CN109483760B - 混炼机 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工原料密炼设备技术领域，具体公开了混炼机，包括混炼筒、冷却系统和转动连接在混炼筒内的一对转子轴，转子轴包括进料段和混炼段，进料段上设有螺旋叶片，混炼段上设有多个交错设置的叶片，一对转子轴上的叶片相对设置且形成45度或90度的夹角；混炼筒的上部开有位于进料段一侧的入料口，混炼筒的下部开有位于混炼段一侧的出料口。使用本发明的混炼机，能够有效解决现有混炼机混料不够均匀且物料容易堆积的问题。

Description

混炼机

技术领域

本发明属于化工原料密炼设备技术领域，尤其涉及一种混炼机。

背景技术

塑炼是指橡胶加工的一个工序,指采用机械或化学的方法,降低生胶分子量和粘度以提高其可塑性，并获适当的流动性，以满足混炼和成型进一步加工的需要。塑炼过程中通常会用到混炼机，混炼机是用以将生胶和配合剂进行混炼的炼胶设备。混炼机分为开放式炼胶机(简称开炼机)和密闭式炼胶机(简称密炼机)二种，开炼机由于存在自动化程度低、炼胶效率低、粉尘飞扬严重等缺点而逐渐被密炼机所取代。

密炼机是在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械设备。密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率远高于开炼机。使用现有的密炼机对生胶等物料进行混炼，生胶与配合剂的混合不够均匀，而且物料容易推挤在壳体的内壁，使得密炼机内部残留物料过多，导致密炼机容易堵死。

使用混炼机炼制后得到胶体，由于胶体表面温度较高，如果不经过冷却将难以进行下一步作业，现有作业中一般将胶体转移到外部冷却装置中进行冷却，这样虽能达到冷却效果，但是生产过程不连续，不利于工作效率的提高；而且冷却装置的开关都是作业人员通过手动控制，增加了工人的劳动量，浪费人力物力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混炼机，以解决现有混炼机混料不够均匀且物料容易堆积的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：混炼机，包括混炼筒、冷却系统和转动连接在混炼筒内的一对转子轴，转子轴包括进料段和混炼段，进料段上设有螺旋叶片，混炼段上设有多个交错设置的叶片，一对转子轴上的叶片相对设置且形成45度或90度的夹角；混炼筒的上部开有位于进料段一侧的入料口，混炼筒的下部开有位于混炼段一侧的出料口。

本基础方案的工作原理在于：使用本方案的混炼机时，使一对转子轴转动，通过入料口将生胶、配合剂等物料加入到混炼筒内，转子轴的螺旋段将物料往前推送，物料逐渐进入混炼段，一对转子轴上的叶片反向转动，叶片对物料进行混合、搅拌，使配合剂在生胶中均匀分散，混炼完成后得到的物料从出料口排出。

本基础方案的有益效果在于：发明人发现使用现有的混炼机，物料容易堆积在壳体的内壁，使混炼机内部残留物料过多，容易使混炼机运行不流畅。但造成这种缺陷的原因并不清楚，发明人通过研究发现其原因在于：一对转子轴上的相对叶片的角度设置不合理，导致物料容易堆积在混炼筒的内壁。基于此本发明对叶片的角度进行改进，改进后发明人发现叶片对物料的搅拌更加均匀，混炼后制得的胶体质量更佳，而且这个过程中，物料不容易堆积在混炼筒的内壁，避免了混炼机运行的不流畅。

进一步，叶片的横截面呈中部宽两端尖的梭形。经过发明人的研究发现，将叶片设置为这种形状，叶片对生胶、配合剂等物料的搅拌混合效果更好。

进一步，冷却系统料包括与出料口连接的出料筒以及均位于混炼筒外的冷却水箱和动力部，动力部内开有圆柱形的腔室，腔室内转动连接有圆柱转块，圆柱转块与动力部围成截面为月牙形的密闭空间；圆柱转块的转动中心处设有传动轴，传动轴的一端穿过动力部且位于转子轴一侧，传动轴和其中一根转子轴上设有能使转子轴与传动轴同时转动的传动部；圆柱转块上开有沿径向分布的通槽，通槽的两侧内分别滑动连接有均与腔室三个侧壁接触的挡板，两块挡板相对的一侧之间连接有弹性件；动力部上连接有两根冷却管，两根冷却管的一端分别与密闭空间的两端连通，两根冷却管的另一端均与冷却水箱连通，其中一根冷却管环绕在出料筒的侧壁上。

混炼完成后产出的胶体通过出料筒排出，这个过程中，胶体会与出料筒发生热传递。混炼机工作时，转子轴发生转动，在这个过程中转子轴通过传动部带动传动轴同时转动，由于传动轴与圆柱转块连接，传动轴驱动圆柱转块随之一同转动，同时挡板也以圆柱转块为中心在腔室内发生转动。在圆柱转块和两块挡板的共同作用下，密闭空间被分隔为两部分，下文简称为A空间、B空间。随着挡板的不断转动，A空间的体积逐渐增大，A空间内的压强减少，在外界气压的作用下，冷却水箱中的冷却水能够通过冷却管被持续压进A空间内；而B空间的体积逐渐减小，B空间内的压强增大，B空间内冷却水通过冷却管被挤出。在这个过程中，冷却水箱中的冷却水在冷却水箱、冷却管、密闭空间和另一根冷却管之间循环流动，流动中的水能通过出料筒能够带走胶体的热量，有效降低胶体的温度。

该从属的技术方案具有以下有益效果：

1、利用转子轴转动带动圆柱转块上的挡板一同运动，使密闭空间内的体积发生变化，从而实现的吸水、排水的功能，圆柱转块转动的动力为混炼机自带的，无须额外增加动力装置驱动圆柱转块运动，在降低混炼机生产成本的同时还能简化混炼机的结构。

2、在混炼机工作的同时，冷却水箱中的冷却水在冷却水箱、冷却管、密闭空间和另一根冷却管之间循环流动，流动中的水能通过出料筒能够带走胶体的热量，有效降低胶体的温度。使用本发明的技术方案，不需将炼制后得到胶体转移到外部冷却装置中进行冷却，保证生产过程的连续性，有利于提高生产效率。而且冷却系统会随着混炼机的开启、关闭而自动开启、关闭，不需工人对冷却系统进行控制，自动化程度更高。

进一步，冷却水箱的侧壁内开有通腔，通腔内滑动连接有柱塞，冷却水箱的侧壁上设有均能与通腔、外界连通的单向进气阀和单向排气阀；冷却水箱的上部转动连接有转轴，转轴上固定有与柱塞一端始终保证接触的凸轮和多个位于冷却水箱内的转叶，其中一根冷却管与冷却水箱的上部连通且能将水喷淋在转叶上；冷却水箱内设有多个位于转叶下方的散热片，散热片内开有与通腔连通的空腔。

冷却系统工作时，冷却水从冷却管与冷却水箱上部连通的一端喷出，喷出的冷却水喷淋在转叶上驱动转轴发生转动。冷却水与转叶接触后在重力作用下向下降落，冷却水与散热片接触，冷却水与散热片发生热传递。转轴上的凸轮随转轴一同运动，凸轮转动过程中驱动柱塞沿着通腔往复滑动，通腔内的压强不断发生变化。通腔内的压强减少时，单向进气阀自动打开，外界气体通过单向进气阀进入空腔内，通腔内的压强增大时，单向排气阀自动打开，通腔内的气体通过单向排气阀排出外界，即在这个过程中，气体在外界与空腔内发生流动，流动的气体通过散热片能够带走冷却水的热量，有效降低冷却水的温度，避免冷却水水温过高而不能有效的对胶体及时的进行冷却。

进一步，凸轮的轮廓表面开有封闭的卡槽，柱塞上设有一端卡合在卡槽内的连接杆。设置卡槽，连接杆通过卡槽与凸轮连接，凸轮转动时，凸轮通过连接杆驱使柱塞沿着通腔往复滑动。

进一步，散热片倾斜向上地均布在冷却水箱的相对两侧，冷却水箱相对两侧的散热片交错设置。散热片设置的位置能有效延长冷却水的运动路径，使冷却水有足够的冷却时间，保证冷却水的冷却效果。

进一步，传动部为传动皮带，传动皮带套设在传动轴和其中一根转子轴上。传动皮带结构简单，来源广泛，选用传动皮带作为传动部，转子轴转动时能够通过传动皮带带动传动轴一同转动，运动可靠。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2是本发明实施例的附视图；

图3是图2中A-A的剖视图；

图4是图2中B-B的剖视图；

图5是本发明实施例中冷却水箱的正向剖视图；

图6是图1中动力部的侧向剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图1-6中的附图标记包括：混炼筒10、入料口11、出料筒12、转子轴20、螺旋叶片21、叶片22、传动皮带23、动力部30、冷却管31、密闭空间32、传动轴40、圆柱转块50、通槽51、弹簧52、挡板53、冷却水箱60、通腔61、柱塞62、连接杆621、单向进气阀63、单向排气阀64、转轴70、转叶71、凸轮72、卡槽721、散热片80、空腔81。

实施例基本如附图1、附图2所示：混炼机，包括混炼筒10、冷却系统和一对转子轴20，一对转子轴20贯穿混炼筒10的左右两侧且均转动连接在混炼筒10上，转子轴20包括进料段和混炼段，进料段上焊接有与混炼筒10内壁接触的螺旋叶片21，物料位于混炼筒10进料段一侧时，转子轴20转动能够通过螺旋叶片21推动物料前进。混炼段上固定有多个交错设置的叶片22，叶片22设置为拉伸体，叶片22的横截面呈中部宽两端尖的梭形。结合图3、图4所示，一对转子轴20上的叶片22相对设置且形成45度或90度的夹角。混炼机工作时，一对转子轴20朝向不同的旋转方向以啮合的状态旋转。混炼筒10的上部开有位于进料段一侧的入料口11，混炼筒10的下部开有位于混炼段一侧的出料口。

冷却系统包括出料筒12、冷却水箱60和动力部30，出料筒12位于混炼筒10的下方且与出料口连接，冷却水箱60和动力部30均位于混炼筒10外。结合图6所示，动力部30内开有圆柱形的腔室，腔室内转动连接有圆柱转块50，圆柱转块50的一侧和两个相对侧面均与动力部30的内壁接触，圆柱转块50与动力部30围成截面为月牙形的密闭空间32。圆柱转块50的转动中心处焊接有传动轴40，传动轴40的一端穿过动力部30且位于转子轴20的下方。传动轴40和其中一根转子轴20上设有传动部，传动部可包括固定在传动轴40上的第一齿轮、固定在转子轴20上与第一齿轮啮合的第二齿轮，也可设置为传动皮带23，在本实施例中，传动部为传动皮带23，传动皮带23套设在传动轴40和其中一根转子轴20上，转子轴20转动时可通过传动皮带23驱动传动轴40一同转动。圆柱转块50上开有沿径向分布的通槽51，通槽51的两侧内分别滑动连接有挡板53，挡板53的三个侧面均与动力部30的三个内壁贴合，在圆柱转块50和两块挡板53的共同作用下，密闭空间32被分隔为两部分。两块挡板53相对的一侧之间连接有弹性件，在本实施例中弹性件为弹簧52，在弹簧52的作用下，挡板53远离圆柱转块50的一侧能始终与动力部30的弧形侧壁保持接触。

动力部30上连接有两根冷却管31，其中一根冷却管31(下文称为A冷却管)的一端与密闭空间32的一端连通，另一端与水箱的上部连通，另一根冷却管31的一端与密闭空间32的另一端连通，另一端与水箱的底部连通。A冷却管的中段环绕在出料筒12的侧壁上，冷却水在A冷却管内流动时能够有效带走出料筒12上的热量。

结合图5所示，冷却水箱60的侧壁内开有通腔61，通腔61内滑动且密封连接有柱塞62，冷却水箱60的侧壁上设有单向进气阀63和单向排气阀64，当通腔61内的压强增大时，单向排气阀64自动打开，此时单向排气阀64能够连通通腔61与外界；当通腔61内的压强减少时，单向进气阀63自动打开，此时单向排气阀64也能连通通腔61与外界。冷却水箱60的上部转动连接有贯穿冷却水箱60两相对侧壁的转轴70，转轴70上固定有凸轮72和多个位于冷却水箱60内的转叶71，凸轮72位于柱塞62的上方，凸轮72的轮廓表面开有封闭的卡槽721，柱塞62上固定有连接杆621，连接杆621的一端转动连接有滚球，滚球卡合在卡槽721内。多个转叶71沿转轴70的周向均匀分布，冷却水从A冷却管与冷却水箱60上部连通的一端喷出时能喷淋在转叶71上，喷淋的冷却水能够驱动转轴70发生转动。冷却水箱60内固定有多个位于转叶71下方的散热片80，在本实施例中散热片80采用金属铜制成，散热片80内开有与通腔61连通的空腔81。散热片80倾斜向上地均匀分布在冷却水箱60的左右两侧，冷却水箱60左右两侧的散热片80交错设置。

具体实施过程如下：使用混炼机时，使一对转子轴20转动，通过入料口11将生胶、配合剂等物料加入到混炼筒10内，转子轴20的螺旋段将物料往前推送，物料逐渐进入混炼段，叶片22对物料进行混合、搅拌，使配合剂在生胶中均匀分散，混炼完成后产出的胶体通过出料筒12排出，这个过程中，胶体会与出料筒12发生热传递。

转子轴20转动时通过传动皮带23带动传动轴40一同转动，由于传动轴40与圆柱转块50连接，传动轴40驱动圆柱转块50随之一同转动，同时挡板53也以圆柱转块50为中心在腔室内发生转动。在圆柱转块50和两块挡板53的共同作用下，密闭空间32被分隔为两部分，下文简称为A空间、B空间。随着挡板53的不断转动，A空间的体积逐渐增大，A空间内的压强减少，在外界气压的作用下，冷却水箱60中的冷却水能够通过冷却管31被持续压进A空间内；而B空间的体积逐渐减小，B空间内的压强增大，B空间内冷却水通过冷却管31不断被挤出。在这个过程中，冷却水箱60中的冷却水在冷却水箱60、冷却管31、密闭空间32和另一根冷却管31之间循环流动，流动中的水能通过出料筒12能够带走胶体的热量，有效降低胶体的温度。

冷却系统工作时，冷却水从A冷却管与冷却水箱60上部连通的一端喷出，喷出的冷却水喷淋在转叶71上驱动转轴70发生转动。冷却水与转叶71接触后在重力作用下向下降落，冷却水与散热片80接触，冷却水与散热片80发生热传递。转轴70上的凸轮72随转轴70一同运动，凸轮72转动过程中驱动柱塞62沿着通腔61往复滑动，通腔61内的压强不断发生变化。通腔61内的压强减少时，单向进气阀63自动打开，外界气体通过单向进气阀63进入空腔81内，通腔61内的压强增大时，单向排气阀64自动打开，通腔61内的气体通过单向排气阀64排出外界，即在这个过程中，气体在外界与空腔81内发生流动，流动的气体通过散热片80能够带走冷却水的热量，有效降低冷却水的温度。

Claims (5)

1.混炼机，其特征在于：包括混炼筒、冷却系统和转动连接在混炼筒内的一对转子轴，转子轴包括进料段和混炼段，进料段上设有螺旋叶片，混炼段上设有多个交错设置的叶片，一对转子轴上的叶片相对设置且形成45度或90度的夹角；混炼筒的上部开有位于进料段一侧的入料口，混炼筒的下部开有位于混炼段一侧的出料口；叶片的横截面呈中部宽两端尖的梭形；冷却系统料包括与出料口连接的出料筒以及均位于混炼筒外的冷却水箱和动力部，动力部内开有圆柱形的腔室，腔室内转动连接有圆柱转块，圆柱转块与动力部围成截面为月牙形的密闭空间；圆柱转块的转动中心处设有传动轴，传动轴的一端穿过动力部且位于转子轴一侧，传动轴和其中一根转子轴上设有能使转子轴与传动轴同时转动的传动部；圆柱转块上开有沿径向分布的通槽，通槽的两侧内分别滑动连接有均与腔室三个侧壁接触的挡板，两块挡板相对的一侧之间连接有弹性件；动力部上连接有两根冷却管，两根冷却管的一端分别与密闭空间的两端连通，两根冷却管的另一端均与冷却水箱连通，其中一根冷却管环绕在出料筒的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的混炼机，其特征在于：冷却水箱的侧壁内开有通腔，通腔内滑动连接有柱塞，冷却水箱的侧壁上设有均能与通腔、外界连通的单向进气阀和单向排气阀；冷却水箱的上部转动连接有转轴，转轴上固定有与柱塞一端始终保证接触的凸轮和多个位于冷却水箱内的转叶，其中一根冷却管与冷却水箱的上部连通且能将水喷淋在转叶上；冷却水箱内设有多个位于转叶下方的散热片，散热片内开有与通腔连通的空腔。

3.根据权利要求2所述的混炼机，其特征在于：凸轮的轮廓表面开有封闭的卡槽，柱塞上设有一端卡合在卡槽内的连接杆。

4.根据权利要求3所述的混炼机，其特征在于：散热片倾斜向上地均布在冷却水箱的相对两侧，冷却水箱相对两侧的散热片交错设置。

5.根据权利要求4所述的混炼机，其特征在于：传动部为传动皮带，传动皮带套设在传动轴和其中一根转子轴上。

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