CN103358415A - 一种节能化混炼橡胶的方法及其组合设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于橡胶干法混炼加工的技术领域，公开了一种节能化混炼橡胶的方法及其组合设备。该方法包括以下步骤：首先将30～350重量份的粉末辅料和7～50重量份的软化剂在密闭防尘的条件下预先混匀，然后加入100重量份的橡胶胶团混合捏炼，捏炼后得到橡胶制品业所用的加工过程的中间产物或产品。节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，包括低扭矩的粉体混合机械(1)、密闭和防尘的配料组合机械(2)、高扭矩的橡胶混炼捏合机械(3)和中间储料仓(4)；在密闭和防尘的配料组合机械(2)与高扭矩的橡胶混炼捏合机械(3)之间设置有低扭矩的粉体混合机械(1)和中间储料仓(4)；中间储料仓(4)位于低扭矩的粉体混合机械(1)之后。本发明的节能效果显著。

Description

一种节能化混炼橡胶的方法及其组合设备

技术领域

本发明属于橡胶干法混炼加工的技术领域，涉及一种节能化混炼橡胶的方法及其组合设备。

背景技术

在现有最推崇的对橡胶干法混炼加工技术中，就是使用密闭、防尘的自动化配料机械将粉末辅料、软化剂物料分别计量后，与计量的橡胶胶团被一起投入高扭矩的密炼机械中实施混合捏炼；这种方法虽然在清洁化和节能、省工上较传统的开放式开炼机混炼已有了很大的进步，但这种混炼方式仍存在着简单却不太省能的瑕疵，此瑕疵具体是：将占被处理物料总重量27～80％的仅需用低扭矩的粉体混合机械就能实施低耗能混合的粉末辅料、软化剂物料，也被投进高扭矩的高耗能密炼机械中，即将各具有不同最佳省能混合方式的两类物料简单地参合在一起，都使用高扭矩的高耗能机械实施混合。

在公知的橡胶用粉末辅料生产技术领域，虽然已经知道对如炭黑、白炭黑等粉体预先拌合某些亲油性物料(此类亲油性物料都可被并入广义的橡胶软化剂的范畴)，如炭黑与其重量0.5～5％的糖蜜或妥尔油相混，白炭黑与其重量0.5～1％的硅油相混等，都能使粉体在与橡胶混炼时加快粉体入胶团的速度，即具有混炼节能的效果，但在现时对橡胶干法混炼加工技术领域中，并没有设置将所有粉体与尽可能多的软化剂物料都实施统一预先拌合的处理过程，也未见有这方面的文献报道。

从对现有技术的分析看，在防尘、省工的前提下，在橡胶干法混炼加工过程中，仍有进一步实施节能的创新要求和实现可能。

发明内容

针对现有技术存在的能耗尚显偏高的瑕疵，本发明的目的是提供一种节能化混炼橡胶的方法。

本发明的另一个目的是提供一种上述节能化混炼橡胶所用到的组合设备。

本发明的构思在于：将占被处理物料总重量27～80％的粉末辅料和软化剂物料，先用具有低扭矩特征的粉体混合机械，用较少的电能实施粉末辅料与其相比呈尽可能多量的软化剂物料，在密闭防尘的装备条件下预先混合，如将配方中的所有粉体与所有软化剂物料预先混合，挤出混炼橡胶配方中的大量粉体中所携带的大量空气，使粉末辅料表面尽可能多地覆盖上具有亲胶团的油性橡胶软化剂类物料；然后再将已混匀的粉末辅料和软化剂混合物料定量输入具有高扭矩特征的橡胶捏合混炼机械中，与计量投入的橡胶胶团一起被实施混合捏炼；本发明构思是通过用较少的电能先实现粉末辅料和软化剂物料相混合的方式，挤出粉末辅料所携的大量空气，改善粉末辅料的亲胶团物性，从而大大缩短促使粉末辅料融入橡胶胶团的混炼操作时间，即大大减少具有高扭矩特征的高耗能捏合混炼机械的能耗。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种节能化混炼橡胶的方法，该方法包括以下步骤：首先将30～350重量份的粉末辅料和7～50重量份的软化剂在密闭防尘的条件下预先混匀，然后再加入100重量份的橡胶胶团混合捏炼，捏炼后得到橡胶制品业所用的加工过程的中间产物或产品-混炼橡胶的胶料。

所得胶料在使用时，可在开炼机中开放式加入硫磺、促进剂或无粉尘的橡胶胶团料，然后成型。

所述的粉末辅料至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：

炭黑、白炭黑、陶土、碳酸钙、粉煤灰、锌钡白、氧化锌、钛白粉、绢英石、膨润土、橡胶粉、短纤维、石膏、盐泥粉、滑石粉、颜料粉、2-二氢化喹啉聚合体(简称防老剂RD)或N-异丙基-N’-苯基对苯二胺合锌(简称防老剂4010NA)等。

所述的软化剂至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：

机油、白油、石蜡油、石蜡、氯化石蜡、氯化石蜡油、环烷油、松香、改性松香、妥尔油、植物油、变压器油、硬脂酸、脂肪酸、十八醇、二甘醇、芳烃油或甘油等。

所述的橡胶胶团至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：天然橡胶、合成橡胶或再生橡胶。

所述的合成橡胶至少包括丁苯橡胶。

本发明还提供了一种实施上述节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，该组合设备包括密闭和防尘的配料组合机械、高扭矩的橡胶混炼捏合机械、低扭矩的粉体混合机械和中间储料仓；在密闭和防尘的配料组合机械与高扭矩的橡胶混炼捏合机械之间设置有低扭矩的粉体混合机械和中间储料仓；中间储料仓位于低扭矩的粉体混合机械之后。

所述的低扭矩的粉体混合机械是指将一种非标的管式拌合输送机串联在至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合之后：卧式粉体混合机或立式粉体混合机。

所述的卧式粉体混合机为卧式螺带混合机、卧式犁刀混合机或卧式无重力混合机等的一种或一种以上的组合。

所述的立式粉体混合机为立式锥形混合机，至少包括立式双螺旋锥形混合机。

所述的一种非标的管式拌合输送机是指在一长管内设置有与管中心轴的方向平行的旋转轴，在轴上设置有密集的旋刀，此密集的旋刀的工作转速至少包括600～800转/分钟范围；其中：长管的规格为1～3m，内径为0.08～0.3m；密集的旋刀的密集的特征至少包括：每把旋刀在轴上的间距为0～0.1m。

所述的密闭和防尘的配料组合机械至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合：

粉体储料罐、密闭粉体输送机、带加热器的软化剂储料罐、带加热的液体输送管道、秤量用衡器或定量螺旋输送器。

所述的高扭矩的橡胶混炼捏合机械至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合：橡胶密炼机或捏合机。

所述的捏合机为橡胶捏合机、真空捏合机、翻转式捏合机、螺杆挤出型捏合机或螺杆挤出机。

所述的中间储料仓是指各种公知的便于粉体下落出料的下部呈方锥或圆椎形的粉体储料罐或储料仓单元机械的一种或一种以上的组合。

所述的节能化混炼橡胶所用到的组合设备设置有自动化操控电路电器或/和设置有程序化电脑操控电路。

本发明还包括用所述方法得到的混炼橡胶产品，其生产过程中存在粉末辅料和软化剂物料预先经过混合处理，再入高扭矩橡胶捏合混炼机械中的处理过程；或和所述混炼橡胶产品中的粉末辅料和软化剂物料占总重量40～80％。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明所述的方法，能较现时的将粉末辅料、软化剂、橡胶胶团一步法直接在密炼机或捏合机中捏炼混合的方法，至少要节能5％～30％；由于本发明的技术方案能减少每车混炼胶料的在密炼机或捏合机中的混炼时间，由此给混炼工序在不增加劳力和密炼机或捏合机设备的情况下，提供了增产5％～25％的基础。

2、实现本发明所述方法的组合装备，其特别之处在于，即：先用常用于粉体混合加工的单元机械，如卧式粉体混合机等的一种或一种以上的组合对粉末辅料和软化剂实施粗混合，再用设置有密集的旋刀且高速转速的所述一种非标的管式拌合输送机实施输送和精细混合；从而实现先用少量的电能，挤出粉末辅料所携的大量空气，使粉末辅料具有亲胶团性，从而大大缩短后续的促使粉末辅料融入橡胶胶团的高耗能捏合混炼的操作时间，即大大减少具有高扭矩特征的高耗能捏合混炼机械的能耗。

附图说明

图1为本发明所提出的一种节能化混炼橡胶所用到的组合设备的方框示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

1、胶料配方：被处理的胶料配方如下表1所示：

表1

2、具体处理：要被处理的胶料配方如表1所示，将欲入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料1～4与软化剂1～3物料，分别使用密闭和防尘的配料组合机械2，按混炼橡胶的配方要求，从属于密闭和防尘的配料组合机械2中的各物料的储料槽所附设的秤量用衡器，计量秤取配方量的10倍量，即粉末辅料和软化剂总量为655kg为一个混合处理批次，用属于密闭和防尘的配料组合机械2中的密闭输送机导入能一次处理此物料量的低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里，进行粉末辅料与软化剂物料的粗混合，此粗混合处理的物料占入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3胶料配方重量的39.6％，开机混合操作约10分钟，粗混匀后的粉末辅料和软化剂混合料再经由低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机精细混合，并先送予便于粉体下出料的下部呈方锥形的中间储料仓4暂存，将总量为655kg的精细混合后物料送入中间储料仓4所需时间为15分钟，然后再将中间储料仓4中的粉末辅料和软化剂的精细混合料均分成10个批次(即每次取65.5kg)输入合适处理量的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中，与计量好的(每次取100kg)橡胶胶团1即天然橡胶一起混炼，开机混炼操作约1.8～2.5分钟即能出料，出机后的胶团物料可按现时公知技术处理。所述公知技术处理是指配方中的硫磺(即粉末辅料6)或和促进剂MDB(即粉末辅料5，)可与现有技术一样，将其在胶料要进硫化模具前再用开炼机加入。

本实施例中所述的粉末辅料和软化剂混合料以及橡胶胶团1，在进高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中时都能很容易的被测定或/和限定物料的温度，在高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中工作和散热量稳定的工况条件下，采用限定出胶温度的密炼操控方式，本实施例比原先多组分物料分别进密炼机所导致的进机物料温度变化要简单和稳定得多，这样每批次密炼处理出的胶料的门尼黏度和炭黑分散性的差异性也将好于现有技术。本实施例的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中具体使用的密炼机开机时间能较现时无粉末辅料预混处理的要缩短1.0～1.8分钟。

本实施例中所述的低扭矩的粉体混合机械1，其中所用及的一种非标的管式拌合输送机是选用江阴市恒隆粉体设备厂专门为此组合设备特制的非标机械，其主要参数是：在一管长在2.5m，内径0.2m的管内设置有管径向的轴，在轴上装有密集的旋刀，每把旋刀在轴上的间距为零，每分钟轴带着旋刀旋转转速在600～700转范围，电机功率为7.5kw；在一种非标的管式拌合输送机进口上串接的是：上海世赫机电设备有限公司出品的SDH-2卧式犁刀混合机，此混合机的一次粉体处理量为600～1200kg，其驱动电机功率是15kW；

本实施例中所述的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3，是选用大连华韩橡塑机械有限公司的XM-250X20(两棱)密炼机，此密炼机的工作容积为140L，其驱动电机功率是250kW。

3、比较总结：

本实施例的用电量：在忽略电机功率因素的条件下就是：

15kW×10/60(h)+7.5kW×15/60(h)+10批次×250kW×(1.8～2.5)/60(h)/批次

＝2.5(度)+1.875(度)+[75～104.2](度)

≈79.4～108.6(度)；

用现有技术实施本例混炼胶的用电量：也在忽略电机功率因素的条件下就是：

10批次×250kW×[(1.8～2.5)/60+(1.0～1.8)/60](h)/批次

＝2500kW×[(2.8～4.3)/60](h)

≈116.7～1792(度)；

节电百分率估算：

[1-本例法用电量/现有技术用电量]×100％

＝{1-[79.4～108.6](度)/[116.7～179.2](度)}×100％

＝{1-[0.931～0.443]}×100％

＝6.9～55.7％。

本实施例是一个典型的轮胎胎面胶料，含胶率为59.34％，混炼橡胶料中的经预混后再入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料和软化剂物料约占混炼橡胶总重量的40％；如换成含胶率仅在20％等的高含粉末辅料和软化剂的填充母胶料，或输送带或胶鞋底等含胶率在30％、40％、50％等的专用胶料，则所需入胶团的粉末辅料和软化剂物料就分别会是占总重量的80％、70％、60％、50％，即都比本实施例多，那末用本发明的炼胶方法所省下的电能不会少于本实施例。

所以保守地讲，实施本发明能在橡胶混炼工序至少要节能5～30％。

值得指出的是，粉末辅料和软化剂物料在低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里只能高效地实现粗混，这是由于在此类公知的粉体单元机械中，搅拌器与物料中呈固体的石蜡、硬脂酸等相对少量物料的有效碰撞的概率很低，故要用其实现精细混合则会用很长的时间；紧接着用低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机，能用高速旋刀将集于管状狭小空间中的呈固体的石蜡、硬脂酸等相对少量物料实施高概率的有效碰撞，从而达到对粉末辅料和软化剂物料的高效精细混合和输送目的；进而实现在低扭矩的粉体混合机械1中先用少量的电能，挤出粉末辅料所携的大量空气，使粉末辅料具有亲胶团性，为在高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中大大缩短后续的促使粉末辅料融入橡胶胶团的高耗能捏合混炼的操作时间打下了基础。

实施例2

1、胶料配方：被处理的胶料配方如下表2所示：

表2

2、具体处理：要被处理的胶料配方如表2所示，将欲入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料1～7与软化剂1～4物料，分别使用密闭和防尘的配料组合机械2，按混炼橡胶的配方要求，从属于密闭和防尘的配料组合机械2中的各物料的储料槽所附设的秤量用衡器，计量秤取配方量的3倍量，即粉末辅料和软化剂总量为1200kg为一个混合处理批次，用属于密闭和防尘的配料组合机械2中的密闭输送机导入低扭矩的能一次处理此物料量的低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里，进行粉末辅料与软化剂物料的粗混合，此粗混合处理的物料占入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3胶料配方重量的80％，开机混合操作约10分钟，粗混匀后的粉末辅料和软化剂粗混合料，再经由低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机精细混合，并先送予便于粉体下出料的下部呈圆椎形的中间储料仓4暂存，将总量为1200kg的混合后物料送入中间储料仓4所需时间约为25分钟，然后再将中间储料仓4中的粉末辅料和软化剂混合料均分成10个批次(即每次取120kg)输入合适处理量的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中，与计量好的(每次取30kg)橡胶胶团1即丁苯橡胶一起混炼，开机混炼操作约1.8分钟即能出料，出机后的热物料呈松糕状的不能连片的胶料，待放置自然冷却后，物料又呈不粘手的松糕状胶团，物料的利用可按现时公知技术处理。所述公知技术处理，是指在胶料要进硫化模具前再用开炼机加入硫磺和促进剂，或再根据不同配方所需的含胶率要求，也用开炼机适量加入纯橡胶等。

本实施例的密炼机开机时间能较现时无粉末辅料预混处理的要缩短1.5分钟。

本实施例中所用的组合设备与实施例1相同

3、比较总结：

本实施例的用电量：在忽略电机功率因素的条件下就是：

15kW×10/60(h)+7.5kW×25/60(h)+10批次×250kW×[1.8/60](h)/批次

＝2.5(度)+3.125(度)+75(度)

＝80.625(度)；

用现有技术实施本例混炼胶的用电量：也在忽略电机功率因素的条件下就是：

10批次×250kW×[1.8/60+1.5/60](h)/批次

＝2500kW×0.055(h)

＝137.5(度)；

节电百分率估算：

[1-本例法用电量/现有技术用电量]×100％

＝{1-80.625(度)/137.5(度)}×100％

＝{1-0.586}×100％

＝41.4％。

本实施例是一个典型的含有炭黑、碳酸钙、陶土、胶粉的粉末辅料的填充母胶料，含胶率为20％，混炼橡胶料中的经预混后再入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料和软化剂物料约占混炼橡胶总重量的80％。

实施例3

1、胶料配方：被处理的胶料配方如下表3所示：

表3

2、具体处理：要被处理的胶料配方如表3所示，将欲入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料1～6与软化剂1～4物料，分别使用密闭和防尘的配料组合机械2，按混炼橡胶的配方要求，从属于密闭和防尘的配料组合机械2中的各物料的储料槽所附设的秤量用衡器，计量秤取配方量的3.5倍量，即粉末辅料和软化剂总量为1125.25kg为一个混合处理批次，用属于密闭和防尘的配料组合机械2中的密闭输送机导入低扭矩的能一次处理此物料量的低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里，进行粉末辅料与软化剂物料的粗混合，此粗混合处理的物料占入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3胶料配方重量的76.3％，开机混合操作约10分钟，粗混匀后的粉末辅料和软化剂粗混合料，再经由低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机精细混合，并先送予便于粉体下出料的下部呈圆锥形的中间储料仓4暂存，将总量为1125.25kg的混合后物料送入中间储料仓4所需时间约为24分钟，然后再将中间储料仓4中的粉末辅料和软化剂混合料均分成10个批次(即每次取112.525kg)输入合适处理量的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中，与计量好的(每次取34.952kg)橡胶胶团1即丁苯橡胶一起混炼，开机混炼操作约1.8分钟即能出料，出机后的热物料呈松糕状的能连片胶料，物料的后续利用可按现时公知技术处理。所述公知技术处理，是指在胶料要进硫化模具前再用开炼机加入硫磺和促进剂，或再根据不同配方所需的含胶率要求，也用开炼机适量加入纯橡胶等。

本实施例的密炼机开机时间能较现时无粉末辅料预混处理的要缩短1.5分钟。

本实施例中所用的组合设备与实施例1相同

3、比较总结：

本实施例的用电量：在忽略电机功率因素的条件下就是：

15kW×10/60(h)+7.5kW×24/60(h)+10批次×250kW×[1.8/60](h)/批次

＝2.5(度)+3(度)+75(度)

＝80.5(度)；

用现有技术实施本例混炼胶的用电量：也在忽略电机功率因素的条件下就是：

10批次×250kW×[1.8/60+1.5/60](h)/批次

＝2500kW×0.055(h)

＝137.5(度)；

节电百分率估算：

[1-本例法用电量/现有技术用电量]×100％

＝{1-80.5(度)/137.5(度)}×100％

＝{1-0.585}×100％

＝41.5％。

本实施例也是一个典型的含有炭黑、碳酸钙、胶粉的粉末辅料的填充母胶料，含胶率为23.7％，混炼橡胶料中的经预混后再入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料和软化剂物料约占混炼橡胶总重量的76.3％。

实施例4

1、胶料配方：被处理的胶料配方如下表4所示：

表4

2、具体处理：要被处理的胶料配方如表4所示，将欲入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料1与软化剂1～3物料，分别使用密闭和防尘的配料组合机械2，按混炼橡胶的配方要求，从属于密闭和防尘的配料组合机械2中的各物料的储料槽所附设的秤量用衡器，计量秤取配方量的4倍量，即粉末辅料和软化剂总量为1000kg为一个混合处理批次，用属于密闭和防尘的配料组合机械2中的密闭输送机导入低扭矩的能一次处理此物料量的低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里，进行粉末辅料与软化剂物料的粗混合，此粗混合处理的物料占入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3胶料配方重量的71.4％，开机混合操作约7分钟，粗混匀后的粉末辅料和软化剂粗混合料，再经由低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机精细混合，并先送予便于粉体下出料的下部呈圆锥形的中间储料仓4暂存，将总量为1000kg的混合后物料送入中间储料仓4所需时间约为24分钟，然后再将中间储料仓4中的粉末辅料和软化剂混合料均分成10个批次(即每次取100kg)输入合适处理量的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中，与计量好的(每次取40.056kg)橡胶胶团1即再生橡胶一起混炼，开机混炼操作约1.8分钟即能出料，出机后的热物料呈松糕状的不连片胶料，经自然冷却后，物料呈松糕状团的不粘手胶料，物料的后续利用可按现时公知技术处理。所述公知技术处理，是指在胶料要进硫化模具前再用开炼机加入硫磺、促进剂，和再根据不同配方所需的含胶率要求，也用开炼机适量加入纯天然橡胶或/和合成橡胶等。

本实施例的密炼机开机时间能较现时无粉末辅料预混处理的要缩短1.5分钟。

本实施例中所用的组合设备与实施例1相同

3、比较总结：

本实施例的用电量：在忽略电机功率因素的条件下就是：

15kW×7/60(h)+7.5kW×24/60(h)+10批次×250kW×[18/60](h)/批次

＝1.75(度)+3(度)+75(度)

＝79.75(度)；

用现有技术实施本例混炼胶的用电量：也在忽略电机功率因素的条件下就是：

10批次×250kW×[18/60+1.5/60](h)/批次

＝2500kW×0.055(h)

＝137.5(度)；

节电百分率估算：

[1-本例法用电量/现有技术用电量]×100％

＝{1-79.75(度)/137.5(度)}×100％

＝{1-0.58}×100％

＝42％。

本实施例是一个典型的含有胶粉的粉末辅料的二次橡胶的母胶料，含有含胶率约为40％的轮胎再生28.6％，混炼橡胶料中的经预混后再入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料和软化剂物料约占混炼橡胶总重量的71.4％。

实施例5

1、胶料配方：被处理的胶料配方如下表5所示：

表5

2、具体处理：要被处理的胶料配方如表5所示，将欲入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料1与软化剂1～3物料，分别使用密闭和防尘的配料组合机械2，按混炼橡胶的配方要求，从属于密闭和防尘的配料组合机械2中的各物料的储料槽所附设的秤量用衡器，计量配料，秤取配方量的30倍量，即粉末辅料和软化剂重量总量为1110kg为一个混合处理批次，用属于密闭和防尘的配料组合机械2中的密闭输送机导入低扭矩的能一次处理此物料量的低扭矩的粉体混合机械1中的卧式犁刀混合机里，进行粉末辅料与软化剂物料的粗混合，此粗混合处理的物料占入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3胶料配方重量的27％，开机混合操作约7分钟，粗混匀后的粉末辅料和软化剂粗混合料，再经由低扭矩的粉体混合机械1中的一种非标的管式拌合输送机精细混合，并先送予便于粉体下出料的下部呈园锥形的中间储料仓4暂存，将总量为1110kg的混合后物料送入中间储料仓4所需时间约为26分钟，然后再将中间储料仓4中的粉末辅料和软化剂混合料均分成30个批次(即每次取37kg)输入合适处理量的高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中，与计量好的(每次取100kg)橡胶胶团1和2即顺丁橡胶80kg和再生橡胶20kg一起混炼，开机混炼操作约1.5分钟即能出料，出机后的热物料呈能连片的胶团料，经开炼机出片，导风冷却后叠片堆垛，进行胶料的后续利用处理，所述后续利用处理，是指在胶料要进硫化模具前再用开炼机加入硫磺、促进剂，或再根据不同配方所需的含胶率要求，再用开炼机适量加入纯天然橡胶或/和合成橡胶等。

本实施例的密炼机开机时间能较现时无粉末辅料预混处理的要缩短0.2分钟。

本实施例中所用的组合设备与实施例1相同。

3、比较总结：

本实施例的合计重量137份之方的用电量：在忽略电机功率因素的条件下就是：

15kW×7/60(h)+7.5kW×26/60(h)+30批次×250kW×[1.5/60](h)/批次

＝1.75(度)+3.25(度)+187.5(度)

＝192.5(度)；

用现有技术实施本例混炼胶的用电量：也在忽略电机功率因素的条件下就是：

30批次×250kW×[0.2/60+1.5/60](h)/批次

＝7500kW×0.028(h)

＝210(度)；

节电百分率估算：

[1-本例法用电量/现有技术用电量]×100％

＝{1-192.5(度)/210(度)}×100％

＝{1-0.917}×100％

＝8.3％。

本实施例也是一个典型的高含胶率的胶料，含有合成橡胶58.4％，含有含胶率约为40％的轮胎再生14.6％，混炼橡胶料中的经预混后再入高扭矩的橡胶混炼捏合机械3的粉末辅料和软化剂物料约占混炼橡胶总重量的27％。

实施例6

一种节能化混炼橡胶所用到的组合设备，如图1所示，为本发明所提出的一种节能化混炼橡胶所用到的组合设备的方框示意图。

一种实施上述节能化混炼橡胶所用到的组合设备，该组合设备包括密闭和防尘的配料组合机械2、高扭矩的橡胶混炼捏合机械3、低扭矩的粉体混合机械1和中间储料仓4；在密闭和防尘的配料组合机械2与高扭矩的橡胶混炼捏合机械3之间设置有低扭矩的粉体混合机械1和中间储料仓4。

图中1为低扭矩的粉体混合机械，是指将一种非标的管式拌合输送机串联在至少包括如下所述常用于粉体混合加工的单元机械的一种或一种以上的组合之后：卧式粉体混合机或立式粉体混合机。其中：卧式粉体混合机为卧式螺带混合机、卧式犁刀混合机或卧式无重力混合机等的一种或一种以上的组合；立式粉体混合机为立式双螺旋锥形混合机。

一种非标的管式拌合输送机是指在一长管内设置有与管中心轴的方向平行的旋转轴，在轴上设置有密集的旋刀，此密集的旋刀的工作转速至少包括600～800转/分钟范围；其中：长管的规格至少包括管长在1～3m范围，内径在0.08～0.3m范围；密集的旋刀的密集的特征至少包括：每把旋刀在轴上的间距为0～0.1m。

所述旋刀其形状至少包括与普通家用的集豆浆、干磨、绞肉等多功能于一体的食品搅拌粉碎机中的旋刀形状；这种粉体混合的组合机械，由于其串联接入了并非公知的一种非标的管式拌合输送机，而成为一种非公知的组合机械产品；所述一种非标的管式拌合输送机，能用高速旋刀将集于管状狭小空间中的呈固体的石蜡、硬脂酸、松香树脂等相对少量物料实施高概率的有效碰撞，从而达到对粉末辅料和软化剂物料的高效精细混合和输送目的；进而实现在低扭矩的粉体混合机械1中先用少量的电能，挤出粉末辅料所携的大量空气，使粉末辅料具有亲胶团性，为在高扭矩的橡胶混炼捏合机械3中大大缩短后续的高耗能捏合混炼的操作时间打下了基础。

图中2为密闭和防尘的配料组合机械，至少包括如下所述常用于粉体混合加工的单元机械的一种或一种以上的组合：

粉体储料罐、密闭粉体输送机、带加热器的软化剂储料罐、带加热的液体输送管道、秤量用衡器或定量螺旋输送器；这种组合机械是一种公知产品；

图中3为高扭矩的橡胶混炼捏合机械，至少包括如下所述常用于橡胶混炼加工的单元机械的一种或一种以上的组合：橡胶密炼机或捏合机；其中：捏合机为橡胶捏合机、真空捏合机、翻转式捏合机、螺杆挤出型捏合机或螺杆挤出机；这种橡胶混炼机械也是一种公知产品；

图中4为中间储料仓，也是是一种公知产品；是指各种公知的便于粉体下落出料的下部呈方锥或圆椎形的粉体储料罐或储料仓单元机械的一种或一种以上的组合。

由于低扭矩的粉体混合机械1为一种非公知的组合机械，其与公知的密闭和防尘的配料组合机械2、高扭矩的橡胶混炼捏合机械3和中间储料仓4组合后，组成了非公知的节能化混炼橡胶所用到的组合设备。

本实施例所述的组合设备，能采用公知技术，对其配置自动化操控电路电器或和设置有程序化电脑操控电路，来控制其运作。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节能化混炼橡胶的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：首先将30～350重量份的粉末辅料和7～50重量份的软化剂在密闭防尘的条件下预先混匀，然后再加入100重量份的橡胶胶团混合捏炼，捏炼后得到橡胶制品业所用的加工过程的中间产物或产品。

2.根据权利要求1所述的节能化混炼橡胶的方法，其特征在于：所述的粉末辅料至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：

炭黑、白炭黑、陶土、碳酸钙、粉煤灰、锌钡白、氧化锌、钛白粉、绢英石、膨润土、橡胶粉、短纤维、石膏、盐泥粉、滑石粉、颜料粉、2-二氢化喹啉聚合体或N-异丙基-N’-苯基对苯二胺合锌；

所述的软化剂至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：

机油、白油、石蜡油、石蜡、氯化石蜡、氯化石蜡油、环烷油、松香、改性松香、妥尔油、植物油、变压器油、硬脂酸、脂肪酸、十八醇、二甘醇、芳烃油或甘油；

所述的橡胶胶团至少包括如下所述的一种或一种以上的组合：

天然橡胶、合成橡胶或再生橡胶。

3.根据权利要求2所述的节能化混炼橡胶的方法，其特征在于：所述的合成橡胶至少包括丁苯橡胶。

4.权利要求1至3任一所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：该组合设备包括低扭矩的粉体混合机械(1)、密闭和防尘的配料组合机械(2)、高扭矩的橡胶混炼捏合机械(3)和中间储料仓(4)；在密闭和防尘的配料组合机械(2)与高扭矩的橡胶混炼捏合机械(3)之间设置有低扭矩的粉体混合机械(1)和中间储料仓(4)；中间储料仓(4)位于低扭矩的粉体混合机械(1)之后。

5.根据权利要求4所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的低扭矩的粉体混合机械(1)是指将一种非标的管式拌合输送机串联在至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合之后：

卧式粉体混合机或立式粉体混合机。

6.根据权利要求5所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的卧式粉体混合机为卧式螺带混合机、卧式犁刀混合机或卧式无重力混合机的一种或一种以上的组合；所述的立式粉体混合机为立式锥形混合机，至少包括立式双螺旋锥形混合机；所述的一种非标的管式拌合输送机是指在一长管内设置有与管中心轴的方向平行的旋转轴，在轴上设置有密集的旋刀，此密集的旋刀的工作转速至少包括600～800转/分钟范围；其中：长管的规格为1～3m，内径为0.08～0.3m；密集的旋刀的密集的特征至少包括：每把旋刀在轴上的间距为0～0.1m。

7.根据权利要求4所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的密闭和防尘的配料组合机械(2)至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合：

粉体储料罐、密闭粉体输送机、带加热器的软化剂储料罐、带加热的液体输送管道、秤量用衡器或定量螺旋输送器。

8.根据权利要求4所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的高扭矩的橡胶混炼捏合机械(3)至少包括如下所述机械的一种或一种以上的组合：橡胶密炼机或捏合机。

9.根据权利要求8所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的捏合机为橡胶捏合机、真空捏合机、翻转式捏合机、螺杆挤出型捏合机或螺杆挤出机。

10.根据权利要求4所述的节能化混炼橡胶的方法所用到的组合设备，其特征在于：所述的中间储料仓(4)是指便于粉体下落出料的下部呈方锥或圆椎形的粉体储料罐或储料仓单元机械的一种或一种以上的组合。

Images