CN106938507A - 一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置及方法，装置主要由进料装置、层叠打印装置和传送收集装置构成，所述进料装置包括进料盒、进料主动辊和进料从动辊，所述层叠打印装置包括机罩、电极填料盒、磁辊、铁磁粉、填料颗粒、光导鼓、充电辊、激光发射器、清洁回收装置、填料压合辊和电晕丝，所述传送压合装置包括裁料装置、电子接料盘和传送带。本发明方法运用打印机的静电吸附原理，将填料颗粒均匀地分布在胶料上，简化了加料过程，填料颗粒打印得可以很薄，进而提高了混炼的效果和均匀性，填料颗粒的铺粉在机罩内进行，减少了对环境的污染，通过对光导鼓的材料的选用与转速的控制与进料辊的设置，使得装置的通用性和适用性大大提高。

Description

一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置及方法

技术领域

本发明涉及胶料开炼技术领域，具体涉及一种适用于能被静电吸附填料的开炼装置及其混炼方法。

背景技术

在混炼胶的生产过程中，开炼机主要用于对橡胶制品进行塑炼、混炼、终炼等工艺。开炼机在炼胶过程中主要是依靠两个相对回转的辊筒对胶料产生挤压、剪切作用，并将从辊间掉落的胶料通过接料盘收集起来后重新投放在辊筒中，经过反复多次捏炼，以及捏炼过程中伴随的一定化学作用，将橡胶内部的大分子链打断，使配方中的各种成分掺和均匀，而最后达到炼胶的目的。

胶料在开炼机上混炼时，需要经历包辊、吃粉、翻炼过程，在吃粉过程中是将需要的添加剂按顺序加入其中，提高胶料的性能。在其中炭黑、白炭黑等填料对胶料性能有着重要的作用。但在传统的混炼过程中填料与胶料结合作用大部分为物理吸附，同时由于一些填料具有比重小的特点，在混炼过程中会产生扬尘对环境造成污染，造成资源的浪费，不利于混炼均匀性的提高，影响了胶料的性能和混炼的效果。

中国专利CN 105014810A公开了一种白炭黑的混炼方法，通过设定二次混炼阶段，错开与其他辅料的时间，减小了其他辅料的影响，从而提高了白炭黑的混炼均匀性，但是没有考虑到其他填料混合的均匀性，同时每个阶段对时间、转速、温度、压力都有明确的要求，不具有通用性。

中国专利CN 102153792A公开了一种湿法混炼天然橡胶胶料的制备方法，该方法通过偶联剂和表面活性剂对白炭黑进行改性，研磨后与天然乳胶共混，进而经过处理后制备天然橡胶纳米材料，通过该法得到的材料具有较好的性能，但人工操作操作因素对制品的影响因素较大，且生产效率不高，同时没有兼顾到其他形式的填料。

发明内容

针对上述混炼过程中填料不均匀，混炼效率不高，并且混炼方法适用填料有局限性的问题，本发明基于微积分层叠原理，利用静电吸附设计聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，提供一种适用于聚合物填料且混炼更均匀、更节能的混炼加工方法和装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，主要由进料装置、层叠打印装置和传送收集装置构成，进料装置包括进料盒、进料主动辊和进料从动辊，进料盒可以存放胶料，进料盒具有进料主动辊和进料从动辊的安装架及其传动控制系统，进料主动辊和进料从动辊安装在进料盒中，进料装置的作用是将胶料挤压为片状结构，进料主动辊和进料从动辊的相对位置可以调整，进而实现胶料挤压的片状结构的厚度可调；层叠打印装置包括机罩、电极填料盒、磁辊、铁磁粉、填料颗粒、光导鼓、充电辊、激光发射器、清洁回收装置、填料压合辊和电晕丝，其中电极填料盒、光导鼓、充电辊、激光发射器、清洁回收装置、填料压合辊分别固定在机罩内部，清洁回收装置、激光发射器、充电辊和电极填料盒在光导鼓外周向顺时针排布，光导鼓顺时针旋转，电极填料盒中安装搅拌棒将含有的填料颗粒与铁磁粉通过搅拌摩擦带电，磁辊与电极填料盒连接，通过磁性与旋转作用传递填料，光导鼓是其中的核心部件，光导鼓的鼓面材料具有见光导电、不见光绝缘的特性，光导鼓的鼓面通过与之相切的充电辊带电，磁辊逆时针旋转，磁辊将填料颗粒与铁磁粉的混合物从电极填料盒中夹带出来，光导鼓的鼓面由于带电将填料颗粒吸附，磁辊将铁磁粉吸附后又带入电极填料盒中，在光导鼓与磁辊接近部位实现填料颗粒的转移；电晕丝固定在传送带的下方，紧邻胶料，通过施加有高压电压，产生大于光导鼓表面的电荷力将光导鼓运输来的填料颗粒吸附到传送带上的胶料表面，填料压合辊通过压合力位于光导鼓的下游，填料压合辊压在传送带的胶料上，使填料颗粒和胶料紧密结合，防止填料颗粒脱落；清洁回收装置中的刮刀与光导鼓表面接触，用于清除残余的填料，保证光导鼓的清洁，便于重复工作，激光发射器可以发射的激光，使光导鼓表面电荷消失，光导鼓表面电荷清零，以使光导鼓与充电辊接触时充电均匀；传送压合装置包括裁料装置、电子接料盘和传送带，裁料装置位于机罩外侧，传送带上方，用于间断地切割传送带上的胶料，电子接料盘位于传送带斜下方，接收传送来的胶片并进行称重。

一种聚合物填料微积分层叠打印混炼方法，其具体步骤为，第一步将胶料称重并加入进料盒中，通过进料主动辊和进料从动辊，将胶料挤压成片状胶料从进料盒下端传递到传送带上方，随传送带一起传动；第二步，充电辊为光导鼓充电，光导鼓通过旋转作用使得其表面均布电荷，电极填料盒中通过搅拌棒的摩擦混合作用使得填料颗粒带有与光导鼓表面相异的电荷，磁辊通过旋转运动将电极填料盒中含有填料颗粒的铁磁粉吸附到磁辊辊子表面，磁辊继续旋转，填料颗粒通过电荷力转移到光导鼓表面，铁磁粉随磁辊转动回到电极填料盒中，完成出料过程；光导鼓继续旋转至带有胶料的传送带上方，通过电晕丝施加大于光导鼓表面的同性电场，使得填料颗粒被均匀的吸附在胶料表面，完成送料过程；光导鼓继续旋转，清洁回收装置的刮刀将残余填料颗粒清除并回收，最后激光发射器发射的激光，使光导鼓表面电荷消失，准备下一个充电过程；第三步，胶料沿传送带传动，通过填料压合辊的旋转将填料颗粒压合入胶料中，胶料随传送带继续传动通过裁料装置每隔相同的一段距离将胶料切割，通过传送带的牵引作用使切割后的胶料片落入电子接料盘中，电子接料盘通过称重与初始重量比对，当填料质量满足要求，进入下一步的混炼过程，若质量不足，则将胶料重新投入进料盒中进行进一步加料。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于，所述光导鼓根据使用材料不同可以带正电荷或负电荷，匹配不同电性的填料颗粒以提高装置的通用性。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于，所述光导鼓可以调节转速，实现对填料颗粒的质量控制，光导鼓转速快填料颗粒吸附的量多，在胶料上铺料量多。为使胶料铺料均匀，光导鼓的鼓面的线速度大于或等于传送带的线速度。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于，所述进料主动辊为的中心可调，便于在进料端实现对不同厚度胶料的控制。

本发明的有益效果是在混炼之前增设了微积分层叠打印装置，运用打印机的静电吸附原理，可以将填料颗粒填料均匀地分布在胶料上，简化了加料过程，填料颗粒打印的可以很薄，进而提高了混炼的效果和均匀性，填料颗粒的铺粉在机罩内进行，减少了对环境的污染，通过对光导鼓材料的选用与转速的控制与进料辊的设置，使得装置的通用性和适用性大大提高。

附图说明

图1为本发明一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置流程示意图。

图中所示：1、胶料；2、进料盒；3、进料主动辊；4、进料从动辊；5、铁磁粉；6、磁辊；7、电极填料盒；8、光导鼓；9、充电辊；10、激光发射器；11、机罩；12、清洁回收装置；13、填料压合辊；14、裁料装置；15、电子接料盘；16、电晕丝；17、填料颗粒；18、传送带。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，主要由进料装置、层叠打印装置和传送收集装置构成，进料装置包括进料盒2、进料主动辊3和进料从动辊4，进料主动辊3和进料从动辊4安装在进料盒2中，将胶料1挤出为片状结构；层叠打印装置包括机罩11、铁磁粉5、磁辊6、电极填料盒7、填料颗粒17、光导鼓8、充电辊9、激光发射器10、清洁回收装置12、填料压合辊13和电晕丝16，其中电极填料盒7、光导鼓8、充电辊9、激光发射器10、清洁回收装置12、填料压合辊13分别固定在机罩11内部，电极填料盒7中安装搅拌棒将含有的填料颗粒17与铁磁粉5通过搅拌摩擦带电，磁辊6与电极填料盒7连接，通过磁性与旋转作用传递填料，光导鼓8是其中的核心部件，具有见光导电，不见光绝缘的特性，通过与之相切的充电辊9带电，转移填料颗粒17，清洁回收装置12中的刮刀与光导鼓8表面接触，用于清除残余的填料，保证光导鼓8的清洁，便于重复工作，电晕丝16固定在传送带的下方，紧邻胶料，通过施加有高压电压，产生大于光导鼓8表面的电荷力将光导鼓8运输来的填料颗粒17吸附到传送带18上的胶料1表面，填料压合辊13通过压合力使填料颗粒17和胶料1紧密结合，防止填料颗粒17脱落；传送压合装置包括裁料装置14、电子接料盘15和传送带18，裁料装置14位于机罩11外侧，传送带18上方，因为切割传送带上的胶料1，电子接料盘15位于传送带18斜下方，接受传送来的胶片并进行称重。

一种聚合物填料微积分层叠打印混炼方法，其具体步骤为，第一步将胶料1称重并加入进料盒2中，通过进料主动辊3和进料从动辊4，将胶料1挤压成片状胶料从进料盒7下端传递到传送带18上方，随传送带18一起传动；第二步，充电辊9为光导鼓8充电，光导鼓8通过旋转作用使得其表面均布电荷，电极填料盒7中通过搅拌棒的摩擦混合作用使得填料颗粒17带有与光导鼓8表面相异的电荷，磁辊6通过旋转运动将电极填料盒7中含有填料颗粒17的铁磁粉5吸附到辊子表面，磁辊6继续旋转，填料颗粒17通过电荷力转移到光导鼓表面，铁磁粉5随磁辊6转动回到电极填料盒7中，完成出料过程；光导鼓8继续旋转至带有胶料1的传送带18上方，通过电晕丝16施加大于光导鼓8表面的同性电场，使得填料颗粒17被均匀的吸附在胶料1表面，完成送料过程；光导鼓8继续旋转，清洁回收装置12的刮刀将残余填料颗粒17清除并回收，最后激光发射器10发射的激光，使光导鼓8表面电荷消失，准备下一个充电过程；第三步，胶料1沿传送带18传动，通过填料压合辊13的旋转将填料颗粒17压合入胶料1中，胶料1随传送带18继续传动通过裁料装置14每隔相同的一段距离将胶料1切割，通过传送带18的牵引作用使切割后的胶料片落入电子接料盘15中，电子接料盘15通过称重与初始重量比对，当填料质量满足要求，进入下一步的混炼过程，若质量不足，则将胶料1重新投入进料盒中进行进一步加料。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，在电极填料盒7增设填料颗粒17注入装置，通过测量光导鼓8吸附转移填料颗粒17的流量来设置注入装置的进料量，即光导鼓8吸附转移填料颗粒17的流量与注入装置的填料颗粒17进料量相等，这个装置可以保证电极填料盒7中含有的填料颗粒17与铁磁粉5的比例保持恒定，在胶料上铺设的填料颗粒17的量一直均匀，使混合更加均匀。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，所述光导鼓8根据使用材料不同可以带正电荷或负电荷，提高装置的通用性。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，所述光导鼓8根据使用材料不同可以带正电荷或负电荷，匹配不同电性的填料颗粒17以提高装置的通用性。

本发明所述的聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，所述光导鼓8可以调节转速，实现对填料颗粒17的质量控制。

Claims (5)

1.一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于：主要包括进料装置、层叠打印装置和传送收集装置，进料装置包括进料盒、进料主动辊和进料从动辊，进料盒存放胶料，进料盒具有进料主动辊和进料从动辊的安装架及其传动控制系统，进料主动辊和进料从动辊安装在进料盒中，进料装置的作用是将胶料挤压为片状结构；层叠打印装置包括机罩、电极填料盒、磁辊、铁磁粉、填料颗粒、光导鼓、充电辊、激光发射器、清洁回收装置、填料压合辊和电晕丝，其中电极填料盒、光导鼓、充电辊、激光发射器、清洁回收装置、填料压合辊分别固定在机罩内部，清洁回收装置、激光发射器、充电辊和电极填料盒在光导鼓外周向顺时针排布，光导鼓顺时针旋转，电极填料盒中安装搅拌棒将含有的填料颗粒与铁磁粉通过搅拌摩擦带电，磁辊与电极填料盒连接，通过磁性与旋转作用传递填料，光导鼓是其中的核心部件，光导鼓的鼓面材料具有见光导电、不见光绝缘的特性，光导鼓的鼓面通过与之相切的充电辊带电，磁辊逆时针旋转，磁辊将填料颗粒与铁磁粉的混合物从电极填料盒中夹带出来，光导鼓的鼓面由于带电将填料颗粒吸附，磁辊将铁磁粉吸附后又带入电极填料盒中，在光导鼓与磁辊接近部位实现填料颗粒的转移；电晕丝固定在传送带的下方，紧邻胶料，通过施加有高压电压，产生大于光导鼓表面的电荷力将光导鼓运输来的填料颗粒吸附到传送带上的胶料表面，填料压合辊通过压合力位于光导鼓的下游，填料压合辊压在传送带的胶料上，使填料颗粒和胶料紧密结合，防止填料颗粒脱落；清洁回收装置中的刮刀与光导鼓表面接触；激光发射器可以发射的激光，使光导鼓表面电荷消失，光导鼓表面电荷清零，以使光导鼓与充电辊接触时充电均匀；传送压合装置包括裁料装置、电子接料盘和传送带，裁料装置位于机罩外侧，传送带上方，用于间断地切割传送带上的胶料，电子接料盘位于传送带斜下方，接收传送来的胶片并进行称重。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于：进料主动辊和进料从动辊的相对位置可以调整，进而实现胶料挤压的片状结构的厚度可调。

3.根据权利要求1所述的一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于：光导鼓的鼓面的线速度大于或等于传送带的线速度。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物填料微积分层叠打印混炼装置，其特征在于：在电极填料盒增设填料颗粒注入装置，注入装置的填料颗粒17进料量等于光导鼓吸附转移填料颗粒的流量。

5.一种聚合物填料微积分层叠打印混炼方法，其特征在于：第一步将胶料称重并加入进料盒中，通过进料主动辊和进料从动辊，将胶料挤压成片状胶料从进料盒下端传递到传送带上方，随传送带一起传动；第二步，充电辊为光导鼓充电，光导鼓通过旋转作用使得其表面均布电荷，电极填料盒中通过搅拌棒的摩擦混合作用使得填料颗粒带有与光导鼓表面相异的电荷，磁辊通过旋转运动将电极填料盒中含有填料颗粒的铁磁粉吸附到磁辊辊子表面，磁辊继续旋转，填料颗粒通过电荷力转移到光导鼓表面，铁磁粉随磁辊转动回到电极填料盒中，完成出料过程；光导鼓继续旋转至带有胶料的传送带上方，通过电晕丝施加大于光导鼓表面的同性电场，使得填料颗粒被均匀的吸附在胶料表面，完成送料过程；光导鼓继续旋转，清洁回收装置的刮刀将残余填料颗粒清除并回收，最后激光发射器发射的激光，使光导鼓表面电荷消失，准备下一个充电过程；第三步，胶料沿传送带传动，通过填料压合辊的旋转将填料颗粒压合入胶料中，胶料随传送带继续传动通过裁料装置每隔相同的一段距离将胶料切割，通过传送带的牵引作用使切割后的胶料片落入电子接料盘中，电子接料盘通过称重与初始重量比对，当填料质量满足要求，进入下一步的混炼过程，若质量不足，则将胶料重新投入进料盒中进行进一步加料。