CN117400440B - 一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，属于橡胶生产技术领域。包括挤压机、空压机、换热装置以及切粒装置。若干个换热装置与挤压机的挤压机末端口进行串联，切粒装置设置于换热装置的末端。所述的换热装置内部设有穿料孔，穿料孔与挤压机挤压模具的出料口同轴贯通连接，穿料孔外部套设有连接气腔，连接气腔通过前后两根外接气管与外部贯通连接。所述的空压机的出气口通过管路与外接气管贯通连接。空压机产生的高压气对穿料孔内部穿过的橡胶条进行降温，降温后的橡胶条进入到切粒装置内部，被切割成颗粒状。本发明挤压出的高苯橡胶条在挤压机出口进行连续冷却固化以及造粒，节省了厂区占用空间，提高了单位面积的利用效率。

Description

一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统

技术领域

本发明属于橡胶生产技术领域，具体涉及为一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统。

背景技术

高苯橡胶颗粒是一种常见的橡胶材料，在人造草皮、运动场地表面、儿童游乐场地面、安全地垫、路面修复甚至污水处理领域都有所应用。目前高苯橡胶颗粒的生产工艺主要为挤压、固化、造粒三个阶段，将原材料混合后放入到挤压机中，挤压出条状的高苯橡胶条，然后放置在自然条件下进行降温固化，固化后放入造粒机中进行造粒。

现有工艺中，由于采用自然冷却固化，同时还需要额外采购造粒机。造粒机以及高苯橡胶条冷却固化都需要场地，这样一条生产线所占用的厂区面积大，降低了场地使用效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，本发明挤压出的高苯橡胶条在挤压机出口进行连续冷却固化以及造粒，节省了厂区占用空间，提高了单位面积的利用效率。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，包括挤压机、空压机、换热装置以及切粒装置。

若干个换热装置与挤压机的挤压机末端口进行串联，切粒装置设置于换热装置的末端。

所述的换热装置内部设有穿料孔，穿料孔与挤压机挤压模具的出料口同轴贯通连接，穿料孔外部套设有连接气腔，连接气腔通过前后两根外接气管与外部贯通连接。

所述的空压机的出气口通过管路与外接气管贯通连接。

空压机产生的高压气对穿料孔内部穿过的橡胶条进行降温，降温后的橡胶条进入到切粒装置内部，被切割成颗粒状。

优选的，挤压机末端口外部串联有五段换热装置，从挤压机末端口往后依次为第一降温段、第一升温段、第二降温段、第二升温段以及第三降温段。

空压机的出气口通过进气管与第三降温段换热装置的入口侧外接气管贯通连接。

第三降温段换热装置的出口侧外接气管通过第一冷却气管与第二降温段换热装置的入口侧外接气管贯通连接。

第二降温段换热装置的出口侧外接气管通过第二冷却气管与第一降温段换热装置的入口侧外接气管贯通连接。

第一降温段换热装置的出口侧外接气管通过第一升温气管与第二升温段换热装置的入口侧外接气管贯通连接。

第二升温段换热装置的出口侧外接气管通过第二温气管与第一升温段换热装置的入口侧外接气管贯通连接。

第一升温段换热装置的出口侧外接气管连接有排气管。

进气管、第一冷却气管、第二冷却气管、第一升温气管、第二升温气管内部空气的温度逐渐升温。

优选的，所述的空压机的出气口连接有储气罐，所述的储气罐通过连接气管与进气管贯通连接。

优选的，所述的连接气管与进气管之间串联有换热器，排气管末端与换热器贯通连接。

所述的连接气管上设有温度计，换热器并联有旁通管，旁通管两边分别通过三通阀与连接气管以及进气管连接。

优选的，所述的第二升温气管上串联有加热器。

优选的，所述的切粒装置包括与换热装置同轴连接的切割筒，所述的切割筒内部同轴转动连接有转轴，转轴靠近换热装置的一端设有刀片，切割筒外部设有驱动装置，驱动装置带动转轴旋转。

优选的，所述的转轴远离换热装置的一端同轴固定有被动轮，所述的驱动装置为电机，电机的输出轴设有主动轮，主动轮带动被动轮旋转。

优选的，所述的切割筒背离换热装置的一侧连接有颗粒收集装置。

优选的，所述的颗粒收集装置包括筒体、集料筒以及抽气泵。

水平布置的筒体两端敞口布置，一端与切割筒贯通连接，另一端与抽气泵的进气口贯通连接。

筒体底面设有下料口，位于筒体下方的集料筒通过下料口与筒体贯通连接。

优选的，筒体内部固定有挡板，挡板位于下料口与抽气泵之间，挡板上方与筒体内壁之间留有空隙。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：

（1）挤压机出来的橡胶条不用放置在空气中进行冷却，因此节省了其放置冷却所需的空间，同时通过切粒装置代替造粒机，节省空间、降低成本。

（2）第一降温段、第二降温段以及第三降温段分别对橡胶条进行降温，分三次降温，避免冷却速度过快导致产品表面产生疵点、气泡等缺陷。同时，也避免了过快的冷却速度可能导致内部应力增大，从而影响产品的物理性能和稳定性。

（3）当对橡胶降温后，先对其进行加热，使其温度上升5℃-10℃，通过升温加热的方式，缓解消除内部应力，并改善橡胶的物理性能和稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统的系统图，

图2为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中冷却造粒端结构图，

图3为图2的侧视图，

图4为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中冷却端结构图，

图5为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中换温装置水平剖视图，

图6为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中换温装置垂直剖视图，

图7为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中换温装置分解图，

图8为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中切粒装置结构图，

图9为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中切粒装置壳体水平剖视图，

图10为本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统中颗粒收集装置剖视图。

图中：1-隔热壳体、101-左半壳、102-右半壳、103-穿料孔、1031-放置腔、104-连接法兰、105-连接气腔、106-外接气管、107-凸出块、2-换热管、201-内孔、202-环形腔、203-第一通孔、3-切割筒、301-第二通孔、4-转轴、5-刀片、6-被动轮、7-支撑架、8-电机、9-主动轮、10-同步带、11-筒体、1101-下料口、12-挡板、13-集料筒、14-抽气泵、15-集尘袋、16-挤压机末端口、17-加热器、18-挤压机、19-空压机、20-储气罐、21-温度计、22-三通阀、23-换热器、01-进气管、02-第一冷却气管、03-第二冷却气管、04-第一升温气管、05-第二升温气管、06-排气管、07-连接气管、08-旁通管。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请实施例。

此外，在本发明的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“ 前”、“后”、“ 上”、“ 下”、“ 左”、“ 右”、“ 侧”、“ 顶”、“ 底”等，用来描述本发明的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“ 上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。

以下结合附图对本发明一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统作进一步详细说明。

一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，包括挤压机18、空压机19、换热装置以及切粒装置，

本工艺中，橡胶生产原料混合后投入到挤压机18内部，挤压出条状的橡胶条，离开挤压模具的橡胶条直接进入到换热装置内部，进行降温固化，固化后的橡胶条直接进入到切粒装置内部，切割成颗粒状。通过该工艺，挤压机18出来的橡胶条不用放置在空气中进行冷却，因此节省了其放置冷却所需的空间，同时通过切粒装置代替造粒机，即节省空间又降低成本。

为了实现上述工艺，若干个换热装置与挤压机18的挤压机末端口16进行串联，切粒装置设置于换热装置的末端。

所述的换热装置包括隔热壳体1，所述的隔热壳体1的内部设有穿料孔103，穿料孔103与挤压机18挤压模具的出料口同轴贯通连接，穿料孔103外部套设有连接气腔105，连接气腔105通过前后两根外接气管106与外部贯通连接。

为了避免热量无效扩散，保证换热效果，本实施例中，穿料孔103中间段设有同轴布置的放置腔1031，放置腔1031内径大于穿料孔103内径。连接气腔105分别套设于放置腔1031的前后两端外部，连接气腔105与放置腔1031贯通连接。放置腔1031内部设有换热管2，换热管2中间设有贯穿的内孔201，内孔201与穿料孔103同轴等径连接。

换热管2内部位于内孔201外侧设有环形腔202，环形腔202前后两端分别设有若干个第一通孔203，环形腔202通过第一通孔203与连接气腔105贯通连接。

这样在连接气腔105外部设有隔温层，整个隔温层将连接气腔105以及换热管2包裹，因此隔热层避免热量向换热管2外部区域扩散，优化换热效果。隔热层可以为环状空腔，环状空腔内部填充隔热棉或气凝胶。

为了便于连接，隔热壳体1的两端分别设有一个连接法兰104。为了便于安装换热管2，所述的隔热壳体1分为左半壳101以及右半壳102，两者通过螺栓固定连接。两者连接处位于放置腔1031上，因此两者拆开可以取放换热管2。

为了使挤压模具挤出的橡胶条可以直接进入到穿料孔103中，紧挨挤压机18的隔热壳体1朝向挤压机末端口16一侧的端面凸设右凸出块107，凸出块107穿设至挤压机末端口16内部，并于挤压模具抵接，穿料孔103延展到凸出块107内部。

所述的空压机19的出气口通过管路与外接气管106贯通连接，空压机19产生的高压气对穿料孔103内部穿过的橡胶条进行降温，降温后的橡胶条进入到切粒装置内部，被切割成颗粒状。

挤压机18挤压出的橡胶条的温度在200℃-260℃之间，橡胶固化的温度在130℃-180℃之间，两者之间的温降并不是很大，不需要过度冷却，因此本实施例中，挤压机末端口16外部串联有五段换热装置。从挤压机末端口16往后依次为第一降温段、第一升温段、第二降温段、第二升温段以及第三降温段。

第一降温段、第二降温段以及第三降温段分别对橡胶条进行降温，分三次降温，避免冷却速度过快导致产品表面产生疵点、气泡等缺陷。同时，也避免了过快的冷却速度可能导致内部应力增大，从而影响产品的物理性能和稳定性。因此，本实施例中，分三次降温，每次温降控制在20℃-40℃范围内。

但就算这样，冷却后的橡胶条内部还是会产生应力，对产品后期的稳定性存在一定安全隐患。为了消除该部分应力，本实施例中，在第一降温段与第二降温段之间设有第一升温段，在第二降温段与第三降温段之间设有第二升温段。也就是说，当对橡胶降温后，先对其进行加热，使其温度上升5℃-10℃，通过升温加热的方式，缓解消除内部应力，并改善橡胶的物理性能和稳定性。

各个换热装置具体的管路连接方式如下：

空压机19的出气口通过进气管01与第三降温段换热装置的入口侧外接气管106贯通连接；

第三降温段换热装置的出口侧外接气管106通过第一冷却气管02与第二降温段换热装置的入口侧外接气管106贯通连接；

第二降温段换热装置的出口侧外接气管106通过第二冷却气管03与第一降温段换热装置的入口侧外接气管106贯通连接；

第一降温段换热装置的出口侧外接气管106通过第一升温气管04与第二升温段换热装置的入口侧外接气管106贯通连接；

第二升温段换热装置的出口侧外接气管106通过第二升温气管05与第一升温段换热装置的入口侧外接气管106贯通连接；

第一升温段换热装置的出口侧外接气管106连接有排气管06。

进气管01、第一冷却气管02、第二冷却气管03、第一升温气管04、第二升温气管05内部空气的温度逐渐升温。

进气管01的温度最低，其最后与橡胶条进行换热，首先与橡胶条进行换热的为第二冷却气管03内部空气，进而该部分空气被加热、升温，升温后流入到第一升温气管04内部，此时其内部的空气温度高于进气管01内部的空气温度。该空气进入到第二升温段的换热装置内部，对橡胶条进行加温，加温后的橡胶条进入到进气管01内部进行降温。

第二升温段内部的换热空气损失热量温度有所下降，但是其还需要通过第二升温气管05流入到第一升温段的换热装置内部，所以需要第二升温气管05内部空气温度高于第一升温气管04温度，因此，所述的第二升温气管05上串联有加热器17。

所述的空压机19的出气口连接有储气罐20，所述的储气罐20通过连接气管07与进气管01贯通连接。

所述的连接气管07与进气管01之间串联有换热器23，排气管06末端与换热器23贯通连接，所述的连接气管07上设有温度计21，换热器23并联有旁通管08，旁通管08两边分别通过三通阀22与连接气管07以及进气管01连接。

换热器23利用排气管06的余热对储气罐20排出的高压气进行加热，由其是在冬天，储气罐20内部的高压气温度很低，根据不同的厂区环境，一般在5℃-15℃之间，如果让其直接参与到橡胶条的冷却工作中，那么两者之间温差很大，还是会导致橡胶条冷却速度过快。因此，本实施例中，利用排气管06的余热，首先对储气罐20内部排出的高压气进行加热，降低其与橡胶条之间的温差，控制冷却速度。

所述的切粒装置包括与换热装置同轴连接的切割筒3，所述的切割筒3内部同轴转动连接有转轴4，转轴4通过支撑架7与切割筒3连接。转轴4靠近换热装置的一端设有刀片5，切割筒3外部设有驱动装置，驱动装置带动转轴4旋转，旋转的转轴4带动刀片5旋转，进而对固化后的橡胶条进行切割，为了优化切割效果，刀片5可以与末端的隔热壳体1的端面接触。

所述的转轴4远离换热装置的一端同轴固定有被动轮6，所述的驱动装置为电机8，电机8的输出轴设有主动轮9，主动轮9通过同步带10带动被动轮6旋转。

为了实现对切割好的橡胶颗粒进行收集，所述的切割筒3背离换热装置的一侧连接有颗粒收集装置。

所述的颗粒收集装置包括筒体11、集料筒13以及抽气泵14，水平布置的筒体11两端敞口布置，一端与切割筒3贯通连接，另一端与抽气泵14的进气口贯通连接。

筒体11底面设有下料口1101，位于筒体11下方的集料筒13通过下料口1101与筒体11贯通连接。

筒体11内部固定有挡板12，挡板12位于下料口1101与抽气泵14之间，挡板12上方与筒体11内壁之间留有空隙。挡板12倾斜布置，其上端相比于下端更加靠近切粒装置，其下端位于下料口1101边沿处，其上端面高于筒体11的入口。

通过抽气泵14产生的吸力，将切割好的橡胶颗粒吸入到筒体11内部，前进的橡胶可以撞击到挡板12上，然后在重力的作用下滑落到集料筒13中。集料筒13的圆周面或底面上设有可拆卸的门板，打开门板将橡胶颗粒取出。

在切割筒3靠近隔热壳体1的圆周面上设有第二通孔301，空气通过第二通孔301流入到切割筒3内部，然后带动切割好的橡胶颗粒向抽气泵14方向流动。

在抽气泵14的出口处套设有集尘袋15，这样在切割过程中如果产生粉尘，或是小颗粒的橡胶最终流入到集尘袋15内部，进行收集，不会影响环境。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，包括挤压机（18），其特征在于：

还包括空压机（19）、换热装置以及切粒装置，

若干个换热装置与挤压机（18）的挤压机末端口（16）进行串联，切粒装置设置于换热装置的末端，

所述的换热装置内部设有穿料孔（103），穿料孔（103）与挤压机（18）挤压模具的出料口同轴贯通连接，穿料孔（103）外部套设有连接气腔（105），连接气腔（105）通过前后两根外接气管（106）与外部贯通连接，

所述的空压机（19）的出气口通过管路与外接气管（106）贯通连接，

空压机（19）产生的高压气对穿料孔（103）内部穿过的橡胶条进行降温，降温后的橡胶条进入到切粒装置内部，被切割成颗粒状，

挤压机末端口（16）外部串联有五段换热装置，从挤压机末端口（16）往后依次为第一降温段、第一升温段、第二降温段、第二升温段以及第三降温段，

空压机（19）的出气口通过进气管（01）与第三降温段换热装置的入口侧外接气管（106）贯通连接，

第三降温段换热装置的出口侧外接气管（106）通过第一冷却气管（02）与第二降温段换热装置的入口侧外接气管（106）贯通连接，

第二降温段换热装置的出口侧外接气管（106）通过第二冷却气管（03）与第一降温段换热装置的入口侧外接气管（106）贯通连接，

第一降温段换热装置的出口侧外接气管（106）通过第一升温气管（04）与第二升温段换热装置的入口侧外接气管（106）贯通连接，

第二升温段换热装置的出口侧外接气管（106）通过第二升温气管（05）与第一升温段换热装置的入口侧外接气管（106）贯通连接，

第一升温段换热装置的出口侧外接气管（106）连接有排气管（06），

进气管（01）、第一冷却气管（02）、第二冷却气管（03）、第一升温气管（04）、第二升温气管（05）内部空气的温度逐渐升温。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的空压机（19）的出气口连接有储气罐（20），所述的储气罐（20）通过连接气管（07）与进气管（01）贯通连接。

3.根据权利要求2所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的连接气管（07）与进气管（01）之间串联有换热器（23），排气管（06）末端与换热器（23）贯通连接，

所述的连接气管（07）上设有温度计（21），换热器（23）并联有旁通管（08），旁通管（08）两边分别通过三通阀（22）与连接气管（07）以及进气管（01）连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的第二升温气管（05）上串联有加热器（17）。

5.根据权利要求2或3所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的切粒装置包括与换热装置同轴连接的切割筒（3），所述的切割筒（3）内部同轴转动连接有转轴（4），转轴（4）靠近换热装置的一端设有刀片（5），切割筒（3）外部设有驱动装置，驱动装置带动转轴（4）旋转。

6.根据权利要求5所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的转轴（4）远离换热装置的一端同轴固定有被动轮（6），所述的驱动装置为电机（8），电机（8）的输出轴设有主动轮（9），主动轮（9）带动被动轮（6）旋转。

7.根据权利要求5所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的切割筒（3）背离换热装置的一侧连接有颗粒收集装置。

8.根据权利要求7所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

所述的颗粒收集装置包括筒体（11）、集料筒（13）以及抽气泵（14），

水平布置的筒体（11）两端敞口布置，一端与切割筒（3）贯通连接，另一端与抽气泵（14）的进气口贯通连接，

筒体（11）底面设有下料口（1101），位于筒体（11）下方的集料筒（13）通过下料口（1101）与筒体（11）贯通连接。

9.根据权利要求8所述的一种橡胶生产用连续挤压固化造粒系统，其特征在于：

筒体（11）内部固定有挡板（12），挡板（12）位于下料口（1101）与抽气泵（14）之间，挡板（12）上方与筒体（11）内壁之间留有空隙。