CN207983745U - 一种聚合物合金的循环混炼装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种聚合物合金的循环混炼装置，其特征是：利用调整机筒与空芯转子之间的偏心距产生可控的拉伸力场，随着空芯转子的旋转,空芯转子滑槽内的推板在凸轮和弹簧作用下始终紧密贴合在机筒内壁，帮助聚合物材料熔融塑化、均匀分散，实现聚合物合金的研究及生产。本实用新型由循环拉伸混炼模块、加热控制模块、偏心调距模块和快速送料模块组成；所述循环混炼模块包括料筒、空芯转子、弹簧、凸轮、推板、耐高温可视玻璃、端盖和转轴，构成一个密闭混炼室，通过转子转动改变混炼室的容积来达到循环混炼目的；所述加热控制模块包括加热板、加热圈、电机和控制系统，实现对聚合物混炼的温度控制；所述偏心调距模块包括滑轨、丝杆和丝杆螺母，实现调整机筒与空芯转子之间的偏心距；所述快速送料模块包括送料压杆、心轴、锁紧块、下料斗、连接套、连杆、滑块和进料口套，无需打开端盖就可送料，实现快速送料及自我控制料量的效果，且在循环混炼时可增加混炼室内的压力，使聚合物混炼时分散的更加均匀，聚合物合金成型质量更好。本实用新型的特点是：（1）结构上实现了两种聚合物材料无限循环熔融混炼混合，使聚合物之间更好的混合；（2）装置尺寸小,适用于研究多种聚合物合金的配方；（3)改变机筒与转子之间的偏心距即可调整拉伸力场强度；（4）循环混炼过程主要基于正压力作用的拉伸流场，更有利于聚合物合金的相容；（5）可以有效地破碎聚合物纳米复合材料中的团聚体，以及高效地分散聚合物纳米复合材料中的粒子，利于生产聚合物合金；（6）加工简单，加工可控度高。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物合金领域,具体为一种聚合物合金的循环混炼装置。
背景技术
聚合物合金是将两种以上的聚合物材料或聚合物与其他物料经混炼设备加工而成，这种复合体系的微观结构与性能将显著依赖于混炼装置及工艺。据目前统计，大约80%左右的聚合物合金的混炼都经过挤出成型这一重要的成型工艺，连续共混挤出成型加工的螺杆挤出机作为当前最主要的聚合物挤出成型设备，其主要以剪切拖曳流动实现物料的塑化与输送，同时通过螺杆的混炼元件进行物料的分布和分散混合。为了保证高的剪切混炼和产率，通常采用提高螺杆转速的来实现，这将引起加工过程的塑化不充分，挤出制品质量差等问题，螺杆长径比的增加可以显著提高混合效果同时也给挤出机的加工、安装及维护带来诸多问题；最后，螺杆挤出机本身的混合特性及结构组成致使聚合物复合材料的成型需要经历长的热机械作用及高的物料特性依赖性等不足之处。
聚合物合金混炼时受到的加工流场大致可分为剪切流场和拉伸流场，流体由于在一定空间内流动时产生了垂直于流动方向上的速度梯度所形成的场称为剪切流场，因此产生平行于流动方向上的速度梯度所形成的场称为拉伸流场。基于理论计算，在相同的能耗作用下，拉伸流场产生的作用力是剪切流场的三倍；目前，通过实验已经验证了拉伸流场主导的混炼装置可以显著改善聚合物合金的分散效果，提高聚合物合金的性能。因此，为满足聚合物合金成型技术的发展要求，目前急需一种以拉伸力场为主导且拉伸力场工艺可控的聚合物合金循环混炼装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种以单一拉伸力场为主导且拉伸力场特性可控的聚合物合金的循环混炼装置，以满足聚合物合金成型技术的发展要求。为实现上述目的，本发明采取以下技术解决方案：
本发明提供的一种可用于熔融混炼聚合物的循环拉伸设备,通过以下技术方案实现：利用可移动机筒与空芯转子之间的偏心距可调、以及空芯转子的旋转产生可控的拉伸力场，随着空芯转子的旋转,空芯转子滑槽上的推板在凸轮和弹簧作用下始终紧密贴合在机筒内壁，帮助聚合物材料熔融塑化、均匀分散，实现聚合物合金的研究及生产。本发明由循环拉伸混炼模块、加热控制模块、偏心调距模块和快速送料模块组成；所述循环混炼模块包括料筒、空芯转子、弹簧、凸轮、推板、耐高温可视玻璃、端盖和转轴，构成一个密闭混炼室，通过转子转动改变混炼室的容积来达到循环混炼目的；所述加热控制模块包括加热板、加热圈、电机和控制系统，实现对聚合物混炼的温度控制；所述偏心调距模块包括滑轨、丝杆和丝杆螺母，实现调整机筒与空芯转子之间的偏心距；所述快速送料模块包括送料压杆、心轴、锁紧块、下料斗、连接套、连杆、滑块和进料口套，无需打开端盖就可送料，实现快速送料及自我控制料量的效果，且在循环混炼时可增加混炼室内的压力，使聚合物混炼时分散的更加均匀，聚合物合金成型质量更好。
所述的一种聚合物合金的循环混炼装置，其特征在于：所述的循环拉伸混炼模块与加热控制模块直接连接，在环拉伸混炼模块周围布置加热板与加热圈，环拉伸混炼模块固定在滑轨上，由丝杆与丝杆螺母调节其偏心距。
所述的快速送料模块在循环拉伸混炼模块之上，进料口套直接穿透料筒，与滑块成微量间隙配合，防止溢料，方便混炼时进料，且在循环混炼时可增加混炼室内的压力，使聚合物混炼时分散的更加均匀。
所述的凸轮固定在端盖上，与料筒一同移动，推板在凸轮和弹簧作用下始终紧密贴合在机筒内壁，当偏心距达到最大值时，料筒与空芯转子单边间隙最大，凸轮的存在使弹簧压缩量更加均衡，最大压缩值与最小压缩值之差为0.5mm左右，使弹簧压缩力不会过大，延长了推板的使用寿命。
与现有技术相比,本发明的主要特色在于：
1.本发明在结构上实现了两种聚合物材料无限循环熔融混炼混合，使聚合物之间更好的混合。
2. 本发明采用了可滑动的机筒，能实现机筒与转子间的偏心距可调，可以通过调整料筒与空芯转子的偏心距来控制拉伸力场的强度。
3. 本发明在混炼过程主要基于可移动机筒与空芯转子之间的偏心距可调、以及空芯转子旋转的拉伸流场，更有利于聚合物合金的相容。
4.本发明采用了凸轮，改善了推板在偏心距较大时，在距离最小处料筒给予推板压力最大，导致推板的角速度不均匀和压力不均匀而产生的推板过度磨损及料筒的局部磨损，大大延长了使用寿命，使混炼工作更加可靠。
5.本发明采用了快速送料机构，实现了快速送料，且在循环混炼时起到增压的效果，使聚合物混炼时分散的更加均匀，聚合物合金成型质量更好。
附图说明
图1为本发明的三维结构的装配爆炸图；
图2为本发明的混炼区侧视图全剖视图；
图3为图2中的A一A向断面视图；
图4为本发明的整体主视图；
图中：1-底板；2-推板；3-快拆压板；4-端盖；5-耐高温可视玻璃；6-弹簧；7-凸轮；8-空芯转子；9-调距螺母；10-连架杆；11-送料压杆；12-连杆；13-送料滑块；14-调距螺杆；15-送料漏斗；16-料筒；17-加热圈；18-限位压块；19-立板；20-电机；21-铜套；22-加热板；23-锁紧套；24-连接套；25-导轨；26-连接块；27-心轴；28-支撑块；29-奇缝销；30-连接套。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，,但本发明的要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
参照，本发明提供的一种可用于熔融混炼聚合物的循环拉伸设备，利用调整料筒16与空芯转子之8间的偏心距产生可控的拉伸力场，随着空芯转子8的旋转，空芯转子8上的推板2在凸轮7和弹簧6的作用下始终紧密贴合在料筒16的内壁，对聚合物纳米复合材料强制熔融塑化、分散混合，具体包括以下步骤：
沿着限位压块18和导轨25间的滑槽，滑动料筒16与空芯转子8呈一定偏心距后在立板上固定料筒16，密封料筒16及端盖4，将设备加热至聚合物加工温度，将聚合物纳米材料放于送料漏斗15上，拉动送料压杆11，拉动送料压杆11通过连杆12带的送料滑块13，使材料进入混炼腔，空芯转子8转动、带动聚合物纳米复合材料沿着空芯转子8的旋转方向运动；
在空芯转子8外壁与料筒16内壁之间距离逐渐减小的过程中，空芯转子8外壁的推板2受到料筒16内壁的挤压作用向空芯转子8的滑槽内收缩,与滑槽内弹簧6向外的扩张力平衡,推板2在运动的过程中两侧面始终嵌入在滑槽内,外缘始终贴合在机筒内壁,保证物料始终受到推板2的推进作用,不会滞留在空芯转子8外壁上或者料筒16内壁上；
空芯转子8旋转带动推板2旋转，二者转速相同。两种聚合物受到推板2的正压力持续推进，在料筒16、空芯转子8、推板2配合而产生的拉伸力场中熔融塑化、分散混合，可通过耐高温可视玻璃5观察聚合物纳米复合材料的混炼情况，混炼结束后从料筒16内取出。
Claims (3)
1.一种聚合物合金的循环混炼装置，其特征是：由循环拉伸混炼模块、加热控制模块、偏心调距模块和快速送料模块组成；所述循环拉伸混炼模块包括料筒、空芯转子、弹簧、凸轮、推板、耐高温可视玻璃、端盖和转轴，构成一个密闭混炼室，通过转子转动改变混炼室的容积来达到循环混炼目的；所述加热控制模块包括加热板、加热圈、电机和控制系统，实现对聚合物混炼的温度控制；所述偏心调距模块包括滑轨、丝杆和丝杆螺母，实现调整机筒与空芯转子之间的偏心距；所述快速送料模块包括送料压杆、心轴、锁紧块、下料斗、连接套、连杆、滑块和进料口套。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物合金的循环混炼装置，其特征在于：所述的快速送料模块在循环拉伸混炼模块之上，进料口套直接穿透料筒，与滑块成微量间隙配合，防止溢料，方便混炼时进料，且在循环混炼时可增加混炼室内的压力，使聚合物混炼时分散的更加均匀。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物合金的循环混炼装置，其特征在于：所述的凸轮固定在端盖上，与料筒一同移动，推板在凸轮和弹簧作用下始终紧密贴合在机筒内壁，当偏心距达到最大值时，料筒与空芯转子单边间隙最大，凸轮的存在使弹簧压缩量更加均衡，最大压缩值与最小压缩值之差为0.5mm左右，使弹簧压缩力不会过大，延长了推板的使用寿命。
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| CN107914341A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-04-17 | 天津职业技术师范大学 | 一种聚合物合金的循环混炼装置 |
| CN112622251A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-04-09 | 重庆瑞霆塑胶有限公司 | 一种五层共挤薄膜吹塑机 |
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