CN104723470A - 一种具有三维微肋结构的密炼机转子 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶机械加工领域，特别涉及的是一种具有三维微肋结构的密炼机转子。该转子是在传统四棱转子的基础上，在短棱、长棱之间加上若干三维微肋结构，其中三维微肋呈螺旋形且分布在转子两侧，三维微肋直径小于转子长棱和短棱的最大直径。该发明在不增加转子长棱和短棱个数的前提下，通过三维微肋结构强化了转子的剪切分流作用，提高了混炼的效果。
Description
技术领域：
本发明属于橡胶机械加工领域，特别是一种具有三维微肋结构的密炼机转子。
背景技术：
密炼机是橡胶工业极为重要的混炼设备。转子是密炼机的核心部件，其结构及形状设计合理与否直接影响密炼机的能耗、生产能力和炼胶的质量。可以说密炼机的发展史亦是一部密炼机转子的发展史。从世界发展流行最早、至今仍在世界橡胶工业上占有重要地位的美国Farrel公司F系列本伯里密炼机开始，到德国Werner&Pfleiderer公司的GK系列密炼机、英国Francis Shaw公司的K系列密炼机，人们为密炼机转子付出了巨大的努力。
密炼机转子可以分为剪切型转子和啮合型转子两种基本形式，多年以来，剪切型密炼机一直占据着主要的市场，它的高剪切特性使它在橡胶工业特别是轮胎行业得到广泛的应用，人们称之为产量型密炼机。四棱剪切型密炼机转子是在二棱剪切型密炼机转子的基础上为了满足高效生产能力发展起来的，德国W&P公司所研制的GK-N型密炼机转子在我国的橡胶工业中得到了广泛应用，成为了剪切型密炼机转子的主要代表。
传统的密炼机转子是由长螺旋棱短螺旋棱组成，长螺旋棱的螺旋角一般为30度左右，短螺旋棱的螺旋角一般为45度左右。胶料在密炼室捏炼时，流动情况较为复杂，可产生稳流区和紊流区，在紊流区 内依靠转子转动产生的低剪切力可完成简单的捏炼工作，即粒状固体和液体配合剂在外力的作用下混入到生胶中形成粘结块，在稳流区内高剪切速率和剪切力压碎粘结块并进一步分散。转子突棱顶与密炼室内壁形成的间隙是产生高剪切应力的稳流区，密炼室内的其他部分是产生低剪切应力的紊流区。为了提高混炼的效果传统的方法一般是增加转子长棱和短棱的个数，这样既增加了胶料在突棱顶与密炼室内壁之间的捏炼次数，同时也增加了胶料沿转子轴向从一端到另一端的循环次数，从而达到加剧了胶料的紊流形态，但是增加长棱和短棱的个数会使胶料混炼时温度急剧升高，容易引起焦烧。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有密炼机转子的不足，寻求设计一种密炼机转子能够有效提高胶料的混炼效果。本发明是在传统四棱转子的基础上，在短棱、长棱之间加上若干三维微肋结构，如图3所示。转子上总共放置了三对三维微肋，这三对三维微肋是对称分布在转子的两侧，每侧的三个三维微肋如图3中微肋8、10螺旋方向与短棱11的螺旋方向相反，微肋9螺旋方向与短棱11的螺旋方向相同。当转子转动时，由于转子短棱的作用使得胶料沿着转子轴向流动，而放置两个螺旋方向与转子短棱螺旋方向相反的三维微肋使胶料产生一个与短棱作用相反的轴向流动，微肋11螺旋方向与短棱的相同使得胶料轴向流动方向与短棱处的相同如图5所示胶料流动方向，这就使得胶料在低剪切力区的紊流加剧而且三个微肋是交错排列更接近长棱的棱顶这使得胶料更多更容易的进入到转子突棱与密炼室内壁之间 的间隙中捏炼，同时胶料上下层之间的所受的轴向力不同胶料的流动方向也不同这就在上下层胶料之间产生了一个剪切力使胶料再次得到捏炼，所以本发明在不增加转子长棱和短棱个数的前提下，通过三维微肋结构强化了转子的剪切分流作用，从而提高混炼的效果。
在本发明中设计的三维微肋结构其每对三维微肋它们的直径是小于短棱和长棱的最大直径的，这样防止了前后转子在转动时发生干涉，而且由于三维微肋小它所产生的轴向力也小于短棱所产生的轴向力，这就保证了胶料还是沿着短棱所产生轴向力的方向移动达到循环往复的总体效果，另外三维微肋结构的设计还有利于提高转子的吃料速度从而提高生产能力。
附图说明：
图1为本发明中密炼室的主视图
图2为本发明中密炼室的A-A剖视图
图3为具有三维微肋四棱剪切转子的主视图
图4为具有三维微肋四棱剪切转子的B-B剖视图
图5为具有三维微肋四棱剪切转子的部分展开图
具体实施方法：
下面对照附图并结合具体实施方法对本发明做进一步说明。
本发明所提供的是密炼机的密炼室部分，如图2所示该部分是由1-后转子、2-轴承支座、3-端盖、4-下密炼室、5-轴承、6-上密炼室、7-前转子组成。上下密炼室通过螺栓进行连接，然后在密炼室两端装上轴承，接着把前后转子装到密炼室中盖上端盖，左后在转子轴的两 端分别装上轴承支座。橡胶加工的过程是：打开电机，前后转子在密炼室中相向回转，这时打开加料门投入胶料以及配合剂等关闭加料门，上顶栓下压转子开始吃料。胶料在密炼室的流动状态如图5所示，在图中胶料受到短棱的轴向力作用胶料沿着图中箭头的方向流动，然而由于有两个三维微肋螺旋方向与短棱的螺旋方向相反所以这两个微棱对胶料的轴向力与短棱相反，而中间的三维微肋螺旋方向又与短棱的相同对胶料的轴向力也相同，这样就加剧了紊流从而达到更好的混炼效果。而且由于微肋和短棱的轴向力方向的相反，使得胶料上下层之间存在一定的剪切作用这样就使胶料进一步的捏炼。
本发明针对现有密炼机转子的不足，设计了一种具有三维微肋结构的转子，该转子可以有效的加强胶料的混炼效果，在不改变密炼机主体结构的前提下，炭黑分散度可提高20％。
Claims (2)
1.一种具有三维微肋结构的密炼机转子，其特征在于：主体部分包括转子的三维微肋(8)(9)(10)、长棱(11)、短棱(12)。
2.根据权利要求1所述的具有三维微肋结构的密炼机转子，其特征在于：三维微肋分布在转子长棱(10)和短棱(11)之间，三维微肋有一定的螺旋角且最大直径小于转子长棱(10)和短棱(11)的最大直径。
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Cited By (2)
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王传军: "密炼机转子形状", 《特种橡胶制品》 * |
Cited By (3)
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