CN101698314A - 一种蜂窝陶瓷泥料水冷却真空粉炼制机 - Google Patents

Abstract

蜂窝陶瓷泥料水冷却真空炼制机，由进泥筒、前端装有刮泥刀的带螺旋叶搅泥轴、真空室、抽气口、双捏炼辊、光电控制装置、传动机构、带螺旋叶的空心挤出轴，出泥筒、与进泥筒截面积相近且略小的栅栏、冷却水装置、机座、减速机、变频电机组成；进泥筒由二个连通的筒体组成，剖面为∞形，中间联通；进泥筒出口端设有栅栏和抽气口，形成一级真空区；每个单筒体内伸入一根的带螺旋叶搅泥轴，搅泥轴由带有密封圈的轴承支撑；搅泥轴前端轴承上装有由若干组十字交叉刀片组成刮泥刀，出泥筒出口处装有栅栏，真空室上端设有抽气口，使真空室和出泥筒形成二级真空区；真空室下部装有相互啮合的双捏炼辊，出泥筒前部的出泥口为口部收窄的圆锥形。

Description

一种蜂窝陶瓷泥料水冷却真空炼制机

技术领域

本发明涉及一种陶瓷泥料、尤其是蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机。

背景技术

蜂窝陶瓷是一类多孔陶瓷，由于它的高比表面积和高孔隙率，被广泛用做汽车尾气净化的三元催化剂载体和冶金工业废气中预热回收的蓄热体。蜂窝陶瓷的热稳定性、抗压强度等理化性能影响其使用功能，而它的理化性能又与原料、加工工艺直接相关。蜂窝陶瓷原料捏合后的混练是加工工艺的重要环节，即在通过真空条件下练制能够进一步提高各组分的均匀性及致密性。为了消除机械搅拌产生的热量，还需采用冷却水对练制系统进行冷却。对此，国内外有关水冷却真空练泥机的研发已有不少报道：

CN2714279公开了一种挤出螺旋叶直径为250毫米左右的二轴真空练泥机。其挤出轴上的轴台后装有向心轴承和推力轴承，由轴承座和轴承盖结合保护密封，轴承座和挤出轴共同组成向心轴承和推力轴承的内外直径配合，轴承座上的圆凸台与真空室上的轴承座孔配合安装，并通过连接螺栓与真空室相连。该实用新型消除了齿轮箱与真空室之间的相互推力，提高了机器刚性，防止它们之间产生相对位移，提高了机器的使用寿命。

CN2704463公开了一种由底座、振荡装置、减速箱、入泥装置、真空室和出泥嘴构成的振荡真空练泥机。其特点是振荡装置由电机、偏心轮、摆动轴、空心轴和摆动筛板组成；减速箱由主动轴、空心轴和入泥轴组成；入泥装置由泥斗、泥仓、压泥板、搅拌叶、螺旋翅和推进搅拌叶组成；真空室与泥仓连接，只要启动电机运转，就可开始工作。该实用新型具有结构设计合理，性能可靠，劳动强度低，效率高，练制的泥棒密度高，无空心，产品不易变形，操作使用灵活方便，维修方便等特点。

CN2422112公开了一种主要由机轴、水套外壳、进水口、料桶、围板和机壳组成的陶瓷真空练泥机的冷却装置，机轴外设有水套外壳、机壳和料桶，水套外壳上设有进水口和出水口，机轴和水套外壳间设有密封环，机轴上固接有螺旋叶，机轴内部设有进水道、螺旋叶进水口、回水道和出水口，料桶外设有围板。它结构简单，设计新颖，利用它能防止机轴、螺旋叶和料桶的发热，延长了它们的使用寿命，提高产品的质量和生产效率。

CN2740375公开了一种真空练泥机，包括加料斗、输泥管及贯穿于其中的搅泥轴、出泥管及贯穿于其中的挤泥轴、真空室和减速电机，其中搅泥轴上装配有搅刀和输泥螺旋叶，挤泥轴上装配有搅刀和挤泥螺旋叶，由减速电机驱动运转，真空室连通于输泥管的出料端及出泥管的进料端，输泥管与输泥螺旋叶均为整体式，且输泥管端部与真空室密封固定连接为一整体，真空室分为上下两部分，经法兰固定连接为一体。本实用新型将原来对开的输泥螺旋叶、输泥管改为整体式，将输泥管端部与分体式的真空室上部设计为一整体，省去了原真空室上设置的多处方便检修用的封闭门，即减少了真空室的漏气渠道，又便于安装和维修，制作成本低，工作性能优良。

CN2287079公开了一种数控立式真空练泥机，含加料部件，泥坯挤制部件及介设于二者之间的真空室，其真空室和泥坯挤制部件系竖向同轴装配，而加料部件加料螺旋之轴心与真空室泥坯挤制部件之轴心互相垂直，泥坯挤制部件自上而下依次由带锥挤泥筒、中间转接筒和末端出口筒同轴组装而成。该实用新型与通行的卧式真空练泥机比较，其产品质量和产量，均有明显的提高。

CN2704462公开了一种由电动机、离合操纵机构、机体、机架、上轴、下轴、泥刀、螺运叶、出泥口组成的旋转推料真空练泥机(XTN-320)。其特征是上轴I、II装有泥刀、两道搓泥装置、圆盘刀、螺运叶，下轴尾部装有泥刀、螺运叶，从螺运叶挤出来的泥经出泥锥体后，再经一段直圆筒利于提高泥的致密度、提高了质量，而在上轴I、II安装两道搓泥装置，在挤压过程中边挤边搓，更增加了泥的可塑性，最后从直圆筒出来的泥是细度均匀，致密度高、可塑性好的成品泥，且有操作方便，价格比进口机低两倍以上，用泥供烧制的瓷器洁白、坚美、透明度好等优点，是理想的旋转推料真空练泥机。

CN2714278公开了一种低加料口真空练泥机，其上轴齿轮与挤出轴齿轮两个齿轮的齿数之和小于120齿，上轴与挤出轴的垂直高度小于400毫米，挤出轴与底板的垂直高度小于350毫米，其加料口距地面高度为1000毫米以下。本实用新型低加料口真空练泥机将该型练泥机的加料口高度降至1000毫米以下，减轻操作工人的劳动强度，机器更精巧，刚性更好。

CN2726850公开了一种真空练泥机对开锥形输泥筒，它克服了带有横向环形加强筋的对开锥形输泥筒所导致的上轴阻力大、功率消耗大的缺陷，该实用新型真空练泥机对开锥形输泥筒安装在真空练泥机上轴的泥槽与真空室之间，对开锥形输泥筒是由8条纵向均匀分布的导向筋所构成的锥筒状结构。该实用新型真空练泥机对开锥形输泥筒能减小上轴的阻力，降低其功率消耗12％以上，防止上轴支承损坏。

CN201132821公开了一种双压料轴真空练泥机。它是在真空室内挤泥轴的上方左右两边各设置一个压料轴。通过齿轮传动将挤泥轴和两个压料轴联系在一起。形成相互的啮合运动。对泥料产生一个强制性的挤压和压迫。使泥料不会在真空室内堆积，同时增加了设备的挤出力。还能对泥料产生进一步的破碎，揉练，混合和排气的作用。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于练制陶瓷泥料、尤其是蜂窝陶瓷泥料的水冷却真空练制机。采用真空度更高的脱气系统使练制的泥料更致密；采用光电控制装置以控制双搅泥轴的运转和停止，实现操作自动化；采用双捏练辊装置使练制的泥料更均匀；采用从空心挤出轴尾端进出冷却水使冷却更有效，更便于设备维修。

本发明的技术方案是：(蜂窝)陶瓷泥料水冷却真空练制机由进泥筒(口)、前端装有刮泥刀的带螺旋叶搅泥轴、真空室、抽气口、双捏练辊、光电控制装置、传动机构、带螺旋叶的空心挤出轴，出泥筒(口)、栅栏、冷却水装置、机座、减速机、变频电机组成；栅栏的截面积相近且略小于进泥筒。

进泥筒由二个连通的筒体组成，剖面为∞形，中间联通；进泥筒中间和出口端设有栅栏和抽气口，尤其是进泥筒中间和进口可设有1～2道栅栏，形成一级真空区；进泥筒内壁设有6～18根导向泥料移动和防止泥料跟随螺旋叶转动的筋条；每个单筒体内伸入一根的带螺旋叶搅泥轴，搅泥轴由带有密封圈的轴承支撑，确保旋转时不漏气；搅泥轴前端轴承上装有由若干组十字交叉刀片组成刮泥刀，出泥筒出口处装有栅栏，出泥筒出口接真空室，刮泥刀距出口端栅栏间距约6±4mm，并装在真空室内，其作用是将由栅栏孔挤出的条形泥料切碎。

真空室上端也设有抽气口，使真空室和出泥筒形成二级真空区；真空室下部装有相互啮合的双捏练辊，由2只截面相同且向内旋转、旋转方向相反的捏练辊组成，捏练辊截面为均匀分布的5～6个齿，每个齿齿轮轮廓的形状是直角三角形，齿为圆角倒角，齿轮轮廓的角度50～70度；双捏练辊泥料输出端接挤出轴和出泥筒；带螺旋叶的空心挤出轴装在出泥筒内，出泥筒内壁也嵌有6～18根导向筋条，出泥筒前部的出泥口为口部收窄的圆锥形，能将充满锥形出口处的泥料压紧，也能保持出泥筒中的真空状态。

传动机构是由减速机和变频电机组成，用于驱动二根搅泥轴旋转和用于驱动挤出轴和捏练对棍旋转，调节转速可控制练泥机的产量。

在进泥筒、真空室、出泥筒外壁设有冷却水夹套，以冷却内部泥料因摩擦产生的热量。

搅泥轴、挤出轴、双捏练对棍、进水管、栅栏、进泥筒内壁、真空室内壁、出泥筒(口)内壁均可采用不锈钢制作。

真空室两侧透明有机玻璃窗口装有光电控制装置，即红外线由窗口一侧装置发出，通过真空室被另一侧窗口的装置接收。当真空室内泥料适量时，红外线能通过窗口，搅泥轴运转；当真空室中泥料积聚太多时，红外线将被遮挡，搅泥轴停止转动。因此光电控制装置能保证泥料供给的均匀性，实现操作过程自动化。

带螺旋叶的空心挤出轴的直径100～120mm，空心腔直径50～60mm，螺杆轴壁厚20～30mm。挤出轴的空腔内通冷却水带走练泥时产生的热量，即冷却水通过一根不锈钢管从挤出轴末端进入空心腔内，再沿内壁从尾端流出。挤出轴尾端装有冷却水密封装置，流出水通过调节阀、流量计进入外部冷水机组冷却，再进入进水管循环使用。

对进泥筒、真空室、出泥筒部位的冷却水设置了循环装置，由冷却水夹套、流量控制阀、流量计及外部冷水机组成。各部位冷却水夹套上根据低进高出原则装有进出水口；根据原料、环境温度、练泥速度的不同，通过调节冷水机组的制冷温度、冷却水的流量来控制练泥时泥料的温度。

进泥筒体能对半打开，便于安装及维修。

本发明的制造方法包括：蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机的整机设计。首先使进泥筒(口)、栅栏、前端装有刮泥刀的带螺旋叶搅泥轴、真空室、双捏练棍、光电控制装置、传动机构、带螺旋叶的空心挤出轴，出泥筒(口)、冷却水装置、支撑、滑道和机座等各部件和装置的布局合理；采用高真空度的脱气系统；采用能够控制双搅泥轴转停的光电控制装置；采用使泥料挤压、混合和捏练更为均匀的双捏练辊装置；也采用从空心挤出轴尾端进出冷却水的装置，使处理的泥料更为致密和均匀。

蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机的主要零部件选用特种材料、并经过精加工而成。练制机的进泥筒、真空室、出泥筒需经模型铸造，并通过高精度数控车床、高精度磨床、钻床加工，其外壁设有冷却水套，内部镶嵌不锈钢内衬；练制机的搅泥轴和挤出轴、栅栏、冷却水装置等均选用硬质45#钢或特种不锈钢等材料，并通过高精度数控车床、铣床加工；练制机的螺旋叶、双捏练棍由有资质的制造厂加工；练泥机的电机、减速机、变频器、光电开关、冷却水控制阀、流量计等根据规格型号在国内订购或订做；练泥机的机座选用优质国标钢材制成。

按照整机设计布局，在机体机座上安装练泥机的各种装置和部件，并对设备运转进行调试，使练泥机的各种性能达到设计要求。

本发明的有益效果是：针对练制蜂窝陶瓷原料的高标准需要，本发明在已有水冷却真空练泥机的基础上采用了真空度更高的脱气系统；采用了能够控制双搅泥轴的转停的光电控制装置；采用了使泥料挤压、混合和捏练更为均匀的对辊装置；也采用了从空心挤出轴尾端进出冷却水的装置，因而使处理的泥料更为致密和均匀，设备维修也更方便。

本发明蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机在进泥缸和真空室分别采用了二级抽真空，使本发明体系中的真空度更高(高于现有的设备)，泥料脱气更充分、更致密；在真空室设置的光电控制装置能够有效控制双搅泥轴的转动或停止运行，从而控制泥料的进入量和速度，实现操作自动化；在真空室设置的双捏练辊装置，可使泥料挤压、混合和捏练更为均匀；搅泥轴、挤出轴和双捏练棍的传动装置采用变频电机和减速机控制，可根据泥料的特性调节转速，获得不同的产量。在空心挤出轴尾端安装进出冷却水装置，使泥料冷却更为均匀。总之，蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机所练制的泥料，具有揉练均匀、脱气充分，泥饼硬度均匀，温度恒定，质量可靠的特点。

附图说明

图1蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机示意图

图2双捏练辊(横截面)示意图

具体实施方式

图1蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机示意图中，其中双线范围内是冷却和真空区域，

为冷却水出口，◎为冷却水进口。

1出泥筒口，2出泥筒，3光电控制装置，4真空室窗口，5刮泥刀，6真空室，7抽气口，8真空表，9进泥筒，10进料口，11双搅泥轴，12减速机，13变频电机，14控制阀及流量计，15冷却进出水装置，16轴心进水管，17连轴器，18挤出轴，19传动装置，20双捏练棍，21滑道，22支撑，23机座，24栅栏

具体实施方案

首先按照蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机要达到的性能指标、机械和电器组件、加工能力、成品品质的要求等提出整体设计方案。

蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机的组成为：1出泥筒口，2出泥筒，3光电控制装置，4真空室窗口，5刮泥刀，6真空室，7抽气口，8真空表，9进泥筒，10进料口，11双搅泥轴，12减速机，13变频电机，14控制阀及流量计，15冷却进出水装置，16轴心进水管，17连轴器，18挤出轴，19传动装置，20双捏练棍，21滑道，22支撑，23机座，24栅栏等。

在进泥筒上的进料口斗10加装密封盖，防止灰尘污染和水份丢失。

进泥筒9由二个连通的单筒体组成，剖面为∞形，中间联通，单筒体(近似圆筒)的直径160mm，长度1500mm。每个单筒体内伸入一根前端装有刮泥刀5的带螺旋叶搅泥轴11，进泥筒内壁嵌有12根导向筋条，以导向泥料移动和防止泥料跟随螺旋叶转动。进泥筒体内还设有二道栅栏24和抽气口7(一级真空)，使泥料揉练均匀、脱气充分。进泥筒体能对半打开，便于安装及维修。

当进泥筒内2根前端装有刮泥刀5的带螺旋叶搅泥轴11(每个单筒体内装一根)旋转时，泥料在筒体中经受揉练和挤压，并随之进入真空室6。

真空室上端设有抽气口7(二级真空)，对泥料进一步脱气。

真空室两侧透明有机玻璃真空室窗口4装有光电控制装置3，即红外线由窗口一侧装置发出，通过真空室被另一侧窗口的装置接收。当真空室内泥料适量时，红外线能通过窗口，搅泥轴运转；当真空室中泥料积聚太多时，红外线将被遮挡，搅泥轴停止转动。因此光电控制装置能保证泥料供给的均匀性，实现操作过程自动化。

真空室下部装有双捏练辊20，即由二个捏练辊相互啮合、相反方向同步旋转。当由搅泥轴传送的泥料抵达双捏练棍时，由于捏练对辊的强烈挤压、混合和捏练，泥料一方面得到充分混合，另一方面在对辊挤压驱动和重力作用下，泥料输送至挤出轴和出泥筒区域。

传动机构是由减速机12和变频电机13组成，转速可以控制，共二组。其中一组用于驱动二根搅泥轴11旋转，另一组用于驱动挤出轴18和捏练棍20旋转，调节转速可控制练泥机的产量。

挤出轴为带螺旋叶的空心螺杆挤出轴，其直径100～120mm，空心腔直径50～60mm，螺杆挤出轴壁厚20～30mm。挤出轴的空腔内通冷却水带走练泥时产生的热量，即冷却水通过一不锈钢管从挤出轴末端进入空心腔内，再沿内壁从尾端流出。挤出轴尾端装有冷却水密封装置，流出水通过调节阀、流量计14进入外部冷水机组冷却，再进入进水管循环使用。

出泥筒内壁也嵌有12根导向筋条，起到导向泥料移动和防止泥料跟随螺旋叶转动的作用。出泥筒前部的出泥口为圆锥形，使泥料进一步收缩、提高其密度。

对进泥筒、真空室、出泥筒部位的冷却水设置了循环装置，由冷却水夹套、流量控制阀、流量计14及外部冷水机组成。各部位冷却水夹套上根据低进高出原则装有进出水口；根据原料、环境温度、练泥速度的不同，通过调节冷水机组的制冷温度、冷却水的流量来控制练泥时泥料的温度。

支撑22起到加固作用，滑道便于出泥筒拆装。

电控柜是练泥机运行的控制系统，面板上装有总电源开关，启停按钮、2台变频电机调速器的急停按钮等。柜内装有变频电机的热继电保护器、光电控制元件等。

蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机的主要零部件选用特种材料并经过精加工而成。进泥筒、真空室、出泥筒经过模型铸造，并通过高精度数控车床、高精度磨床、钻床加工；其外壁设有冷却水套，内部镶嵌不锈钢内衬；练泥机的搅泥轴、挤出轴、栅栏、冷却水进出装置等均选用硬质45#钢、特种不锈钢等材料并通过高精度数控车床、铣床加工；练泥机的螺旋叶、双捏练棍等部件由有资质的制造厂加工；练泥机的电机、减速机、变频器、光电开关、冷却水控制阀、流量计根据规格型号在国内订购或订做；练泥机的机座选用优质国标钢材制成，确保强度和美观。

在各种部件备齐后实行整机安装，安装需做到：进泥筒的密封面应平整无间隙；搅泥轴上螺旋叶在筒体内间距均衡，旋转时不磨擦；搅泥轴和减速机的联轴器应对中，径向、轴向偏差小于0.05mm；真空室有机玻璃窗口和双捏练辊轴承座密封性好；带螺旋叶的空心挤出轴在出泥筒内的间隙应均衡，轴承座密封性好，且尾部装置不漏水；带螺旋叶的空心挤出轴和减速机联轴器应对中；机座架要横平竖直，滑道21要水平、光滑。

整机安装后须经运行调试，其性能必需达到：二根前端装有刮泥刀的带螺旋叶搅泥轴应按照变频器设定的转速相向同步旋转，无振动、与缸体无磨擦；进泥缸体和真空室真空度应在-0.09Mpa以上；真空室两侧的光电控制装置能根据真空室内泥料的量自动控制双搅泥轴的转动或停止；通过变频器调节挤出螺杆和捏练对棍的转速，使出泥量为1000～5000kg/h；循环冷却水系统水温在5～20℃间可调；各部位冷却水流量能根据需要调节等。

按照上述整机设计、安装和调试方法得到的蜂窝陶瓷泥料水冷却真空练制机，其主要参数为：

1、挤泥螺旋叶直径       Φ350mm

2、出泥口               Φ150mm～Φ300mm

3、产量                 1000～5000kg/h

4、搅泥轴转速           10～45r/min

5、挤泥轴转速           10～45r/min

6、真空度               -0.09MP

7、冷却水温度           5～20℃

8、冷却水流量           8m3/h

9、电机总功率           37kw

10、外型尺寸            6800×1400×1650mm

11、净重                7000kg

用此设备练制泥料所生产的蜂窝陶瓷与普通练泥机上相比，其产品的收缩率降低1.5％，抗热震性温度提高80℃左右，热膨胀系数也有明显降低。

Claims (7)

1.陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是由进泥筒、前端装有刮泥刀的带螺旋叶搅泥轴、真空室、抽气口、双捏练辊、光电控制装置、传动机构、带螺旋叶的空心挤出轴，出泥筒、与进泥筒截面积相近且略小的栅栏、冷却水装置、机座、减速机、变频电机组成；进泥筒由二个连通的筒体组成，剖面为∞形，中间联通；进泥筒出口端设有栅栏和抽气口，形成一级真空区；进泥筒内壁设有6～18根导向泥料移动和防止泥料跟随螺旋叶转动的筋条；每个单筒体内伸入一根的带螺旋叶搅泥轴，搅泥轴由带有密封圈的轴承支撑；搅泥轴前端轴承上装有由若干组十字交叉刀片组成刮泥刀，出泥筒出口处装有栅栏，出泥筒出口接真空室，刮泥刀距出口端栅栏间距6±4mm，并装在真空室内；

真空室上端设有抽气口，使真空室和出泥筒形成二级真空区；真空室下部装有相互啮合的双捏练辊，由二只截面相同且向内旋转、旋转方向相反的双捏练辊，泥料输出端连接挤出轴和出泥筒；带螺旋叶的空心挤出轴装在出泥筒内，出泥筒内壁也嵌有6～18根导向筋条，出泥筒前部的出泥口为口部收窄的圆锥形，传动机构是由减速机和变频电机组成，用于驱动二根搅泥轴旋转和用于驱动挤出轴和双捏练棍旋转；在进泥筒、真空室、出泥筒外壁设有冷却水夹套，以冷却内部泥料因摩擦产生的热量。

2.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是搅泥轴、挤出轴、双捏练棍、进水管、栅栏、进泥筒内壁、真空室内壁、出泥筒(口)内壁均可采用不锈钢制作。

3.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是真空室两侧透明有机玻璃窗口装有光电控制装置，即红外线由窗口一侧装置发出，通过真空室被另一侧窗口的装置接收。

4.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是带螺旋叶的空心挤出轴的直径100～120mm，空心腔直径50～60mm，螺杆轴壁厚20～30mm。

5.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是对进泥筒、真空室、出泥筒部位的冷却水设置了循环装置，由冷却水夹套、流量控制阀、流量计及外部冷水机组成。各部位冷却水夹套上根据低进高出原则装有进出水口；根据原料、环境温度、练泥速度的不同，通过调节冷水机组的制冷温度、冷却水的流量来控制练泥时泥料的温度。

6.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是捏练辊，其截面为均匀分布的5～6个齿，每个齿齿轮轮廓的形状是直角三角形，齿为圆角倒角，齿轮廓的角度50～70度；

7.根据权利要求1所述的陶瓷泥料水冷却真空练制机，其特征是进泥筒中间和进口设有1～2道栅栏。

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