CN108481648B - 泡沫原料发泡搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及高分子材料制造设备，具体公开了泡沫原料发泡搅拌装置，其包括底座、搅拌桶、偏心体、气体发生器；偏心体固定在底座上，搅拌桶套设于偏心体的外周并与底座转动连接，搅拌桶与偏心体偏心设置，且搅拌桶的转动中心与偏心体的中心重合；气体发生器由多个打气筒单元组成，打气筒单元包括缸体和活塞，活塞可沿缸体的轴向滑动，缸体上安装有进气单向阀和出气单向阀；打气筒单元设于搅拌桶的外周，活塞的一侧固定有与搅拌桶外壁相抵的推杆，活塞的另一侧设有与活塞相抵的压簧；偏心体内设有气腔，气腔与打气筒单元的出气单向阀连通，偏心体的侧壁上若干与气腔连通的第一气孔。该装置在搅拌原料的同时，可同时使空气均匀的扩散到原料中。

Description

泡沫原料发泡搅拌装置

技术领域

本发明涉及高分子材料制造设备，具体涉及一种泡沫原料发泡搅拌装置。

背景技术

聚乙烯泡沫塑料是以聚乙烯树脂为主体，具有密度小、缓冲性好、化学性能稳定、机械性能好，并且加工性能好等特点。

聚乙烯泡沫塑料由于具有良好的绝热性和保温性，优良的缓冲性能，重量轻且具有柔软性、可回收等优点，目前被广泛用于精密仪器仪表、家用电器、玻璃和陶瓷制品、工艺品、贵重物品等的缓冲包装；可制成缓冲衬垫，作为包装内衬材料；也可制成缓冲袋、缓冲板箱等包装容器；还可制成冷冻食品和热食品的绝热容器等。

在制造聚乙烯泡沫塑料时，需要将低密度聚乙烯、单硬脂酸甘油酯、相容剂、炭黑、成核剂和尿素充分混合、搅拌，然后加入发泡剂和过氧化苯二甲酰进行搅拌混合，最后再在发泡装置中发泡；在发泡时需要不断向上述混合料中通入气体，才能使混合料得以发泡，且为了使气体能均匀的扩散到混合料中，通入气体的同时还需对混合料进行搅拌。而目前在发泡塑料时，目前所采用的气体发生装置是外设的空压机，为了保证空气均匀分布到混合料中，通常需要向混合料中伸入多个进气管，而搅拌桨叶在不断对混合料进行搅拌，从而不利于外设空压机与现有的搅拌设备匹配，且所能设置的进气管也有限，因此不利于空气均匀的扩散到混合料中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在搅拌的同时能向原料中扩散空气的泡沫原料发泡搅拌装置。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

泡沫原料发泡搅拌装置包括底座、搅拌桶、偏心体和气体发生器；偏心体固定在底座上并竖直设置，搅拌桶套设于偏心体的外周并与底座转动连接，搅拌桶与偏心体偏心设置，且搅拌桶的转动中心与偏心体的几何中心重合；气体发生器由多个打气筒单元组成，打气筒单元设于搅拌桶的外周并沿搅拌桶的周向均匀分布，打气筒单元包括缸体和设于缸体内的活塞，活塞可沿缸体的轴向滑动，缸体上安装有进气单向阀和出气单向阀；活塞的一侧固定有与搅拌桶外壁相抵的推杆，活塞的另一侧设有与活塞相抵的压簧；偏心体内设有气腔，气腔与打气筒单元的出气单向阀连通，偏心体的侧壁上若干与气腔连通的第一气孔。

本方案泡沫原料发泡搅拌装置的原理在于：

制造泡沫的原料置于搅拌桶内，电机带动搅拌桶沿偏心体的中心偏心转动；在搅拌桶转动时，由于搅拌桶侧壁与原料之间的摩擦力，原料将在搅拌桶内随搅拌桶转动；但由于原料与搅拌桶之间的摩擦力有限，因此原料与搅拌桶侧壁之间仍具有较大的相对运动；而搅拌桶与偏心体偏心设置，因此搅拌桶内的空间相对于底座呈周期性变化。由于原料与搅拌桶之间具有相对运动关系，而搅拌桶侧壁与偏心体之间距离周期性变化，因此搅拌桶侧壁与偏心体将对原料产生挤压，从而对原料起到搅拌作用。

由于打气筒单元相对于搅拌桶几何中心的周向均匀分布，而搅拌桶的转动中心与偏心体的几何中心重合，因此搅拌桶转动时将通过推杆推动打气筒单元的活塞在缸体内往复滑动，从而缸体内将不断吸入空气，并将空气压入偏心体内的气腔中。在搅拌原料的过程中，由于原料与偏心体接触，因此空气将通过第一气孔分散到原料内，从而对原料进行发泡。

本方案产生的有益效果是：

(一)搅拌桶与偏心体偏心设置，当搅拌桶转动时，搅拌桶内壁与偏心体外部之间的距离呈周期性变化，从而对原料具有揉压、搅拌的作用。

(二)在搅拌桶对原料进行搅拌揉压的过程中，偏心体内的气腔将不断向原料中通入空气，从而使空气在搅拌的同时扩散到原料中，以对原料进行发泡。

(三)在搅拌桶转动的同时，搅拌桶的外壁还能推动打气筒单元内的活塞在缸体内往复运动，从而打气筒单元能够向气腔内不断补充空气，以使得气腔能够连续向原料中扩散气体，且第一气孔较多，从而可以是空气均匀地分布到混合料中。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述搅拌桶内设有扰料器，扰料器包括与搅拌桶滑动连接的外环和与偏心体转动连接的套管，外环和套管通过搅拌杆固定连接，搅拌杆内设有气道，且搅拌杆上设有若干与气道连通的第二气孔，套管的内壁上设有导气槽，气道与导气槽连通，套管罩于第一气孔外；偏心体的外周设有环形槽，套管的内壁上固定有嵌入环形槽内的导向块，套管相对于偏心体转动时，套管还同时相对与偏心体上下滑动。

在优选方案一中，由于搅拌桶与偏心体偏心设置，因此当搅拌桶沿偏心体的几何中心转动时，扰料器将跟随搅拌桶绕偏心体转动，即套管将在偏心体的外周转动；而偏心体的外周设有环形槽，而套管的内壁上固定有导向块，从而使得偏心体和套管形成类似圆柱凸轮的结构，因此在套管相对于偏心体转动的同时，套管还会相对于偏心体上下滑动，则套管将搅拌杆上下滑动。在搅拌过程中，除搅拌桶和偏心体对原料具有挤压作用外，搅拌杆还会在竖直方向挤压原料，且原料相对与搅拌杆运动时，搅拌杆还对原料具有搅拌作用。

由于套管套设在偏心体的外周，因此套管将偏心体外周的第一气孔封堵，即气腔内的气体无法通过第一气孔直接扩散到搅拌桶内；而搅拌杆上的第二气孔通过气道和导气槽连通第一气孔，从而气腔内的气体将通过第二气孔扩散到搅拌桶内，从而可使气体更均匀的分布到原料内。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述搅拌桶的内壁上设有向搅拌桶内凸出的第一凸起；搅拌桶转动时，第一凸起对原料具有搅拌作用，从而有利于原料均匀混合。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述第二气孔分别设置在搅拌杆的上下两侧；由于搅拌杆主要起到在竖直方向挤压原料的作用，因此当搅拌杆向上运动时，搅拌杆与其下方的原料之间将产生间隙，当搅拌杆向下运动时，搅拌杆与其上方的原料之间将产生间隙，因此第二气孔设置在搅拌杆的上下两侧，有利于气体扩散到原料中。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述扰料器从上至下共设有多组；从而可增强扰料器对原料的挤压作用，同时可使气体更广地分布到搅拌桶内。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述相邻扰料器的搅拌杆不处于同一平面；从而使得扰料器在偏心体的周向上对原料具有更大的挤压范围。

附图说明

图1为本发明泡沫原料发泡搅拌装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：底座10、搅拌桶20、偏心体30、气腔31、第一气孔32、扰料器40、外环41、套管42、搅拌杆43、气道44、第二气孔45、导气槽46、环形槽47、导向块48。

实施例基本如图1所示：

本实施例的泡沫原料发泡搅拌装置包括底座10、搅拌桶20、偏心体30、气体发生器和扰料器40。偏心体30为圆柱体，偏心体30焊接在底座10上且偏心体30的轴向沿竖直方向设置。搅拌桶20套设于偏心体30的外周，且搅拌桶20与底座10转动连接，搅拌桶20与偏心体30偏心设置，而搅拌桶20的转动中心与偏心体30的几何中心重合，从而当搅拌桶20转动时，偏心体30外壁与搅拌桶20内壁之间的距离呈周期性变化。搅拌桶20的底部焊接有驱动齿轮，底座10上转动连接有与驱动齿轮啮合的主动齿轮，主动齿轮与电机连接，从而通过电机可驱动搅拌桶20转动。

气体发生器由五个设置在搅拌桶20外周的打气筒单元组成，打气筒单元沿搅拌桶20的中心均匀设置。打气筒单元包括缸体和活塞，活塞设置在缸体内且活塞可沿缸体的轴向滑动，缸体上安装有进气单向阀和出气单向阀，当活塞在缸体内往复滑动时，缸体将通过进气单向阀从外部吸入空气，并通过出气单向阀将空气压出。缸体的轴向均指向搅拌桶20的中心，且活塞朝向搅拌桶20一侧设有推杆，推杆的一端与活塞焊接，推杆的另一端与搅拌桶20的外部相抵；缸体内设有压簧，压簧与活塞远离搅拌桶20的一侧相抵。当搅拌桶20转动时，由于搅拌桶20的转动中心与几何中心偏离，使得搅拌桶20类似于凸轮机构，从而搅拌桶20的外壁将通过推杆推动活塞在缸体内往复运动。偏心体30内设有气腔31，气腔31与打气筒单元的出气单向阀连通；从而在搅拌桶20转动时，打气筒单元将不断将空气压入气腔31中。

扰料器40包括与搅拌桶20滑动连接的外环41和与偏心体30转动连接的套管42，外环41和套管42通过搅拌杆43焊接为一体；由于搅拌桶20和偏心体30偏心设置，且搅拌桶20的转动中心与偏心体30的几何中心重合，因此搅拌桶20转动时，外环41不会相对于搅拌桶20转动，而套管42沿偏心体30转动。偏心体30的外周设有环形槽47，套管42的内壁上固定有嵌入环形槽47内的导向块48，使得偏心体30与套管42形成类似圆柱凸轮的结构，从而套管42相对于偏心体30转动时，套管42还同时相对与偏心体30上下滑动，即搅拌桶20转动时，扰料器40随搅拌桶20转动，同时扰料器40还会在搅拌桶20内上下移动。偏心体30的外周设有若干与气腔31连通的第一气孔32，套管42罩于第一气孔32外；搅拌杆43内设有气道44，搅拌杆43上设有若干与气道44连通的第二气孔45，而套管42的内壁上设有导气槽46，气道44与导气槽46连通，从而通过气道44和导气槽46可将第一气孔32和第二气孔45连通。在本实施例中，扰料器40共设有三组，且三组扰料器40沿偏心体30的轴向从上至下设置。

本实施例泡沫原料发泡搅拌装置的具体工作过程为：

将制造泡沫的原料置于搅拌桶20内，启动电机带动搅拌桶20转动，在搅拌桶20侧壁与原料之间的摩擦力的作用下，原料将在搅拌桶20内随搅拌桶20转动，且为了增强搅拌桶20对原料的扰动作用，搅拌桶20的内壁上设有向搅拌桶20内凸出的第一凸起。搅拌桶20带动原料运动的过程中，原料与搅拌桶20侧壁之间仍具有较大的相对运动；且由于搅拌桶20内壁与偏心体30外壁之间的距离呈周期性变化，因此搅拌桶20侧壁与偏心体30将对原料产生挤压，从而对原料起到搅拌及捏合的作用。

在搅拌桶20转动过程中，套管42相对于偏心体30上下滑动，则套管42带动搅拌杆43上下滑动。从而除搅拌桶20和偏心体30对原料具有挤压作用外，搅拌杆43还会在竖直方向挤压原料，且原料相对与搅拌杆43运动时，搅拌杆43还对原料具有搅拌作用。在搅拌过程中，搅拌杆43上的第二气孔45通过气道44和导气槽46连通第一气孔32，则气腔31内的气体将通过第二气孔45扩散到搅拌桶20内，使得气体可以更均匀的分布到原料内。在本实施例中，相邻扰料器40的搅拌杆43不处于同一平面，使得扰料器40在偏心体30的周向上对原料具有更大的挤压范围，且从第二气孔45排出的空气也能更均匀的分布到原料中。

另外，第二气孔45分别设置在搅拌杆43的上下两侧；当搅拌杆43向上运动时，搅拌杆43与其下方的原料之间将产生间隙，当搅拌杆43向下运动时，搅拌杆43与其上方的原料之间将产生间隙，从而有利于气体扩散到原料中。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：包括底座、搅拌桶、偏心体和气体发生器；偏心体固定在底座上并竖直设置，搅拌桶套设于偏心体的外周并与底座转动连接，搅拌桶与偏心体偏心设置，且搅拌桶的转动中心与偏心体的几何中心重合；气体发生器由多个打气筒单元组成，打气筒单元设于搅拌桶的外周并沿搅拌桶的周向均匀分布，打气筒单元包括缸体和设于缸体内的活塞，活塞可沿缸体的轴向滑动，缸体上安装有进气单向阀和出气单向阀；活塞的一侧固定有与搅拌桶外壁相抵的推杆，活塞的另一侧设有与活塞相抵的压簧；偏心体内设有气腔，气腔与打气筒单元的出气单向阀连通，偏心体的侧壁上设有若干与气腔连通的第一气孔。

2.根据权利要求1所述的泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：所述搅拌桶内设有扰料器，扰料器包括与搅拌桶滑动连接的外环和与偏心体转动连接的套管，外环和套管通过搅拌杆固定连接，搅拌杆内设有气道，且搅拌杆上设有若干与气道连通的第二气孔，套管的内壁上设有导气槽，气道与导气槽连通，套管罩于第一气孔外；偏心体的外周设有环形槽，套管的内壁上固定有嵌入环形槽内的导向块，套管相对于偏心体转动时，套管还同时相对于偏心体上下滑动。

3.根据权利要求2所述的泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：所述搅拌桶的内壁上设有向搅拌桶内凸出的第一凸起。

4.根据权利要求3所述的泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：所述第二气孔分别设置在搅拌杆的上下两侧。

5.根据权利要求2～4任一所述的泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：所述扰料器从上至下共设有多组。

6.根据权利要求5所述的泡沫原料发泡搅拌装置，其特征在于：相邻的所述扰料器的搅拌杆交错设置。

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