CN118107083B - 一种高分子材料改性共混自动化生产设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及高分子材料制备设备领域，公开了一种高分子材料改性共混自动化生产设备，包括外箱体，所述外箱体顶壁设置有粉碎装置，用于对高分子材料进行粉碎处理，所述外箱体内上部设置有初混装置，用于将粉碎后的高分子材料进行初步混合及干燥处理，所述外箱体内底部设置有加热箱，所述加热箱内装有导热油，加热箱用于对导热油进行加热并保持预设温度，所述外箱体内底部还设置有挤出装置，用于对改性共混后高分子材料进行挤出处理，所述挤出装置主体淹没于导热油内。通过粉碎装置对高分子材料的原料进行粉碎，使其原料被破碎为同一粒径规格，一方面提高了原料之间的混合效率，另一方面避免了受热不均的问题。

Description

一种高分子材料改性共混自动化生产设备

技术领域

本发明涉及高分子材料制备设备领域，具体为一种高分子材料改性共混自动化生产设备。

背景技术

在工程应用方面，我国已成为全球土工合成材料工程应用强国，在以长江航道综合整治、南水北调、京沪高铁、青草沙水库、上海老港填埋场、北京大兴国际机场等为代表的各类工程中，土工合成材料以其多功能、高性价比，为工程建设发挥了不可替代的作用，解决了大量工程技术难题，创造了强大的经济与社会效益。

土工合成材料为高分子材料，是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。为了使土工合成材料具有良好的性能，围绕材料的拉伸取向性、高强度、高模量、高抗蠕变性等一系列严格的技术要求，通过添加改性助剂等对高分子材料改性从而使其具备特定性能，以赋予材料良好的挤出流动性、物料分散均一性及抗氧化等性能。

一般采用将多种高分子材料放置在自动化生产设备内进行加热并物理搅拌混匀的混合方式，使多种材料均匀混合，以此来提高材料的性能。但是现有的自动化生产设备在对高分子材料进行改性共混时，通常是采用直接将多种材料混合在一起并直接加热搅拌的方式，而由于多种高分子材料的粒径大小不相同，使其在进行加工时无法均匀的受热，从而会导致改性共混的效率较低，且搅拌方式多采用立式搅拌机在水平方向上进行匀速搅拌，使得搅拌效果不佳，不能很好对高分子材料进行混合进而影响其性能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高分子材料改性共混自动化生产设备，解决了现有高分子材料改性共混存在受热不均、混合效果差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高分子材料改性共混自动化生产设备，包括外箱体，所述外箱体顶壁设置有粉碎装置，用于对高分子材料进行粉碎处理，所述外箱体内上部设置有初混装置，用于将粉碎后的高分子材料进行初步混合及干燥处理，所述外箱体内底部设置有加热箱，所述加热箱内装有导热油，加热箱用于对导热油进行加热并保持预设温度，所述外箱体内底部还设置有挤出装置，用于对改性共混后高分子材料进行挤出处理，所述挤出装置主体淹没于导热油内，通过导热油提供挤出过程的热量，所述外箱体内中部设置有共混装置，所述共混装置用于对初步混合后的高分子材料进行竖直方向的搅拌，并抽取导热油对共混装置内高分子材料进行加热。

优选的，所述初混装置包括斜齿盘，所述斜齿盘顶部镶嵌并固定连接在外箱体顶壁，所述斜齿盘齿端啮合连接有齿轮一，所述齿轮一中心固定连接在搅拌杆一端，所述搅拌杆另一端固定连接有搅拌叶片，所述搅拌杆中部外壁贯穿并固定连接在万向球头轴承内圈，所述万向球头轴承外壁通过固定杆一与初混皿内侧壁相固定连接，所述搅拌杆上部外壁固定连接有套筒一，所述斜齿盘中心贯穿并转动连接有转轴一，所述转轴一顶端固定连接有斜齿轮一，所述转轴一下部外壁固定连接有套筒二，所述套筒二外壁通过连接杆与套筒一外壁相固定连接，所述初混皿底端开设有出料口，所述出料口处设置有阀门一，所述初混皿外壁通过固定杆二与外箱体内壁相固定连接。

优选的，所述粉碎装置包括粉碎斗，所述粉碎斗外壁贯穿并固定连接在外箱体顶壁，所述粉碎斗为上开口设置，其底端连通并固定连接有出料管，所述出料管的出料端位于初混皿内，所述粉碎斗内对称设置有两个相互匹配的粉碎辊，所述粉碎辊的转轴两端分别贯穿并转动连接在粉碎斗两侧壁，两个所述粉碎辊的转轴同一侧端面均固定连接有齿轮二，两个齿轮二的齿端相互啮合，其中一个齿轮二中心固定连接在电机一输出端，所述电机一外壁固定连接在外箱体顶壁，其中一个粉碎辊的转轴另一侧端面固定连接有斜齿轮二。

优选的，所述斜齿轮二齿端与斜齿轮一齿端相啮合。

优选的，所述共混装置包括共混箱，其为空心球体结构，所述共混箱中部水平贯穿并转动连接有转轴二，所述转轴二两端分别固定连接在外箱体内壁，所述转轴二外壁固定连接有电机二，所述电机二输出端固定连接有齿轮三，所述齿轮三齿端啮合连接有齿轮四，所述齿轮四侧壁固定连接在共混箱外壁，位于共混箱内部的转轴二外壁固定连接有多个圆形的搅拌环，多个所述搅拌环同心设置，所述共混箱外壁还设置有进出料口，所述进出料口处设置有阀门二，所述进出料口位于出料口下方，所述挤出装置进料部位于进出料口下方。

优选的，所述转轴二内中部开设有空腔一，所述空腔一一端连通有抽油管，另一端连通有出油管，所述抽油管与出油管分别与转轴二相固定连接，且抽油管的进油口与出油管的出油口均处于导热油液面之下，所述出油管管体上设置有抽液泵，所述搅拌环内开设有空腔二，所述空腔二与空腔一相连通。

优选的，所述外箱体顶壁开设有透气孔。

优选的，最外圈所述搅拌环外壁固定连接有刮板，所述刮板外壁与共混箱内壁相接触。

本发明提供了一种高分子材料改性共混自动化生产设备。具备以下有益效果：

本发明通过粉碎装置对高分子材料的原料进行粉碎，使其原料被破碎为同一粒径规格，一方面提高了原料之间的混合效率，另一方面避免了受热不均的问题；通过初混装置的设置，一方面使破碎后的原料得以被初步混合，提高了后续改性共混的效率，另一方面，利用加热箱内导热油升腾的热量，使原料在初混过程中受热，使其中残余水分被蒸发并由透气孔排出，进而实现了烘干原料的作用，提高了后续改性共混的效率与质量；通过共混装置的设置，同样利用导热油对共混箱内的混合料进行加热，并利用共混箱以转轴二为轴线进行转动，带动其内混合料既受到离心力与重力的共同作用，实现不断抛撒混合，又受到搅拌环对其提供搅拌剪切作用，两种方式共同作用的效果远超立式搅拌机在水平方向上进行匀速搅拌的效果，进而提高了高分子材料改性共混的性能；同时，同样利用加热箱内导热油对挤出装置提供热量，使其满足挤出温度的需求，提高了能量的利用效率。

附图说明

图1为本发明一种高分子材料改性共混自动化生产设备的立体图；

图2为本发明一种高分子材料改性共混自动化生产设备的内部结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为图2中B处放大图；

图5为本发明中初混皿的内部结构示意图；

图6为本发明中粉碎斗的立体图；

图7为本发明中共混箱的内部结构示意图。

其中，1、外箱体；2、加热箱；3、斜齿盘；4、齿轮一；5、搅拌杆；6、搅拌叶片；7、万向球头轴承；8、固定杆一；9、初混皿；10、套筒一；11、转轴一；12、斜齿轮一；13、套筒二；14、连接杆；15、出料口；16、阀门一；17、固定杆二；18、粉碎斗；19、出料管；20、粉碎辊；21、齿轮二；22、电机一；23、斜齿轮二；24、共混箱；25、转轴二；2501、空腔一；26、电机二；27、齿轮三；28、齿轮四；29、搅拌环；2901、空腔二；30、进出料口；31、阀门二；32、抽油管；33、出油管；34、抽液泵；35、透气孔；36、刮板；37、挤出装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图1-附图7，本发明实施例提供一种高分子材料改性共混自动化生产设备，包括外箱体1，外箱体1顶壁设置有粉碎装置，用于对高分子材料进行粉碎处理，外箱体1内上部设置有初混装置，用于将粉碎后的高分子材料进行初步混合及干燥处理，外箱体1内底部设置有加热箱2，加热箱2内装有导热油，加热箱2用于对导热油进行加热并保持预设温度，外箱体1内底部还设置有挤出装置37，用于对改性共混后高分子材料进行挤出处理，挤出装置37主体淹没于导热油内，通过导热油提供挤出过程的热量，外箱体1内中部设置有共混装置，共混装置用于对初步混合后的高分子材料进行竖直方向的搅拌，并抽取导热油对共混装置内高分子材料进行加热。

通过粉碎装置对高分子材料的原料进行粉碎，使其原料被破碎为同一粒径规格，一方面提高了原料之间的混合效率，另一方面避免了受热不均的问题；通过初混装置的设置，一方面使破碎后的原料得以被初步混合，提高了后续改性共混的效率，另一方面，利用加热箱2内导热油升腾的热量，使原料在初混过程中受热，使其中残余水分被蒸发并由透气孔35排出，进而实现了烘干原料的作用，提高了后续改性共混的效率与质量；通过共混装置的设置，同样利用导热油对共混箱内的混合料进行加热，并利用共混箱24的转动方式与结构，带动其内混合料既受到离心力与重力的共同作用，实现不断抛撒混合，又受到搅拌剪切作用，两种方式共同作用的效果远超立式搅拌机在水平方向上进行匀速搅拌的效果，进而提高了高分子材料改性共混的性能；同时，同样利用加热箱2内导热油对挤出装置37提供热量，使其满足挤出温度的需求，提高了能量的利用效率。

粉碎装置包括粉碎斗18，粉碎斗18外壁贯穿并固定连接在外箱体1顶壁，粉碎斗18为上开口设置，其底端连通并固定连接有出料管19，出料管19的出料端位于初混皿9内，粉碎斗18内对称设置有两个相互匹配的粉碎辊20，粉碎辊20的转轴两端分别贯穿并转动连接在粉碎斗18两侧壁，两个粉碎辊20的转轴同一侧端面均固定连接有齿轮二21，两个齿轮二21的齿端相互啮合，其中一个齿轮二21中心固定连接在电机一22输出端，电机一22外壁固定连接在外箱体1顶壁，其中一个粉碎辊20的转轴另一侧端面固定连接有斜齿轮二23。

电机一22驱动一个齿轮二21转动，进而带动另一个齿轮二21相对转动，使两个粉碎辊20相对转动，对原料进行剪切破碎。

初混装置包括斜齿盘3，斜齿盘3顶部镶嵌并固定连接在外箱体1顶壁，斜齿盘3齿端啮合连接有齿轮一4，齿轮一4中心固定连接在搅拌杆5一端，搅拌杆5另一端固定连接有搅拌叶片6，搅拌杆5中部外壁贯穿并固定连接在万向球头轴承7内圈，万向球头轴承7外壁通过固定杆一8与初混皿9内侧壁相固定连接，搅拌杆5上部外壁固定连接有套筒一10，斜齿盘3中心贯穿并转动连接有转轴一11，转轴一11顶端固定连接有斜齿轮一12，斜齿轮二23齿端与斜齿轮一12齿端相啮合，转轴一11下部外壁固定连接有套筒二13，套筒二13外壁通过连接杆14与套筒一10外壁相固定连接，初混皿9底端开设有出料口15，出料口15处设置有阀门一16，初混皿9外壁通过固定杆二17与外箱体1内壁相固定连接，外箱体1顶壁开设有透气孔35。

电机一22驱动粉碎装置运行的同时，带动斜齿轮二23转动，进而带动与其啮合的斜齿轮一12转动，通过套筒一10、套筒二13、连接杆14的相互配合，使转轴一11驱动搅拌杆5转动，并在斜齿盘3与齿轮一4的配合限位下，搅拌杆5上部围绕斜齿盘3进行圆周运动，以万向球头轴承7为支点，则搅拌杆5下部的搅拌叶片6同样进行圆周运动，对破碎后的原料进行搅拌，使原料被初步混合，同时，加热箱内导热油升腾的热量，使原料在初混过程中受热，使其中残余水分被蒸发并由透气孔排出，进而实现了烘干原料的作用，提高了后续改性共混的效率与质量。

共混装置包括共混箱24，其为空心球体结构，共混箱24中部水平贯穿并转动连接有转轴二25，转轴二25两端分别固定连接在外箱体1内壁，转轴二25外壁固定连接有电机二26，电机二26输出端固定连接有齿轮三27，齿轮三27齿端啮合连接有齿轮四28，齿轮四28侧壁固定连接在共混箱24外壁，位于共混箱24内部的转轴二25外壁固定连接有多个圆形的搅拌环29，多个搅拌环29同心设置，共混箱24外壁还设置有进出料口30，进出料口30处设置有阀门二31，进出料口30位于出料口15下方，挤出装置37进料部位于进出料口30下方。转轴二25内中部开设有空腔一2501，空腔一2501一端连通有抽油管32，另一端连通有出油管33，抽油管32与出油管33分别与转轴二25相固定连接，且抽油管32的进油口与出油管33的出油口均处于导热油液面之下，出油管33管体上设置有抽液泵34，搅拌环29内开设有空腔二2901，空腔二2901与空腔一2501相连通。最外圈搅拌环29外壁固定连接有刮板36，刮板36外壁与共混箱24内壁相接触。

原料初步混合后，阀门一16、阀门二31开启，则混合原料由出料口15经由进出料口30进入共混箱24，此时阀门二31关闭，将混合原料封入共混箱24中，即可进行共混步骤，同时，可选择将阀门一16关闭，继续后续批次的破碎与初混步骤，以实现预处理的作用，提高生产效率。共混步骤开始后，电机二26驱动齿轮三27转动，进而带动齿轮四28转动，驱动共混箱24以转轴二25为轴线进行转动，则共混箱24内的混合原料一方面受到离心力与重力的共同作用，进行不断抛撒混合，另一方面，静止的搅拌环29对混合原料提供搅拌剪切作用，两种方式共同作用的效果远超立式搅拌机在水平方向上进行匀速搅拌的效果，进而提高了高分子材料改性共混的性能；同时，在抽液泵34的作用下，加热箱2内的导热油由抽油管32进入空腔一2501，并同时流过与空腔一2501并联的空腔二2901，最终由出油管33回流至加热箱2中，以此实现对共混过程中，热量的供应；刮板36的设置使其可将粘附于共混箱24内壁的混合料刮除。

当改性共混完成后，通过电机二26将进出料口30转动至挤出装置37的进料端正上方，开启阀门二31，则改性共混后的高分子材料进入挤出装置37，由导热油对挤出装置37提供热量，进行挤出步骤。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种高分子材料改性共混自动化生产设备，包括外箱体（1），其特征在于，所述外箱体（1）顶壁设置有粉碎装置，用于对高分子材料进行粉碎处理，所述外箱体（1）内上部设置有初混装置，用于将粉碎后的高分子材料进行初步混合及干燥处理，所述外箱体（1）内底部设置有加热箱（2），所述加热箱（2）内装有导热油，加热箱（2）用于对导热油进行加热并保持预设温度，所述外箱体（1）内底部还设置有挤出装置（37），用于对改性共混后高分子材料进行挤出处理，所述挤出装置（37）主体淹没于导热油内，通过导热油提供挤出过程的热量，所述外箱体（1）内中部设置有共混装置，所述共混装置用于对初步混合后的高分子材料进行竖直方向的搅拌，并抽取导热油对共混装置内高分子材料进行加热；

所述初混装置包括斜齿盘（3），所述斜齿盘（3）顶部镶嵌并固定连接在外箱体（1）顶壁，所述斜齿盘（3）齿端啮合连接有齿轮一（4），所述齿轮一（4）中心固定连接在搅拌杆（5）一端，所述搅拌杆（5）另一端固定连接有搅拌叶片（6），所述搅拌杆（5）中部外壁贯穿并固定连接在万向球头轴承（7）内圈，所述万向球头轴承（7）外壁通过固定杆一（8）与初混皿（9）内侧壁相固定连接，所述搅拌杆（5）上部外壁固定连接有套筒一（10），所述斜齿盘（3）中心贯穿并转动连接有转轴一（11），所述转轴一（11）顶端固定连接有斜齿轮一（12），所述转轴一（11）下部外壁固定连接有套筒二（13），所述套筒二（13）外壁通过连接杆（14）与套筒一（10）外壁相固定连接，所述初混皿（9）底端开设有出料口（15），所述出料口（15）处设置有阀门一（16），所述初混皿（9）外壁通过固定杆二（17）与外箱体（1）内壁相固定连接；

所述共混装置包括共混箱（24），其为空心球体结构，所述共混箱（24）中部水平贯穿并转动连接有转轴二（25），所述转轴二（25）两端分别固定连接在外箱体（1）内壁，所述转轴二（25）外壁固定连接有电机二（26），所述电机二（26）输出端固定连接有齿轮三（27），所述齿轮三（27）齿端啮合连接有齿轮四（28），所述齿轮四（28）侧壁固定连接在共混箱（24）外壁，位于共混箱（24）内部的转轴二（25）外壁固定连接有多个圆形的搅拌环（29），多个所述搅拌环（29）同心设置，所述共混箱（24）外壁还设置有进出料口（30），所述进出料口（30）处设置有阀门二（31），所述进出料口（30）位于出料口（15）下方，所述挤出装置（37）进料部位于进出料口（30）下方；

所述转轴二（25）内中部开设有空腔一（2501），所述空腔一（2501）一端连通有抽油管（32），另一端连通有出油管（33），所述抽油管（32）与出油管（33）分别与转轴二（25）相固定连接，且抽油管（32）的进油口与出油管（33）的出油口均处于导热油液面之下，所述出油管（33）管体上设置有抽液泵（34），所述搅拌环（29）内开设有空腔二（2901），所述空腔二（2901）与空腔一（2501）相连通。

2.根据权利要求1所述的一种高分子材料改性共混自动化生产设备，其特征在于，所述粉碎装置包括粉碎斗（18），所述粉碎斗（18）外壁贯穿并固定连接在外箱体（1）顶壁，所述粉碎斗（18）为上开口设置，其底端连通并固定连接有出料管（19），所述出料管（19）的出料端位于初混皿（9）内，所述粉碎斗（18）内对称设置有两个相互匹配的粉碎辊（20），所述粉碎辊（20）的转轴两端分别贯穿并转动连接在粉碎斗（18）两侧壁，两个所述粉碎辊（20）的转轴同一侧端面均固定连接有齿轮二（21），两个齿轮二（21）的齿端相互啮合，其中一个齿轮二（21）中心固定连接在电机一（22）输出端，所述电机一（22）外壁固定连接在外箱体（1）顶壁，其中一个粉碎辊（20）的转轴另一侧端面固定连接有斜齿轮二（23）。

3.根据权利要求2所述的一种高分子材料改性共混自动化生产设备，其特征在于，所述斜齿轮二（23）齿端与斜齿轮一（12）齿端相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种高分子材料改性共混自动化生产设备，其特征在于，所述外箱体（1）顶壁开设有透气孔（35）。

5.根据权利要求1所述的一种高分子材料改性共混自动化生产设备，其特征在于，最外圈所述搅拌环（29）外壁固定连接有刮板（36），所述刮板（36）外壁与共混箱（24）内壁相接触。