CN116476264B

CN116476264B - 大批量连续化tpr热塑性橡胶材料粒子生产设备及工艺

Info

Publication number: CN116476264B
Application number: CN202210686557.XA
Authority: CN
Inventors: 丁军; 陆云
Original assignee: Nantong Polymax Elastomer Technology Co ltd
Current assignee: Nantong Polymax Elastomer Technology Co ltd
Priority date: 2022-06-16
Filing date: 2022-06-16
Publication date: 2024-02-09
Anticipated expiration: 2042-06-16
Also published as: CN116476264A

Abstract

本发明公布了一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备及其工艺，涉及热塑性橡胶材料粒子生产技术领域，上机箱，上机箱顶部设置下料部，上机箱内部设置的驱动部带动转动筒做旋转运动，转动筒外部设置第一电加热环，转动筒内部设置搅料部、消泡部以及阀塞部，转动筒下方设置螺旋挤压部和冷却部，冷却部一侧设置有用于对成型物料进行切粒操作的切粒部。本发明能够对TPR热塑性橡胶材料粒子进行连续性的混料、搅拌、挤压成型、冷却以及造粒操作，能够满足企业规模化、批量化、自动化的生产操作，劳动效率高，人工成本投入低，能够为企业带来经济效益，能够消除熔融物料中存在的气泡，使物料颗粒成型更紧实，密度更为均匀，提高产品加工质量。

Description

大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备及工艺

技术领域

本发明涉及热塑性橡胶材料粒子生产技术领域，具体为一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备及其工艺。

背景技术

热塑性橡胶是(Thermoplastic Rubber-TPR)的缩写，是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料，TPR与TPE从概念外延上有区别，TPE是指热塑性弹性体，是一大类材料的统称，包括聚烯烃类、聚酯类、聚苯乙烯类等多种弹性体，SBS共混改性TPR材料通常为透明或本白色颗粒，手触摸上去有橡胶的软触感和回弹性。通常外观呈光亮的色泽。

TPR材料通常以SBS，油类，其他极性接近的树脂(如PP,PS等)，其他助剂为组分，共混改性得到的工程塑料，TPR仍具有SBS的材料结构，即苯乙烯硬性链段与丁二烯柔性链段嵌段形成的物理交联结构。其他组分的添加改变了TPR材料的物性，硬度及加工性能，TPR材料的特殊的物理交联结构，使得TPR材料可通过直接注塑，挤出等方式加工成型，而无需象常规橡胶那样，需要硫化模压成型，从而大大缩短了加工时间。

目前，现有的TPR热塑性橡胶材料粒子在大批量生产过程中存在以下技术问题：1、需要采用多个加工设备来分别进行混料、搅拌、挤压成型、冷却以及造粒操作，没有一种能够满足企业大批量、规模化、批量化的生产设备，经常造成工序间的停滞，且中间环节需要大量的人工来进行输送和转运操作，人工成本投入大，产量低下，生产效率低下，难以满足企业大批量、规模化、批量化、自动化生产；2、现有的TPR热塑性橡胶材料粒子，在生产过程中，存在有熔融物料中存在气泡的现象，这些气泡导致最后成型出的物料不紧密、不密实，甚至导致物料颗粒质量密度不均匀的现象，不利于产品的加工质量；3、没有一种能够实现均匀混料、生产高效、粒子连续挤出造型的生产设备及其工艺，有鉴于此，针对上述问题进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，提供一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备及其工艺，能够对TPR热塑性橡胶材料粒子进行连续性的混料、搅拌、挤压成型、冷却以及造粒操作，能够满足企业大批量、规模化、批量化、自动化的生产操作，劳动效率高，人工成本投入低，能够为企业带来经济效益，能够消除熔融物料中存在的气泡，使物料颗粒成型更紧实，密度更为均匀，提高产品加工质量。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，包括上机箱，上机箱顶部设置下料部，上机箱内部设置的驱动部带动转动筒做旋转运动，转动筒外部设置第一电加热环，转动筒内部设置搅料部、消泡部以及阀塞部，搅料部用于对物料进行均匀搅拌操作，消泡部用于对物料进行均匀搅拌混料产生的皮泡进行消除，减少熔融状态下的物料气泡，使物料更加密实，阀塞部用于控制熔融状态下的物料的排出，为后续加工提供基础，转动筒下方设置有用于对熔融物料进行螺旋挤压成型以及冷却操作的螺旋挤压部和冷却部，冷却部一侧设置有用于对成型物料进行切粒操作的切粒部。

作为本发明的进一步优化，下料部包括料斗，上机箱顶部水平活动设置呈L型的挡板，挡板连接液压缸伸缩轴端。

作为本发明的进一步优化，驱动部包括固定板，固定板与转动筒之间设置轴承，第二电机输出轴端的主动皮带轮通过皮带与转动筒外壁上的从动皮带传动连接。

作为本发明的进一步优化，搅料部包括设置于第一电机输出轴端的第一转轴，第一转轴上设置的搅杆端部连接刮板。

作为本发明的进一步优化，消泡部包括设置于第一转轴下部呈S型板状结构的消泡板，消泡板上间距设置消泡槽，消泡板侧壁且于消泡槽的两端设置有超声波震板，超声波震板电性连接超声波控制器，消泡槽为带有台阶的通孔。

作为本发明的进一步优化，消泡板外沿连接筛网，筛网呈环形网状结构且位于转动筒下部开口内侧，阀塞部包括设置于开口内呈梯形块状结构的阀塞，阀塞一端的活动杆水平穿过支撑壳连接配重块，活动杆上缠绕设置弹簧。

作为本发明的进一步优化，螺旋挤压部包括设置于第三电机输出轴端的第二转轴和螺旋挤压片，第二转轴伸入下机箱的一侧外部设置第二电加热环，冷却部包括位于组合型箱体侧端的成型口，组合型箱体内壁成型口位置处设置连接模板，连接模板上水平固定设置多个成型管，成型管与冷却箱之间设置密封圈。

作为本发明的进一步优化，冷却箱顶部连接液泵输出端，冷却箱底部连接出液管，成型管上方设置的出风管连接风机输出端。

作为本发明的进一步优化，切粒部包括设置于成型管一端部的切刀，切刀设置于第四电机输出轴端，且切刀下方设置出料斗。

作为本发明的进一步优化，本申请设备工艺包括以下生产步骤：

步骤A：驱动液压缸，将物料从料斗位置处送入至转动筒内，第一电加热环对转动筒内的物料进行加热，温度控制为190-260℃，驱动第一电机，搅杆对熔融状态下的物料进行搅拌操作，搅拌时间不低于15分钟，通过超声波控制器9带动超声波震板进行超声波震动消泡操作，工作频率40KHZ，超声波功率控制800-900W，消泡板做旋转运动并对熔融状态下的物料进行物理和超声波消泡操作，筛网起到筛分作；

步骤B：驱动第二电机，转动筒做旋转运动，当配重块的离心力大于弹簧的弹力，阀塞向外打开，经过搅拌均匀和消泡后的熔融物料进入到螺旋挤压部内，驱动第三电机，进行挤压成型操作，第二电加热环控制加热温度为200℃，熔融物料在成型管内成型；

步骤C：液泵输入端外接冷却液来源，冷却箱内充满的冷却液能够对成型管内物料进行冷却液冷却操作，驱动风机，出风管对成型管内物料进行风冷操作；

步骤D：驱动第四电机，切刀做旋转运动，将挤出的条形的物料切成颗粒状。

本发明的有益效果：本发明提供了一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备及其工艺，能够对TPR热塑性橡胶材料粒子进行连续性的混料、搅拌、挤压成型、冷却以及造粒操作，能够满足企业大批量、规模化、批量化、自动化的生产操作，劳动效率高，人工成本投入低，能够为企业带来经济效益，能够消除熔融物料中存在的气泡，使物料颗粒成型更紧实，密度更为均匀，提高产品加工质量。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图。

图2为本发明阀塞部位置主视结构示意图。

图3为本发明冷却部位置处主视结构示意图。

图4为本发明连接模板位置处主视结构示意图。

图5为本发明刮板位置处俯视结构示意图。

图6为本发明消泡板位置处俯视结构示意图。

图7为本发明消泡板位置处立体结构示意图。

图8为本发明消泡槽位置处立体结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、上机箱；2、第一电加热环；3、转动筒；4、搅料部；5、消泡部；6、阀塞部；7、驱动部；8、下料部；9、超声波控制器；10、螺旋挤压部；11、下机箱；12、第二电加热环；13、冷却部；14、切粒部；401、刮板；402、搅杆；403、第一转轴；404、第一电机；501、消泡板；502、消泡槽；503、超声波震板；504、筛网；601、配重块；602、支撑壳；603、弹簧；604、阀塞；605、活动杆；701、轴承；702、固定板；703、皮带；704、第二电机；801、挡板；802、液压缸；803、料斗；1001、第三电机；1002、第二转轴；1003、螺旋挤压片；1301、成型管；1302、密封圈；1303、冷却箱；1304、液泵；1305、入液管；1306、出风管；1307、风机；1308、连接模板；1309、出液管；1310、组合成型箱体；1311、成型口；1401、第四电机；1402、切刀；1403、出料斗。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图8所示，本发明的具体结构为：一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，包括上机箱1，上机箱1顶部设置下料部8，上机箱1内部设置的驱动部7带动转动筒3做旋转运动，转动筒3外部设置第一电加热环2，转动筒3内部设置搅料部4、消泡部5以及阀塞部6，搅料部4用于对物料进行均匀搅拌操作，消泡部5用于对物料进行均匀搅拌混料产生的皮泡进行消除，减少熔融状态下的物料气泡，使物料更加密实，阀塞部6用于控制熔融状态下的物料的排出，为后续加工提供基础，转动筒3下方设置有用于对熔融物料进行螺旋挤压成型以及冷却操作的螺旋挤压部10和冷却部13，冷却部13一侧设置有用于对成型物料进行切粒操作的切粒部14。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现物料进入到转动筒3内，下料部8包括料斗803，上机箱1顶部水平活动设置呈L型的挡板801，挡板801连接液压缸802伸缩轴端，驱动液压缸802，实现料斗803内部与转动筒3之间的通断操作，为大批量的物料生产提供基础。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现使转动筒3做旋转运动，驱动部7包括固定板702，固定板702与转动筒3之间设置轴承701，第二电机704输出轴端的主动皮带轮通过皮带703与转动筒3外壁上的从动皮带传动连接，驱动第二电机704，转动筒3做旋转运动，既能够使转动筒3内的物料混合搅拌的更加均匀，又能够为阀塞部6的通断操作提供条件。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现对转动筒3内的物料进行搅拌操作，搅料部4包括设置于第一电机404输出轴端的第一转轴403，第一转轴403上设置的搅杆402端部连接刮板401，刮板401能够刮除转动筒3内壁上的物料，防止物料粘结于转动筒3内壁，使物料混合更加均匀。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现消除熔融状态下物料中的气泡，消泡部5包括设置于第一转轴403下部呈S型板状结构的消泡板501，消泡板501上间距设置消泡槽502，消泡板501侧壁且于消泡槽502的两端设置有超声波震板503，超声波震板503电性连接超声波控制器9，消泡槽502为带有台阶的通孔，增大消泡槽502与气泡的接触面积，消泡板501和消泡槽502在旋转过程中，消泡槽502内壁对气泡进行压缩并施加冲击力，利用压力的急剧变化，使熔状态下从消泡槽502内经过时，挤压或者压缩气泡，从而实现气泡膜的破碎，实现消泡操作，此外，超声波控制器9带动超声波震板503进行超声波震动消泡操作，工作频率40KHZ，超声波功率控制800-900W，消泡板501做旋转运动并对熔融状态下的物料进行物理和超声波消泡操作相结合，使消泡板501在旋转过程中，熔融物料内的气泡快速的不断破裂，从而使熔融物料更加紧实，密度更为均匀。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现熔融状态下的物料从阀塞部6位置处排出，消泡板501外沿连接筛网504，筛网504呈环形网状结构且位于转动筒3下部开口内侧，阀塞部6包括设置于开口内呈梯形块状结构的阀塞604，阀塞604一端的活动杆605水平穿过支撑壳602连接配重块601，活动杆605上缠绕设置弹簧603。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现物料的螺旋挤压造型操作，螺旋挤压部10包括设置于第三电机1001输出轴端的第二转轴1002和螺旋挤压片1003，第二转轴1002伸入下机箱11的一侧外部设置第二电加热环12，冷却部13包括位于组合型箱体1310侧端的成型口1311，组合型箱体1310内壁成型口1311位置处设置连接模板1308，连接模板1308上水平固定设置多个成型管1301，成型管1301与冷却箱1303之间设置密封圈1302。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现物料的冷却操作，冷却箱1303顶部连接液泵1304输出端，冷却箱1303底部连接出液管1309，成型管1301上方设置的出风管1306连接风机1307输出端。

作为本发明优选的一个实施例，为了有利于实现物料的切粒操作，切粒部14包括设置于成型管1301一端部的切刀1402，切刀1402设置于第四电机1401输出轴端，且切刀1402下方设置出料斗1403。

本申请生产设备的生产工艺，包括以下生产步骤：

步骤A：驱动液压缸802，将物料从料斗803位置处送入至转动筒3内，第一电加热环2对转动筒3内的物料进行加热，温度控制为190-260℃，驱动第一电机404，搅杆402对熔融状态下的物料进行搅拌操作，搅拌时间不低于15分钟，通过超声波控制器9带动超声波震板503进行超声波震动消泡操作，工作频率40KHZ，超声波功率控制800-900W，消泡板501做旋转运动并对熔融状态下的物料进行物理和超声波消泡操作，筛网504起到筛分作；

步骤B：驱动第二电机704，转动筒3做旋转运动，当配重块601的离心力大于弹簧603的弹力，阀塞604向外打开，经过搅拌均匀和消泡后的熔融物料进入到螺旋挤压部10内，驱动第三电机1001，进行挤压成型操作，第二电加热环12控制加热温度为200℃，熔融物料在成型管1301内成型；

步骤C：液泵1304输入端外接冷却液来源，冷却箱1303内充满的冷却液能够对成型管1301内物料进行冷却液冷却操作，驱动风机1307，出风管1306对成型管1301内物料进行风冷操作；

步骤D：驱动第四电机1401，切刀1402做旋转运动，将挤出的条形的物料切成颗粒状。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，包括上机箱（1），上机箱（1）顶部设置下料部（8），上机箱（1）内部设置的驱动部（7）带动转动筒（3）做旋转运动，转动筒（3）外部设置第一电加热环（2），转动筒（3）内部设置搅料部（4）、消泡部（5）以及阀塞部（6），转动筒（3）下方设置有用于对熔融物料进行螺旋挤压成型以及冷却操作的螺旋挤压部（10）和冷却部（13），冷却部（13）一侧设置有用于对成型物料进行切粒操作的切粒部（14），搅料部（4）包括设置于第一电机（404）输出轴端的第一转轴（403），第一转轴（403）上设置的搅杆（402）端部连接刮板（401），消泡部（5）包括设置于第一转轴（403）下部呈S型板状结构的消泡板（501），消泡板（501）上间距设置消泡槽（502），消泡板（501）侧壁且于消泡槽（502）的两端设置有超声波震板（503），超声波震板（503）电性连接超声波控制器（9），消泡槽（502）为带有台阶的通孔，消泡板（501）外沿连接筛网（504），筛网（504）呈环形网状结构且位于转动筒（3）下部开口内侧，阀塞部（6）包括设置于开口内呈梯形块状结构的阀塞（604），阀塞（604）一端的活动杆（605）水平穿过支撑壳（602）连接配重块（601），活动杆（605）上缠绕设置弹簧（603）。

2.根据权利要求1所述的一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，所述下料部（8）包括料斗（803），上机箱（1）顶部水平活动设置呈L型的挡板（801），挡板（801）连接液压缸（802）伸缩轴端。

3.根据权利要求1所述的一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，所述驱动部（7）包括固定板（702），固定板（702）与转动筒（3）之间设置轴承（701），第二电机（704）输出轴端的主动皮带轮通过皮带（703）与转动筒（3）外壁上的从动皮带传动连接。

4.根据权利要求3所述的一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，所述螺旋挤压部（10）包括设置于第三电机（1001）输出轴端的第二转轴（1002）和螺旋挤压片（1003），第二转轴（1002）伸入下机箱（11）的一侧外部设置第二电加热环（12），冷却部（13）包括位于组合型箱体（1310）侧端的成型口（1311），组合型箱体（1310）内壁成型口（1311）位置处设置连接模板（1308），连接模板（1308）上水平固定设置多个成型管（1301），成型管（1301）与冷却箱（1303）之间设置密封圈（1302）。

5.根据权利要求4所述的一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，所述冷却箱（1303）顶部连接液泵（1304）输出端，冷却箱（1303）底部连接出液管（1309），成型管（1301）上方设置的出风管（1306）连接风机（1307）输出端。

6.根据权利要求5所述的一种大批量连续化TPR热塑性橡胶材料粒子生产设备，其特征在于，所述切粒部（14）包括设置于成型管（1301）一端部的切刀（1402），切刀（1402）设置于第四电机（1401）输出轴端，且切刀（1402）下方设置出料斗（1403）。