CN111361039A - 一种混料装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种混料装置，包括用于粉末原料预混的V型装置与用于再混的和所述V型装置连接的气力再混装置；所述V型装置包括V型混料筒，所述V型装置与所述气力再混装置的连接处设置有连接阀门；所述气力再混装置包括气力混料装置与风机，所述气力混料装置与所述风机之间设置有透气布和透气板的结合体，所述气力混料装置上设置有出料口。本申请利用V型装置中的混料绞龙与气力混料装置相结合的方式，实现了不间歇停机降温的连续高效混料，混料时间仅需3～15min，比现有技术混料时间节省了约89％，且原料混合均匀性好。

Description

一种混料装置与方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯混合粉末制备技术领域，尤其涉及一种混料装置与方法。
背景技术
聚四氟乙烯是一种用氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。该材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。因此，聚四氟乙烯在诸多领域得到了广泛应用。
高压开关产品用关键部件喷口是将聚四氟乙烯粉末与不同填料经混匀后压制烧结而成。聚四氟乙烯分子结构为螺旋状的扭曲链，聚合度在104数量级，相对分子量一般为数百万，而填料特别是BN的相对分子量只有24.8，两者比重差异很大，目前国内的喷口生产厂家大多采用一级或两级机械混料方法，但均存在聚四氟乙烯粉末与填料BN混不匀的问题，且需要多次间歇性停机降温，生产效率低。
申请号为201020125377.7的中国专利公开了一种立式粉料混合预混器，其对于粉末混料具有混料时间短、混合均匀性好等优点，但存在粉料与搅拌绞龙摩擦大，混料筒温升速率大，粉料温度高且散热性能差，需要间歇式混料以防高温使粉料物性发生变化。采用此混料方法对聚四氟乙烯复合粉末混料，聚四氟乙烯粉末会发生团聚粘结，混不匀现象。因此提供一种使得聚四氟乙烯与填料混料均匀且效率高的方法或设备是十分必要的。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供了一种可以高效将聚四氟乙烯粉末与填料混匀的装置与方法。
有鉴于此，本申请提供了一种混料装置，包括用于粉末原料预混的V型装置与用于再混的和所述V型装置连接的气力再混装置；
所述V型装置包括V型混料筒，所述V型混料筒的V型管壁外侧设置有冷却水循环管道，所述V型混料筒的内部设置有混料绞龙；所述V型混料筒上设置有真空抽气口和进料口；
所述V型装置还包括用于带动所述混料绞龙运动的电动机；
所述V型装置与所述气力再混装置的连接处设置有连接阀门；
所述气力再混装置包括气力混料装置与风机，所述气力混料装置与所述风机之间设置有透气布和透气板的结合体，所述气力混料装置上设置有出料口；
所述气力混料装置与所述V型混料筒相邻设置。
优选的，所述混料绞龙表面涂覆有耐磨涂层。
优选的，所述进料口设置于所述V型混料筒的一个V型臂顶端，所述出料口设置于所述气力混料装置的上部。
优选的，所述冷却水循环管道上设置有冷却水入口和冷却水出口，且所述冷却水入口与所述冷却水出口分别设置于所述V型混料筒的两个V型臂的不同高度上。
优选的，所述透气布和透气板的结合体中的透气板为刚性支撑板，设置有Φ1.5～2.5mm的透气孔，所述透气布为Modal纤维。
本申请还提供了一种利用所述的混料装置混料的方法，包括以下步骤：
将所述连接阀门关闭后在所述V型混料筒中加入聚四氟乙烯与填料的混合粉末，抽真空后开启所述电动机和所述冷却水循环管道将所述混合粉末进行预混；
开启连接阀门使预混后的粉末进入所述透气布与透气板的组合体上，关闭连接阀门后开启风机，流化后得到混料。
优选的，所述抽真空至所述V型混料筒的压力为130～150Pa。
优选的，所述预混的时间为3～5min。
优选的，所述流化的时间为8～12min。
本申请提供了一种混料装置，其包括V型装置与气力再混装置，通过上述两个装置的结合实现了聚四氟乙烯粉末与填料机械预混与气力混合的结合，由此保证了粉末的均匀混合，同时V型装置中设置的冷却水循环管道可实现聚四氟乙烯粉末与填料在预混过程中降温，避免了因温度过高聚四氟乙烯粉末软化团聚的问题。
附图说明
图1为本发明提供的混料装置的结构示意图；
图2为本发明气力混料装置的俯视图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于聚四氟乙烯与填料自身特点的差异，现有技术难以高效的实现上述两种粉末的均匀混合，由此，本申请提供了一种混料装置，本申请提供的混料装置可实现聚四氟乙烯粉末与填料混粉的高效均匀混合。具体的，本申请所述混料装置的结构示意图如图1和图2所示，其中1为透气布与透气板的组合体，2为气力混料装置，3为出料口，4为冷却水入口，5为V型混料筒筒套，6为混料绞龙，7为真空抽气孔，8为电动机，9为传动杆，10为压力表，11为进料口，12为蝶形阀门，13为冷却水出口，14为V型混料筒，15为连接阀门，16为通风口，17为罗茨风机；更具体的，所述混料装置包括用于粉末原料预混的V型装置与用于再混的和所述V型装置连接的气力再混装置；
所述V型装置包括V型混料筒，所述V型混料筒的V型管壁外侧设置有冷却水循环管道，所述V型混料筒的内部设置有混料绞龙；所述V型混料筒上设置有真空抽气口和进料口；
所述V型装置还包括用于带动所述混料绞龙运动的电动机；
所述V型装置与所述气力再混装置的连接处设置有连接阀门；
所述气力再混装置包括气力混料装置与风机，所述气力混料装置与所述风机之间设置有透气布和透气板的结合体，所述气力混料装置上设置有出料口；
所述气力混料装置与所述V型混料筒相邻设置。
本申请所述混料装置包括V型装置与气力再混装置，其中V型装置用于粉末原料的预混，气力再混装置用于粉末的再混，即所述V型装置的出口为所述气力再混装置的入口。
在本申请中，所述V型装置包括V型混料筒，所述V型混料筒的V型管壁外侧设置有冷却水循环管道，即所述V型混料筒外壁设置的V型混料筒筒套作为冷却水循环管道，如本申请图1所示，在具体实施例中，所述冷却水循环管道设置有冷却水进口与冷却水出口，且冷却水进口与冷却水出口分别设置于所述V型混料桶套筒的两个V型臂上，且高度不同，更具体的，所述冷却水进口设置于所述V型混料筒的底端，而冷却水出口设置于所述V型混料桶套筒另一个V型臂的顶端。所述冷却水循环管道对V型混料筒进行降温，避免了因温度过高使聚四氟乙烯粉末软化团聚的问题，可使混料设备连续工作，避免了停机降温，提高了生产效率。
所述V型混料筒的内部设置有混料绞龙，所述混料绞龙的材质以及具体形貌为本领域技术人员熟知的，对此本申请不进行特别的限制，但是，本申请的混料绞龙的表面涂覆有耐磨涂层，具体为镀铬层或陶瓷涂层，以避免混料绞龙的磨损微粒进入混料粉末中，影响混料粉末的纯度；本申请V型混料筒一侧的混料绞龙可以将另一侧的进料反复搅拌并提升，有助于预混均匀，因此，所述混料绞龙实现了机械预混，有利于实现混合物料的均匀性。所述V型装置还包括用于带动所述混料绞龙运动的电动机，其中电动机设置于V型混料筒的外部，可通过连动轴、传动杆带动混料绞龙运行来实现混料。
所述V型混料筒上设置有真空抽气口与进料口，所述真空抽气口与所述进料口的具体设置位置按照本领域技术人员熟知的方式设置即可，对此本申请没有特别的限制；本申请设置真空抽气口即可实现对V型混料筒在预混料过程中的抽真空，该抽真空可消除聚四氟乙烯与填料的比重差异，以利于预混均匀，可减少V型混料筒中水分，避免预混料在压制和烧结过程中出现斑点。为了便于抽真空的压力值检测，所述V型混料筒上还设置有压力表，所述压力表的设置按照本领域技术人员熟知的方式设置，对此本申请没有特别的限制。
所述V型装置与所述气力再混装置的连接处设置有连接阀门，所述连接阀门用于控制V型混料筒的开启和闭合。
所述气力再混装置包括气力混料装置与风机，其中，所述气力混料装置与所述风机之间设置有透气布和透气板的结合体。在本申请中，所述气力混料装置为本领域技术人员熟知的气力混料装置，对此本申请没有特别的限制，但是本申请在气力再混装置中不仅仅设置了气力混料装置，在气力混料装置与风机之间设置有透气布和透气板的结合体，该透气布和透气板的结合体用于避免再混料流至风机中，影响风机的运行。更具体的，所述透气布和透气板的结合体中的透气板为刚性支撑板，其上均匀分布有φ1.5～2.5mm的透气孔，所述透气布为不起静电、尺寸稳定性、具有合成纤维强力和韧性Modal纤维。本申请所述风机具体选自罗茨风机，所述风机通过通风口与所述气力混料装置连接。
聚四氟乙烯分子结构为螺旋状的扭曲链，聚合度在104数量级，相对分子量一般为数百万，而填料特别是氮化硼的相对分子量只有24.8，两者比重差异巨大；本申请提供的上述混料装置主要用于上述两种比重差异较大的原料的混合，尤其针对聚四氟乙烯与填料氮化硼的混合。本申请通过V型装置与气力再混装置的结合，并配以V型装置中的冷却水循环管道、真空抽气口实现了聚四氟乙烯与填料的高效均匀混合；实现了不间歇停机降温的连续高效混料，混料时间仅需3～15min，比现有技术混料时间节省了约89％，且原料混合均匀性好。
本申请还提供了一种利用上述混料装置混料的方法，包括以下步骤：
将所述连接阀门关闭后在所述V型混料筒中加入聚四氟乙烯与填料的混合粉末，抽真空后开启所述电动机和所述冷却水循环管道将所述混合粉末进行预混；
开启连接阀门使预混后的粉末进入所述透气布与透气板的组合体上，关闭连接阀门后开启风机，流化后得到混料。
在上述利用混料装置混料的过程中，本申请先进行了聚四氟乙烯粉末与填料的预混，在此种情况下需要先将连接阀门关闭，再在V型混料筒中加入聚四氟乙烯和填料的混合粉末，抽真空后开启电动机搅拌绞龙高速转动，同时开启冷却水循环管道进行预混3～5min。
在上述预混的过程中，抽真空至压力为130～150Pa，所述预混的时间为3～5min，上述预混时间需要避免聚四氟乙烯团聚。
在预混完成之后则开启连接阀门使预混后的粉末进入所述透气布与透气板的组合体上，关闭阀门后开启风机，经过气力混料装置的气力流化，即可实现预混料的均匀混合。所述流化的时间为8～12min。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的混料装置与混料方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例
一种聚四氟乙烯与填料混料的设备：包括V型混料筒、动力装置、传动装置、抽真空装置、气压表、循环水冷装置和气力混料装置；V型混料筒的上方设有进料口和真空抽气口，左侧筒盖上的驱动电机通过斜齿轮与右侧的搅拌轴进行传动连接，设置于V型混料筒外壁的循环水冷装置可以对工作时的V型混料筒进行降温，避免因温度过高使聚四氟乙烯软化、团聚；通过V型混料筒底部的阀门使机械预混的聚四氟乙烯复合粉末落入下层气力混料设备的透气布与透气板的组合体上，透气布下方的机体侧壁留有通风口，罗茨风机通过通风口与气力混料装置连接。
聚四氟乙烯粉末与氮化硼混合的过程具体为：
关闭蝶形阀门12，将混合粉末加入进料筒14后盖上密封盖，抽真空至表压为133Pa，开启电动机8搅拌绞龙6高速转动，物料在混料筒14中处于失重状态，在搅拌绞龙6高速旋转的作用下快速预混合均匀，循环水冷装置5工作，混3～5min后开启连接阀门15使粉料进入气力混料设备的透气布与透气板的组合体1上，关闭连接阀门15后开启罗茨风机17，使预混后的粉料流化10min后达到混匀，组合体的微孔避免了粉料漏入其下方的机体内。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种混料装置，包括用于粉末原料预混的V型装置与用于再混的和所述V型装置连接的气力再混装置；
所述V型装置包括V型混料筒，所述V型混料筒的V型管壁外侧设置有冷却水循环管道，所述V型混料筒的内部设置有混料绞龙；所述V型混料筒上设置有真空抽气口和进料口；
所述V型装置还包括用于带动所述混料绞龙运动的电动机；
所述V型装置与所述气力再混装置的连接处设置有连接阀门；
所述气力再混装置包括气力混料装置与风机，所述气力混料装置与所述风机之间设置有透气布和透气板的结合体，所述气力混料装置上设置有出料口；
所述气力混料装置与所述V型混料筒相邻设置。
2.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于，所述混料绞龙表面涂覆有耐磨涂层。
3.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于，所述进料口设置于所述V型混料筒的一个V型臂顶端，所述出料口设置于所述气力混料装置的上部。
4.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于，所述冷却水循环管道上设置有冷却水入口和冷却水出口，且所述冷却水入口与所述冷却水出口分别设置于所述V型混料筒的两个V型臂的不同高度上。
5.根据权利要求1所述的混料装置，其特征在于，所述透气布和透气板的结合体中的透气板为刚性支撑板，设置有Φ1.5～2.5mm的透气孔，所述透气布为Modal纤维。
6.一种利用权利要求1～5任一项所述的混料装置混料的方法，包括以下步骤：
将所述连接阀门关闭后在所述V型混料筒中加入聚四氟乙烯与填料的混合粉末，抽真空后开启所述电动机和所述冷却水循环管道将所述混合粉末进行预混；
开启连接阀门使预混后的粉末进入所述透气布与透气板的组合体上，关闭连接阀门后开启风机，流化后得到混料。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述抽真空至所述V型混料筒的压力为130～150Pa。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预混的时间为3～5min。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述流化的时间为8～12min。
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