CN111590781A - 一种丝状特种异戊橡胶造粒设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，包括熔融挤出装置、切粒装置和驱动装置，熔融挤出装置包括筒体、螺杆和模板机构，筒体上设有进料口，筒体一端与模板机构相连，另一端处设有驱动装置，螺杆设于筒体内，螺杆与驱动装置的输出端相连，切粒装置包括切粒电机、切刀轴、切刀、切粒箱和密封部件，切粒电机与切刀轴相连，切刀轴上设有切刀，密封部件套设于切刀轴上，切粒箱的一侧与模板机构固定连接，另一侧与密封部件固定连接，密封部件内设有鼓气通道。本发明中密封部件与切粒箱之间设有密封圈，密封部件与切刀轴之间设置骨架油封、迷宫和氮气保护三重密封方式，可严密防止可燃气体等气体的泄漏，避免污染环境和危害生产安全。

Description

一种丝状特种异戊橡胶造粒设备

技术领域

本发明属于合成橡胶技术领域，具体涉及一种丝状特种异戊橡胶造粒设备。

背景技术

特种异戊橡胶即在异戊橡胶的基础上增加特种添加剂，特种异戊橡胶具备很多优良的性质：其一，颜色更透明光亮，可替代融聚丁苯用于摄录机的镜头保护膜等；其二，相对于天然橡胶，其更纯净，凝胶量更少，无杂质，质量均一，不需塑炼，混炼简便，有良好的导热性能，被称为最接近天然橡胶的合成橡胶，能基本替代天然橡胶的使用场所，用于轮胎，胶带、胶管、鞋、工业制品，尤适用于制造食品用制品医药卫生制品等；其三，其振动吸收性和电性能好，可广泛应用于振动设备的减震等。

特种异戊橡胶虽然有广阔的市场前景，巨大的经济价值，但是因其在异戊橡胶的基础上添加了特种添加剂，使其物性也发生了改变。特种异戊橡胶的黏度大，物料门尼黏度为80-100；易结块；对温度控制敏感；来料松散(为φ2mm左右丝絮装)，对设备增压挤出加大难度；因加特种添加剂，对设备磨损、腐蚀严重；因生产过程中释放可燃气体，对生产设备的密封及防爆要求严格；流动性高，不易成型。与其它合成橡胶相比，特种异戊橡胶的量化生产困难更大。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研究设计一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，来改变传统特种异戊橡胶造粒设备密封性差、污染环境、腐蚀设备的缺点。本发明采用的技术手段如下：

一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，包括熔融挤出装置、切粒装置和驱动装置，所述熔融挤出装置包括筒体、螺杆和模板机构，所述筒体上设有进料口，所述筒体的一端与所述模板机构相连，另一端处设有驱动装置，所述螺杆设于所述筒体内，所述螺杆与所述驱动装置的输出端相连，所述切粒装置包括切粒电机、切刀轴、切刀、切粒箱和密封部件，所述切粒电机与所述切刀轴相连，所述切刀轴上设有切刀，所述密封部件套设于所述切刀轴上，所述切粒箱的一侧与所述模板机构固定连接，另一侧与所述密封部件固定连接，所述密封部件与所述切刀轴接触的一侧设有出气口，所述密封部件上设有进气口，所述密封部件内设有连通所述进气口和出气口的鼓气通道。

优选地，所述密封部件沿所述切刀轴的环向设置，所述密封部件与所述切刀轴接触的一侧设有至少一个迷宫室。

优选地，所述密封部件与所述切刀轴接触的一侧设有骨架油封。

优选地，所述出气口与所述迷宫室相连。

优选地，还包括底座，所述熔融挤出装置、切粒装置和驱动装置均设于所述底座上，所述鼓气通道的内径沿所述进气口至所述出气口呈梯级递减，所述密封部件与所述切粒箱之间通过螺栓连接，所述密封部件上设有五个迷宫室，所述出气口与正中间的迷宫室相连。

优选地，所述密封部件与所述切粒箱之间设有密封圈。

优选地，所述驱动装置包括驱动电机和减速机，所述减速机的输出端与所述螺杆相连，所述减速机和所述筒体之间设有至少一道骨架油封。

优选地，所述螺杆的压缩段设有螺套，所述螺套上设有螺棱，所述螺套内设有定位槽，所述螺杆外设有与所述定位槽配合的定位块，所述螺杆的端部设有螺杆头，所述螺杆头与所述螺杆之间通过螺纹连接。

优选地，所述筒体为直筒体，所述螺杆为恒螺距，所述筒体的内部设有衬套，所述筒体上设有与所述螺杆配合的剪切螺钉，所述衬套的内壁和所述螺套的螺棱上均铺设硬质合金。

优选地，所述筒体上设有夹套，所述夹套上设有蒸汽入口和蒸汽出口，所述夹套与所述筒体间设有两个环形槽，两个环形槽分别与所述蒸汽入口和蒸汽出口相连，两个环形槽之间设有蒸汽通孔。

与现有技术比较，本发明所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备的有益效果如下：

1、本发明中密封部件与切粒箱连接的一侧设有密封圈，密封部件与切刀轴接触的一侧设有“骨架油封”、“迷宫”和“氮气保护”的三重密封方式，可严密防止可燃气体等气体的泄漏，避免污染环境和危害生产安全。

2、本发明的减速机和筒体直接连接，且二者之间设有两道骨架油封，可以保证筒体与减速机之间的密封性，防止生产过程中可燃气体等气体的泄漏。

3、本发明可采用丝絮状入料方式，具体通过直筒体加料可以避免物料入料困难的问题，采用恒螺距可以解决丝絮状入料吃料时间长、吃料少的问题，螺杆采用复合式螺棱，可提高螺套及直筒体的使用寿命，降低成本，本发明所述设备可用于实现特种异戊橡胶的量化生产。

附图说明

图1是本发明实施例中整体结构示意图；

图2是本发明实施例中熔融挤出装置安装的剖视结构示意图；

图3是图2中A部分的放大结构示意图；

图4是图2中B部分的放大结构示意图；

图5是本发明实施例中螺套的整体结构示意图；

图6是图5中A-A面的剖视结构示意图；

图7是本发明实施例中螺套的侧视结构示意图；

图8是本发明实施例中螺套的安装结构示意图；

图9是图8中B-B面的剖视结构示意图；

图10是本发明实施例中筒体的外部结构示意图；

图11是图10中C-C面的剖视结构示意图；

图12是图11中D-D面的剖视结构示意图；

图13是图11中E-E面的剖视结构示意图；

图14是图11中F-F面的剖视结构示意图。

图中，1、熔融挤出装置；2、切粒装置；3、驱动电机；4、减速机；5、底座；11、筒体；12、螺杆；13、模板机构；14、衬套；15、剪切螺钉；16、进料口；17、螺套；18、螺棱；21、切粒电机；22、切刀轴；23、切刀；24、切粒箱；25、密封部件；111、夹套；112、蒸汽入口；113、蒸汽出口；114、环形槽；115、蒸汽通孔；121、螺杆头；122、定位块；171、定位槽；251、骨架油封；252、迷宫室；253、鼓气通道；254、密封圈。

具体实施方式

如图1-14所示，一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，包括熔融挤出装置1、切粒装置2、驱动装置和底座5，熔融挤出装置1、切粒装置2和驱动装置均安装于焊接式底座5上。熔融挤出装置1包括筒体11、螺杆12和模板机构13，螺杆12设于筒体11内，筒体11上设有进料口16，筒体11的一端与模板机构13相连，另一端与驱动装置相连。针对特种异戊橡胶的流动性、粘度高，本实施例中模板机构13采用大模孔出料，并降低切刀23转速，可以减少物料出料时瞬间降压产生的过膨化现象。

驱动装置包括驱动电机3和减速机4，螺杆12与减速机4的输出端相连，螺杆12安装后可看成悬臂梁结构形式，即螺杆12尾端与减速机4连接，头部悬挑。减速机4和筒体11之间设有两道骨架油封251，骨架油封251可以保证筒体11与减速机4直联时的密封性，防止生产过程中可燃气体等气体的泄漏，减少对环境的污染。

切粒装置2包括切粒电机21、切刀轴22、切刀23、切粒箱24和密封部件25，切粒电机21与切刀轴22相连，切刀轴22上设有与模板机构13配合切粒的切刀23。切粒箱24设于模板机构13的出料侧，切粒箱24的一侧与模板机构13密封连接，另一侧通过密封部件25与切刀轴22密封连接。密封部件25沿切刀轴22的环向设置，密封部件25与切粒箱24之间通过螺栓连接，密封部件25与切粒箱24接触的一侧设有“O”形的密封圈254，保证密封部件25与切粒箱24之间连接的密封性，防止切粒箱24内的气体泄漏。

密封部件25内设有鼓气通道253，密封部件25与切刀轴22接触的一侧设有出气口，密封部件25上设有进气口，鼓气通道253的一端与进气口相连，另一端与出气口相连。鼓气通道253的内径沿进气口至出气口呈梯级递减，当进气口压力恒定时，缩小孔径可增大内部供气压力及流速，为出气口处提供足够的压力。具体生产时，通过进气口向鼓气通道253内通入氮气，被鼓入的氮气会通过鼓气通道253到达出气口，从而对出气口处的切刀轴22进行密封。如图3所示，本实施例中鼓气通道253设置的分支通道为鼓气通道253加工时的工艺孔，保证加工简易。

密封部件25与切刀轴22接触的一侧设有五个迷宫室252，五个迷宫室252沿切刀轴22的轴向依次设置，可以减少切粒箱24内的气体泄漏量。密封部件25与切刀轴22接触的一侧还设有骨架油封251，骨架油封251设于上述五个迷宫室252远离切粒箱24的一侧。骨架油封251可以增强密封性，进一步防止切粒箱24内的气体泄漏，同时也可以防止鼓气通道253内的气体往外泄露。

鼓气通道253的出气口与迷宫室252相连，这样通入的氮气会沿切刀轴的环向均匀分布，保证各处密封良好。本实施例中，出气口与五个迷宫室252的正中间的一个迷宫室相连(即出气口两侧分别有两个迷宫室252)，可以减小氮气对箱内物料的气流冲击，防止因气流冲击引起的切粒箱24堵塞，同时迷宫室252也可以防止氮气泄露到外界。

切刀轴22采用上述“骨架油封”、“迷宫”和“氮气保护”的配合密封方式，可严密防止切粒箱24中可燃气体的泄漏。切粒箱24上设有用于排出气体的排气口和用于收集胶粒的出料口，切粒箱24与模板机构13、切刀轴22均密封连接时，胶粒生产过程中的废气就可通过排气口集中排出处理，不会污染环境和危害生产安全。

筒体11为直筒体，对于丝絮状入料方式，采用直接直筒体加料代替传统锥筒加料的结构，可以避免物料入料困难、不易输送、螺杆返料的问题。筒体11的内部与压缩段对应部分安装有衬套14，衬套14内壁堆焊硬质合金，增加其耐磨性，保证筒体11的使用寿命。筒体11上设有与螺杆12压缩段配合的剪切螺钉15，螺杆12旋转时，剪切螺钉15可将粘在螺杆12轴上的物料剥离，防止物料抱轴而产生堵料情况。

螺杆12为恒螺距，可以解决丝絮状入料吃料时间长、吃料少的问题，同时再加大吃料螺棱槽深度，可实现吃料快、输送迅速、加压耗时短的优点。

螺杆12采用复合式螺棱，螺杆12加料段的螺棱与螺杆12焊接，螺杆12压缩段设有螺套17，螺套17上焊接有螺棱18。螺杆12加料段受弯距最大，同时也与筒体11内壁的摩擦概率最小，焊接式螺棱与螺杆12为一体式结构，可以避免出现断轴现象；螺杆12压缩段部分的螺棱18为螺套式连接，如有磨损，可直接更换螺套17，降低设备更换成本。螺套17的螺棱18上堆焊硬质合金，增加其耐磨性，提高螺套17及直筒体的使用寿命，降低成本。

螺套17内沿轴向设有条形的定位槽171，螺杆12压缩段外侧设有与定位槽171配合的定位块122，定位块122通过螺钉固定于螺杆12上。螺套17和定位槽171之间通过定位槽171和定位块122固定，保证螺套17和定位槽171之间不会发生相对旋转。螺杆12的端部设有螺杆头121，螺杆头121通过螺纹与螺杆12连接，螺杆头121与螺杆12连接固定后，螺杆头121的周边缘会对螺套17的轴向起固定作用，防止螺套17轴向窜动。

对于特种异戊橡胶的造粒而言，因物料黏度大，螺杆12出料端受径向力容易造成螺杆12弯曲，导致螺棱与筒体11内壁的摩擦，对设备腐蚀、磨损严重，故可以减小螺杆12的长径比，减少螺棱与筒体11内壁的磨损，避免金属胶的产生。

筒体11上设有夹套111，夹套111上设有蒸汽入口112和蒸汽出口113，夹套111与筒体11间形成两个环形槽114，两个环形槽114分别与蒸汽入口112和蒸汽出口113相连，两个环形槽114之间设有蒸汽通孔115。需要使用时，从蒸汽入口112通入热蒸汽，热蒸汽会充满第一个环形槽114，并通过蒸汽通孔115进入第二个环形槽114，在环形槽114内与筒体11进行热交换后，蒸汽温度降低，再由蒸汽出口113排出。直筒体采用外部夹套式结构，可以精确控制压缩段温度，避免温度的变化对物料挤出造成影响。

本发明的工作原理为：通过驱动电机3和减速机4带动螺杆12旋转，推动胶料向模板运动，其中减速机4与螺杆12直接连接，且采用骨架油封251，减少了生产过程中的可燃气体泄漏点。由模板挤出的胶粒经切刀23切粒后，掉入切粒箱24中进行收集，切粒箱24与切刀轴22间设有用于密封的密封部件25，密封部件25的一侧与切粒箱24通过螺栓连接，并设有密封圈254，保证密封性；密封部件25套设于切刀轴22上，密封部件25与切刀轴22接触的一侧设有“骨架油封”+“迷宫”+“氮气保护”的三重密封方式，可严密防止可燃气体等气体的泄漏，避免污染环境和危害生产安全。

本发明公开了一种特种异戊橡胶丝状进料，通过挤压、热熔、挤出、造粒的专用挤出设备，可用于以下具体量化生产的设计条件及设计指标：

1)年产量为10000吨；

2)设备生产弹性为40％-110％；

3)成品物料规格为粒径≤20mm，长度≤10mm；

4)成品物料堆积密度为0.5g/cm³；

5)进出料温差≤20℃；

6)产品物料均匀，无金属料，无集块料；

7)防止可燃性气体的泄漏。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：包括熔融挤出装置(1)、切粒装置(2)和驱动装置，所述熔融挤出装置(1)包括筒体(11)、螺杆(12)和模板机构(13)，所述筒体(11)上设有进料口(16)，所述筒体(11)的一端与所述模板机构(13)相连，另一端处设有驱动装置，所述螺杆(12)设于所述筒体(11)内，所述螺杆(12)与所述驱动装置的输出端相连，所述切粒装置(2)包括切粒电机(21)、切刀轴(22)、切刀(23)、切粒箱(24)和密封部件(25)，所述切粒电机(21)与所述切刀轴(22)相连，所述切刀轴(22)上设有切刀(23)，所述密封部件(25)套设于所述切刀轴(22)上，所述切粒箱(24)的一侧与所述模板机构(13)固定连接，另一侧与所述密封部件(25)固定连接，所述密封部件(25)与所述切刀轴(22)接触的一侧设有出气口，所述密封部件(25)上设有进气口，所述密封部件(25)内设有连通所述进气口和出气口的鼓气通道(253)。

2.根据权利要求1所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述密封部件(25)沿所述切刀轴(22)的环向设置，所述密封部件(25)与所述切刀轴(22)接触的一侧设有至少一个迷宫室(252)。

3.根据权利要求1或2所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述密封部件(25)与所述切刀轴(22)接触的一侧设有骨架油封(251)。

4.根据权利要求3所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述出气口与所述迷宫室(252)相连。

5.根据权利要求4所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：还包括底座(5)，所述熔融挤出装置(1)、切粒装置(2)和驱动装置均设于所述底座(5)上，所述鼓气通道(253)的内径沿所述进气口至所述出气口呈梯级递减，所述密封部件(25)与所述切粒箱(24)之间通过螺栓连接，所述密封部件(25)上设有五个迷宫室(252)，所述出气口与正中间的迷宫室(252)相连。

6.根据权利要求1所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述密封部件(25)与所述切粒箱(24)之间设有密封圈(254)。

7.根据权利要求1所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述驱动装置包括驱动电机(3)和减速机(4)，所述减速机(4)的输出端与所述螺杆(12)相连，所述减速机(4)和所述筒体(11)之间设有至少一道骨架油封(251)。

8.根据权利要求1所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述螺杆(12)的压缩段设有螺套(17)，所述螺套(17)上设有螺棱(18)，所述螺套(17)内设有定位槽(171)，所述螺杆(12)外设有与所述定位槽(171)配合的定位块(122)，所述螺杆(12)的端部设有螺杆头(121)，所述螺杆头(121)与所述螺杆(12)之间通过螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述筒体(11)为直筒体(11)，所述螺杆(12)为恒螺距，所述筒体(11)的内部设有衬套(14)，所述筒体(11)上设有与所述螺杆(12)配合的剪切螺钉(15)，所述衬套(14)的内壁和所述螺套(17)的螺棱(18)上均铺设硬质合金。

10.根据权利要求8或9所述的一种丝状特种异戊橡胶造粒设备，其特征在于：所述筒体(11)上设有夹套(111)，所述夹套(111)上设有蒸汽入口(112)和蒸汽出口(113)，所述夹套(111)与所述筒体(11)间设有两个环形槽(114)，两个环形槽(114)分别与所述蒸汽入口(112)和蒸汽出口(113)相连，两个环形槽(114)之间设有蒸汽通孔(115)。

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