CN109382926B - 一种免加热温控式混料仓 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种该免加热温控式混料仓，包括传动主轴，传动主轴位于送料仓的部分上设置有螺旋叶片，传动主轴位于混料仓的部分上设置有搅拌叶片，传动主轴高速旋转，带动螺旋叶片和搅拌叶片高速旋转，物料在混料仓内部相互摩擦以及物料与混料仓的内仓体摩擦生热进行混料，送料仓与混料仓的密封效果好，热量不易流失，单位能耗低，混料时间短，螺旋叶片的推料作用使得物料在输送过程中不易发生堵塞，此外可在混料过程中进行物料的干燥，降低了生产成本；采用剖分式混料仓仓体，检修方便，同时，混料仓采用冷却水回路进行温度控制，避免的温度过高造成物料的分解，不会影响纤维增强复合材料的性能。

Description

一种免加热温控式混料仓
技术领域
本发明涉及一种混料仓，具体地说 ,涉及一种免加热温控式混料仓,属于机械技术领域。
背景技术
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等，与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP)，碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。
纤维增强复合材料的生产过程中需要使用到共混机，共混机一般包括送料仓和混料仓，送料仓用于纤维和基体材料的进入，混料仓用于纤维和基体材料的混合；目前使用的共混机一般采用电加热或油加热的方式将纤维和基体材料进行混合，单位能耗高、混料时间长，纤维和基体材料的投放过程中极易发生堵料，同时纤维和基体材料在混料过程中产生的水蒸气和其他挥发性气体不易排出，此外，混料仓的仓体为整体的结构，密闭的仓体结构检修不方便，由于物料在混合过程中产生大量的热量，温度过高时，造成物料易发生分解，降低了纤维增强复合材料的性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种免加热温控式混料仓,该混料仓通过物料的自摩擦及物料与混料仓腔壁的摩擦生热进行混料，单位能耗低，混料时间短；
物料在输送过程中不易发生堵塞，此外可在混料过程中进行物料的干燥，降低了生产成本；
采用剖分式混料仓仓体，检修方便，同时，混料仓采用冷却水回路进行温度控制，避免的温度过高造成物料的分解，不会影响纤维增强复合材料的性能。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种免加热温控式混料仓, 包括机架，其特征在于：所述机架上设置有混料仓。
一种优化的方案，所述混料仓为剖分式结构，混料仓为上下两个部分。
进一步地，所述混料仓的仓壁为双层结构；
所述混料仓的上下两部分各为一个单独的冷却水回路。
进一步地，所述混料仓的仓壁上设置有冷却水入口、冷却水出口和温度传感器；
所述温度传感器由温控安装孔及温控探头组成。
进一步地，所述混料仓的前端设置有送料仓；
所述送料仓和混料仓间贯穿设置有传动主轴，传动主轴位于送料仓的部分上设置有螺旋叶片，传动主轴位于混料仓的部分上设置有搅拌叶片。
进一步地，所述螺旋叶片的外边缘上设置有倒角，螺旋叶片的外边缘距离送料仓仓体内壁距离为0.2-2mm，倒角的倾斜角度45°-60°。
进一步地，所述螺旋叶片的外边缘设置有缺口，缺口为V形，缺口角度为60°-90°，缺口深度为6-10mm，缺口沿螺旋叶片理想圆柱面上均匀分布，每个螺旋叶片理想圆柱面上缺口的数量大于等于6个。
进一步地，所述传动主轴的一端设置有左密封构件，传动主轴的另一端设置有右密封构件，左密封构件设置在送料仓的外部，右密封构件设置在混料仓的外部；
所述左密封构件包括左端盖，左端盖的一侧设置有进风仓，进风仓为壳体结构，进风仓与送料仓密封设置，进风仓上设置有进风口，进风口均匀设置在进风仓的腔体的周壁上，进风口的数量大于等于4个，进风仓的内部设置有导风环，导风环的两侧各设置一个骨架密封圈,导风环上设置有导风孔，导风孔在导风环的周壁上均匀分布，导风孔的数量为4-8个。
进一步地，所述右密封构件包括右端盖，右端盖的一侧设置有出风仓，出风仓为壳体结构，出风仓与混料仓密封设置，出风仓上设置有出风口，出风口均匀设置在出风仓的腔体的周壁上，出风口的数量为2个，出风口一个设置在出风仓的上端，另一个设置在出风仓的下端。
进一步地，所述混料仓的下部设置有可间歇式开启与闭合的卸料装置，卸料装置包括转轴和固定安装在转轴上的主动摆臂与闸门摆臂，主动摆臂由气缸带动；
所述气缸的伸缩杆与主动摆臂铰接，气缸的尾部铰接有气缸座，闸门摆臂的端部设有与混料仓的出料口相适配的卸料闸门；
所述闸门摆臂的端部固定有两个支撑部，两个支撑部均与卸料闸门固定连接，两个支撑部对称地位于卸料闸门的两端；
所述转轴上安装有两个带座轴承，两个带座轴承分别位于卸料闸门的两侧，主动摆臂位于转轴的端部。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：传动主轴位于送料仓的部分上设置有螺旋叶片，传动主轴位于混料仓的部分上设置有搅拌叶片，传动主轴高速旋转，带动螺旋叶片和搅拌叶片高速旋转，物料在混料仓内部相互摩擦以及物料与混料仓的内仓体摩擦生热进行混料，送料仓与混料仓的密封效果好，热量不易流失，单位能耗低，混料时间短，螺旋叶片的推料作用使得物料在输送过程中不易发生堵塞，此外可在混料过程中进行物料的干燥，降低了生产成本；采用剖分式混料仓仓体，检修方便，同时，混料仓采用冷却水回路进行温度控制，避免的温度过高造成物料的分解，不会影响纤维增强复合材料的性能；
具有以下优点：（1）单位能耗是传统混料设备的60%-70%；
（2）混料速度是传统设备的1.5-2倍；
（3）该设备可在极短的时间内对多项加工参数进行调整，可在几秒钟内完成搅拌、混合、加热混料等一些列操作过程，因此物料加热过程极短，可有效的防止物料降解，物料可在5-20S内达到熔融温度，然后再输送到成型设备；
（4）该设备可用于加工各种热塑性或热固性工程塑料、廉价的回收料可以将工程塑料与木粉、天然纤维、有机纤维、无机纤维进行共混及二次加工，如果使用普通设备则需要额外添加干燥设备。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
附图1是本发明实施例中一种免加热温控式混料仓的主视图；
附图2是本发明实施例中一种免加热温控式混料仓的俯视图；
附图3是附图2中A-A方向的剖视图；
附图4是附图3中B部分的放大示意图；
附图5是本发明实施例中一种免加热温控式混料仓的立体结构示意图；
附图6是本发明实施例中导风环的主视图；
附图7是本发明一种间歇式开启与闭合的卸料装置实施例的结构示意图；
附图8是图7中C-C的剖视图；
附图9是本发明实施例中带倒角的进料螺旋的结构示意图；
附图10是本发明实施例中带倒角的进料螺旋的剖视图；
附图11是本发明实施例中带缺口的进料螺旋的主视图；
附图12是本发明实施例中带缺口的进料螺旋的左视图；
附图13是本发明实施例中带缺口和倒角的进料螺旋的立体图；
图中，
1-机架，2-送料仓，3-混料仓，4-传动主轴，5-左密封构件，6-右密封构件，7-左端盖，8-进风仓，9-进风口，10-骨架密封圈，11-导风环，12-导风孔，14-右端盖，15-出风仓，16-出风口，17-螺旋叶片，18-转轴，19-主动摆臂，20-闸门摆臂，21-支撑部，22-气缸，23-伸缩杆，24-气缸座，25-卸料闸门，26-带座轴承，27-倒角，28-缺口，29-搅拌叶片，30-冷却水入口，31-冷却水出口，32-温度传感器。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1，如图1-13所示，一种免加热温控式混料仓, 包括机架1，机架1上设置有送料仓2和混料仓3，混料仓3的前端设置有送料仓2，送料仓2用于将纤维和基体材料推送至混料仓3，可有效的避免纤维和基体材料在进料的过程中的堵塞，送料仓2和混料仓3为相对密闭的腔体结构，送料仓2和混料仓3间贯穿设置有传动主轴4，传动主轴4位于送料仓2的部分上设置有螺旋叶片17，传动主轴4位于混料仓3的部分上设置有搅拌叶片29；
混料仓3为剖分式结构，混料仓3为上下两个部分，混料仓3的仓壁为双层结构，剖分式结构方便检修，混料仓3的上下两部分各为一个单独的冷却水回路，混料仓3的仓壁上设置有冷却水入口30、冷却水出口31和温度传感器32，温度传感器32由温控安装孔及温控探头组成，用于实时检测混料仓3中温度，通过冷却水入口30注入恒温的冷却介质（冷却水或乙二醇等冷却介质），用于控制混料仓3在混料过程中的温升，达到降温的目的。
螺旋叶片17的外边缘上设置有倒角27，螺旋叶片27的外边缘距离送料仓2仓体内壁距离为0.2-2mm，倒角27的倾斜角度45°-60°；螺旋叶片17的外边缘设置有缺口28，缺口28为V形，缺口28角度为60°-90°，缺口28深度为6-10mm，缺口28沿螺旋叶片17理想圆柱面上均匀分布，每个螺旋叶片17理想圆柱面上缺口的数量大于等于6个。
为了保证送料仓2和混料仓3的密封性，还能及时的排除物料混合过程中产生的水蒸气和挥发性气体，传动主轴4的一端设置有左密封构件5，传动主轴4的另一端设置有右密封构件6，左密封构件5设置在送料仓2的外部，右密封构件6设置在混料仓3的外部；
左密封构件5包括左端盖7，左端盖7的一侧设置有进风仓8，进风仓8为壳体结构，进风仓8与送料仓2密封设置，进风仓8上设置有进风口9，进风口9均匀设置在进风仓8的腔体的周壁上，进风口9的数量大于等于4个，进风仓8的内部设置有导风环11，导风环11的两侧各设置一个骨架密封圈10,导风环11上设置有导风孔12，导风孔12在导风环11的周壁上均匀分布，导风孔12的数量为4-8个；
右密封构件6包括右端盖14，右端盖14的一侧设置有出风仓15，出风仓15为壳体结构，出风仓15与混料仓3密封设置，出风仓15上设置有出风口16，出风口16均匀设置在出风仓15的腔体的周壁上，出风口16的数量为2个，出风口16一个设置在出风仓15的上端，另一个设置在出风仓15的下端，出风口16用于将纤维与基体材料混合过程中的水蒸气及其他挥发性气体排出。
混料仓3的下部设置有可间歇式开启与闭合的卸料装置，卸料装置用于将混合完成后的物料排出，卸料装置包括转轴18和固定安装在转轴18上的主动摆臂19与闸门摆臂20，主动摆臂19由气缸22带动；气缸22的伸缩杆23与主动摆臂19铰接，气缸22的尾部铰接有气缸座24，闸门摆臂20的端部设有与混料仓3的出料口相适配的卸料闸门25；闸门摆臂20的端部固定有两个支撑部21，两个支撑部21均与卸料闸门25固定连接，两个支撑部21对称地位于卸料闸门25的两端，该结构设计使得对卸料闸门25的支撑比较稳定，卸料闸门25与混料仓3的出料口闭合牢固不漏料，且卸料闸门25开启与闭合过程中，运行比较稳定；转轴18上安装有两个带座轴承26，两个带座轴承26分别位于卸料闸门25的两侧。带座轴承26不仅可以对转轴18进行支撑，转轴18转动时更加平稳，还能将平面摩擦转换为滑动摩擦，减少转动时转轴18承受的阻力。主动摆臂19位于转轴18的端部。
工作原理：（1）纤维和基体材料进入送料仓2，送料仓2的进料口封闭，传动主轴4带动螺旋叶片17旋转，纤维和基体材料被推送进混料仓3；
（2）压缩机产生的压缩气体由进风仓8中的进风口4进入，进风仓8内设置的导风环11将压缩气体在进风仓8中均匀分布，压缩气体在骨架密封圈10的作用下，只能向出风仓15的出风口16方向流动；压缩气体进入机架1形成的相对密闭的空间后，在送料仓2封闭及螺旋叶片17的排压双重作用下，压缩气体快速流向出风仓15的出风口16，将纤维与基体混合过程中的水蒸气及其他挥发性气体排出，无需使用干燥设备进行干燥，降低了生产成本；
（3）螺旋叶片17与送料仓2仓体内壁靠近的边缘设置有倒角27，纤维与基体材料输送的过程中，螺旋叶片17外边缘设置的倒角27对于堵塞在传动主轴4和送料仓2仓体内壁之间的纤维形成剪切作用，防止了纤维材料在此位置的堵塞；螺旋叶片17上加工缺口28，防止纤维物料输送过程中在送料仓2中堆积，进料速度快，进料顺利，不易造成传动主轴4的停机，减缓了传动主轴4螺旋叶片17的磨损，降低了生产成本；
（4）卸料装置主要针对间歇式混料，在混料过程中, 卸料闸门25在气缸22作用下将混料仓3关闭，当混料完成时，卸料闸门25在气缸22作用下开启，完成卸料，混合物料在混料仓3中完成混料时，需要快速排出，该装置充分利用气动传动相应速度快的特点，在尽可能短的时间内完成卸料，防止混合物料在混料仓3中由于温度或时间等因素发生质变，间歇式开启与闭合的卸料装置，能够将混料腔内的混合物料及时排出，卸料闸门与混料腔闭合牢固不漏料，且具有结构简单，控制方便，相应速度快等优点；
（5）通过冷却水入口36注入恒温的冷却介质（冷却水或乙二醇等冷却介质），用于控制混料仓3在混料过程中的温升，冷却装置包含一个冷却水入口36和一个冷却水出口37，并经冷却隔断使流体在冷却腔中形成回路，达到降温的目的, 温度传感器38由温控安装孔及温控探头组成，用于实时检测混料仓中温度。
传动主轴4位于送料仓2的部分上设置有螺旋叶片17，传动主轴4位于混料仓3的部分上设置有搅拌叶片29，传动主轴4高速旋转，带动螺旋叶片17和搅拌叶片29高速旋转，物料在混料仓3内部相互摩擦以及物料与混料仓3的内仓体摩擦生热进行混料，送料仓2与混料仓3的密封效果好，热量不易流失，单位能耗低，混料时间短，螺旋叶片17的推料作用使得物料在输送过程中不易发生堵塞，此外可在混料过程中进行物料的干燥，降低了生产成本；采用剖分式混料仓仓体，检修方便，同时，混料仓采用冷却水回路进行温度控制，避免的温度过高造成物料的分解，不会影响纤维增强复合材料的性能。
具有以下优点：（1）单位能耗是传统混料设备的60%-70%；
（2）混料速度是传统设备的1.5-2倍；
（3）该设备可在极短的时间内对多项加工参数进行调整，可在几秒钟内完成搅拌、混合、加热混料等一些列操作过程，因此物料加热过程极短，可有效的防止物料降解，物料可在5-20S内达到熔融温度，然后再输送到成型设备；
（4）该设备可用于加工各种热塑性或热固性工程塑料、廉价的回收料可以将工程塑料与木粉、天然纤维、有机纤维、无机纤维进行共混及二次加工，如果使用普通设备则需要额外添加干燥设备。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种免加热温控式混料仓, 包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）上设置有混料仓（3）；
所述混料仓（3）的前端设置有送料仓（2）；
所述送料仓（2）和混料仓（3）间贯穿设置有传动主轴（4），传动主轴（4）位于送料仓（2）的部分上设置有螺旋叶片（17），传动主轴（4）位于混料仓（3）的部分上设置有搅拌叶片（29）；
所述传动主轴（4）的一端设置有左密封构件（5），传动主轴（4）的另一端设置有右密封构件（6），左密封构件（5）设置在送料仓（2）的外部，右密封构件（6）设置在混料仓（3）的外部；
所述左密封构件（5）包括左端盖（7），左端盖（7）的一侧设置有进风仓（8），进风仓（8）为壳体结构，进风仓（8）与送料仓（2）密封设置，进风仓（8）上设置有进风口（9），进风口（9）均匀设置在进风仓（8）的腔体的周壁上，进风口（9）的数量大于等于4个，进风仓（8）的内部设置有导风环（11），导风环（11）的两侧各设置一个骨架密封圈（10）,导风环（11）上设置有导风孔（12），导风孔（12）在导风环（11）的周壁上均匀分布，导风孔（12）的数量为4-8个；
所述右密封构件（6）包括右端盖（14），右端盖（14）的一侧设置有出风仓（15），出风仓（15）为壳体结构，出风仓（15）与混料仓（3）密封设置，出风仓（15）上设置有出风口（16），出风口（16）均匀设置在出风仓（15）的腔体的周壁上，出风口（16）的数量为2个，出风口（16）一个设置在出风仓（15）的上端，另一个设置在出风仓（15）的下端。
2.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述混料仓（3）为剖分式结构，混料仓（3）为上下两个部分。
3.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述混料仓（3）的仓壁为双层结构；
所述混料仓（3）的上下两部分各为一个单独的冷却水回路。
4.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述混料仓（3）的仓壁上设置有冷却水入口（36）、冷却水出口（37）和温度传感器（38）；
所述温度传感器（38）由温控安装孔及温控探头组成。
5.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述螺旋叶片（17）的外边缘上设置有倒角（27），螺旋叶片（1 7）的外边缘距离送料仓（2）仓体内壁距离为0.2-2mm，倒角（27）的倾斜角度45°-60°。
6.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述螺旋叶片（17）的外边缘设置有缺口（28），缺口（28）为V形，缺口（28）角度为60°-90°，缺口（28）深度为6-10mm，缺口（28）沿螺旋叶片（17）理想圆柱面上均匀分布，每个螺旋叶片（17）理想圆柱面上缺口的数量大于等于6个。
7.如权利要求1所述的一种免加热温控式混料仓,其特征在于：所述混料仓（3）的下部设置有可间歇式开启与闭合的卸料装置，卸料装置包括转轴（18）和固定安装在转轴（18）上的主动摆臂（19）与闸门摆臂（20），主动摆臂（19）由气缸（22）带动；
所述气缸（22）的伸缩杆（23）与主动摆臂（19）铰接，气缸（22）的尾部铰接有气缸座（24），闸门摆臂（20）的端部设有与混料仓（3）的出料口相适配的卸料闸门（25）；
所述闸门摆臂（20）的端部固定有两个支撑部（21），两个支撑部（21）均与卸料闸门（25）固定连接，两个支撑部（21）对称地位于卸料闸门（25）的两端；
所述转轴（18）上安装有两个带座轴承（26），两个带座轴承（26）分别位于卸料闸门（25）的两侧，主动摆臂（19）位于转轴（18）的端部。
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