CN113543948A - 从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理 - Google Patents

从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理 Download PDF

Info

Publication number
CN113543948A
CN113543948A CN202080018673.3A CN202080018673A CN113543948A CN 113543948 A CN113543948 A CN 113543948A CN 202080018673 A CN202080018673 A CN 202080018673A CN 113543948 A CN113543948 A CN 113543948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mixing
mixture
mixer
screw
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080018673.3A
Other languages
English (en)
Inventor
B·迪萨尔迪耶
A·图尔内彼茨
T·亚布洛涅
L·于克
C·埃盖尔塞吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Original Assignee
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA filed Critical Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Publication of CN113543948A publication Critical patent/CN113543948A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/74—Mixing; Kneading using other mixers or combinations of mixers, e.g. of dissimilar mixers ; Plant
    • B29B7/7476—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants
    • B29B7/7495—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/826—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/484—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws with two shafts provided with screws, e.g. one screw being shorter than the other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488—Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/38—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary
    • B29B7/46—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
    • B29B7/48—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft with intermeshing devices, e.g. screws
    • B29B7/488—Parts, e.g. casings, sealings; Accessories, e.g. flow controlling or throttling devices
    • B29B7/489—Screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/34—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/52—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices with rollers or the like, e.g. calenders
    • B29B7/56—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices with rollers or the like, e.g. calenders with co-operating rollers, e.g. with repeated action, i.e. the material leaving a set of rollers being reconducted to the same set or being conducted to a next set
    • B29B7/566—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices with rollers or the like, e.g. calenders with co-operating rollers, e.g. with repeated action, i.e. the material leaving a set of rollers being reconducted to the same set or being conducted to a next set provided with means to take material away from a set of rollers and to reconduct it to the same set; provided with endless belts, e.g. which can be in or out of cooperation with at least one of the rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/582—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for discharging, e.g. doors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/60—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for feeding, e.g. end guides for the incoming material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/726—Measuring properties of mixture, e.g. temperature or density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/728—Measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power, vibration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/823—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/405—Intermeshing co-rotating screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/52—Screws with an outer diameter varying along the longitudinal axis, e.g. for obtaining different thread clearance
    • B29C48/525—Conical screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92209—Temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

一种混合和冷却系统(1)，包括混合螺杆挤出机器(10)，所述混合螺杆挤出机器(10)具有：混合器(12)，其具有渐缩式锥形双螺杆；柱塞(30)，其沿着机器的引入料斗(24)的内部移动；辊鼻型系统，其就设置在混合器的出口(25)的下游，以形成离开混合器的混合物的片材(112)；以及一个或多个移动套筒(34)，其相对于出口以线性移动的方式移动。该系统还包括冷却系统，所述冷却系统具有：喷洒设备(102、104)，其以预定分配率向离开机器的片材传送水；抽吸设备，其与每个喷洒设备相称；以及至少一个输送装置(114、116)，其沿预定方向输送片材。

Description

从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理
技术领域
本发明涉及在橡胶生产的领域中使用的混合器。更具体地，本发明涉及与渐缩式锥形双螺杆混合器相关的冷却功能，以管理从混合器排出的橡胶产品的温度。
背景技术
在生产橡胶混合物的领域，已经存在双螺杆挤出机，每一双螺杆挤出机均具有机架，所述机架具有常用的组装部件。组装部件可以包括但不限于护套螺杆组件(带有或不带有任选的加热和冷却配件)、驱动单元(齿轮箱和联轴器)、主电机、用于供应材料的装置(例如计量器或料斗)或用于材料处理的装置(例如脱气装置)、用于挤出的材料的切割或成形装置，以及如果适用的话，连接电机驱动器、启动和安全装置以及控制、命令、显示和测量装置的控制柜。在Bruno Vergnes和Marc Chapet的出版物“Extrusion–Twin-ScrewExtrusion Processes”(在2001年1月10日由Techniques de l'Ingénieur,traitéPlastiques et Composites出版(“the Vergnes/Chapet reference”))中描述有双螺杆挤出机的示例。
机架通常包括手动或辅助套筒打开装置，使得容易接近螺杆以进行清洁、检查和/或维护。最常用的打开系统包括使套筒相对于螺杆滑动的滑动装置(例如由Colmec和Pomini TDE商业提供的类型)。还存在其中围绕横向铰链铰接有护套的“组合式”打开系统(通常称为Farrel连续混合器，或“FCM”)。套筒螺杆组件是能动部分，确保材料的处理。护套是外壳。套筒由加热系统(通常是电动的，由温度控制探头控制)与冷却系统(通常是利用水循环)的组合进行温度调节。在套筒内，两个旋转螺杆吞入材料并将其向前移动。
通常使用的螺杆混合挤出机器由转子(即螺杆)和定子(即套筒)组成。公开文件WO2005039847描述了这种机器，其示出渐缩式锥形双螺杆机器的示例，该双螺杆机器具有关闭出口的可移动门。由于出口处的可移动门(该可移动门布置在螺杆的端部)，这种类型的混合器使得可将原材料的混合阶段与混合物的排出阶段结合起来。可移动门在混合周期的过程中关闭并锁定，从而防止混合物离开机器。当混合周期完成时，可移动门解锁并打开。然后旋转螺杆可以使机器内的产品(也称为“橡胶”或“混合物”)向前移动。
当用这种类型的混合器混合橡胶产品时，产品将受到明显的剪切，这会促进产品的加工和均匀化。因此，通常需要管理产品的温度上升。
这种温度上升是由与螺杆旋转相关的剪切能提供的。因此这种类型的双螺杆混合器通常配备有水循环冷却系统。这样的系统使冷水循环通过螺杆(并且在一些实施例中，通过套筒)以控制与产品接触的混合器元件(例如，调节的金属壁)的温度上升。通过接触，这些元件会在混合过程中冷却产品。然而，因为产品并不总是与这些元件接触，并且在壁处产品与元件之间的交换系数不是很高，所以产品的冷却效率是有限的。
为了获得具有恰当性质的混合物，温度控制很重要。在某些情况下，例如，在混合周期的期间添加硫化剂只能在产品温度低于预定值(例如低于100℃)时进行。存在这样的解决方案，其使用水喷洒橡胶片材的冷却系统进行温度控制(参见韩国公开文件10-0513504和公开文件FR3045173)。这些类型的系统与外部辊式混合器组合，用于生产厚度有限的橡胶片材。然后，该片材循环通过电动传送带并且穿过喷水器和排风罩下方，这将使得快速降低温度。
因此，本发明公开了一种与配备有渐缩式锥形双螺杆混合器的混合器组合的喷水冷却系统。使用这种系统使得在周期结束时在产品一离开混合器就可控制产品的温度，从而控制产品的特性。这种类型的混合器可以在出口处配备有辊鼻型系统(roller nosesystem)，该辊鼻型系统将使得排出片材形式的产品。
发明内容
本发明涉及一种执行混合周期的混合和冷却系统，其用以管理离开渐缩式锥形双螺杆混合器的橡胶混合物的温度，所述渐缩式锥形双螺杆混合器具有支撑套筒的固定架，两个螺杆在所述套筒中成角度地安装在位于所述套筒的上游的开口与位于所述套筒的下游的出口之间，在所述开口处机器的引入料斗向螺杆供料，在所述出口处混合器在混合周期的混合过程结束时排出混合物，一个或多个电机使套筒中的两个螺杆在混合过程中旋转，一个或多个可移动门设置在所述出口处并且使得在混合过程中将橡胶混合物排出并成形。本系统包括混合挤出机器，所述混合挤出机器具有：混合器；柱塞，其具有形状与两个螺杆的外轮廓互补的内表面，所述柱塞沿着引入料斗的内部移动；辊鼻型系统，其具有就布置在出口下游的两个反向旋转辊以形成从混合器中排出的混合物的片材；以及一个或多个可移动套筒，其自上而下朝向出口布置，所述可移动套筒具有可移动元件，所述可移动元件以相对于出口的线性移动的方式进行移动，以便调节套筒与螺杆之间的预定空间。本系统还包括冷却系统，所述冷却系统具有：至少一个喷洒设备，其以预定分配率将水传送至从机器出来的片材；至少一个抽吸设备，其与每个喷洒设备相称，以预定的空气流量吸入空气；以及至少一个输送装置，其沿着与冷却系统执行的冷却过程相对应的预定方向输送片材。
在一些实施方案中，每个喷洒设备包括在相应的喷洒站设置的一个或多个喷洒杆，每个喷杆与水和空气供应源连通以便以预定的水流量和气压向一个或多个喷嘴供应水和空气。
在一些实施方案中，冷却系统还包括：检测系统，其配置为在整个混合和冷却周期中检测实际水流量、实际进气流量以及雾化空气液滴在恰当压力下的存在，以便产生一个或多个相应的信号；监测系统，其配置为基于从所述检测系统接收到的信号来执行预测、比较和调节中的至少一项。
在一些实施方案中，可移动门包括滑动式窗板，所述滑动式窗板相对于出口安装成使得所述滑动式窗板在关闭位置与打开位置之间线性移动，在所述关闭位置时所述滑动式窗板防止混合物离开混合器，在打开位置时所述滑动式窗板防止混合物从两个反向旋转辊的侧面逸出，以迫使混合物在两个辊之间通过并形成从混合器排出的具有预定厚度和宽度的片材。
在一些实施方案中，螺杆在混合器中安装成使得每个螺杆螺纹的牙顶切向地接触相对螺杆的表面，从而使得当使螺杆在促进自清洁的中心距离下成角度地旋转时，螺杆保持基本上彼此接触。
在一些实施方案中，螺杆选自互穿和共轭齿廓，包括具有共轭齿廓的互穿共转齿廓。
在一些实施方案中，套筒包括在混合周期的期间管理混合物的温度的冷却通道。
本发明还涉及一种混合方法，所述混合方法包括由所公开的系统执行的混合周期。混合周期包括由系统的机器执行的至少一个混合过程，所述混合过程包括以下步骤：
-在可移动门关闭的情况下使螺杆朝前旋转的步骤；
-将混合物引入机器的步骤，在该步骤期间，螺杆继续旋转并且可移动门保持关闭；
-在机器中混合橡胶混合物的步骤；
-排空机器的步骤，在该步骤期间，可移动门打开以从机器的出口排出混合物，并且在该步骤期间，螺杆继续旋转，直到混合器排空；以及
-将从混合器排出的混合物以片材的形式成形以便将混合物传送至下游工序的步骤。
在方法的一些实施方案中，引入混合过程的混合物的步骤包括引入原材料以形成混合物。
在方法的一些实施方案中，引入混合过程的混合物的步骤包括引入一种或多种母料。
在方法的一些实施方案中，该方法还包括在将从混合器排出的混合物成形的步骤之后由系统的冷却系统执行的至少一个冷却过程，所述冷却过程包括以下步骤：
-使离开机器的片材在由至少一个喷洒站进行的处理方向上循环的步骤；
-在片材在喷洒站的周围循环期间喷洒片材的步骤；以及
-排出含有蒸发水的空气的步骤。
在方法的一些实施方案中，冷却过程还包括以下步骤：
-检测在混合和冷却周期的期间在所经过的时间所达到的水流量的步骤；
-使用检测到的流量来预测在当前混合和冷却周期结束时混合物的温度和加水值的步骤；
-比较温度和加水量的目标值和预测值的步骤；
-调节实际水流量的步骤，使得混合物的性质达到混合物所需的性质；以及
-当混合物的性质达到混合物所需的性质时从系统中排出片材的步骤。
在方法的一些实施方案中，混合过程还包括将混合物重新引入混合器的步骤，在该步骤期间，离开混合器的混合物通过引入料斗返回到混合器。
在方法的一些实施方案中，混合过程和冷却过程同时进行。
在方法的一些实施方案中，可移动门在混合周期开始时处于关闭位置，而在混合周期结束时处于打开位置；可移动套筒在混合周期开始时处于打开位置，而在混合周期结束时处于关闭位置。
通过下面的详细描述，本发明的其它方面将变得明显。
附图说明
在阅读以下结合附图(在各处相同的附图标记指代相同的元件)的详细说明的情况下，本发明的性质和各种优点将变得更加显而易见，在附图中：
图1和图2示出了本发明的混合和冷却系统在由系统执行的混合周期的期间的立体图。
图3示出了图1和图2中系统的混合挤出机器的立体图。
图4示出了图3中机器的局部截面侧视图。
图5示出了图3和图4的机器中处于降下位置的柱塞的局部截面前视图。
图6示出了图3和图4的机器中混合器的局部横截面侧视图，所述机器具有可移动套筒。
图7示出图6的机器的局部前视图，其中滑动式窗板在混合过程中处于打开位置。
具体实施方式
现在参考附图(其中相同的附图标记表示相同的元件)，图1和图2表示本发明的混合和冷却系统(或“系统”)1的实施方案。系统1包括混合挤出机器(或“机器”)10(由图3和图4表示)和如公开文件FR3045173中所述的冷却系统(在下面相对于图1和图2描述该冷却系统)。机器10和冷却系统组合，使得系统1可以在单个设备中执行混合过程和冷却过程。
图3和图4表示作为图1和图2中系统1的一部分的机器10的实施方案。机器10包括适用于橡胶材料的渐缩式锥形双螺杆混合器(或“混合器”)12。混合器12包括固定架14，所述固定架14支撑其中安装有两个螺杆18的固定套筒(或“套筒”)16。在混合周期的期间，一个或多个电机20使套筒16中的两个螺杆旋转。固定架14的上表面包括引导件(未示出)，套筒16(在没有螺杆18的情况下)能够在引导件上以平移移动的方式移动。混合器12选自市售混合器，包括由美国专利7,556,419公开并由Colmec S.p.A.提出的类型的混合器。在实施方案中，这种类型的混合器通过阿基米德型螺杆型螺杆实现混合和排出。
机器10可以包括技术人员已知的任选输送机(例如，图4中所示的传送带26)以用于通过引入料斗24引入组分。用传送带26输送的混合物M表示组分(参见图4中的箭头A)。这些组分可以是制造橡胶产品所需的所有类型的组分。在混合周期的期间，传送带26(或其它等效装置)用于根据预定配方连续引入原材料和其它必要成分。
螺杆18在套筒16中以一定的角度安装在位于套筒的上游的开口22(在此处机器10的引入料斗24向螺杆18供料)与位于套筒的下游的出口25(在此处混合器12在混合周期结束时排出混合物)之间。套筒16可以包括已知用于管理混合物温度的冷却通道。套筒16的内表面16a的轮廓是预定的，其使得可以确定每个螺纹与相应套筒的内表面之间的距离，从而确定在套筒的内表面处的剪切率。类似地，螺杆螺纹切向地接触套筒的内表面，从而防止混合材料在这些表面上的任何滞留。
在螺杆18的实施方案中，螺杆选自以其自清洁特性而著称的齿廓，包括互穿和共轭齿廓(尤其是具有共轭齿廓的互穿共转齿廓)。换言之，螺杆可以在促进自清洁的中心距离下并在一定的角度下基本上彼此接触。当螺杆可以通过摩擦进行清洁时，或者当面向彼此的两个螺杆之间的间隙小到使得挤出的材料不能保持附着于螺杆的表面时，螺杆被认为是“基本上处于接触”。当在螺杆中的一者的通道输送的材料不能在该通道中停留超过螺杆旋转一圈时，螺杆被认为是进行相互摩擦或“自清洁”。结果是，材料在平行于螺杆轴线的下游方向上比在垂直于轴线的横向方向上进行更多的移动。专利EP0160124B1、EP0002131B1、US 4,300,839、US 4,131,371和US 6,022,133以及公开文件WO2016/107527公开了自清洁螺杆的示例。
进一步参考图1至图4以及图5，机器10还包括在引入料斗24内移动的柱塞(或等效的可移动压具)30。柱塞30与在由班伯里型密闭式混合器实现的类型的混合周期和方法中使用的柱塞类似(例如由专利US 1,370,398和US 7,404,664所公开的)。如密闭式混合器一样，柱塞30用于在生产过程中挤压混合物并对混合物施加压力。因此，柱塞30使得向混合物传递更多的能量和剪切，从而改善橡胶的加工。
进一步参考图5，柱塞30的内表面30a具有与两个螺杆18的外轮廓互补的形状。在升起位置(由图4表示)与降下位置(由图5表示)之间进行对柱塞30的引导，在升起位置时两个螺杆18保持为可接近的以引入混合物，在降下位置时柱塞30的内表面30a形成混合器12的上部。通过如已知在班伯里柱塞上的滑动系统实现对装填器30的引导(例如由可以为气动、液压或其等效方式的缸体驱动)。因此，在降下位置时，柱塞30在螺杆18的螺纹的牙顶与其内表面30a之间仅留下非常小的空隙。
还参考图1至图4，机器10包括辊鼻型系统。专利FR1563077、FR2282993和FR3001654公开了辊鼻型系统的示例。专利JP4294005和US8,517,714公开了在渐缩式锥形双螺杆挤出机器的出口处使用的辊鼻型系统的示例。
辊鼻型系统包括就布置在出口25的下游的两个反向旋转辊32，以形成从混合器12排出的混合物的片材。辊鼻型系统还可以包括任选的控制装置(未示出)以控制向辊供给混合物的速度。辊32的旋转根据混合器12排出的混合物的量而加以管理(例如，通过接近传感器、压力传感器或等效装置检测)。
进一步参考图1至图4以及图6，机器10将螺杆18和柱塞30与一个或多个可移动套筒(例如图4中所示的可移动套筒34)的优点相结合。应理解，可以使用已知的可移动套筒的其它模式(例如，左右模式和成角度模式)(还参见公开文件WO2009057753和JPH0550425所公开的示例)。可移动套筒34包括可移动元件，所述可移动元件调节套筒16与螺杆18之间的预定空间。每个可移动套筒具有支撑表面，该支撑表面具有取决于混合物弹性的预定表面积。应理解，具有不同表面积的可移动套筒是可互换的，以保证机器的使用而无需将其更换。
所示的实施方案包括两个可移动套筒34，但应理解，可以(例如以自上而下模式、左右模式或成角度模式)集成仅一个可移动套筒(或其它等效元件)或多个可移动套筒(或其它等效元件)。可移动套筒34调节套筒与螺杆之间的空间以促进混合物在混合器12内的流动，从而使得可调节对混合物进行混合的持续时间和程度。
两个螺杆18将混合物从上游侧(靠近引入料斗24)流转到安装有机器10的可移动套筒34的下游侧。可移动套筒34相对于混合器12的出口25安装成使得在打开位置时，可移动套筒34使得混合物流动至辊鼻型系统的辊32。可移动套筒可以以交替或随机的方式移动，以便以随机的方式减少螺杆与支撑表面之间的空间，从而产生从下游到上游并且优选在上方或下方的混合流。例如，在使用机器10的方式中，当混合物具有高粘度时，可移动套筒34在混合周期开始时通常处于打开位置(以促进混合流)，而当混合物具有较低的粘度时，可移动套筒34在混合周期结束时通常处于关闭位置(以促进混合)。可移动套筒34的引导通过已知的系统来实现(例如由可以为气动、液压或其等效方式的缸体致动)。可移动套筒34的线性移动根据离开混合器12的混合物的量而受到控制(例如，通过接近传感器、压力传感器或等效装置检测)。
可移动套筒的使用使得从混合周期开始起可具有大的空气间隙，因此尽管粘度高，但压降是低的。待挤出或混合的产品穿过螺杆与其套筒之间的体积差所留有的空间。这些空间，尤其是在螺杆螺纹的牙顶与套筒螺纹的牙顶之间留有的空隙(如果套筒没有螺纹，则考虑最小内径)，对于加工产品、产品的前进速度以及机器内的任何压力是很重要的。在螺杆端部处承受非常高的压力的产品会试图移动到压力较低的区域。当产品移动通过机器时，将受到明显的剪切，这会促进产品的加工和均匀化。因此，可以从周期开始就对产品进行加工。
在机器10的实施方案中，可移动门包括如图7所示的滑动式窗板40。滑动式窗板40插入在辊32与机器10的可移动套筒34的前面板之间。滑动式窗板40包括调节混合物从混合器12中流出的可移动元件。滑动式窗板40相对于混合器出口25安装成使得在关闭位置(未示出)时，滑动式窗板40防止混合物离开混合器12(例如，以在混合物具有较低粘度时促进混合)。在打开位置(在图14示出)时，滑动式窗板用作辊32的“耳朵”，其防止混合物从辊32的侧面逸出。因此，迫使混合物在两个辊之间穿过，并通过打开滑动式窗板以预定宽度的薄片材形式压延混合物。
再次参考图1和图2，系统1允许滑动式窗板40部分或全部打开以使得可将部分或全部的混合物挤出成连续片材(或“片材”)112。在混合周期的期间通过引入料斗24返回到混合器12之前，片材112可以被供给至输送带系统(如在专利FR3045173中所述)。
系统1使得可将片材112输送至如公开文件FR3045173中所述的冷却系统。系统1的冷却系统具有至少一个上部喷洒站102和至少一个下部喷洒站104。为了控制橡胶混合物的温度和加水量，每个喷洒站102、104集成有至少一个喷洒设备和至少一个抽吸设备。喷洒系统将蒸发后排出的水通过抽吸系统以可控的方式进行喷洒。
冷却系统使从机器10的辊32出来的连续片材112循环(参见图1)。片材112的循环在包括一个或多个连续输送装置(例如，一个或多个输送带或等效输送装置)的预定移动路径上进行。在图1的实施方案中，预定移动路径至少部分地由设置在上部喷洒站102的连续传送带114和设置在下部喷洒站104的另一连续传送带116形成。传送带114、116由至少一个大直径辊118驱动。一个或多个辅助辊可以完成传送带114、116的输送，如本领域已知的那样。
尽管传送带114、116被表示为不同的输送装置，但是单个连续传送带可以取代它们。应理解，连续移动路径并不限于连续传送带，并且在不脱离所描述的发明的范围的情况下，其它输送装置可以取代它们。在至少一个正在进行的混合和冷却周期的期间，连续移动路径可以保持“无休止”(即，不间断)并且可以在一个或多个相继周期中保持连续。取决于所选橡胶混合物的性质，连续传送带114、116的速度可以根据需要在混合周期的期间或在相继的周期之间进行调节。
冷却系统可以包括喷洒设备，所述喷洒设备在片材行进于预定路径时沿着片材112的至少一部分喷洒水。喷洒系统可以包括设置在上部喷洒站102的一个或多个上部喷洒杆102a和设置在下部喷洒站104的一个或多个下部喷洒杆104a。如在此所用的术语“喷洒杆”和“喷杆”可互换使用。
每个喷杆102a、104a与水和空气供应源(未示出)连通，用于向一个或多个相应的喷嘴(未示出)供应水和空气，这些喷嘴可以是相同的或者可以具有多种喷嘴尺寸和类型。在一些实施方案中，每个喷杆配备有喷嘴的喷洒棒，所述喷嘴沿着穿过全部或部分连续片材112(例如，沿着片材宽度的至少一部分)的公共轴线线性地布置并均匀间隔开。在一些实施方案中，每个喷杆喷嘴以相同的压力和流量传送水。在这样的实施方案中，在喷嘴故障的情况下，流体(例如，水和空气)的循环停止并防止将过量的水引入橡胶混合物中。
流体流动停止后，可以在恢复生产之前手动或自动检查橡胶混合物的性质。例如，可以在循环停止的时候(其是在混合和冷却周期的期间确定的)检测离开机器10的混合物的实际温度和/或实际加水量。此时，如果检测到的温度和/或加水值在所经过的时间内没有达到各自的目标值，则混合物不太可能在混合和冷却周期结束时达到预测的温度和/或加水值。因此，在相继的混合和冷却周期之间，可以调节流体流量。
应理解，斜道(ramp)应配置为按照为选定的混合和冷却周期所确定的传送预定流量的喷洒水。应理解，在相继的混合周期之间可以改变水流量，并且在一些混合周期的期间，同一系统中一个斜道可以传送与另一个斜道传送的水流量不同的水流量。
冷却系统可以包括抽吸系统以抽吸由斜道102a、104a产生的水粒子。例如，至少一个排气罩(未示出)可以设置在每个相应斜道102a、104a的下游并且与抽吸源连通。在一些实施方案中，导管可以向每个罩施加抽吸，其中抽吸率表示经过一段时间所抽吸的空气体积。抽吸在与连续片材112的循环方向相反的方向上产生空气循环。因此，传送带114、116输送连续片材112，同时罩在相反方向施加抽吸。
通过斜道102a、104a添加水而将水分充满环境空气。含有蒸发水的空气被抽吸以防止将水引入混合物中。
冷却系统还可以包括检测系统，所述检测系统包括至少一个流量传感器。检测系统用于执行检测并产生指示实际水流量的一个或多个信号。检测系统包括用于检测由每个斜道102a、104a传送的实际流量的传感器。检测系统还可以包括在每个罩处的抽吸空气流量传感器以检查抽吸空气流量。这种验证可以包括确定检测到的空气流量满足特定橡胶混合物(即离开机器10的混合器12的混合物)的预定空气流量参数。每个进气流量传感器可以产生指示检测到的实际空气流量的一个或多个信号。
检测系统还可以包括用于检测雾化空气液滴在恰当压力下的存在的至少一个传感器。系统产生一个或多个压力指示信号(在喷嘴制造商的说明书中指示的值)。检测可以是连续或间歇地进行，使得可以在当前混合和冷却周期(即在检测时执行的混合和冷却周期)期间的任何时候确定实时的实际水流量。
冷却系统还可以包括监测系统，所述监测系统配置为接收检测到的信号(例如，水流量信号和/或进气流量信号和/或在特定压力下的存在)并发送一个或多个比例控制信号。监测可以是连续或间歇地进行，使得控制信号对水流量和/或进气流量进行实时调节，以响应在当前混合和冷却周期期间的任何时候检测到的实际流量。监测系统可以编程为在冷却系统中检测到故障时停止喷洒。
监测系统可以包括与喷洒和/或抽吸系统通信的至少一个可编程控制器。可编程控制器可以具有在其中编程的为多种橡胶混合物建立的数据，每种橡胶混合物具有独特的混合和冷却周期设置。数据可以包括水流量和空气流量，所述水流量和空气流量的建立方式使得能够分别与检测到的实际水流量和检测到的实际空气流量进行比较。附加数据至少包括：在混合和冷却周期的期间由每个斜道传送的预定水流量、橡胶混合物的目标温度和在所经过的时间之后橡胶混合物的目标加水量。使用该数据，监测系统可以配置为接收检测到的信号并执行相应的调节。全部或部分的监测系统可以置于中央控制中心中。全部或部分的监测系统可以通过网络远程控制。
冷却系统可以以不同的方式用于冷却混合物，同时保持其所需的性质。在一些实施方式中，可以在连续片材112的循环期间将一种或多种硫化产品(例如硫)加入混合器12。在一种实施方案中，在添加硫化产品之前达到目标温度和目标加水量。可以缩短周期时间，同时保持所选橡胶混合物的有益性质，从而实现最佳生产率。
由系统1执行的包括混合周期的一种混合方法包括由系统1执行的不同过程。在由系统1执行的混合周期的实施方案中，混合周期包括由机器10执行的至少一个混合过程。在一个完整的混合周期的期间可以设想一个或多个混合过程。
混合过程包括在可移动门关闭的情况下使螺杆18朝前旋转的步骤。应理解，可移动门可以包括滑动式窗板40或其它等效的可移动门。在该步骤期间，一旦混合物(或原材料)被引入机器10，旋转的螺杆就使产品移动到混合器的下游。
混合过程还包括将混合物引入机器10的步骤。混合物的引入可以通过在传输带26上(或通过等效装置)引入混合物的成分来实现。
在引入混合物的步骤期间，混合过程可以通过以下方式进行：将生产产品所需的不同原材料引入空的机器10，所述原材料包括但不限于弹性体材料(例如，天然橡胶、合成弹性体及其组合和等效物)和一种或多种成分(例如一种或多种加工剂、保护剂和增强填料(reinforcing charges))。原材料还可以包括一种或多种其它成分，例如炭黑、二氧化硅、油、树脂和交联剂或硫化剂。根据从混合方法获得的产品(例如轮胎)的所需性能，以不同的量引入所有成分。
在引入混合物的步骤期间，混合过程还可以通过以下方式进行：将已经混合的产品(被称为“母料”)引入空的机器10，所述产品未包含配方的所有成分。例如，母料中不存在树脂和固化剂。可以将这些使得混合困难的成分添加到混合器12中以完成混合。在这种情况下，从上游混合器(如封闭式混合器(internal mixer)或开放式混合器(externalmixer))热回收母料，或者母料是冷的(因为其已提前几小时或甚至几天被制得并包装)。
在将混合物引入机器10的步骤期间，引入装置(传送带26或其它等效装置)用于根据预定配方连续引入原材料和其它必要成分。在一个实施方案中，将弹性体材料引入机器10中，然后在混合过程中引入增强填(例如炭黑或二氧化硅)、油、树脂和硫化剂。
在引入混合物(原材料或母料)的步骤期间，螺杆18继续旋转并且可移动门保持关闭。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括在可移动门关闭的情况下使螺杆18反向转动的步骤。在该步骤期间，螺杆18以与使螺杆朝前旋转的步骤期间的旋转方向相反的方向旋转。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括将混合物重新引入混合器12的步骤。在该步骤期间，在混合周期的期间，离开混合器12的出口25的混合物可通过引入料斗24返回到混合器12。混合物的重新引入可以通过将混合物进一步供给到传送带26上或通过等效装置(例如，通过冷却系统的传送带114)来实现。
在混合过程的实施方案中，在混合引入阶段期间，螺杆18继续旋转并且可移动门保持关闭。在这种模式下，在该步骤期间，柱塞保持在升起位置，辊32保持待用状态，可移动套筒34保持在打开位置(即其中套筒与螺杆之间的空间处于最大)。在包括重新引入混合物的步骤的实施方案中，螺杆18继续旋转，在该步骤期间柱塞30保持在升起位置并且辊32旋转。在该步骤期间，可移动门保持至少部分地打开。可移动套筒可以在该步骤期间保持在打开位置，或者它们可以处于另一位置(例如，关闭位置或部分关闭位置)。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括在引入混合物的步骤之后降下柱塞的步骤。在该步骤期间，螺杆18继续旋转并且辊32保持待用状态。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括部分关闭可移动套筒34(两个可移动元件同时或者两个可移动部件交替进行)的步骤。可移动套筒的部分关闭可以是指它们的往复移动或同时移动。在该步骤期间，螺杆继续旋转。柱塞30可以保持降下或者其可以处于另一位置(例如，升起位置或中间位置)。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括升起柱塞的步骤。在该步骤期间，螺杆18继续旋转。在该步骤期间，可以将新配方成分(例如，新原材料、新母料等)引入机器10中。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括在可移动门关闭的情况下使螺杆18反向旋转的步骤。在该步骤期间，螺杆18以与使螺杆朝前旋转的步骤的旋转方向相反的方向旋转。位于机器10中的全部混合物具有自下游至上游的移动，这引起原材料的额外分配。
在混合过程的实施方案中，混合过程还包括完全关闭可移动套筒34的步骤，从而消除套筒16与螺杆18之间的间隙。该步骤包括同时或交替地收紧两个可移动元件。在该步骤期间，螺杆18继续旋转。柱塞30可以保持降下或者其可以处于另一位置(例如，升起位置或中间位置)。
在混合过程的实施方案中，可移动门在混合周期结束时打开。在这种模式下，可移动套筒34在混合周期结束时处于关闭位置。
混合过程还包括排空机器的步骤，在该步骤期间，可移动门打开以将混合物从机器10的出口25朝向下游工序排出。在该步骤期间，螺杆18继续旋转，直到混合器12完全排空。
在可移动门包括两个或更多个可移动元件的机器10的实施方案中，在该步骤期间部分或完全地打开可移动门(包括交替打开)。在该步骤期间，柱塞降下并且辊32旋转以使得混合物以具有所选厚度和宽度的片材形式排出。该步骤可以在包括重新引入混合物的步骤的实施方案中进行。
在混合过程的实施方案中，可移动套筒34可以在该步骤期间保持完全关闭。应理解，它们可以根据离开混合器的混合物的体积进行调节。在该实施方案中，螺杆18在该步骤期间继续旋转以完全排空机器10。
混合过程还包括使从混合器12排出的混合物成形的步骤。在混合过程的排空机器10的步骤之后，离开混合器12的混合物可以成形为片材112(参见图1和图2)。通过已知输送装置(例如，冷却系统的传送带116)的移动(参见图2)，将混合物以片材的形式从辊32直接传送到下游工序(其可以是例如装盘工序(如图2中所示)、成形工序和/或其它混合工序和/或挤出工序)(参见图2中的箭头C)。
在由系统1执行的包括混合周期的一种混合方法中，混合周期的另一个实施方案包括在由机器10执行的混合过程(如上所述)结束之后由冷却系统执行的冷却过程。在一个完整的混合周期的期间可以设想一个或多个冷却过程。
在混合物已经从机器10的混合器12排出之后，可以开始冷却过程。在该冷却过程中，产品在传送带114、116上循环，并在返回混合器12之前穿过喷洒棒下方进行冷却。
冷却过程包括使来自机器10的片材112循环的步骤(参见图1和图2)。当辊32产生片材112形状的混合物时，传送带114、116使片材在相应的喷洒站102、104沿处理方向循环(循环方向由图1中的箭头B指示)。
冷却过程还包括用水喷洒片材112的步骤。根据混合物112的独特性质，每个喷杆102a、104a以预定分配率喷水。每个相关联的排气罩以预定的空气流量吸入含有蒸发水的空气。预定的水流量和进气流量可以变化并且可以在每个喷洒站是不同的，选择这些流量以在当前混合周期结束时提供具有目标温度和目标加水量的混合物。
在冷却过程中，监测系统可以从检测系统接收比例检测信号。根据检测到的实际水流量和/或检测到的实际进气流量，监测系统可以预测橡胶混合物的实际温度和在当前混合和冷却周期结束时的实际加水量。预测可以包括对是否将达到目标温度和目标加水量的预测。监测系统配置为将目标温度和加水值与相应的预测值进行比较。
在冷却过程结束时，当达到代表所需性质的混合物值时，冷却过程包括排出片材112的步骤。在该步骤期间，由于传送带116的移动，将混合物以片材的形式从辊32直接传送到下游工序(如上所述，例如装盘工序(如图2中所示)、成形工序和/或其它混合工序和/或挤出工序)(参见图2中的箭头C)。只要没有达到所需的温度，在一个完整的混合和冷却周期的期间就可以设想多个冷却过程。
在由系统1执行的包括混合周期的一种混合方法中，混合周期的另一个实施方案包括同时执行混合过程和冷却过程。在该实施方案中，按如上所述执行两个过程。这两个过程可以连续进行，或者它们可以相对于彼此延迟直到混合器12中的混合物完全排出。
在该实施方案中，引入混合物的步骤可以通过以下方式进行：将传送带114上已经冷却的混合物引入到引入料斗24中(参见图1中的箭头B)。
在该实施方案中，在相继的混合周期之间，当比较表明非等值时，监测系统可以产生控制信号以调节实际水流量和/或实际进气流量。在这种情况下，冷却过程还包括将已经冷却的混合物返回到机器10以再次将混合物引入混合器12的步骤。因此，重新启动混合过程。
在该实施方案中，混合方法的混合周期包括反复实现一个或多个混合过程和/或一个或多个冷却过程的步骤。可以执行该步骤，直到比较表明混合物的目标值与预测值之间是等值的。只要没有达到所需的温度，在一个完整的混合和冷却周期的期间就可以考虑多个冷却过程。在最后的冷却过程结束时，当混合物的性质达到所需的性质时，冷却过程包括排出片材112的步骤。在该步骤期间，由于传送带116的移动，将混合物以片材的形式从辊32直接传送到下游工序(如上所述，涉及混合过程)(参见图2中的箭头C)。
应理解，由系统1执行的混合周期的每个实施方案可以容易地适用于系统的所有实施方案，包括机器10的所有实施方案和冷却系统的所有实施方案。
在混合周期的所有实施方案中，可以训练机器10(或包括机器10的系统)识别表示离开混合器12的混合物的值(例如温度和粘度值)并与目标值进行比较。这种机器训练包括识别比较的值之间的非等值。训练的每个步骤可以包括通过自主学习方式生成的分类。这种分类可以包括但不限于所选混合配方的原材料和母料的参数、螺杆配置(阿基米德或自清洁螺杆)、混合周期的持续时间以及在进行的混合周期结束时预期的值(例如，在当前混合周期的期间套筒与螺杆之间的空间的值等)。
应理解，机器1可以独立运转，或者它可以充当构成生产工厂的这些系统中的一个或多个。
可设想机器10能够执行涉及天然弹性体的塑化的一种或多种工序。
混合周期(和混合周期的每个过程)可以通过PLC控制来实现，并且可以包括控制信息的预编程。例如，混合过程和冷却过程的调节可以与供应到混合器12的混合物相关联，包括螺杆18的特性、进入料斗24的混合物的特性和从混合器排出的混合物的特性。这种调节可以用于防止可移动门的打开和关闭。这种调节还可以用于防止在一个或多个冷却过程中传送水流量。
对于系统1的所有实施方案，集成的监测系统的至少一部分可以设置在诸如移动网络设备的便携式设备(例如移动电话、便携式计算机、一个或多个联网的便携式设备(包括“增强现实”和/或“虚拟现实”设备)、联网的便携式服饰、和/或任何组合和所有组合和/或等效设备)中。
在本发明的一些实施方案中，系统1和/或其一部分可以接收语音指令或其它音频数据，所述语音指令或其它音频数据表示例如螺杆18旋转的开始或停止和/或一个或多个斜道102a、104a的开始或停止。请求可以包括有关混合周期的当前状态(包括在当前周期的期间执行的混合过程和冷却过程的当前状态)的请求。生成的响应可以以听觉、视觉、触觉(例如，使用触觉界面)、虚拟、增强的方式和/或组合方式和等效方式表示。
本发明保留了配备有渐缩式双锥形螺杆的混合器的所有优点。同时，本发明适应这样的工业约束条件，即其要求机器针对所有类型的混合物在温度方面(以及流量、压力和加工强度方面)都是有效的。所公开的发明还可以生产越来越不同类型的混合物。
术语“至少一个”和“一个或多个”是可互换使用的。表示为“在a和b之间”的范围包括值“a”和值“b”。
虽然已经说明和描述了所公开的设备的特定实施方案，但是应理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、添加和变型。因此，除了所附权利要求中陈述的范围之外，不应对所描述的发明的范围施加任何限制。

Claims (15)

1.一种混合和冷却系统(1)，其执行用于管理从混合器(12)排出的橡胶混合物的温度的混合周期，所述混合器(12)具有渐缩式锥形双螺杆混合器(12)，所述渐缩式锥形双螺杆混合器(12)具有支撑套筒(16)的固定架(14)，两个螺杆(18)在所述套筒(16)中成角度地安装在布置于所述套筒的上游的开口(22)与布置于所述套筒的下游的出口(25)之间，在所述开口(22)处机器(10)的引入料斗(24)向螺杆供料，在所述出口(25)处混合器(12)在混合周期的混合过程结束时排出混合物，一个或多个电机(20)使所述套筒中的两个螺杆在混合过程中旋转，一个或多个可移动门设置在所述出口(25)处并且使得在混合过程中将橡胶混合物排出并成形，其中所述系统包括螺杆混合挤出机器(10)和冷却系统，
所述螺杆混合挤出机器(10)包括：
混合器(12)；
柱塞(30)，其具有形状与两个螺杆(18)的外轮廓互补的内表面(30a)，所述柱塞沿着引入料斗(24)的内部移动；
辊鼻型系统，其包括就布置在出口(25)的下游的两个反向旋转辊(32)，以形成从混合器(12)排出的混合物的片材；以及
一个或多个可移动套筒(34)，其自上而下朝向出口(25)布置，所述可移动套筒(34)包括可移动元件，所述可移动元件相对于出口(25)线性移动以调节套筒与螺杆之间的预定空间；
所述冷却系统包括：
至少一个喷洒设备(102、104)，其以预定的水流量将水传送至离开机器(10)的片材(112)；
至少一个抽吸设备，其与每个喷洒设备相称并且以预定的空气流量抽吸空气；以及
至少一个传送装置(114、116)，其沿着与冷却系统实现的冷却过程相对应的预定方向输送片材。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中，每个喷洒设备包括在相应的喷洒站(102、104)设置的一个或多个喷洒杆(102a、104a)，每个喷杆与水和空气供应源连通并且以预定的水流量和气压向一个或多个喷嘴供应水和空气。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的系统(1)，其中，所述冷却系统还包括：
检测系统，其配置为在整个的混合和冷却周期中检测实际水流量、实际进气流量以及雾化空气液滴在恰当压力下的存在以产生一个或多个相应信号；以及
监测系统，其配置为执行以下操作中的至少一项：基于从所述检测系统接收到的信号进行预测、比较和调节。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(1)，其中，可移动门包括滑动式窗板(40)，所述滑动式窗板(40)相对于出口(25)安装成使得所述滑动式窗板在关闭位置与打开位置之间线性移动，在所述关闭位置时所述滑动式窗板防止混合物离开混合器(12)，在所述打开位置时所述滑动式窗板防止混合物从两个反向旋转辊(32)的侧面逸出，以迫使混合物在两个辊之间通过并形成离开混合器(12)的具有预定厚度和宽度的片材(112)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(1)，其中，螺杆(18)在混合器(12)中安装成使得每个螺杆螺纹切向地接触相对螺杆的表面，从而使得当使螺杆在促进自清洁的中心距离下成角度地旋转时，螺杆保持基本上彼此接触。
6.根据权利要求5所述的系统(1)，其中，螺杆(18)选自互穿和共轭齿廓，包括具有共轭齿廓的互穿共转齿廓。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统(1)，其中，套筒(16)包括冷却通道，所述冷却通道在混合周期的期间管理混合物的温度。
8.一种包括由权利要求1至7中任一项所述的系统(1)所执行的混合周期的混合方法，其中，所述混合周期包括由机器(10)执行的至少一个混合过程，并且所述混合过程包括以下步骤：
在可移动门关闭的情况下使螺杆(18)朝前旋转的步骤；
将混合物引入机器(10)的步骤，在该步骤期间，螺杆(18)继续旋转并且可移动门保持关闭；
在机器(10)中混合橡胶混合物的步骤；
排空机器(10)的步骤，在该步骤期间，可移动门打开以从机器的出口(25)排出混合物，并且在该步骤期间，螺杆继续旋转，直到混合器排空；以及
将从混合器(12)排出的混合物成形为片材(112)的形式以将混合物传送到下游工序的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，混合过程的引入混合物的步骤包括引入原材料以形成混合物。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，混合过程的引入混合物的步骤包括引入一种或多种母料。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其进一步包括在将从混合器(12)排出的混合物成形的步骤之后由系统(1)的冷却系统执行的至少一个冷却过程，所述冷却过程包括以下步骤：
使离开机器(10)的片材在至少一个喷洒站的水平上沿着处理方向循环的步骤；
在片材在喷洒站的周围循环期间喷洒片材(112)的步骤；以及
排出含有蒸发水的空气的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述冷却过程进一步包括以下步骤：
检测在混合和冷却周期的期间在所经过的时间所达到的水流量的步骤；
使用检测到的流量来预测在当前的混合和冷却周期结束时混合物的温度和加水值的步骤；
比较目标值和预测值的步骤；
调节实际水流量的步骤，使得混合物的性质达到混合物所需的性质；以及
当混合物的性质达到混合物所需的性质时从系统中排出片材(112)的步骤。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的方法，其中，所述混合过程进一步包括将混合物重新引入混合器(12)的步骤，在该步骤期间，从混合器(12)排出的混合物通过引入料斗(24)返回到混合器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，同时执行所述混合过程和所述冷却过程。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其中：
可移动门在混合周期开始时处于关闭位置，而在混合周期结束时处于打开位置；以及
可移动套筒(34)在混合周期开始时处于打开位置，而在混合周期结束时处于关闭位置。
CN202080018673.3A 2019-03-06 2020-02-25 从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理 Pending CN113543948A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1902280A FR3093459A1 (fr) 2019-03-06 2019-03-06 Gestion de Température des Mélanges de Caoutchouc Sortant un Mélangeur à Bi-Vis Conique Convergente
FRFR1902280 2019-03-06
PCT/EP2020/054843 WO2020178069A1 (en) 2019-03-06 2020-02-25 Temperature management of rubber mixtures discharged from a converging conical twin-screw mixer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113543948A true CN113543948A (zh) 2021-10-22

Family

ID=67742563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080018673.3A Pending CN113543948A (zh) 2019-03-06 2020-02-25 从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220161457A1 (zh)
EP (1) EP3934877B1 (zh)
CN (1) CN113543948A (zh)
FR (1) FR3093459A1 (zh)
WO (1) WO2020178069A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115666891A (zh) * 2020-06-16 2023-01-31 米其林集团总公司 包括一个或多个双螺杆混合和挤出机的橡胶混合物生产线和相关方法
WO2021254870A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Rubber mixture production line incorporating one or more twin-screw mixing and extrusion machines, and related method
CN115121199B (zh) * 2022-07-11 2023-11-28 南通奥新电子科技有限公司 一种基于钛酸钙的固相制备用的反应装置
KR102624930B1 (ko) * 2023-05-11 2024-01-12 진진섭 실리콘 믹싱장치

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0979714A1 (en) * 1998-08-11 2000-02-16 Comerio Ercole S.p.A. Roller mixer-homogenizer for rubber
EP1552914A1 (en) * 2002-07-17 2005-07-13 Suzuka Engineering Co. Ltd. Rubber kneading machine
CN1860010A (zh) * 2003-10-28 2006-11-08 科尔梅克股份公司 用于混合和挤出橡胶基和硅酮基塑性材料的机器及其方法
US7404664B2 (en) * 2006-01-31 2008-07-29 Farrel Corporation Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
JP2009012463A (ja) * 2007-06-06 2009-01-22 Moriyama:Kk シート成形装置
CN101842204A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社神户制钢所 混合搅拌度调节机构、挤压机、连续混合搅拌机、混合搅拌度调节方法以及混合搅拌方法
JP2011073428A (ja) * 2009-12-01 2011-04-14 Moriyama:Kk シート成形装置
CN102056722A (zh) * 2008-06-05 2011-05-11 森山有限责任公司 片材成形装置
FR3051703A1 (fr) * 2016-05-27 2017-12-01 Michelin & Cie Fabrication de melanges de caoutchouc
CN108349114A (zh) * 2015-12-15 2018-07-31 米其林集团总公司 用于控制在混合周期期间生产的橡胶混合物中添加水的方法和系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB156273A (en) 1918-09-17 1921-01-13 Fernley Hope Banbury Improvements in machines for kneading or mixing rubber and other heavy plastic material
FR1563077A (zh) 1968-02-21 1969-04-11
US3975126A (en) 1974-08-28 1976-08-17 Amf Incorporated Method and apparatus for forming material having a predefined cross-section
US4131371A (en) 1977-08-03 1978-12-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Co-rotating multiple screw processor
JPS5829733B2 (ja) 1977-11-19 1983-06-24 積水化学工業株式会社 押出機
DE3412258A1 (de) 1984-04-02 1985-10-10 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Gleichdrall-doppelschneckenkneter mit knetscheiben
JP2813256B2 (ja) 1991-08-28 1998-10-22 株式会社神戸製鋼所 連続混練機の混練度制御装置
TW348103B (en) 1996-09-24 1998-12-21 Dow Chemical Co Multiple-screw extruder and method of reducing vent flow in an extruder
KR100513504B1 (ko) 2003-06-27 2005-09-07 한국타이어 주식회사 시트고무 냉각을 위한 수냉 분무식 흡기장치
JP4294005B2 (ja) 2005-05-02 2009-07-08 株式会社モリヤマ ローラヘッド押出機の制御方法
FR3001654B1 (fr) 2013-02-01 2015-06-19 Michelin & Cie Appareil et procede pour extruder un melange d'elastomere
CN104527025B (zh) 2014-12-29 2017-05-17 广东轻工职业技术学院 带有折流板的同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0979714A1 (en) * 1998-08-11 2000-02-16 Comerio Ercole S.p.A. Roller mixer-homogenizer for rubber
EP1552914A1 (en) * 2002-07-17 2005-07-13 Suzuka Engineering Co. Ltd. Rubber kneading machine
CN1860010A (zh) * 2003-10-28 2006-11-08 科尔梅克股份公司 用于混合和挤出橡胶基和硅酮基塑性材料的机器及其方法
US7404664B2 (en) * 2006-01-31 2008-07-29 Farrel Corporation Keel type ram for use in internal batch mixers with tangential rotors
JP2009012463A (ja) * 2007-06-06 2009-01-22 Moriyama:Kk シート成形装置
CN101842204A (zh) * 2007-11-02 2010-09-22 株式会社神户制钢所 混合搅拌度调节机构、挤压机、连续混合搅拌机、混合搅拌度调节方法以及混合搅拌方法
CN102056722A (zh) * 2008-06-05 2011-05-11 森山有限责任公司 片材成形装置
US20110123659A1 (en) * 2008-06-05 2011-05-26 Moriyama Company Ltd. Sheet Forming Device
JP2011073428A (ja) * 2009-12-01 2011-04-14 Moriyama:Kk シート成形装置
CN108349114A (zh) * 2015-12-15 2018-07-31 米其林集团总公司 用于控制在混合周期期间生产的橡胶混合物中添加水的方法和系统
FR3051703A1 (fr) * 2016-05-27 2017-12-01 Michelin & Cie Fabrication de melanges de caoutchouc

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020178069A1 (en) 2020-09-10
EP3934877B1 (en) 2023-01-18
US20220161457A1 (en) 2022-05-26
FR3093459A1 (fr) 2020-09-11
EP3934877A1 (en) 2022-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113543948A (zh) 从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理
EP2219837B1 (en) Process for manufacturing a tire
RU2050273C1 (ru) Способ одностадийного непрерывного получения резиновой смеси для автомобильных шин, приводных ремней, транспортерных лент и промышленных резиновых изделий и двухшнековый экструдер для его осуществления
CN113557112B (zh) 具有自清洁双螺杆的混合挤出机及使用方法
US20230226722A1 (en) Production of rubber mixtures in a rubber mixture production line incorporating one or more twin-screw mixing and extrusion machines
CN113518696B (zh) 具有渐缩式锥形双螺杆的混合器的输出机构
CN113543947B (zh) 具有移动元件的双螺杆混合挤出机
US20230330895A1 (en) Production of rubber mixtures in a rubber mixture production line incorporating one or more twin-screw mixing and extrusion machines
CN205522381U (zh) 智能化3d快速成型物料塑化双线生产系统
JP2005096100A (ja) ゴムの成形加工方法およびゴムの成形加工装置
RU2462358C2 (ru) Способ и установка для получения эластомерного компаунда
CN219325414U (zh) 一种农膜塑化装置
EP2516131B1 (en) Extrusion process and device for producing elastomeric compounds
CN115443210A (zh) 包括密闭式混合器的橡胶混合物生产线及相关方法
CN115461203A (zh) 包括密闭式混合器的用于橡胶混合物的生产线及相关方法
KR20210072699A (ko) 분말 코팅 용융물 생산 방법 및 장치
JP2005096101A (ja) ゴムの成形加工方法およびゴムの成形加工装置
KR20160068066A (ko) 가류제 시트 공급 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination