CN105150401A - 一种用于线缆厂的全自动连续式橡胶混炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于橡胶混炼技术领域，具体涉及一种适合于线缆厂使用的全自动连续式橡胶混炼方法，具体步骤为：第一步：利用密炼机制备除含硫化体系以外的母胶；第二步：通过双锥挤出机喂料给连续混炼机；第三步：在连续混炼机中进行二段补充混炼；第四步：通过连续混炼机出片并经胶片后处理装置进行冷却、折叠；该混炼方法具体是在由密炼机、双锥挤出机、连续混炼机、支架、失重式小料称量系统和胶片后处理装置连接组成的全自动连续式橡胶混炼装置中实现的；整体工艺配合紧密，生产过程连续，既节能又省时，设备间结构紧凑，整体装置占地面积较小、投资成本低，适于规模化生产，制备的胶料性能优良，质量过关。
Description
技术领域：
本发明属于橡胶混炼技术领域，具体涉及一种适合于线缆厂使用的全自动连续式橡胶混炼方法，其将密炼机、双锥挤出机与连续式混炼机通过直接对接或者传送带连接，以实现橡胶的无间断连续式混炼。
背景技术：
传统线缆厂的橡胶混炼方法是采用密炼机进行多段式混炼，具有代表性的是两段式混炼法：Ⅰ.第一段采用密炼机制备除含硫化体系以外的母胶，排胶后母胶再分别通过人工操作进行开炼机压片和滤胶机过滤杂质，然后通过三辊压延机压延下片，再经过胶冷装置冷却后叠片停放8小时以上；Ⅱ.第二段是将第一段制备的胶料投入密炼机中，在100℃以下的低温状态下添加硫化体系进行炼制，排胶后再分别通过人工操作进行开炼机压片和滤胶机过滤杂质，然后通过三辊压延机压延下片，再经过胶冷装置冷却后叠片停放、待用，以此来完成胶料的终炼。此种混炼方法中在每段工序完成后均需进行冷却、压片、停放后再投入密炼机中进行炼制，如果要实现规模化连续生产，则需要配备多台同型号密炼机、提供大面积停放仓库，而且整体生产线太长、耗费时间较多，且多个操作步序均需人工完成导致效率较为低下。虽然现有技术中针对橡胶混炼工艺存在多项改进，例如中国专利200610171068.1公开的辅机并联式一段法炼胶方法，中国专利2014106482686公开的一种串联式橡胶连续混炼方法等等，但是上述混炼方法仅仅是针对常规橡胶混炼工艺做出的改进，而且并未从实质意义上完全实现不间断连续混炼，更不能适合于大中型或中小型线缆厂在投资额有限、场地面积一般等情况下使用，因此本发明设计出一种特别适用于线缆厂的全自动连续式橡胶混炼方法，对解决上述难题有较好的实践价值。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，设计一种用于线缆厂的全自动连续式橡胶混炼方法，不仅能够实现连续化橡胶混炼生产，而且生产的胶料各方面性能均较为优良。
为了实现上述目的，本发明涉及的用于线缆厂的全自动连续式橡胶混炼方法具体包括以下步骤：
(1)密炼机制备除含硫化体系以外的母胶：将炼胶配方中的基体胶投入密炼机中塑炼20-50s后，提升上顶栓并加入配方中除硫化体系外的配合剂进行混炼；当混炼温度达到100℃-120℃时，再加入油料进行混炼，待基体胶和配合剂初步混合后形成母胶；
(2)双锥挤出机喂料给连续混炼机：步骤(1)中制备的母胶经密炼机的排胶口直接排入双锥挤出机的进料口中，双锥挤出机将母胶挤出形成胶条后经过机头或通过传送带供给到连续混炼机的喂料口中，实现对连续混炼机的连续喂料；
(3)连续混炼机二段补充混炼：将炼胶配方中的硫化体系称量后加入失重式小料称量系统的存料斗中，失重式小料称量系统通过预设参数配比出与连续混炼机的吃胶量所对应的硫化体系份量，再通过加料口加入连续混炼机的喂料口中，使得硫化体系与母胶在连续混炼机中进行二段补充混炼、过滤以及挤出下片；
(4)出片并冷却：连续混炼机通过调节其转子转速和温控系统完成对胶料的二段补充混炼，混炼期间控制连续混炼机中的胶料温度不大于100℃，以防止胶料的硫化；混炼后的胶料依次经过连续混炼机挤出段上配备的滤胶板和T型机头，分别实现对胶料内部杂质的过滤和胶料的出片；连续混炼机混炼生产出的胶料经胶片后处理装置冷却、折叠后形成胶片存贮待用。
优选的，该连续式橡胶混炼方法是在全自动连续式橡胶混炼装置中实现的，所述全自动连续式橡胶混炼装置主体结构包括密炼机、双锥挤出机、连续混炼机、支架、失重式小料称量系统和胶片后处理装置，密炼机的排胶口的下方对接双锥挤出机的进料口，以实现连续式送料；双锥挤出机的机头直接或者通过传送带与连续混炼机上端的喂料口对接，喂料口上方通过支架固定设置有失重式小料称量系统，用于称量配比炼胶配方中的硫化体系，失重式小料称量系统中设置的加料口与连续混炼机上喂料口对应，以便于硫化体系直接加入连续混炼机中；连续混炼机的挤出段上依次配备有齿轮泵、滤胶板和T型机头，齿轮泵用于为连续混炼机中胶料的挤出提供压力，滤胶板用于过滤胶料内部的杂质以保障胶料的质量和性能，T型机头用于排出炼制完成的胶料。
进一步的，所述密炼机为现有技术中的啮合型转子的密炼机，双锥挤出机为现有技术中的双锥螺杆挤出压片机，连续混炼机为现有技术中的串联式橡胶连续混炼装置；所述失重式小料称量系统为自动称重系统，其内部设置有带预设程序的PLC，能够实现对炼胶配方中硫化体系的称量与配比；所述胶片后处理装置由依次连接的喷涂室、胶片冷却室和下片传送带构成，连续混炼机混炼生产出的胶料在胶片后处理装置中经喷涂、冷却、传输和下片后形成折叠状胶片。
本发明与现有技术相比，整体工艺配合紧密，生产过程连续，既节能又省时，设备间结构紧凑，整体装置占地面积较小、投资成本低，适于规模化生产，制备的胶料性能优良，质量过关。
附图说明：
图1为本发明涉及的全自动连续式橡胶混炼方法的流程示意框图。
图2为本发明实现全自动连续式混炼的混炼装置的结构原理图。
图3为本发明中涉及的密炼机和双锥挤出机的主体结构原理示意图。
图4为本发明中涉及的连续混炼机的主体结构原理示意图。
图5为本发明中涉及的胶片后处理装置的主体结构原理示意图。
图6为本发明涉及的全自动连续式混炼方法与传统两段式混炼方法分别生产五组胶料对应的拉伸强度对比柱状示意图，其中横轴代表样本编号分为第1组、第2组、第3组、第4组和第5组，纵轴代表拉伸强度/MPa，白色柱代表两段式混炼方法，黑色柱代表本发明连续式混炼方法。
图7为本发明涉及的全自动连续式混炼方法与传统两段式混炼方法分别生产五组胶料对应的撕裂强度对比柱状示意图，其中横轴代表样本编号分为第1组、第2组、第3组、第4组和第5组，纵轴代表撕裂强度KN/m，白色柱代表两段式混炼方法，黑色柱代表本发明连续式混炼方法。
图8为本发明涉及的全自动连续式混炼方法与传统两段式混炼方法分别生产五组胶料对应的白炭黑分散度对比柱状示意图，其中横轴代表样本编号分为第1组、第2组、第3组、第4组和第5组，纵轴代表白炭黑分散度，白色柱代表两段式混炼方法，黑色柱代表本发明连续式混炼方法。
图9为本发明涉及的全自动连续式混炼方法与传统两段式混炼方法分别生产五组胶料对应的门尼粘度对比柱状示意图，其中横轴代表样本编号分为第1组、第2组、第3组、第4组和第5组，纵轴代表门尼粘度，白色柱代表两段式混炼方法，黑色柱代表本发明连续式混炼方法。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步描述，但本发明并不仅限于以下实施方式。
实施例1：
本实施例涉及的全自动连续式橡胶混炼方法具体包括以下步骤：
(1)密炼机制备除含硫化体系以外的母胶：将炼胶配方中的基体胶投入密炼机1中塑炼20-50s后，提升上顶栓11并加入配方中除硫化体系外的配合剂进行混炼；当混炼温度达到100℃-120℃时，再加入油料进行混炼，待基体胶和配合剂初步混合后形成母胶；
(2)双锥挤出机喂料给连续混炼机：步骤(1)中制备的母胶经密炼机1的排胶口12直接排入双锥挤出机2的进料口21中，双锥挤出机2将母胶挤出形成胶条后经过机头22或通过传送带供给给连续混炼机3的喂料口31，实现对连续混炼机3的连续喂料；
(3)连续混炼机二段补充混炼：将炼胶配方中的硫化体系称量后加入失重式小料称量系统5的存料斗51中，失重式小料称量系统5通过预设参数配比出与连续混炼机3的吃胶量所对应的硫化体系份量，再通过加料口52加入连续混炼机3的喂料口31中，使得硫化体系与母胶在连续混炼机3中进行二段补充混炼、过滤以及挤出下片；
(4)出片并冷却：连续混炼机3通过调节其转子转速和温控系统完成对胶料的二段补充混炼，混炼期间控制连续混炼机3中的胶料温度不大于100℃，以防止胶料的硫化；混炼后的胶料依次经过连续混炼机3挤出段32上配备的滤胶板34和T型机头35，分别实现对胶料内部杂质的过滤和胶料的出片；连续混炼机3混炼生产出的胶料经胶片后处理装置6冷却、折叠后形成胶片存贮待用。
本实施例中连续式橡胶混炼方法具体在连续式橡胶混炼装置中进行，该装置主体结构包括密炼机1、双锥挤出机2、连续混炼机3、支架4、失重式小料称量系统5和胶片后处理装置6，密炼机1的排胶口12的下方对接双锥挤出机2的进料口21，以实现连续式送料；双锥挤出机2的机头22直接或者通过传送带与连续混炼机3上端的喂料口31对接，喂料口31上方通过支架4固定设置有失重式小料称量系统5，用于称量配比炼胶配方中的硫化体系，失重式小料称量系统5中设置的加料口52与连续混炼机3上喂料口31对应，以便于硫化体系直接加入连续混炼机3中；连续混炼机3的挤出段32上依次配备有齿轮泵33、滤胶板34和T型机头35，齿轮泵33用于为连续混炼机3中胶料的挤出提供压力，滤胶板34用于过滤胶料内部的杂质以保障胶料的质量和性能，T型机头35用于排出炼制完成的胶料。
本实施例中连续式橡胶混炼方法适用于线缆厂中各种胶料的炼制，步骤(1)和步骤(3)中所述炼胶配方为现有技术的橡胶的炼制配方；所述密炼机1为现有技术中的啮合型转子的密炼机，双锥挤出机2为现有技术中的双锥螺杆挤出压片机，连续混炼机3为现有技术(中国专利201420684659.9公开的一种串联式橡胶连续混炼装置)中的连续式橡胶混炼机；所述失重式小料称量系统5为自动称重系统，其内部设置有带预设程序的PLC，能够实现对炼胶配方中硫化体系的称量与配比；所述胶片后处理装置6由依次连接的喷涂室7、胶片冷却室8和下片传送带9构成，连续混炼机3混炼生产出的胶料在胶片后处理装置6中经喷涂、冷却、传输和下片后形成折叠状胶片。
实施例2：
本实施例以实施例1中涉及的全自动连续式橡胶混炼方法与传统两段式混炼方法(详见背景技术)进行对比说明，所涉及的混炼胶的炼胶配方为：
将运用本发明涉及的全自动连续式混炼方法生产的胶与传统两段式混炼方法所生产的胶，进行拉伸强度、撕裂强度、白炭黑分散度和门尼粘度的测试及对比，由具体对比结果(如图6-9所示)可知本发明明显优于传统炼胶工艺；另外所炼制出的胶料的耐磨性、抗老化性能和产品自身均一性等均存在有效提升。
Claims (3)
1.一种用于线缆厂的全自动连续式橡胶混炼方法，其特征在于具体包括以下步骤：
(1)密炼机制备除含硫化体系以外的母胶：将炼胶配方中的基体胶投入密炼机中塑炼20-50s后，提升上顶栓并加入配方中除硫化体系外的配合剂进行混炼；当混炼温度达到100℃-120℃时，再加入油料进行混炼，待基体胶和配合剂初步混合后形成母胶；
(2)双锥挤出机喂料给连续混炼机：步骤(1)中制备的母胶经密炼机的排胶口直接排入双锥挤出机的进料口中，双锥挤出机将母胶挤出形成胶条后经过机头或通过传送带供给到连续混炼机的喂料口中，实现对连续混炼机的连续喂料；
(3)连续混炼机二段补充混炼：将炼胶配方中的硫化体系称量后加入失重式小料称量系统的存料斗中，失重式小料称量系统通过预设参数配比出与连续混炼机的吃胶量所对应的硫化体系份量，再通过加料口加入连续混炼机的喂料口中，使得硫化体系与母胶在连续混炼机中进行二段补充混炼、过滤以及挤出下片；
(4)出片并冷却：连续混炼机通过调节其转子转速和温控系统完成对胶料的二段补充混炼，混炼期间控制连续混炼机中的胶料温度不大于100℃，以防止胶料的硫化；混炼后的胶料依次经过连续混炼机挤出段上配备的滤胶板和T型机头，分别实现对胶料内部杂质的过滤和胶料的出片；连续混炼机混炼生产出的胶料经胶片后处理装置冷却、折叠后形成胶片存贮待用。
2.根据权利要求1所述的全自动连续式橡胶混炼方法，其特征在于该方法在全自动连续式橡胶混炼装置中进行，所述全自动连续式橡胶混炼装置主体结构包括密炼机、双锥挤出机、连续混炼机、支架、失重式小料称量系统和胶片后处理装置，密炼机的排胶口的下方对接双锥挤出机的进料口，以实现连续式送料；双锥挤出机的机头直接或者通过传送带与连续混炼机上端的喂料口对接，喂料口上方通过支架固定设置有失重式小料称量系统，用于称量配比炼胶配方中的硫化体系，失重式小料称量系统中设置的加料口与连续混炼机上喂料口对应，以便于硫化体系直接加入连续混炼机中；连续混炼机的挤出段上依次配备有齿轮泵、滤胶板和T型机头，齿轮泵用于为连续混炼机中胶料的挤出提供压力，滤胶板用于过滤胶料内部的杂质以保障胶料的质量和性能，T型机头用于排出炼制完成的胶料。
3.根据权利要求2所述的全自动连续式橡胶混炼方法，其特征在于所述密炼机为现有技术中的啮合型转子的密炼机，双锥挤出机为现有技术中的双锥螺杆挤出压片机，连续混炼机为现有技术中的串联式橡胶连续混炼装置；所述失重式小料称量系统为自动称重系统，其内部设置有带预设程序的PLC，能够实现对炼胶配方中硫化体系的称量与配比；所述胶片后处理装置由依次连接的喷涂室、胶片冷却室和下片传送带构成，连续混炼机混炼生产出的胶料在胶片后处理装置中经喷涂、冷却、传输和下片后形成折叠状胶片。
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