CN102019650A - 电磁动态液压传动密炼装置及其混炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高聚物共混物加工成型设备领域，具体地说是属于高分子材料混炼方法及设备。利用电磁能引起转子给物料施加周期性振动的混炼方法，整个混炼过程是在周期性的频率可调控的振动状态下进行，实现此方法的设备高度地集机电磁液于一体，将液压马达，转子、密炼室以同轴线装配成一整体，一方面使整机的结构紧凑，体积重量减少；另一方面省略了中间传递环节，能量直接转换，使能耗降低，噪音减小。
Description
技术领域：
本发明涉及高聚物共混物加工成型设备领域，具体地说是属于高分子材料混炼及成型加工工艺及设备领域，特别是橡胶混炼的的电磁动态密炼装置。
技术背景：
自1916年本伯里发明世界上第一台真正意义上的密炼机以来，有关密炼机的专利时有报道，其结构、工艺不断推陈出新，目前密炼机已开始实现自动化和智能化，所有这些都使得密炼机技术日臻完善，在高分子材料加工行业中发挥着越来越大的作用，但随着白炭黑等难分散材料的出现，迫切需要一种新型的密炼机适应新的工艺要求，以使混炼后的纳米材料能分散均匀，物料获得良好的物理机械性能，当前人们大多从转子造型等角度进行研究，缺乏从整体上进行考虑，造成客观上密炼机功率消耗大，体积庞大，一次性投资大，对厂房建筑要求较高等缺陷。为了解决上述难题，本发明设计了电磁动态液压传动密炼装置以增强捏炼效果，提高机台效益，降低单位能耗和生产成本，提高混炼物料的物理机械性能，减轻体力劳动和改善工作环境。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术及装置存在的缺点，寻求能实现白炭黑等纳米填料分散均匀的密炼装置及混炼方法。
电磁动态技术利用能量转化的原理，将电磁场引起的机构振动场引入聚合物成型的全过程，引起高分子材料相变、聚集态变化、高分子自增强作用机理等一系列新的物理化学作用，从而增强炼胶效果，提高白炭黑等纳米填料的分散性能，降低能源消耗。
本发明的整体结构特点是：
1)高度地集机电磁液于一体、直接使用液压马达驱动密炼装置的转子。该液压马达将转子安装在一起，省去了传统的电机驱动、齿轮传动系统，高度地集机电磁液于一体。这样，一方面使整机的结构紧凑，体积重量减少；另一方面省掉了中间传递环节，能量直接转换，使能耗降低，噪音减小。
2)全液压结构。液压马达驱动密炼装置转子，启动扭矩大，启动能力强，并可通过调节液压泵的排量来实现无机调速，且启动时间不受限制，安装方便，体积紧凑。加料、压料机构，卸料机构，卸料机构的锁紧装置，密封装置等主要机构全部采用液压系统驱动，可由液压工作站统一供应，节省能源，提高工作效率。
3)电磁驱动装置
通过改变线圈的绕组布置和参数，在谐波磁场的作用下，使密炼装置转子在转动的同时还分别沿轴向振动，将振动力场引入聚合物的细分、混入、分散、均布的混炼全过程中，达到提高白炭黑等纳米填料以及配合剂的分散性、缩短炼胶时间的目的，从而提高炼胶质量。
4)工业控制系统
该系统采用工业控制计算机，通过与可编程控制器的通讯，把上顶栓压力、下顶栓温度、功率等参数和条件下传给可编程控制器(PLC)执行，以实现加料、压料、排料的目的，同时PLC将运行中的参数值及状态上传给人机界面单元和工业控制计算机；并通过组态软件对混炼过程进行实时监控，实现实时数据采集显示、超温报警、停机、质量报表打印等功能。
本发明与现有技术相比，有效解决了白炭黑等纳米材料在橡胶基体中的分散问题，强化了捏炼过程，提高了混炼物料的物理机械性能，降低了单位能耗和生产成本，提高机台效益，并改善工作环境。
附图说明：
图1为本发明的电磁动态液压传动密炼装置结构原理示意图主视图
图2为本发明的电磁动态液压传动密炼装置结构原理示意图左视图
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的主体结构包括底座1、卸料机构2、密炼室3、加料压料机构4、转子5、液压马达6、电磁驱动装置7。上述零部件按一定的机械加工工艺加工成型并进行安装定位，其中电磁驱动装置7、液压马达6、转子5的中心在同一轴线上，接通电源后，该装置按照工艺要求运行，从而实现该发明目的的效果。
本实施例是的规格型号为X(S)M-3L的实验密炼机，密炼机总容量3L，电磁振动频率0-30Hz，电磁振动幅值0-0.3mm，转子构型为异步四棱剪切型转子，由瑞典赫格隆公司生产的液压马达驱动。上顶栓由两个液压缸驱动，由横梁连接在一起，导向装置起导向作用。液压缸固定在两个侧板上，上顶栓与压杆由特制的月牙形连接件固定，用螺钉锁紧，压杆与横梁用螺栓固定并锁紧。加料口高约1000mm。控制系统采用台湾研华工控一体机，其参数是：CPU-70Mz，128M内存，40G硬盘，操作系统Windows2000，开发软件选用组态王6.5。
本实施例的操作方法：密炼前，由工控一体机设定转子转速、温度、压力以及清扫工序和清扫时间等参数。混炼子午胎胶料的工艺流程为：先加生胶及塑解剂，再加小料和一半白炭黑，然后再加另一半白炭黑，进行混炼，最后进行排胶。混炼过程中，在投完各种粉料后，加料门关闭，传感器会将这一信号与编程控制器通讯，并将清扫工序和清扫时间下传给可编程控制器执行清扫任务，清扫时间结束后，上顶栓回落，继续执行下一密炼工序。
Claims (6)
1.电磁动态液压传动的混炼方法，其特征在于由电磁场引起的转子振动场给物料施加周期性振动的混炼方法，整个混炼过程是在周期性的振动状态下进行，其振动频率在0-104Hz之间调整。
2.电磁动态液压传动密炼装置，其特征在于电磁驱动装置。通过改变线圈的绕组布置和参数、以及转子的材料和结构，在谐波磁场的作用下，使转子在转动的同时还沿轴向振动，将振动力场引入聚合物的细分、混入、分散、均布的混炼全过程中，达到提高白炭黑等纳米填料以及配合剂的分散性、缩短炼胶时间，从而提高炼胶质量。
3.根据权利要求2所述的电磁动态密炼装置，其特征在于该机的主要工作部件是：转子和密炼室，密封装置，液压马达，加料、压料及卸料机构组成，转子安装在混炼室内，两端由密封装置密封，液压马达直接与转子连接，在混炼室的上部安装加料、压料装置，下部安装卸料机构。
4.根据权利要求2所述的电磁动态密炼装置其特征在于直接使用液压马达驱动密炼装置的转子，省略了减速箱部分，该新型驱动将转子、密炼室、压料、卸料部分结合在一起，省去了传统的电机驱动、齿轮传动系统和气压系统，高度地集机电磁于一体。
5.根据权利要求(2)、(3)、(4)所述的电磁动态密炼装置其特征在于在马达的端部安装电磁驱动装置，并通过轴承座定位，电磁驱动装置、液压马达、转子的中心在同一轴线上。
6.根据权利要求2所述的电磁动态密炼装置，其特征在于转子可为啮合式转子或剪切式转子，转子的数目可以在2棱～6棱之间选择，其密炼室的容积可以0～370L变化。
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