CN111037884B - 双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及橡胶生产设备技术领域，具体公开了一种双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，包括驱动电机、料筒、第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆与第二螺杆的旋转方向相同，第一螺杆上设有正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，反向螺旋叶片a的外径小于正向螺旋叶片a的外径，第二螺杆上设有正向螺旋叶片b；料筒的一端连通有进料管，料筒的另一端连通有出料管，料筒沿轴向分为加热段、保温段和冷却段。本发明中，利用反向螺旋叶片a推动料筒内的物料反向移动，而正向螺旋叶片a和正向螺旋叶片b推动料筒内的物料正向移动，强迫物料整体上正向移动，过程中物料受到轴向上的挤压而更加密实，从而提高了物料出料后的密实度。

Description

双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置

技术领域

本发明涉及橡胶生产设备技术领域，具体公开了一种双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置。

背景技术

螺杆机械是目前普遍采用的高分子材料运输设备的核心，螺杆机械中的转子元件是螺纹形状的输送元件，转子元件旋转时，物料在拖曳作用下实现自动输送。按照螺杆的数量，螺杆机械可分为单螺杆和双螺杆，其中，双螺杆相比单螺杆具有更好的混炼、排气等功能。因此，在橡胶粉的生产过程中，通常会采用更适用于粉料加工的双螺杆挤出机进行反应、输料。现有的双螺杆挤出机中，双螺杆相互啮合同向或逆向旋转，将物料运输至出料口处，这样存在的问题是，从出料口排出的物料，其密实度不足。因此，需要设计一种能够提高物料密实度的双螺杆挤出机。

发明内容

本发明意在提供一种双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，以解决物料排出时密实度不足的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，包括驱动电机、料筒、第一螺杆和第二螺杆，所述驱动电机的输出端同轴固定连接有转轴，转轴远离驱动电机的一端通过联轴器与第一螺杆连接，所述第一螺杆与第二螺杆间通过传动带传动，第一螺杆上设有正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，反向螺旋叶片a的外径小于正向螺旋叶片a的外径，第二螺杆上设有正向螺旋叶片b，第一螺杆上的正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a与第二螺杆上的反向螺旋叶片b间隔设置；所述正向螺旋叶片a、反向螺旋叶片a和正向螺旋叶片b均位于料筒内，料筒的一端连通有进料管，进料管位于第二螺杆的正向螺旋叶片b的首部的上方，料筒的另一端连通有出料管，出料管位于第二螺杆的正向螺旋叶片b的尾部的下方，所述料筒沿轴向分为加热段、保温段和冷却段。

本基础方案的工作原理及有益效果在于：本基础方案中，在第一螺杆上设置正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，在第二螺杆上设置正向螺旋叶片b，而且第一螺杆和第二螺杆通过传动带传动，因此两者的旋转方向相同，相当于说，正向螺旋叶片a和正向螺旋叶片b推动料筒内的物料正向移动，而反向螺旋叶片a推动料筒内的物料反向移动(回退)，而由于反向螺旋叶片a的外径小于正向螺旋叶片a的外径，因此，反向螺旋叶片a对物料施加的作用力小于正向螺旋叶片a对物料施加的作用力，因此，料筒内的物料整体上正向移动，并且在正向移动过程中，物料受到轴向上的挤压力，物料的密实度增大，从而提高了物料出料后的密实度。同时，由于物料回退，延长了物料在料筒内的停留时间，使得物料在料筒内充分混炼、反应。

可选地，所述第二螺杆上设有反向螺旋叶片b，所述反向螺旋叶片b的外径小于正向螺旋叶片b的外径。

物料正向移动过程中，反向螺旋叶片b推动物料反向移动(回退)，从而使得物料受到轴向上的挤压力，使得物料的密实度进一步提高。

可选地，所述反向螺旋叶片b与反向螺旋叶片a相对设置并形成反向组，所述反向组至少有两组，其中一组位于冷却段的料筒内，其余组位于保温段的料筒内。

其中一组反向组位于冷却段的料筒内，能够在物料出料前对物料进行压实，提高物料的密实度，也可以避免压实后的物料在第一螺杆和第二螺杆的作用下打散，从而降低物料的压实效果。另外，一组反向组位于冷却段的料筒内，能够使得物料在冷却段的停留时间延长，为控制物料的冷却温度提供充足的时间，避免物料从出料管排出时温度过高或者过低。

可选地，所述反向螺旋叶片a沿其径向开设有若干凹槽a，反向螺旋叶片b沿其径向开设有若干凹槽b。

反向螺旋叶片a的径向上开设若干凹槽a，于是，反向螺旋叶片a的表面凹凸不平，同样地，反向螺旋叶片b的径向开设若干凹槽b，反向螺旋叶片b的表面凹凸不平。在推动物料的过程中，反向螺旋叶片a和反向螺旋叶片b的旋转方向相反，因此，位于反向螺旋叶片a和反向螺旋叶片b之间的物料将会受到更强的剪切力，更有助于物料的混炼和反应。

可选地，所述转轴同轴固定连接有第一齿轮，第一齿轮啮合有第二齿轮，第二齿轮同轴固定连接有凸轮；转轴的下方固定安装有缸体，缸体内竖直滑动连接有活塞，活塞将缸体分隔为上腔室和下腔室，所述凸轮位于上腔室内且凸轮与活塞相抵，上腔室的顶壁固定连接有若干弹性件，弹性件远离上腔室顶壁的一端与活塞固定连接；所述下腔室连通有进气管和出气管，进气管上固定安装有将气体导入下腔室的第一单向阀，进气管远离下腔室的一端与料筒接通，且进气管与料筒的接通处与进料管处于同侧，出气管上固定安装有将气体导出下腔室的第二单向。

胶粉加热后在料筒内进行脱硫，过程中会产生含硫烟气，由于含硫烟气具有毒性，对人体和环境均有害，不能直接排出。因此，本方案中，利用第一齿轮与第二齿轮啮合，使得凸轮发生转动，从而使得活塞在凸轮和弹性件的作用下发生上下往复滑动，下腔室的体积不断发生变化，将料筒内产生的含硫烟气经进气管吸入下腔室内，再经出气管将含硫烟气输送至烟气处理装置，避免含硫烟气直接排放至大气中，危害人体健康和环境。

可选地，所述第一齿轮与第二齿轮的传动比小于1。

当第一齿轮与第二齿轮的传动比小于1时，相将于第一齿轮与第二齿轮的传动比大于1或等于1而言，本方案中的凸轮转动速度更快，活塞往复运动频率加快，进气管单位时间内吸收的含硫烟气更多，提高缸体工作效率。

可选地，所述加热段包括加热段Ⅰ、加热段Ⅱ、加热段Ⅲ和加热段Ⅳ，加热段Ⅰ、加热段Ⅱ、加热段Ⅲ和加热段Ⅳ的加热温度逐渐增大。

对料筒内的物料进行梯度升温，能够使得物料各个部分的温度均达到预设温度后再进行加热，避免进入保温段时，物料各部分之间存在温差。

可选地，所述加热段Ⅰ的温度为200℃，加热段Ⅱ的温度为250℃，加热段Ⅲ的温度为280℃，加热段Ⅳ的温度为305℃，保温段的温度为305℃。

提供了一种梯度升温的方案。

可选地，所述冷却段包括冷却段Ⅰ和冷却段Ⅱ，冷却段Ⅰ的温度为280℃，冷却段Ⅱ的温度为250℃。

料筒内的物料冷却采用梯度冷却，避免快速冷却物料导致物料存在冷却不均匀的问题。

可选地，所述加热段采用沙浴加热方式进行加热。

沙浴加热的温度范围为300℃以下，能够较好地控制各个加热段的加热温度。

附图说明

图1为本发明双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置实施例一的结构示意图；

图2为实施例一中第一螺杆和第二螺杆的局部俯视图；

图3为本发明双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置实施例二的结构示意图；

图4为实施例二中第一螺杆和第二螺杆的局部俯视图；

图5为实施例三中第一螺杆和第二螺杆的局部俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：驱动电机1、料筒2、第一螺杆3、第二螺杆4、转轴5、传动带6、正向螺旋叶片a7、反向螺旋叶片a8、正向螺旋叶片b9、进料管10、出料管11、加热段Ⅰ12、加热段Ⅱ13、加热段Ⅲ14、加热段Ⅳ15、保温段16、冷却段Ⅰ17、冷却段Ⅱ18、第一齿轮19、第二齿轮20、凸轮21、活塞22、上腔室23、下腔室24、弹性件25、进气管26、出气管27、反向螺旋叶片b28、凹槽a29、凹槽b30。

实施例一

本实施例基本如图1和图2所示：双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，包括驱动电机1、料筒2、第一螺杆3和第二螺杆4，驱动电机1的输出端同轴固定连接有转轴5，转轴5的右端通过联轴器与第一螺杆3连接。第一螺杆3与第二螺杆4通过传动带6传动。

第一螺杆3上一体成型有正向螺旋叶片a7和反向螺旋叶片a8，反向螺旋叶片a8的外径小于正向螺旋叶片a7的外径，反向螺旋叶片a8的长度短于正向螺旋叶片a7的长度。第二螺杆4上设有正向螺旋叶片b9，第一螺杆3上的正向螺旋叶片a7和反向螺旋叶片a8与第二螺杆4上的正向螺旋叶片b9间隔设置。

正向螺旋叶片a7、反向螺旋叶片a8和正向螺旋叶片b9均位于料筒2内，料筒2的左端连通有进料管10，进料管10位于第二螺杆4的正向螺旋叶片b9的首部的上方；料筒2的右端连通有出料管11，出料管11位于第二螺杆4的正向螺旋叶片b9的尾部的下方。

料筒2沿轴向分为加热段、保温段16和冷却段，加热段包括加热段Ⅰ12、加热段Ⅱ13、加热段Ⅲ14和加热段Ⅳ15，加热段Ⅰ12、加热段Ⅱ13、加热段Ⅲ14和加热段Ⅳ15的加热温度逐渐增大，冷却段包括冷却段Ⅰ17和冷却段Ⅱ18。本实施例中，加热段Ⅰ12的温度为200℃，加热段Ⅱ13的温度为250℃，加热段Ⅲ14的温度为280℃，加热段Ⅳ15的温度为305℃，保温段16的温度为305℃，冷却段Ⅰ17的温度为280℃，冷却段Ⅱ18的温度为250℃。另外，加热段Ⅰ12的加热方式采用沙浴加热方式进行加热，加热段Ⅰ12、加热段Ⅱ13、加热段Ⅲ14、加热段Ⅳ15和保温段16的料筒2的周壁开设有加热腔，加热腔内装满有细沙，细沙内埋有电加热器，电加热器与恒温控制系统相连，本实施中，恒温控制系统与普通恒温沙浴锅的恒温控制系统相同，工作原理相同。

转轴5同轴固定连接有第一齿轮19，第一齿轮19啮合有第二齿轮20，第一齿轮19与第二齿轮20的传动比小于1，本实施例中，第一齿轮19与第二齿轮20的传动比为0.25。第二齿轮20同轴固定连接有凸轮21。转轴5的下方固定安装有缸体，缸体内竖直滑动连接有活塞22，活塞22将缸体分隔为上腔室23和下腔室24，凸轮21位于上腔室23内且凸轮21与活塞22相抵，上腔室23的顶壁固定连接有若干弹性件25，弹性件25的底端与活塞22固定连接。本实施例中，弹性件25的数量为两根，且弹性件25为弹簧。上腔室23的侧壁开设有通气孔(未画出)，以便上腔室23的内部与外界大气压相通。

下腔室24连通有进气管26和出气管27，进气管26上固定安装有将气体导入下腔室24的第一单向阀，进气管26的上端与料筒2的左端接通；出气管27上固定安装有将气体导出下腔室24的第二单向，出气管27远离缸体的一端与烟气处理装置连接。

具体实施过程如下：启动驱动电机1，驱动电机1带动转轴5转动，转轴5带动第一螺杆3转动，由于第一螺杆3与第二螺杆4通过传动带6传动，因此，第二螺杆4发生转动，且第二螺杆4的转向与第一螺杆3的转向相同。将胶粉通过进料管10投加至料筒2的内部，开启加热段、保温段16以及冷却段，对料筒2内的胶粉进行梯度加热、保温以及梯度冷却。

将胶粉投加至料筒2内后，正向螺旋叶片b9推动胶粉向右移动，正向螺旋叶片a7也推动胶粉向右移动。当胶粉移动至反向螺旋叶片a8处时，反向螺旋叶片a8对胶粉施加向左的推力，使得胶粉向左移动，发生回退。但是，由于反向螺旋叶片a8的外径小于正向螺旋叶片a7的外径，且反向螺旋叶片a8的长度短于正向螺旋叶片a7的长度，于是，胶粉整体上仍旧向右移动。但在胶粉向右移动的过程中，胶粉受到了反向螺旋叶片a8向左的推力，且此时胶粉还受到正向螺旋叶片a7以及正向螺旋叶片b9向右的推力，因此，胶粉受到了轴向上的挤压力，胶粉被压实，提高了胶粉的密实度。

上述过程中，转轴5上的第一齿轮19转动，由于第一齿轮19与第二齿轮20相互啮合，因此，第二齿轮20发生转动，与第二齿轮20同轴固定连接的凸轮21发生转动。凸轮21转动的过程中，凸轮21向下推动活塞22，活塞22向下滑动，下腔室24的体积减小、内压增大，下腔室24内的气体经出气管27排放至烟气处理装置；凸轮21不再对活塞22施加向下的推力时，活塞22在弹性件25的作用下向上滑动，下腔室24的体积增大、内压减小，料筒2内产生的含硫烟气经进气管26进入下腔室24内。不断重复上述过程，即可不断地将料筒2内的胶粉脱硫过程中产生的含硫烟气吸至下腔室24内，再经出气管27输送至烟气处理装置处，避免含硫烟气直接排放至大气中。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：如图3和图4所示，第二螺杆4上设有反向螺旋叶片b28，反向螺旋叶片b28的外径小于正向螺旋叶片b9的外径，反向螺旋叶片b28的长度等于反向螺旋叶片a8的长度，反向螺旋叶片b28与反向螺旋叶片a8相对设置并形成反向组。反向组至少有两组，其中一组位于冷却段的料筒2内，其余组位于保温段16的料筒2内。本实施例中，反向组的数量为两组。

本实施例中，当胶粉右移至保温段16的反向组时，反向螺旋叶片b28和反向螺旋叶片a8对胶粉施加向左的推力，使得胶粉向左移动，发生回退，但在正向螺旋叶片a7和正向螺旋叶片b9的作用下整体向右移动，此时，胶粉受到轴向上的挤压力，实现对胶粉的一次压实。然后，胶粉继续向右移动至冷却段的反向组时，反向螺旋叶片b28和反向螺旋叶片a8对胶粉施加向左的推力，此时胶粉受到轴向上的挤压力，实现对胶粉的二次压实，从而提高胶粉的密实度。并且，由于在冷却段内设置了一组反向组，因此，即使胶粉在一次压实后在第一螺杆3和第二螺杆4的作用下松散，也可以在冷却段重新进行一次压实，从而保证出料时胶粉的密实度。

此外，冷却段内的反向组还能够使得胶粉在冷却段的停留时间延长，为控制胶粉的冷却温度提供充足的时间，以便更好地实现梯度冷却，避免胶粉从出料管排出时温度过高或者过低。

实施例三

本实施例与实施例一的不同之处在于：如图5所示，反向螺旋叶片a8的两侧面沿其径向均开设有若干凹槽a29，反向螺旋叶片b28的两侧面沿其径向均开设有若干凹槽b30。本实施例中，相邻的两个凹槽a29之间距离20mm，相邻的两个凹槽b30之间距离20mm。

本实施例中，反向螺旋叶片a8的径向上开设若干凹槽a29，于是，反向螺旋叶片a8的表面凹凸不平，同样地，反向螺旋叶片b28的径向开设若干凹槽b30，反向螺旋叶片b28的表面凹凸不平。随着第一螺杆3和第二螺杆4的转动，反向螺旋叶片a8和反向螺旋叶片b28推动胶粉向左移动，过程中，反向螺旋叶片a8和反向螺旋叶片b28的旋转方向相同，位于反向螺旋叶片a8和反向螺旋叶片b28之间的胶粉，靠近反向螺旋叶片a8的胶粉受到更大的向下的作用力(凹凸不平的表面导致作用力增大)，而靠近反向螺旋叶片b28的胶粉受到更大的向上的作用力(凹凸不平的表面导致作用力增大)，由于高温下胶粉之间具有粘性，因此，位于反向螺旋叶片a8和反向螺旋叶片b28之间的胶粉受到了更强的剪切力。换而言之，胶粉整体上向右移动的过程中，经过反向组时，反向螺旋叶片a8和反向螺旋叶片b28对胶粉施加的剪切力变强，更有助于物料的混炼和反应。

实施例四

本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例中，未设置缸体，且第一螺杆3上的正向螺旋叶片a7和反向螺旋叶片a8的外径，由左至右逐渐变小；第二螺杆4上的正向螺旋叶片b9和反向螺旋叶片b28的外径，由左至右逐渐变小。

本实施例中，由于正向螺旋叶片a7、反向螺旋叶片a8、正向螺旋叶片b9和反向螺旋叶片b28的外径，由左至右均逐渐变小，即从左至右料筒2内的空间逐渐变大，且料筒2内的左侧有外径最大的正向螺旋叶片a7和正向螺旋叶片b9，因此，胶粉在料筒2内混炼、反应的过程中所产生的含硫烟气趋向于向右移动，随着胶粉一起从出料管11离开料筒2，以便在下个工序，对集中的含硫烟气进行处理。

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本发明的实用性。

Claims (7)

1.双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，包括驱动电机、料筒、第一螺杆和第二螺杆，所述驱动电机的输出端同轴固定连接有转轴，转轴远离驱动电机的一端通过联轴器与第一螺杆连接，其特征在于：所述第一螺杆与第二螺杆间通过传动带传动，第一螺杆上设有正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，反向螺旋叶片a的外径小于正向螺旋叶片a的外径，第二螺杆上设有正向螺旋叶片b和反向螺旋叶片b，反向螺旋叶片b的外径小于正向螺旋叶片b的外径，第一螺杆上的正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a与第二螺杆上的反向螺旋叶片b间隔设置；所述正向螺旋叶片a、反向螺旋叶片a、正向螺旋叶片b和反向螺旋叶片b均位于料筒内，料筒的一端连通有进料管，进料管位于第二螺杆的正向螺旋叶片b的首部的上方，料筒的另一端连通有出料管，出料管位于第二螺杆的正向螺旋叶片b的尾部的下方，所述料筒沿轴向分为加热段、保温段和冷却段,反向螺旋叶片b与反向螺旋叶片a相对设置并形成反向组，所述反向组至少有两组，其中一组位于冷却段的料筒内，其余组位于保温段的料筒内；所述转轴同轴固定连接有第一齿轮，第一齿轮啮合有第二齿轮，第二齿轮同轴固定连接有凸轮；转轴的下方固定安装有缸体，缸体内竖直滑动连接有活塞，活塞将缸体分隔为上腔室和下腔室，所述凸轮位于上腔室内且凸轮与活塞相抵，上腔室的顶壁固定连接有若干弹性件，弹性件远离上腔室顶壁的一端与活塞固定连接；所述下腔室连通有进气管和出气管，进气管上固定安装有将气体导入下腔室的第一单向阀，进气管远离下腔室的一端与料筒接通，且进气管与料筒的接通处与进料管处于同侧，出气管上固定安装有将气体导出下腔室的第二单向阀。

2.根据权利要求1所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述反向螺旋叶片a沿其径向开设有若干凹槽a，反向螺旋叶片b沿其径向开设有若干凹槽b。

3.根据权利要求2所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述第一齿轮与第二齿轮的传动比小于1。

4.根据权利要求1所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述加热段包括加热段Ⅰ、加热段Ⅱ、加热段Ⅲ和加热段Ⅳ，加热段Ⅰ、加热段Ⅱ、加热段Ⅲ和加热段Ⅳ的加热温度逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述加热段Ⅰ的温度为200℃，加热段Ⅱ的温度为250℃，加热段Ⅲ的温度为280℃，加热段Ⅳ的温度为305℃，保温段的温度为305℃。

6.根据权利要求5所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述冷却段包括冷却段Ⅰ和冷却段Ⅱ，冷却段Ⅰ的温度为280℃，冷却段Ⅱ的温度为250℃。

7.根据权利要求5所述的双转子连续挤出脱硫胶粉生产装置，其特征在于：所述加热段采用沙浴加热方式进行加热。

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