Google Patents

内分批搅拌机的双叶片非啮合转子

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Abstract

用于高强度分批式搅拌机中的非啮合双叶片转子提供了新的程序和新的动力相互作用的特性，这些新型转子适合以不等速(非同步转动)或以等速(同步转动)驱动，因此适合于将他们改型用于现有的搅拌机中、以转子之间约成180°相位角关系同步旋转二个转子达到最佳效果，每转一周对物料产生二次强有力的挤压流动搅拌作用和有效的推下作用。该搅拌机的混合室能够以比普通使用的搅拌机高的“装填系数”装满待搅拌的物料。

Description

本发明与高强度内分批式搅拌机有关，这种搅拌机具有一个混合室，该混合室制成能容纳二个反向旋转的非啮合的带叶片的转子，将打算拌和成均匀物质的配料组分通过一个竖直的滑槽、在装在滑槽中的推料杆的压力作用下将其向下推移。这个推料杆是液压或气压驱动的。在搅拌配料过程中，当推料杆向下推进至其工作位置时，推料杆的下表面组成了混合室的上部。所生产出的均匀的混合料从混合室通过位于混合室底部的出料孔排出，随后，与该出料口相连的舱门关闭，为通过滑槽向下输入的下一次配料作好准备。
某些内分批搅拌机设计成带有非啮合的转子，另一些则设计成具有啮合的转子。相互啮合的转子必须始终以同一转速同步驱动，而非啮合的转子即可以以同一转速驱动又可以以不同转速驱动，以达到不同的搅拌和搓揉效果。本发明涉及非啮合式转子。转子的叶片具有一般的螺旋形结构，如下文所述，依靠它们不同的强有力的动力效应的配合作用，产生高强度的搅拌和均化作用。关于这种具有非啮合转子的内分批搅拌机更详细的资料可参阅美国专利1，200，700号和3，610，585号，本受让人的原权利人已公开的这些专利，本文已结合作为背景资料。
本发明通过装设一对双叶片非啮合的新型转子改善了这种高强度内分批式搅拌机的搅拌性能和生产率，除了它们提高效率的优点之外，这些双叶片转子还可用于大扭矩负载的条件下工作，这种大扭 矩负载将会在提高了性能的高强度内分批搅拌机中遇到，这种搅拌机可用于搅拌更粘稠的橡胶和可塑性材料。
本发明总的目的是依靠反向旋转的转子之间的动力相互作用的新的顺序和新的特性，提高这种搅拌机中的一对双叶片非啮合转子的输出效率、性能、生产率和均匀性，并且与二个转子是否以下列转速无关：
（a）同步旋转，即以一速度（等速）或（b）非同步，即以略有不同的转速（不等速）常称之谓“摩擦比”速度。
此外，本发明总的目的还包括不显著增大新转子的体积和外壳的结构来实现这些优点，以便：（1）不需要改装就能将这些新型双叶片转子装入现有的内分批搅拌机的混合室中。用一对新的双叶片转子装入现有的搅拌机中能够改善性能并提高生产率;（2）这些新的转子与现有的转子相比不占用更大的容积，以便使搅拌机中现有的有用的空间（“自由容积”）真正地可用于上述同样的配料容积中;（3）将这些转子用于新的内分批搅拌机中，其混合室的容积与现用的各种尺寸的搅拌机的混合室的容积相似，但明显地增加了输送给新转子的动力，以克服将被混合均匀的粘稠橡胶和塑性材料所产生的较大的力。
根据本发明的目的提供一对用于内分批搅拌机的双叶片非啮合转子，这种转子与Inoue等人的4，456，381号美国专利所公开的一对转子相比改善了搅拌性能、均匀性和生产率。Inoue等人的专利公开了一对转子，每一个转子都有一个起始于转子相对一端的长叶片。每个转子上的长叶片上具有相同的螺旋角，这二个长叶片的螺旋角的范围是10°至40°，这些叶片的轴向长度与转子总轴向长度的比值是0.6至0.9。这个比值范围意味着叶片在每个转子上的重叠量是0.2至0.8倍的转子总长度。从Inoue等人的专利说明书中图10可见：每个叶片的扭转角（包角）是14°至90.6°。因为全部叶片的螺旋角在该专利中全都相同，所以在混合室的中心的二个反向旋转的转子之间相互作用时，一个转子的叶尖经过另一个转子的叶尖的“擦扫”能力较小。因此，不希望有的相等的角度关系妨碍子在所述的转子间相互作用的中心处横向搅拌作用，必须导致搅拌的不均匀性。
因为Inoue等人的转子叶片叶尖的扭转角（包角）仅有90.6°或低于90.6°，所以叶尖在混合室中心处停留的时间较短，因此使较大体积的物料有可能在搅拌机的中心附近一搅拌循环的主要部分停滞不动。在搅拌机中心附近停滞不动的许多物料与其它部分被搅拌的配料相比传热不良，并明显降低了有效的搅拌作用。
依照本发明的某些方面，如本发明说明书所述，提供了一对供高强度内分批式搅拌机使用的非啮合双叶片转子，每一个转子都具有一个被驱动端和冷却液端以及二个具有普通螺旋形状叶尖的长叶片，这二个长叶片起始于每个转子的相对的端部，也就是这二个长叶片叶尖的引导端位于该转子的相对的端部，并绕该转子的轴线以彼此成176°至184°的角度位置取向。每一个转子上的第一个长叶片的叶尖具有一个介于25°至40°之间的较小的螺旋角（A1），这第一个叶片的叶尖具有一个介于80°至110°之间的扭转角（包角）。叶片轴向长度比值，即叶片轴向长度与转子轴向长度的比值是在0.6至0.85之间。这第一个叶片轴向长度比下文将要阐述的第二个叶片长。
第二个叶片具有一个介于35°至55°之间的较大的螺旋角（A2），该叶片的扭转角（包角）介于90°至120°之间，该叶片的轴向长度比值介于0.35至0.75之间。
这二个叶片的螺旋角的差值介于5°至15°之间。在混合室的中心二个叶片彼此接近的地方，螺旋角的这一差值有效地使一个转子上的叶片能够“擦扫”另一个转子上的叶片。因此，与上述Inoue等人的4，456，381号专利的显著区别是：本发明的每一个转子都有二个长叶片，为得到更多的优点，其叶尖以不同的螺旋角取向，这一点将在下文参阅附图加以解释。
本发明的特点、目的、涉及的各个方面和优点，结合相应的附图阅读下文的详细说明及其权利要求就会更清楚明了。这些附图表示本发明的一个最佳实施例与已有技术中的转子结构的比较，各个附图中的同一参考数字和字母用于指示相同的部件或特性。
图1是本发明采用的非啮合转子内分批式搅拌机的端视图，图1中的搅拌机部分是剖视图;
图2是沿图1中2-2线通过混合室所取的放 大剖视图，但图2所示出的是已有技术中的一对非啮合的双叶片转子，其中二个长叶片都具有相同的螺旋角;
图3是示于图2中的双叶片转子的二个已有技术的放大图;
图4是图3的两个双叶片转子的外形展开图，表示展开的转子叶片的螺旋形叶尖。当转子外形展开时，螺旋形叶尖表现为直的并按对角线方向取向。
图5是类似于图3的示意图，但图5表示的是本发明所使用的一对双叶片;
图6是图5转子外形展开图;
图7A和7C是通过混合室沿图1的2-2平面所取的剖面图，表示本发明的二个转子在搅拌物料时相互配合的优点;
图7B和7D是分别通过图7A和7C沿B-B和D-D平面所取的剖视图;
图7B-1、7B-2、7B-3和图7D-1、7D-2和7D-3是分别沿图7A的B-1、B-2和B-3及图7C中的D-1、D-2和D-3平面截取的、类似于图7B和7D的作为说明用的简化剖视图;
图8A表示如图3和图4所示的一对已有技术的转子叶片在混合室中心29处的“停滞时间”（DL）;
图8B表示本发明所采用的、如图5和图6所示的在混合室中心处的一对转子叶片的更长的“停滞”时间（“DL”）;
图9A-1、9B-1、9C-1和9D-1表示本发明所采用的一对转子之间的相互关系，它是以转子叶片接近混合室的中心时剖开转子的外形来表示的;
图9A-2、9B-2、9C-2和9D-2是通过搅拌机中心沿垂直平面截取的简化剖面图。换言之，这四个剖面图是类似于图7B和7D的平面图。图9A-2、9B-2、9C-2和9D-2表示分别对应于图9A-1、9B-1、9C-1和9D-1的转子依次行进的位置;
图9A-1至9D-2表示等速转动的二个转子及一个转子相对另一个转子在最佳相位关系时的取向方向;
图10A-1、10B-1和10C-1表示上文参照的Inoue等人专利中所述的二个转子间的相互作用，该专利中所述的二个转子是以不同的速度旋转的;
图10A-2、10B-2和10C-2是分别对应于图10A-1、10B-1和10C-1所示的转子的各个位置的垂直剖视图;
图11、12、13、14和15是一组各种不同的搅拌性能标准曲线图，鲜明地表示转子以等速（同步）旋转时两个转子之间的不同相位角的关系，并表示为什么相位角关系大约为180°时是最佳的（下文将加以解释）。
如图1所示，数字20表示总的分批式高强度内搅拌机。其中使用一对体现本发明优点的一对非啮合的转子81和82，该搅拌机包括一个垂直往复运动的推料杆24，该推料杆在图1中所示的上升的位置和用点划线表示的下降的工作位置24′之间移动。该推料杆24用于把待彻底混合的物料推入混合室26。在其工作位置24′，推料杆要克服混合室26中的物料所施加的作用力，以便用下文将要阐述的、装在二个反向旋转的转子81和82上的叶片使物料彻底混合，转子81和82围绕有一定间距的二个水平平行轴线旋转，其转向如箭头23和25所示。图1所示的左面转子81按顺时针方向绕自身轴线转动;右面的转子82则按逆时针方向旋转。混合室26加工成能容纳这二个转子并包括左、右二个空腔27和28，每个空腔均为圆柱形。这二个空腔水平相对设置，一个开口对着另一个开口。混合室26中心区29的位置一般设定在二个转子81和82之间。
待搅拌的成分开始装入装料斗30。当推料杆24提起时，物料就能进入与装料斗30相连的滑槽32，并向下导入至混合室26的中心区29。然后推料杆下降将物料向下推入混合室并将其保持在该处。图示的推料杆24是用一个安装在搅拌机20的机壳35顶部的流体驱动的气缸34来带动。流体气缸34可以是液压的或气动的，它包括一个带活塞杆38的双向作用的活塞36，活塞杆38与推料杆24相连，用于提起和放下推料杆。推料杆被固定到位于气缸34底部39下面的活塞杆38的下端。所需压力的工作流体通过供流管40输送至气缸34的上部，推动活塞36向下使推料杆移至下部工作位置24′。搅拌工作完成后，推料杆依靠经供流管（图1中未示出）输入活塞36下面的气缸34下部的驱动流体的作用缩回至提起位置。
已搅拌均匀的物料从混合室26的底部经出料 口送出，出料口通常用舱门42封闭。在搅拌工作期间，舱门42用锁闭机构44使其保持在关闭位置。解脱锁闭机构44时，舱门42就绕铰接轴46向下回转。例如可以使用安装在铰接轴46两端上的一对液压力矩马达（图中未示）使舱门绕轴回转。
图2是沿图1中2-2线所取的搅拌机20的剖视图，但所示的双叶片转子51和52是已有技术中的转子，其中二个相对长叶片的叶尖都具有上面援引的Inoue等人专利中详细说明过的同样的螺旋角。图2突出表现新型转子81和82能够安装在现有的搅拌机20中，用来取代传统的已有技术中的转子51和52。这些新的转子81和82也能够有利地安装在类似于所述的搅拌机20的新型搅拌机中。
如图2所示，转子51和52或81和82根据具体情况可以用普通的齿轮传动装置48使其沿相反的方向23、25旋转，齿轮传动装置可以用驱动马达50来带动。该齿轮传动装置48可包括同样的啮合齿轮，用于以相同的速度，即同步驱动转子旋转。另一方面，这个齿轮传动装置也可以包括节圆直径略有不同的啮合齿轮，用于驱动转子以不同的速度旋转，例如以速比9∶8，即1.25∶1旋转，上述速比称之谓摩擦齿轮比。驱动马达可以是普通结构，最好带有速度控制装置，必要时，可以根据混合室26中的特定的物料、物料的温度、粘稠状态、所要求的由马达输入的搅拌动力的速率来改变转子的转速。
照发明人的看法，本发明的最佳实施例是以相同的速度、以特定的相位关系驱动一对新型双叶片的转子，这将在下文详加阐述。
普通的密封环54（图2）设置在靠近每个转子的一端，用来密封混合室26。靠近密封环54的转子的端部常称作“套环端”，如图3和图5所示。与这种高强度分批式搅拌机20结构有关的更详细的资料在上文所提及的美国专利3，610，585号已有说明，本文结合参考。
在图3中所示的左、右二个属已有技术的转子51和52每个都具有一段长度“L”，“L”是在各自相应的套环端57和58之间量得的长度值。与驱动轴55或56相连的套环端57是“驱动端”或“给水端”。转子含有冷却液通道，将冷却液（通常是水）在与驱动轴55和56的位置相对的一端输入这些通道。转子外形直径为“D”，因此，每个转子外形的展开长度为“πD”，如图4所示。
属于已有技术的转子51和52，其位于每个转子上的两上较长的叶片61和62的叶尖起始于对面的套环端。术语“起始于”或者类似的语言意味着各螺旋形叶尖61或62的引导端是位于标示的套环端。转子轴线用60表示，转子展开包络面的角度位置0°、90°、180°、270°、和360°是绕转子轴线的角度位置。定义角度0°或360°是为了便于解释图3和图4，即这些角度是靠近中心区29在含有二个转子轴线60的水平面上的转子包络面的位置上。
Inoue等人给定的双叶片转子51和52的参数一览表如表1所示：表见文后
＊扭转角（包角）数值的范围是从Inoue等人的图10中得到的，在该专利的正文中未出现。应记住“扭转角”是用于Inoue等人的文本中，而本说明书中使用的是同意语“螺旋角”。Inoue等人没有从本质上论及扭转角（包角）和为什么必须从图10中取值。例如，认为扭转角40°的值为0，即图10中的40°螺旋角对应于轴向叶片长度为1同转子总长度“L”之比值的定量为0.6′扭转角（包角）的计算结果如下：从栏26～27行查得公式（9）中的C2值近似为0.5，从公式（9）中得出L＝0.5πD＝1.57D，因而，其轴向叶片长度用D表示为0.6×0.5πD，即等于0.3πD。螺旋角为40°、轴向长度为0.3πD的螺旋叶片的扭转角（包角）T计算结果如下：
T＝（轴向叶片长度“l”的tanθ/转子周长）×360°＝（0.3πDtan40°/πD）×360°＝0.3tan40°×360°＝0.3×0.839×360°＝90.6°。
注：双叶片的螺旋角是相同的。l/L的比值在0.6～0.9的范围内会引起叶片在0.2和0.8的转子总长度L值之间的重叠。
应当指出的是：每个转子51和52都具有总的轴向长度L，其值从栏5、26～27行和公式（9）求得近似等于1.57倍转子包络直径D。
注意：图3、4、5和6中所使用的转子直径“D”是从叶尖到叶尖测得的转子的较大直径。
本发明的任务在于克服或者从根本上削弱已有 技术中的非啮合的双叶片转子的缺点，提高效率，搅拌性能、产品混合的均匀性和双叶片转子的生产率。图5和图6所示的是本发明采用的双叶片转子81和82。每个转子上的较长的叶片91和92起始于相对的套环端57和58，其起始端相隔角度位置定成176°至184范围之间。第一个叶片的叶尖91以25°至40°螺旋角A1取向，扭转角T1在80°至110°之间。其轴向长度的量值，即轴向长度“l”对转子的轴向长度“L”的比值是0.6～0.85。第二个叶片的叶尖92以35°至55°的较大的螺旋角A2取向，扭转角A2在90°至120°之间。二个螺旋角A1和A2的差值为5°至15°，因此，当相对转子叶片彼此接近混合室的中心时，会有效地产生一种“擦扫”（Wiping）效应。H1和H2是各转子叶片91和92的螺旋线长度，H1＝I1/CosA1;H2＝I2/CosA2。表见文后
下表表示用于如图5和图6所示的一对转子81和82的一组设计参数的最佳实施例：表见文后
由装在混合室26的空腔27和28中的转子叶片91和92所产生的有效协同搅拌效果表示在图7A、7B、7C、7D、7B-1、7B-2、7B-3、7D-1、7D-2和7D-3中。这些图中所示的转子之间的相位关系最佳值约为180°。相位关系由该领域的技术人员在选定二个转子的方向时按实际条件来确定，这二个转子在起始于转子冷却液一端58上的叶片起始端上标有符号“E”（图4和图6）。
因此，图3和图4表示的是转子51和52之间是零相位角关系;而图5和图6表示的是转子81和82之间成180°相位角关系。在图6中，若转子82在其现在的位置上保持不动，如果使转子81沿逆时针方向转动，使叶片92的标记“E”定位在90°线上，那么该相位角关系就将是90°转子装在混合室中，在混合室的与第二转子的第二端相同的一端装入第一转子的第一端。
图7A和7B表示当每个转子上的第一个叶片91以180°的相位关系接近混合室26的中心区29时出现的动力作用。箭头指示被搅拌物料的流动方向。在从点划线Y-直到点划线W的区域内，物料受到一种挤压流动式的搅拌作用。这种挤压流动作用从图7B所示的二个转子上的正接近的第一个叶尖91的情况可以清楚理解。同样，图7B-2类似于图7B，表示在两个反向旋转的转子之间转子叶片接触混合室中的物料时的挤压流动的动力作用。
在图7A中的虚线W和V之间的区域中，当第一个转子81的第一个叶片91的被驱动套环端部向下向中心推动物料时（请参阅图7B-1，7B-1表示图7A中的WV区域）有一种横向扩展搅拌作用出现。因此，能从左腔室27将物料送至右腔室28，与此同时还交叉地在轴线方向上推挤和翻滚物料。第一个转子81的叶片91的这一被驱动的套环端在WV区没有受到较大的阻抗，因为第二转子82的叶片91的后端部瞬间位于第二转子的顶部。
在图7A的点划Z和Y之间的区域中，像在WV区一样，也有同种形式的横向扩展搅拌作用出现，但它们是出现在相对的方向，如图7B-3所示，图7B-3表示的是图7A的ZY区。
同样，应当指出的是：在点划线Y和X之间的区域也出现某些横向扩展搅拌作用;在点划线X和W之间的区域，在与YX区域所产生的搅拌方向相反的方向上也产生某些横向扩展的搅拌作用。
从图7B-1、7B-2和7B-3三个图中可以理解一种有力的“压下”作用施加在物料上，将其向下推挤离开推料杆并从中心区29向下推压，在混合室的中心区29物料很少可能停滞不动。
图7C和7D表示成180°相位关系的每个转子上的第二叶片92接近混合室的中心区29时所产生的动力作用。箭头指示正进行搅拌的物料的流动方向。从点划线Y′一直到点划线W′的区域内，在与图7A所示的动作相反的方向上物料受到挤压流动式的搅拌作用。图7D表示两转子上正接近的第二叶尖92°图7D-2类似于图7D，表示在混合室中心区29作用在物料上的二个正接近的第二转子叶片92的挤压流动动力作用。由于第二叶片92的螺旋角A2比第一叶片91的螺旋角A1大得多，所以有一个较大的轴向力分量施加在物料上，使其比图7A中的第一叶片91所形成的流动方向更斜，因而同使用螺旋角A1和A2相等的已有技术的转子51、52相比，能产生更彻底地不规则地搅拌作用。
在图7C点划线W′和V′之间的区域内，由第二转子82的第二叶片92的被驱动套环端部产生 的横向扩展搅拌作用向下向中心方向推动物料，并将物料从右腔28送至左腔27。与此同时，以推力的轴向分量交叉地推挤并翻滚物料。图7D-1表示图7C中的M′V′区域，用来清楚地表示所发生的动力作用。第二转子82的第二叶片92的被驱动套环端部在W′V′区域中没受到较大的阻抗，因为第一转子81的第二叶片92的后端部只是短暂地处于第一转子的顶部位置。
在图7C中的点划线Z′和Y′之间的区域内，像在W′V′区域内一样也产生同样形式的横向扩展搅拌作用，但方向相反，如图7D-3所清楚表示的那样。图7D-3表示图7C中的Z′Y′区。
同样，应当指出的是在点划线Y′和X′之间的半个区域中也产生某些横向扩展搅拌作用;同时在点划线X′和W′之间的另一半区域中，沿与半区Y′X′作用相反的方向也产生某些横向扩展的搅拌作用。
另一方面，从图7D-1、7D-2和7D-3中可以清楚地看到另一种有力的“压下”作用施加在推料杆24下面和靠近混合室中心位置29的物料上。所以既不允许物料停滞在靠近中心的区域29，也不允许停滞在推料杆24下面。
因此，这些图7表示相位成180°的二个新型转子每次同步转动过程中，产生二次强有力的挤压流动作用和二次有力的“压下”作用。也就是每同步回转一周产生二次所希望的有效且有力的搅拌工序。
请读者考虑这样一个事实：因为常常有固化剂或硫化剂存在，所以要求在搅拌机20中在45秒的周期内拌制完毕物料。由于在搅拌工序中有热量产生，所以在出现任何明显地固化或硬化之前，要求把物料全部从混合室排出。使设二个转子约以每分钟32转的速度旋转，那么每个转子总计只能转24圈。正如上文所论述的那样，最佳的180°的相位关系使上述有效且有力的搅拌工序每转一周出现二次，因此获得了24转乘以二次有力的搅拌工序，即总计为48次这种工序的累积效果。
如上文所述，Inoue等人对交互作用没引起任何注意，假设它们的转子以8至9的摩擦转动速度旋转，那么低速旋转的转子在每转完8圈，相对的二个叶片彼此只接近一次或二次。
图8B表示对置的两个转子的叶尖在中心区29所具有的总的停滞时间“DL”这个停滞时间“DL”比Inoue等人的叶片的停滞时间“DL”要长得多（图8A）。因此再一次看到：当使用本发明的转子时，由于叶尖推动、压下并擦扫在搅拌过程中任何时候到达中心区中心29的物料，所以物料不能在中心区29停滞不动。
图9A-1、9B-1、9C-1和9D-1表示二个转子81、82约成180°最佳相位关系同步旋转时的展开转子外形的位置顺序图。图9A-2、9B-2、9C-2和9D-2是与上面各转子展开位置相对应的简化剖面图。正如有关图7的说明一样，这些顺序图是用于进一步突出每转动一周产生二次有效且强有力的搅拌作用。
图10A-1、10B-1和10C-1表示Inoue等人的相位关系不确定的转子的展开位置顺序。图10A-2、10B-2和10C-2相当于各转子的展开位置，表示希望有的各转子叶片61和62的方向，它们每转一圈只能出现一次。
为了强调说明最佳相位关系对性能影响的重要性，请注意下表Ⅳ，表Ⅳ以相位角关系的函数形式列出了用于评价搅拌机性能的七种标准参数。使用的参数等级是1～4，其中4是最优的。
表Ⅳ
以图5和图6转子相位角关系函数表示的七种不同性能的标准参数＊。
相位角    0°    90°    135°    180°
生产率    3    1    2    4
穆尼缩减率    1    3    4    2
标准偏差    3    2    1    4
Rheom扭矩    3    2    1    4
标准偏差    2    1    3    4
配料温度标准偏差    3    1    2    4
单位能量    4    1    3    2
合计    18    10    18    24
＊等级1至4（4是最佳值）
穆尼粘度缩减率检测方法是用于测定物料的粘度搅拌后缩减了多少，和从搅拌过的物料不同区域取出来的样本之间的偏差有多大，扭矩减少的越大及偏差越小，相应的参数越好。
Rhometric扭矩测试方法是用于测定固化剂或硫化剂在拌合物料中的均匀度。进行一种摇摆扭矩测试，用作样本的是固化剂或硫化剂。附加剂分布 越均匀，参数越好。
配料温度标准偏差与全部已拌合的配料各个区域温度抽样样本有关。不同区域的温度全都应当相同，这表明作用在全部已拌合的配料的各部分体积上的搅拌能量相同。各个不同样本的温度偏差越小越好。单位能量的定义是生产完全拌合好的配料驱动马达50所消耗电能的千瓦小时数。由于每转一周这种强有力的所需要的搅拌工序出现二次，所以相当多的能量消耗在搅拌配料上。尽管如此，其单位能量额定值仍比最小有效地90°相位关系要好。
图11以配料重量的函数关系来表示表Ⅵ中四种不同相位角关系0°、90°、135°和180°下的生产率和搅拌时间与配料重量之间的曲线图。
图12表示以配料重量的函数关系绘制的这四种相位角关系的穆尼缩减率和标准偏差之间的曲线图。
图13表示以配料重量的函数关系绘制的这四种相位角关系的最大Rheometer扭矩和标准偏差之间的曲线图。
图14表示以配料重量的函数关系绘制的这四种相位角关系的配料平均出料温度和标准偏差之间的曲线图。
图15表示以配料重量的函数关系绘制的这四种不同相位角关系的单位能量每磅千瓦小时和总功率消耗千瓦小时之间的关系曲线图。
当这些新型转子81和82装入搅拌机20上时，在混合室26中剩有较小的可利用容积，然而它们比已有的双叶片转子更有效。因而在混合室26中能够输入更多的物料并进行搅拌。换言之，可得到较高的“装填系数”。由于这种高的装填系数和几乎不产生未拌合的配料而提高了生产率。
新式转子81和82与已有技术的转子51和52相比，优点如下：（表见后面）
尽管上面已经对本发明的最佳实施例进行了详细的说明，但应当懂得在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对该双叶片转子进行各样的改进和变形，如权利要求书中所述的那样。
表Ⅰ（已有技术，图3和图4）
起始角度    螺旋角    扭转角    比值
位置 A T＊l/L
长叶片61    0°    10°至40°    14°至90.6°    0.6至0.9
长叶片62    180°    10°至40°    14°至90.6°    0.6至0.9
表Ⅱ-图5和图6（L＝1.58D）
起始角度    螺旋角    扭转角    比值
位置    A    T    l/L
长叶片91    0°    25°至40°    80°至110°    0.6至0.85
长叶片92    176°至184°    35°至55°    90°至120°    0.35至0.75
注：螺旋角A2和A1的差值在5°至15之间。
表Ⅲ-图5和图6的例子（L＝1.58D）
起始角度    螺旋角    扭转角    比值
位置    A    T    l/L
长叶片91 0° A1＝39° T1＝106° 0.71
长叶片92 180° A2＝46° T2＝120° 0.63
注：A2-A1＝7°
新型转子81和82，图5和图6
1    由于二个长叶片的螺旋角不同，所以物料的轴向搅拌作用或翻滚倾斜流动是无规则的，这种搅拌作用将保证混合料的均匀性。
2    停滞时间“DL”（图8B）增加，迫使更多的物料进入空腔27和28，靠剪切作用拌合（图8A和8B）。
3    经滑槽32向下送入混合室26的物料增加，因为每次转动二个转子相互作用的中心两次不出现叶片。（图9B-2和9D-2）。
4    在搅拌机的中心29，转子每转一周出现二次挤压流动式搅拌（图7B和7D、7B-2和7D-2、9A-2和9C-2）。这种形式的搅拌加强了横向分布的搅拌作用，使搅拌更均匀。
5    每转交叉对物料出现二次相等或均匀的“压下”作用。这种“压下”的改进提高了混合料的质量，减少了未受到搅拌的配料的数量，并且能够实现所要求的从批料到批料之间混合质量的一致性。
已有转子51和52，图3和图4
由于二个长叶片具有同样的螺旋角，所以轴向搅拌作用不是不规则的。
停滞时间“DL”比较小（图8A），造成更多的物料在中心29停滞不动。在搅拌机中心处的物料传热不良且很少受到搅拌。
送料不能增加，因为转子相互作用的中心是变化的（图10A-2、10B-2和10C-2）。
在搅拌机的中心，转子每转一周不能出现二次挤压流动式搅拌，这种状况使对搅拌机中心部位搅拌较差（图10A-2、10B-2和10D-2）。
不能实现对物料相等或均匀的“压下”作用，因此，不能实现从批料到批料之间的混合质量一致性。

Claims (7)

1、一种内搅拌机(20)，包括构成混合室(26)的壳体装置(35)，混合室(26)加工成能容纳二个以水平平行轴线(60)反向旋转的非啮合的有叶片转子，所述的壳体装置包括用于带动所述转子绕各自轴线旋转的驱动装置(55、56、48、50)和将物料导入混合室的入口，以及一个将物料从所述混合室排出的出口，二个改进的非啮合的双叶片转子，本发明的特征在于：第一和第二个非啮合转子(81、82)各具有第一和第二叶片，每个叶片都具有一个普通螺旋形外形的叶尖(91、92)，每个转子上的所述的第一叶片的叶尖(91)相对于转子轴线以零角度位置起始于该转子的第一端(57或58)并以25°至40°的第一螺旋角A1取向；每个转子上的所述的第二叶片的叶尖(92)相对于该转子轴线以176°至184°的角度位置起始于该转子的第二端(58或57)并以35°至55°的第二螺旋角A2取向，所述第一叶片的叶尖(91)的扭转角T1在80°至110°之间，所述第二叶片的叶尖(92)的扭转角T2在90°至120°之间，所述第二螺旋角A2大于所述第一螺旋角A1，所述第一和第二转子适于装入上述的混合室中，在所述混合室的与第二转子的第二端相同的一端装入第一转子的第一端。
2、按照权利要求1所述的内搅拌机，其特征在于所述的第二螺旋角A2至少比所述第一螺旋角A1大5°。
3、按照权利要求2所述的内搅拌机，其特征在于所述的第二螺旋角大于所述的第一螺旋角，其角度差约在5°至15°之间。
4、按照权利要求1、2或3所述的内搅拌机，其特征在于所述转子的轴向长度L与其外形直径“D”之比值为1.57。
5、按照权利要求1、2、3或4的任意一项或多项所述的内搅拌机，其特征在于所述第一叶片的所述叶尖（91）的轴向长度“1”与该转子的轴向长度“L”之比值约在0.6至0.85之间，所述第二叶片的所述叶尖（92）的轴向长度“1”与该转子的轴向长度“L”之比值约在0.35至0.75之间。
6、按照上述权利要求的一项或多项所述的内搅拌机，其特征在于所述第一和第二转子以所述转子之间成180°相位角关系装入上述混合室中，所述驱动装置（55、56、48、50）的布置适于以同步速度反向旋转所述转子，借此，每转一周，在混合室中对物料产生二次挤压搅拌作用和推下作用。
7、按照权利要求1、2、3、4、5或6所述的装入二个转子的内搅拌机的操作方法，所述的方法步骤特征在于：将所述的第一和第二转子装入上述混合室中，在所述混合室的与第二转子的第二端相同的一端装入第一转子的第一端，上述混合室中的所述第一和第二转子以180°相位角关系取向，布置所述的驱动装置要适合于使所述转子以同步速度反向旋转，借此，每转一周在混合室中对物料产生二次挤压搅拌作用和下推作用。
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