CN215434499U - 一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及橡胶生产设备技术领域，尤其涉及一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机。其依次包括挤压段、设有喷咀孔的模板、以及切粒段，所述挤压段包括可旋转的螺杆，所述切粒段包括可旋转的切割转轴以及设置于所述切割转轴的刀片，所述螺杆的一端与驱动电机连接、另一端与所述切割转轴的一端螺纹连接，所述切割转轴的另一端通过转动轴承设置于一基座；所述切割转轴与所述螺杆连接的一端设置于所述挤压段内。本申请将原有单支撑结构改为双端支撑结构，能够大大减少设备螺套、衬套之间的磨损，既能提高设备使用寿命，同时也使检修更加简便化，提高工作效率，更解决了产品存在的质量问题。

Description

一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机

技术领域

本实用新型涉及橡胶生产设备技术领域，尤其涉及一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机。

背景技术

挤压脱水膨胀一体机是卤化丁基橡胶溶胶系统中不可或缺的设备；也适用于合成橡胶挤压脱水、膨胀干燥工序；其将脱水脱水机和膨胀干燥机合二为一，大幅缩减设备投资成本，减少占地面积，降低能耗。含水胶料经过螺旋套的挤压和剪切螺栓剪切后在高温高压下从模板模孔处挤出，经过切粒系统切割成蓬松颗粒，进入后续溶胶系统。

现有的挤压脱水膨胀一体机中，至少设有两个电机，分别为用于控制挤压脱水膨胀用螺杆转动的主电机，以及用于控制切割物料用转轴转动的切割电机。比如公开号为CN111267261A的专利文件公开的这样一种天然橡胶挤压脱水膨胀干燥一体机，其包括主电机和齿轮减速器，齿轮减速器包括通过齿轮连接传动的传动轴和空心轴，主电机的主轴与传动轴通过联轴器连接，空心轴内嵌入有用于传输物料的螺杆的尾部；螺杆的前端依次穿过加料筒、锥机筒以及直机筒后水平连接于竖向放置的模板的一侧，模板的另一侧设置有切割室；切割室与直机筒通过模板上设置的模板孔连通；切割室内水平设置有带切割刀片的切割转轴，切割转轴在远离直机筒的一侧穿出切割室并连接于切割电机。

由此可见，现有的挤压脱水膨胀一体机中，通常是螺杆的前端与主电机连接、末端悬空、呈浮动状态，然而，螺杆轴通常较长（长径比较大），这就会造成其在运转期间末端呈摆动状态，在长期运转后经常与螺杆外套设的筒体发生摩擦，造成筒体衬套和螺套磨损的问题，在这种情况下，磨损后不仅大大影响设备寿命，还给产品质量（金属胶）造成很大影响，还要投入大量的人力、物力检修检修，耽误生产。同时，同样地，其切割转轴也是一端与切割电机连接、另一端悬空，也可能存在其末端悬空摆动从而造成磨损的问题。此外，双电机的使用存在能耗较高的问题。

虽然公开号为CN102950666A的专利文件公开了这样一种膨胀干燥机切粒装置，该实用新型的膨胀干燥机切粒装置，切刀驱动系统无需单独动力源；体积小；维修方便，效率高；切粒装置本身就可实现对机头压力的调节；对螺杆头部进行了支撑，使螺杆实现双支撑结构形式。

但是，该申请中，首先是在螺杆上通过矩形键连接衬套，然后将切粒装置的刀座与衬套螺纹连接，从而使得螺杆带动刀座转动。第一，其切粒装置直接设置在螺杆上，占据了螺杆的原有长度，要么会导致螺杆原挤压脱水膨胀部分缩短，影响挤压脱水膨胀效果；要么会需要另外生产并更换较长的螺杆，增加了生产成本。第二，衬套通过键连接至螺杆后，需要通过第一压盖压紧，避免衬套在螺杆上的轴向移动；由其附图可知，第一压盖通过螺钉与螺杆端部固定，第一压盖依次压紧内环、衬套、轴套；其中螺钉轴向与螺杆轴向平行，存在连接效果不紧密、甚至脱落的问题，进而造成第一压盖、内环、衬套、轴套在轴向上的连接均不稳定的问题；内环在轴向上的移动会使得轴承发生偏移、影响轴承的效果、从而导致螺杆该端部的转动相对于其与电机连接的一端发生阻滞、影响整个装置使用效果，也影响了轴承对螺杆的支撑效果；衬套在轴向上的移动会导致刀座移动、从而产生切粒不均匀的问题；轴套在轴向上的移动会导致调节模板、固定模板和轴套之间用于防止胶料泄露的机械迷宫失效，导致泄露的问题，同时，泄露的胶料或者危害气体很容易逸至轴承处、进一步腐蚀损坏轴承、对轴承的支撑作用造成影响。此外，上述问题一旦发生，是同时发生的，因此会对橡胶的生产带来极大的影响。第三，该申请中，刀座与衬套是螺纹连接的，在刀座上的刀片切粒时，胶料会对刀片产生止挡力，可能造成刀座相对于衬套反向转动，使得刀座与衬套之间的螺纹连接失效。第四，螺杆通常包括芯轴以及通过键连接设置于芯轴的螺旋套，将该申请直接用于挤压脱水膨胀一体机中时，螺旋套在轴向方向上通常还需要锁套压紧，锁套仅具有常规压紧效果。

实用新型内容

本实用新型要解决上述问题，提供一种结构稳定性好的具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机。

本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，依次包括挤压段、设有喷咀孔的模板、以及切粒段，所述挤压段包括可旋转的螺杆，所述切粒段包括可旋转的切割转轴以及设置于所述切割转轴的刀片，所述螺杆的一端与驱动电机连接、另一端与所述切割转轴的一端螺纹连接，所述切割转轴的另一端通过转动轴承设置于一基座；所述切割转轴与所述螺杆连接的一端设置于所述挤压段内。

作为本实用新型的优选，所述螺杆与所述切割转轴通过反向螺纹连接，所述反向螺纹使得所述切割转轴以与所述螺杆转动方向相反的方向旋入所述螺杆。

作为本实用新型的优选，所述螺杆包括芯轴以及与所述芯轴键连接的螺旋套，所述切割转轴螺纹连接有锁帽，所述锁帽与所述螺旋套抵接。

作为本实用新型的优选，所述切割转轴通过与所述反向螺纹旋向相反的正向螺纹与所述锁帽连接。

作为本实用新型的优选，所述锁帽与所述螺杆端面抵接。

作为本实用新型的优选，所述锁帽为螺杆头。螺杆头是现有技术中、挤出机的常用配件，其依次包括前料筒、止逆环、料筒，挤压时，胶料可以将止逆环推开，通过与螺杆头形成的间隙流向模板；将胶料注入模板时，螺杆头部的熔体压力形成推力，将止逆环向退回将流道封堵，防止回流。

作为本实用新型的优选，所述刀片与所述切割转轴键连接。

作为本实用新型的优选，所述模板设有可供所述切割转轴穿过的安装孔，所述安装孔的孔壁设有耐磨套。

作为本实用新型的优选，还包括切粒箱，所述切粒箱一侧面开口、并与所述模板密封连接，另一侧面设有可供所述切割转轴穿过的通孔，所述通孔处设有密封件；所述刀片设置于所述切粒箱内。

作为本实用新型的优选，所述切粒箱设有观察窗。进一步优选地，所述观察窗可开合地设置于所述切粒箱。

作为本实用新型的优选，所述刀片与所述基座之间设有挡气环。进一步优选地，所述挡气环设置于所述切粒箱内或/和所述切粒箱外。

本实用新型的有益效果：

1.本申请可以直接在现有的设备上进行局部改造，直接将原设备螺杆端部的锁帽替换为切割转轴，无需进行较大范围的改造、不会增加成本、也不会降低设备原有的挤压脱水膨化效率。

2.本申请中，螺杆与切割转轴在轴向上通过螺纹连接，同时其连接处设置在挤压段。在挤压段中，胶料对螺杆具有径向的力的作用，通过胶料的压力，可以提高螺杆与切割转轴之间的径向箍紧强度，从而进一步提高螺杆和切割转轴的连接强度。

3.本申请中，螺杆与切割转轴通过反向螺纹连接。在未进胶料、一开始时，虽然将切割转轴与螺杆螺纹连接，但是通过简单的外力很难保证两者之间完全锁紧，因此当螺杆一开始正向转动时，由于螺杆和切割转轴之间还未锁紧、存在间隙，切割转轴不能立即跟随螺杆转动，螺杆相对于切割转轴正向转动，此时由于两者之间的反向螺纹连接，使得螺杆和切割转轴之间更加锁紧，直至螺杆和切割转轴之间无间隙、使得螺杆带动切割转轴转动，从而通过反向螺纹提高螺杆和切割转轴的轴向连接强度。同时，这种反向螺纹连接结构，随着本申请使用年限的上升、转动轴承磨损等问题，螺杆和切割转轴之间的连接强度不会受到影响，反而会越来越强。

4.本申请中，由于切割转轴越旋入螺杆，切割转轴与螺杆之间的螺纹连接强度越高，因此，上述过程中，螺杆与切割转轴之间的锁紧会导致切割转轴在轴向上存在轻微的、向螺杆方向的位移。此时，切割转轴上的锁帽能够对螺杆上的螺旋套进一步地抵紧；同时，反过来，螺旋套也对锁帽抵紧，从而减少锁帽与切割转轴螺纹连接的间隙，加强锁帽与切割转轴的连接强度。

5.本申请中，采用螺杆头作为锁帽，不仅具有上述加强锁紧功能，还能作为螺杆头起到防止胶料倒流的效果。

6.本申请中，锁帽与螺杆抵接，在一开始切割转轴不能立即跟随螺杆转动时，螺杆给予了锁帽摩檫力，带动锁帽正向转动，加强锁帽与切割转轴之间的连接强度，同时由于这种锁紧，使得切割转轴在轴向上向螺杆方向轻微位移，从而减少切割转轴和螺杆之间的螺纹缝隙，提高密封效果。

7.本申请的双支撑结构旨在改变设备原有状态，将原有单支撑结构改为双端支撑结构，能够大大减少设备螺套、衬套之间的磨损，既能提高设备使用寿命，同时也使检修更加简便化，提高工作效率，更解决了产品存在的质量问题。

附图说明

图1是一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机的右视图；

图2是一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机的主视图；

图3是图2中C处放大图；

图4是图2中D处放大图；

图5是一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机的基座的结构剖视图；

图中：挤压段1，螺杆11，芯轴111，螺旋套112，模板2，耐磨套21，切粒段3，切割转轴31，螺锁帽311，刀片32，切粒箱33，基座4，挡气环5。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施方式，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，如图1和图2所示，依次包括挤压段1、设有喷咀孔的模板2、以及切粒段3，其中挤压段1仅简单画出了其与模板2连接的一端，另一端未画出。通常的挤压脱水膨胀一体机中，挤压段1包括可旋转的螺杆11，螺杆11外套设有筒体；切粒段3包括可旋转的切割转轴31以及设置于切割转轴31的刀片32。使用时，胶料在挤压段1内得到剪切、混炼、升温，为膨化做好了压力和能量的储备，并被螺杆11推到模板2处，在螺杆11的继续推动下，胶料被从模板2的喷咀孔中迅速挤出到切粒段3，瞬间膨化闪蒸，使胶料和挥发份得以分离，与此同时，切粒段3的刀片32将胶料切成需要长短的颗粒。

为了驱动螺杆11，通常将螺杆11的一端与驱动电机连接，同时螺杆11的这一端也得到了驱动电机的支撑，传统的挤压脱水膨胀一体机中，螺杆11的另一端悬设，而本申请中，螺杆11的另一端与切割转轴31的一端螺纹连接，同时将切割转轴31的另一端通过转动轴承设置于一基座4，其中转动轴承可以采用重载带座轴承。这种设置方式，一方面可以使得螺杆11和切割转轴31的两端均得到支撑，另一方面，螺杆11也能带动切割转轴31转动切割，减少了驱动切割转轴31转动的电机的使用，同时，切割转轴31和螺杆11想要连接在一起，势必有一个要穿过模板2，此时也能得到模板2的支撑作用，使得螺杆11-切割转轴31这一连接整体，不仅在其两端得到支撑，中间也得到了支撑。

其中，螺杆11和切割转轴31螺纹连接时，可以是在螺杆11端部设置内螺纹孔、在切割转轴31端部设置外螺纹杆，也可以是在螺杆11端部设置外螺纹杆、在切割转轴31端部设置内螺纹孔。由于市面上售卖的挤压脱水膨胀一体机螺杆的端部本身即开设有内螺纹孔、同时安装有锁帽，因此，为了便于对传统挤压脱水膨胀一体机的改造，本实施例直接利用螺杆11端部原有的内螺纹孔，在切割转轴31上制作与之配合的外螺纹杆即可。

基座4是保证其端部稳定支撑的基础，因此为了在成本节约的条件下增加基座4的稳定性，其基座4的结构可以如图1、图2和图5所示，基座4可以由多层分支座在竖直方向上连接而成，以保证基座4的高度。每个分支座均可以包括底板、顶板、连接底板和顶板的支撑板，转动轴承的轴承座设置于顶板；支撑板包括非平行的第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板之间可以夹任意非180°角，一般为了提高其支撑效果，将第一支撑板和第二支撑板垂直连接。同时由于非平行连接时，是第二支撑板的端部与第一支撑板的板面连接，其连接面积较小，导致稳定性不佳，因此还可以在第二支撑板的端部设有与第一支撑板平行的连接板，连接板与第二支撑板一体成型，然后将连接板与第一支撑板叠合并连接，其连接方法包括但不限于胶粘、焊接等。进一步地，第一支撑板与底座之间、第二支撑板与底座之间分别设有倾斜的加强肋以提高其稳定性。

本申请中，切割转轴31与螺杆11连接的一端设置于挤压段1内。这是因为，在挤压段1，螺杆11全长上主要受胶料的压力、克服胶料的阻力所需的扭矩和螺杆11自重，其中，胶料对螺杆11的径向压力可以强化切割转轴31和螺杆11之间的螺纹连接的径向箍紧力，提高两者的连接强度。同时，在这种设置情况下，需要在模板2设置可供切割转轴31穿过的安装孔，如图3所示，安装孔的孔壁设有制作镶配间隙合适的耐磨套21，既保证其强度也实现物料密封。

为了进一步提高切割转轴31和螺杆11之间的连接强度，本实施例中，螺杆11与切割转轴31通过反向螺纹连接，反向螺纹使得切割转轴31以与螺杆11转动方向相反的方向旋入螺杆11。也就是说，在设备运转时，如果驱动电机带动螺杆11按照图2中的方向、向内转动，按照图1中的方向、顺时针转动，那么在将切割转轴31与螺杆11连接在一起时，切割转轴31向外转动使得两者锁紧。

此外，由于螺杆11上的螺旋纹的规格会影响设备的挤压强度，为了适配不同的挤压力，需要更换不同的螺旋纹，因此常将螺杆11设计为包括芯轴111以及与芯轴111键连接的螺旋套112的结构，为了避免螺旋套112移动，还需要在切割转轴31上螺纹连接有锁帽311，如图4所示，锁帽311与螺旋套112抵接，以将螺旋套112抵紧。进一步地，切割转轴31通过与反向螺纹旋向相反的正向螺纹与锁帽311连接。锁帽311与螺杆11端面抵接。同时，这种锁帽311可以直接设计为螺杆头的结构，以帮助胶料顺流、并防止胶料倒流。

为了进一步提高锁帽311的锁紧效果，在螺杆11端部设置内螺纹孔、切割转轴31端部设置外螺纹杆的情况下，可以在螺杆11的端部的外壁设置与上述正向螺纹连续的正向螺纹，使得锁帽311同时连接在切割转轴31和螺杆11上。而在螺杆11端部设置外螺纹杆、在切割转轴31端部设置内螺纹孔的情况下，设置在切割转轴31上的锁帽311已经具备对螺杆11、切割转轴31的螺纹副进一步锁紧的功能。这两者情况均可以采用。

完成切割转轴31和螺杆11的连接固定后，在切割转轴31上设置刀片32即可，本实施例中，刀片32与切割转轴31键连接。键连接属于轴向连接，那么切割转轴31带动刀片32的转动不会对键连接的紧固性造成影响。

由于胶料在被从模板2的喷咀孔中迅速挤出到切粒段3 瞬间膨化闪蒸，此时挥发成分包括己烷气体等危害气体。因此，还包括切粒箱33，以将切粒段3封闭在切粒箱33内。切粒箱33一侧面开口、并与模板2密封连接，另一侧面设有可供切割转轴31穿过的通孔，切割转轴31完全穿过切粒箱33后再与基座4连接，使得切粒箱33用于形成其侧面的侧板也可以作为切割转轴31的一支撑部，提高对其支撑效果。通孔处设有密封件，密封件包括现有技术中常用的尾端迷宫密封和辅助密封装置等；刀片32设置于切粒箱33内。进一步地，刀片32与基座4之间设有挡气环5，挡气环5可以设置在切粒箱33内或切粒箱33外，或者内外分别设置一个。进一步地，在切粒箱33的两侧可以开设观测窗口，既方便日常检修也便于观察切粒情况。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，依次包括挤压段（1）、设有喷咀孔的模板（2）、以及切粒段（3），所述挤压段（1）包括可旋转的螺杆（11），所述切粒段（3）包括可旋转的切割转轴（31）以及设置于所述切割转轴（31）的刀片（32），其特征在于：所述螺杆（11）的一端与驱动电机连接、另一端与所述切割转轴（31）的一端螺纹连接，所述切割转轴（31）的另一端通过转动轴承设置于一基座（4）；所述切割转轴（31）与所述螺杆（11）连接的一端设置于所述挤压段（1）内。

2.根据权利要求1所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述螺杆（11）与所述切割转轴（31）通过反向螺纹连接，所述反向螺纹使得所述切割转轴（31）以与所述螺杆（11）转动方向相反的方向旋入所述螺杆（11）。

3.根据权利要求2所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述螺杆（11）包括芯轴（111）以及与所述芯轴（111）键连接的螺旋套（112），所述切割转轴（31）螺纹连接有锁帽（311），所述锁帽（311）与所述螺旋套（112）抵接。

4.根据权利要求3所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述切割转轴（31）通过与所述反向螺纹旋向相反的正向螺纹与所述锁帽（311）连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述锁帽（311）与所述螺杆（11）端面抵接。

6.根据权利要求3所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述锁帽（311）为螺杆头。

7.根据权利要求1所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述刀片（32）与所述切割转轴（31）键连接。

8.根据权利要求1所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述模板（2）设有可供所述切割转轴（31）穿过的安装孔，所述安装孔的孔壁设有耐磨套（21）。

9.根据权利要求1所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：还包括切粒箱（33），所述切粒箱（33）一侧面开口、并与所述模板（2）密封连接，另一侧面设有可供所述切割转轴（31）穿过的通孔，所述通孔处设有密封件；所述刀片（32）设置于所述切粒箱（33）内。

10.根据权利要求1所述的一种具有双支撑结构的挤压脱水膨胀一体机，其特征在于：所述刀片（32）与所述基座（4）之间设有挡气环（5）。

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