CN102448701B - 橡胶挤出机和挤出橡胶的取样方法 - Google Patents

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Abstract

在橡胶挤出机中，在橡胶挤出的工作过程中提取样品橡胶。一种橡胶挤出机(10)，其包括料筒(12)以及配置在该料筒(12)中的螺杆(14)，其中，在上述螺杆(14)的出口侧端部附近且在齿轮泵(20)的一对齿轮(22)的橡胶导入孔跟前侧设置样品橡胶取出通路(32a)，设置具有用于开闭该样品橡胶取出通路(32a)的球阀(34a)的通路开闭部件(34)，通过以预定的定时开闭球阀(34a)，将利用螺杆(14)挤出来的橡胶的一部分作为样品取出。

Description

橡胶挤出机和挤出橡胶的取样方法
技术领域
本发明涉及橡胶挤出机以及利用橡胶挤出机挤出的橡胶的取样方法。
背景技术
一般而言，轮胎由多个轮胎用的橡胶构件构成，例如内衬层、胎面部、胎侧部等各部由与各自被要求的特性相对应的未硫化橡胶构成。利用具有与各个橡胶构件的截面形状相对应的口模(模具)的橡胶挤出机挤出，例如通过将该挤出的未硫化橡胶切割成预定长度或者通过将该挤出的未硫化橡胶缠绕在轮胎成型鼓上等形成构成上述轮胎的各部的橡胶构件。
图5是专利文献1中记载的以往的橡胶挤出机的剖视图。
该橡胶挤出机100包括：料斗113，用于投入要混炼的材料和橡胶；螺杆111，一边混炼投入到该料斗113中的橡胶一边将其输送；料筒112；齿轮泵122，其具有两个齿轮122a和它们的轴承122b；以及模头124，使挤出的橡胶形成为所希望的截面形状。
在该橡胶挤出机中，从料斗113投入了的橡胶利用旋转的螺杆111输送，而向橡胶滞留部115排出，暂且滞留在橡胶滞留部115的橡胶被齿轮泵112每次从模头124以定量挤出为预定的形状。
另外，为了确认利用如上所述那样的橡胶挤出机挤出的橡胶的物理性质、状态，需提取样品。特别是，在连续挤出100mm以下的宽度狭窄的带状橡胶这样的情况下，需停下生产线，一边注意不会切断带状的橡胶一边使用刀子以手工作业小心谨慎地切下带状橡胶的一部分。
可是，在这样的方法中，其取样作业较繁杂且使生产线停止，因此成为阻碍可生产性提高的主要原因。特别是，在采用向直接成型机供给橡胶挤出机的橡胶的工序的设计中，在中途不能停止橡胶挤出机，因此产生无法进行取样的问题。此外，由于依靠人工，存在拿错切下的样品或弄错橡胶种类等引起涉及成形轮胎的质量的问题的可能性，另一方面，工作人员必须逐个记录与切下的样品相关的信息，存在因此作业工时增加的问题。
在此，对于自动进行挤出橡胶的取样这一本身而言，众所周知如下方法(参照专利文献2)：例如进行从被连续挤出的橡胶片提取样品片，向测量装置交接该样品片，如此进行一连串的动作。
图6是示意性地表示该取样装置的图。
对于该取样装置101而言，使从橡胶挤出机(未图示)挤出的橡胶片G在切割承载台102与配置在其上方的能够升降的冲切切割器104之间通过，使切割器104下降而在其与切割承载台102之间冲切橡胶片G，将冲切出的橡胶片G暂且收容在切割器104的筒孔内，之后在切割器104正下方的样品接收位置P1处利用真空吸盘106吸附上述筒孔内的样品片，样品接收部件105将样品片输送至设置在样品测量部件103上的转盘107的样品交接位置。
可是，该取样装置101基本上是将用于切割挤出后的橡胶片G的以往的手工作业替换为利用机器自动进行这样的装置，由于切取挤出后的橡胶片的一部分，因此不仅切取后剩余的部分仍留下来，而且必须除橡胶挤出机之外还另外设置用于切割样品橡胶而提取样品的切割装置。因此，不仅在成本方面存在问题，而且还存在使装置大型化而需要设置切割装置的场所这样的其他问题。
专利文献1：日本特开2001-150515号公报
专利文献2：日本特开2007-171117号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述以往的问题而完成的，其目的在于无需大型化装置、且能够以简单的结构与挤出橡胶无关地提取样品橡胶。
用于解决问题的方案
(1)本发明的橡胶挤出机包括料筒以及配置在上述料筒中的螺杆，并用于对投入的橡胶进行加压混炼，其特征在于，在料筒的出口侧端部或者出口侧端部的下游侧设有样品橡胶取出通路，该样品橡胶取出通路用于将利用上述螺杆挤出来的橡胶的一部分作为样品橡胶取出，并且上述橡胶挤出机设有用于开闭上述样品橡胶取出通路的通路开闭部件。
(2)本发明的橡胶挤出机是根据上述(1)所述的橡胶挤出机，其特征在于，上述橡胶挤出机具有齿轮泵，上述样品橡胶取出通路设于料筒的出口侧端部与齿轮泵之间。
(3)本发明的橡胶挤出机是根据上述(1)或(2)所述的橡胶挤出机，其特征在于，上述橡胶挤出机具有取样装置，该取样装置安装在料筒的出口侧端部，并在中央部具有成为从料筒挤出的橡胶的通路的中央孔且在该中央孔的内周面具有上述样品橡胶取出通路，并且具有用于开闭上述样品橡胶取出通路的通路开闭部件。
(4)本发明的橡胶挤出机是根据上述(1)至(3)中任一项所述的橡胶挤出机，其特征在于，上述通路开闭部件具有球阀机构。
(5)本发明的橡胶挤出机是根据上述(1)至(4)中任一项所述的橡胶挤出机，其特征在于，上述橡胶挤出机具有在预定的时刻自动操作上述通路开闭部件的驱动机构。
(6)本发明的挤出橡胶的取样方法的特征在于，该挤出橡胶的取样方法包括具有以下工序：将橡胶投入到橡胶挤出机中的工序；一边混炼并输送投入的橡胶一边对该投入的橡胶加压的工序；以及在橡胶挤出机的料筒的出口侧端部或者出口侧端部的下游侧，以预定的定时分流被加压的橡胶的一部分而作为样品提取的工序。
发明的效果
根据本发明，无需如以往那样大型化装置，且对挤出橡胶完全不造成影响并在任意时刻自由地进行挤出橡胶的取样。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的橡胶挤出机的主要部分剖视图。
图2是示意性地表示在图1所示的橡胶挤出机中的橡胶取样装置的剖视图。
图3是表示本发明的第2实施方式的橡胶挤出机的剖视图。
图4是表示本发明的第3实施方式的橡胶挤出机的剖视图。
图5是表示以往的橡胶挤出机的剖视图。
图6是表示以往的挤出橡胶的取样装置的立体图。
具体实施方式
参照附图对本发明的橡胶挤出机以及使用了该橡胶挤出机的挤出橡胶的取样方法进行说明。
图1是本发明的第1实施方式的橡胶挤出机的主要部分剖视图。
如图所示，橡胶挤出机(压缩螺杆橡胶挤出机)10包括收容在料筒12中的螺杆14和安装在料筒12的顶端侧(出口侧)的齿轮泵20，螺杆14包括螺杆轴14(1)和设置在螺杆轴14(1)的外周上的螺旋状的翼部14(2)。与以往相同，该橡胶挤出机10一边通过利用驱动装置(未图示)驱动螺杆14旋转而混炼从料斗(未图示)投入的进料橡胶，一边将该进料橡胶朝向料筒12的顶端输送。
在图示的实施方式中，料筒12以及螺杆14的直径随着朝向顶端去逐渐减小，螺杆轴14(1)相对于连结齿轮泵20的一对齿轮22的齿轮轴22a的线L1不垂直而倾斜，即在图中从左上朝向右下延伸。
另外，在此，螺杆14的翼部14(2)的间距为恒定，且在料筒12中输送的橡胶朝向料筒12的顶端被挤入更狭窄的通路中，其结果，随着朝向顶端侧(出口侧)去逐渐升压。
在本实施方式中，螺杆14的顶端部(出口侧部分)到达至橡胶滞留部25内齿轮泵20的一对齿轮22的橡胶导入口附近。
在此，朝向图中右下延伸的料筒12的顶端面与齿轮泵20的料筒侧外壳的垂直的安装面24之间配置有取样装置30，该取样装置30气密地与上述两者连结，用于将上述螺杆14顶端部周围的橡胶的一部分作为样品取出到外部。
图2是上述取样装置30的横剖视图，图2的A表示设置在取样装置30中的通路开闭装置34的开闭部件即球阀34a的关闭位置，此外，图2的B表示球阀34a的打开位置。
取样装置30的截面呈大致三角形，该截面包括相对于螺杆轴14(1)垂直的靠料筒12侧的面30a、与齿轮泵20的靠料筒侧的安装面24平行的面30b，从料筒12突出的螺杆14贯通取样装置30的中央部，以能够气密地连结料筒12的顶端面与齿轮泵20的料筒侧外壳的垂直的安装面24之间。即，该取样装置30包括：螺杆孔32，其是成为从料筒12挤出来的橡胶的通路的中央孔；通路32a，设置在螺杆孔32的图示下侧周面上，另一端向外界空气侧开口，用于取样；以及通路开闭装置34，其具有设于该通路32a的上述开口处的例如球阀34a。
球阀34a其自身是众所周知的构件，通过转动未图示的操作部件(例如操作杆)，使上述球阀34a的球体以及设置在球体上的通路34(1)a旋转90°而开闭通路32a。即，例如通过转动操作杆，球阀34a打开，使上述通路32a与外界空气连通。由此，螺杆14的顶端侧的被加压了的橡胶的一部分利用与大气之间的压力差从通路32a穿过通路开闭装置34被挤出到外部，作为样品橡胶提取。
当提取了预定量的样品橡胶时，通过操作球阀34a而切断通路32a。
因而，在本实施方式中，无需像以往那样工作人员用刀子切下利用齿轮泵挤出来的橡胶等的工夫，仅通过只是开闭球阀34a的简单操作就能够容易且可靠地取出进料橡胶的样品。
此外，由于在料筒12的下游侧设置有用于取样的通路32a，因此进料橡胶的内压达到取出样品所需的足够的高压，并且因为实质上已完成混炼，所以能够获得与从齿轮泵20排出的橡胶的物理性质、状态实质上相同的样品橡胶。
另外，虽然一般认为由于取出样品橡胶而橡胶滞留部25内的橡胶压力会稍微下降，但是取样的橡胶量与整体的进料橡胶量相比只是微量，此外通过调整螺杆14的转速能够调整进料橡胶的内压，因此不会发生实质的压力下降。此外，由此能够自如地调整取样速度。
此外，用于取样的通路32a的位置配置在橡胶的输送方向上的齿轮泵20的一对齿轮22的上游侧、即跟前侧，因此通过调整齿轮22的转速，也能够调整橡胶在上述橡胶滞留部25内的压力，从而具有由此也能够调整取样速度的优点。
在本实施方式中，即使假设橡胶压力在橡胶滞留25内产生了稍微变动，也能够将利用齿轮泵20排出的橡胶压力调节为恒定。
而且，在上述说明中，虽然对于取样装置30而言，以螺杆轴14(1)和齿轮泵20的料筒侧外壳的垂直的安装面24的配置位置的关系说明了横截面呈大致三角形的装置，但是例如在螺杆轴14(1)和上述安装面24正交的结构中，取样装置30的截面形成为大致矩形。
图3是本发明的第2实施方式的橡胶挤出机(压缩螺杆橡胶挤出机)10A的剖视图。
与第1实施方式的橡胶挤出机10不同，该橡胶挤出机10A不具有齿轮泵。即，该橡胶挤出机10A包括：料筒12A；螺杆14A，以旋转自如的方式支承在料筒12A的内部；模具(口模)40，安装在料筒12A的顶端(图中右侧)；料斗50，设置在料筒12A的后部(图中左侧)的上侧；以及旋转驱动装置52，其是电动机等，用于使螺杆14A旋转。
螺杆14A包括螺杆轴14(1)A、以及设置在螺杆轴14(1)A的外周的螺旋状的翼部14(2)A。
在此，对于螺杆14A而言，螺杆14A的作用下单位时间的进料橡胶的相位空间的容积各不相同，即螺杆14A是翼部14(2)A的间距不同的五级螺杆，即，由从后端部侧(图中左端侧)的第1级螺杆起到前端部侧(图中右端侧)的第5级螺杆为止的五级螺杆构成。因此，从料斗50投入的橡胶在被螺杆14A一边混炼一边输送的期间，其内压逐渐上升而在排出口处达到预定的压力。
在料筒12A的顶端侧(出口侧)形成有用于取样的通路12(2)A，该通路12(2)A在与螺杆14A的模具40的通路42连通的通路12(1)A的周壁上开口。在该通路12(2)A的料筒12A周面的出口侧，在料筒12A的外周一体地安装有通路开闭装置34，该通路开闭装置34具有与第1实施方式中的说明相同的球阀34a。
根据该结构，与第1实施方式相同，通过利用未图示的杆等任意的部件使通路开闭装置34的球阀34a旋转而将上述通路12(2)A向外界空气打开，能够将被加压的橡胶的一部分利用其压力使其穿过通路12(2)A、通路开闭装置34而取出为样品。
能够利用螺杆14A的级数以及转速的增加而提高对进料橡胶施加的压力，因此在该情况下也能够自如地调整进料橡胶的压力，从而也能够自如地调整取样速度。
此外，由于在料筒12A的出口侧端部设置有用于取样的通路12(2)A，因此进料橡胶的内压到达取出样品所需的足够的高压，并且因为已彻底完成混炼，所以能够获得与从模具40排出的橡胶的物理性质、状态实质上相同的样品橡胶。
图4是表示第3实施方式的橡胶挤出机的剖视图，基本上与第2实施方式的橡胶挤出机(压缩螺杆橡胶挤出机)10A相同，但是在此，与第1实施方式同样，相对于料筒12A独立地构成取样装置30，该取样装置30夹设在挤出料筒12A与模具40之间。取样装置30在中央部具有通路32A，该通路32A分别与料筒12A的通路12(1)A、同模具40的排出口相连的通路42相连通，取样装置30具有在该中央部的通路32A处开口且另一端向外界空气侧开口的用于取样的通路32b，取样装置30的横截面形状如图所示那样为大致矩形。在通路32b的出口侧安装有具有与第1实施方式中的说明相同的球阀34a的通路开闭装置34。
通过如此构成取样装置30，无需在料筒12A侧实施加工就能够直接安装在已有的橡胶挤出机10A上。
根据本实施方式，由于在料筒12A的下游侧设置有用于取样的通路32b，因此进料橡胶的内压到达取出样品所需的足够的高压，并且因为利用螺杆14A的混炼已完成，所以能够获得与从模具40排出的橡胶的物理性质实质上相同的样品橡胶。
另外，在以上的各实施方式中，虽然对球阀34a的切换说明了旋转手动杆的方式，但是其切换也可以自动进行。
即，例如使用未图示的控制装置和小型电动机等驱动部件并利用任意的机构使球阀旋转。其取样的定时可以在上述控制装置中自由地设定。
此外，与此同时，将提取的样品橡胶收容在容器中，利用适宜的部件，例如将提取的样品直接载置到传送带上而输送至检查装置，或者使其落入与取样的定时相对应地间歇移动的容器中而输送至检查装置，此外利用例如专利文献2所记载的真空吸盘等任意的部件输送至检查装置。
通过如此自动地输送至检查位置，能够按照取样的顺序测量样品橡胶，因此不会发生样品橡胶的混淆。而且，也能够通过使上述控制装置和检查装置协同工作而将检查结果存储在存储部件中，或者利用输出部件输出检查结果，或者利用显示部件显示检查结果。
接着，对在具有以上说明的取样装置的橡胶的橡胶挤出机中的取样方法进行说明。
首先，将橡胶(粗橡胶)投入到橡胶挤出机的料斗中(步骤1)。接着，投入的橡胶在橡胶挤出机的料筒中被螺杆一边混炼一边输送，并压力逐渐升高(步骤2)。在螺杆的出口附近，在预定的定时将被输送且被混炼的橡胶的一部分分流至料筒的出口侧端部或者出口侧端部的下游侧设于橡胶通路的周壁的相对于外界空气开闭自如的通路而提取(步骤3)，将这样取出的橡胶输送至检查装置。
另外，虽然在橡胶挤出机的螺杆工作时、或者橡胶挤出机带有齿轮泵的情况下螺杆和齿轮泵工作时进行取样，但是只要维持橡胶的压力即使在它们停止时也能够进行取样。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是上述通路开闭装置34的开闭部件不是必须为球阀，例如也可以是电磁阀等，总之只要是能够开闭用于橡胶的取样的通路即可。
附图标记说明
10、10A橡胶挤出机；12、12A料筒；12(1)A、12(2)A通路；14、14A螺杆；14(1)、14(1)A螺杆轴；14(2)、14(2)A翼部；20齿轮泵；22齿轮；22a齿轮轴；24安装面；25橡胶滞留部；30取样装置；32螺杆孔；32a、32b(用于取样的)通路；34通路开闭装置；34a球阀；34(1)a球阀的通路；40模具；42(模具的)通路；50料斗；52驱动装置(电动机)。

Claims (4)

1.一种橡胶挤出机，包括料筒以及配置在上述料筒中的螺杆，并用于对投入的橡胶进行加压混炼，其特征在于，
该橡胶挤出机还包括安装在上述料筒的出口侧端部的取样装置，上述取样装置在中央部具有成为从上述料筒挤出的橡胶的通路的中央孔且在该中央孔的内周面具有样品橡胶取出通路，并且上述取样装置设置有通路开闭部件，该通路开闭部件用于开闭上述样品橡胶取出通路，并且
上述料筒的直径以及上述螺杆的直径朝向顶端去逐渐减小，
上述螺杆的顶端部到达至齿轮泵的一对齿轮的橡胶导入口附近，
上述螺杆的螺杆轴相对于连结上述齿轮泵的上述一对齿轮的齿轮轴的线倾斜，并且
上述取样装置的截面呈大致三角形，上述取样装置的截面包括相对于上述螺杆轴垂直的靠料筒侧的面以及与上述齿轮泵的靠料筒侧的安装面平行的面，并且从上述料筒突出的上述螺杆贯通上述取样装置的中央部。
2.根据权利要求1所述的橡胶挤出机，其特征在于，
上述通路开闭部件具有球阀机构。
3.根据权利要求1或2所述的橡胶挤出机，其特征在于，
上述橡胶挤出机还包括以预定的定时自动操作上述通路开闭部件的驱动机构。
4.一种权利要求1所述的橡胶挤出机的挤出橡胶的取样方法，其特征在于，该挤出橡胶的取样方法包括以下工序：
将橡胶投入到包括料筒以及配置在上述料筒中的螺杆的橡胶挤出机中的工序；
利用分别朝向顶端去直径逐渐减小的上述料筒以及上述螺杆一边混炼并输送投入的橡胶一边对该投入的橡胶加压的工序；以及
通过设置在橡胶挤出机的料筒的出口侧端部和安装在上述料筒的齿轮泵之间的样品橡胶取出通路，以预定的定时分流被加压了的橡胶的一部分而作为样品提取的工序。
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