JPH0755498B2 - 改良型羽根車付き密閉式混合機 - Google Patents

改良型羽根車付き密閉式混合機

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JPH0755498B2
JPH0755498B2 JP1153550A JP15355089A JPH0755498B2 JP H0755498 B2 JPH0755498 B2 JP H0755498B2 JP 1153550 A JP1153550 A JP 1153550A JP 15355089 A JP15355089 A JP 15355089A JP H0755498 B2 JPH0755498 B2 JP H0755498B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は密閉式混合機に関する。さらに限定的に言う
と、本発明は、羽根車に備わっている断面形状の規定に
関する。
〈従来の技術〉 密閉式混合機は、ゴム及びその他のプラスチック材料の
調製に適した不連続作動式の混練機である。これには、
各々1つの羽根車をもち互いに連結している1つ又は2
つの円筒形チャンバのついた1つの密閉された槽が含ま
れている。各々の羽根車は単数又は複数の翼を有する。
羽根車は、その断面形状(即ち特に翼の輪郭を与える回
転軸に対して垂直な平面による断面)そして、羽根車の
表面における翼の位置づけ特に縁部との関係における方
向性、位置ならびにチャンバの壁と羽根車の表面の間の
最小離隔距離ゾーン(以下、頂点通路と呼ぶゾーン)の
広がりを与える、回転軸に対し平行な平面上の平坦な展
開図であるそのダイヤグラム、によって特徴づけられ
る。
チャンバーの数及び羽根車のタイプの選択及び組合せ
は、作り上げるべきゴム又はプラスチック材料の混合物
の組成により異なる。加硫されていないゴム調製のため
に最も普及している密閉式混合機は、2つのチャンバー
と、異なる速度で反対方向に回転する。かみ合っていな
い2つの羽根車を有している。その例は、米国特許第44
56381号に見られる。
密閉式混合機において追求されている目的は、混合物の
構成成分を1つのチャンバーからもう1つのチャンバ
へ、又1つのチャンバー内では片側からもう一方の側へ
このチャンバーの軸方向へと強制的に通過させること、
そして又混合物を羽根車の羽根と槽の壁の間に通過させ
ることにある。こうして、構成成分のマクロ分散と添加
剤のミクロ分散を実現することができる。マクロ分散が
むしろ槽のチャンバ間の材料の物質移動そして軸方向つ
まりチャンバー各々内の羽根車の翼に沿っての移動の結
果であるのに対して、ミクロ分散はどちらかというと、
チャンバの壁と翼の間の通路により条件づけされる。
〈発明が解決しようとする課題〉 密閉式混合機の羽根車には、頂点通路の一部において、
急激で且つ不規則な形で材料に応力を加え、それによ
り、著しいすべり、特にある種のエラストマーでは、混
合状態の不良を伴う凝集損失の生じるおそれがある短く
集中的な作用ゾーンを呈する、という欠点がある。第1
図は、先行技術に従った羽根車1の翼10の断面形状の図
である。特に頂点通路ゾーン21を両側で限定している鋭
い稜20の存在が認められる。羽根車1の回転方向(矢印
11)にて通路21を退くことによって、この通路21の前方
側が構成される。従ってこれは、チャンバ2の壁と連動
する翼の表面によって表わされる収束部分に相当する。
逆に、末広部分と呼ぶ後方側は、回転方向との関係にお
いて反対側にある。同様に、頂点通路21の後方では、翼
10とチャンバー2の壁の間隔が急激に著しく大きくなっ
ていることがわかる。
又、既知の密閉式混合機は、混合サイクルに際してうま
く熱交換を制御することができない。
〈課題を解決するための手段〉 本発明の目的は、密閉式混合機の断面形状の新しい設計
を提案することにより、密閉式混合機の作用により得ら
れるミクロ分散を改善することにある。本発明のもう1
つの目的は、こうして混合作業により放出された熱量を
排出すべく最適化された翼の能力を改善することにあ
る。
本発明の目的は、羽根車1が中で回転している少なくと
も1つの円筒形チャンバ2を有し、前記羽根車1には、
羽根車の回転軸に平行な軸に対して傾斜した少なくとも
2つの翼10が設けられ、前記翼10の各々が、前記回転軸
に対して垂直な平面による断面形状を有し、前記断面形
状が、前記チャンバ2の壁に対する収束部分23および第
1の末広部分24を画定し、該収束部分23および第1の末
広部分24が、頂点通路21により分離されている密閉式混
合機において、前記断面形状の曲率が、前記頂点通路21
の両側でほぼ一定であり、前記断面形状が、前記翼の回
転方向と反対の方向に前記頂点通路から離隔して、前記
第1の末広部分に引き続いて設けられ、前記断面形状の
連続性を破るセットバック22と、前記翼の回転方向と反
対の方向に、前記セットバック22に引き続いて設けられ
た第2の末広部分25であって、第1の末広部分よりも、
前記チャンバの壁に対してより大きく発散するように構
成された第2の末広部分25とを有することを特徴とする
密閉式混合機により達成される。
本発明に基づく改良型の密閉式混合機羽根車は、最も強
い応力が生じる頂点通路内に鋭い稜が存在しないという
点ですぐれている。実際、収束部分は凸状の断面形状を
有している。この断面形状は、頂点通路の中及びその後
でほぼ保たれている。従ってちょうど頂点通路のすぐ後
ろの末広部分の初まりは、きわめて漸進的である。頂点
通路が同様に断面形状の連続性も破っていた先行技術の
場合と異なり、頂点通路を越えた後で応力の緩慢で漸進
的な緩和がある。従って既知の羽根車の翼の断面形状
は、時として漸進的な収束部分、頂点通路それから大き
な末広部分を示す。本発明により提案されている断面形
状は、連続的に、漸進的収束部分、頂点通路、漸進的末
広部分、それからセットバックとよばれる断面形状の連
続性を破る部分、および、それに続き、漸進的末広部分
よりも、チャンバの壁に対してより大きく発散する末広
部分を有している。
添付の図面を参照すると、本発明をより良く理解するこ
とができる。
〈実施例〉 第2図を見ると、羽根車1、翼10及び羽根車が中に配置
されているチャンバ2の壁が示されている。翼10は、チ
ャンバ2の壁と共に収束部分23そして頂点通路21を構成
している。頂点通路21と、漸進的な第1の末広部分24を
より強調された第2の末広部分25と分離しているセット
バック22と呼ばれる部分の間には、きわめて明確な距離
が保たれている。
断面形状の収束部分23は、中心Cと曲率半径Rにより羽
根車の軸に対し垂直な平面内に規定される。この曲率半
径は、翼に沿って一定である。曲率中心Cは、羽根車の
軸Oまでの距離が、0.1R0と0.6R0の値の間にあるような
ものである(なおここでR0は槽の半径である)。曲率半
径Rの方は、0.4R0と0.7R0の値の間にある。頂点通路21
は、羽根車1の軸から最も離れた点、換言すると、チャ
ンバ2の壁との離隔距離が最も少ない点Aを通る羽根車
1の回転軸に平行な軸に対して垂直な平面、すなわち、
第2図が記載されたシートに対応する平面内に画定され
る。頂点通路21の直後の末広部分24は、収束部分23と同
様に構成された(すなわち、曲率半径が同じ範囲内で選
定された)断面形状を有している。鋭い稜の痕跡である
点Bは、本実施例においては、セットバック22をほぼ示
しており、点Bは、チャンバ2の壁と点Aとの間のあそ
びの8倍以上点Aから離れている。これらの幾何学的特
徴は、経験的に決定されたものであり、これによって、
第3図にあるダイアグラムを採用して、すばらしいマク
ロ分散及びミクロ分散を実現することが可能となる。こ
のダイアグラムを見ると、羽根車1の長さをL0として0.
6L0と0.8L0の間の長さにわたり軸方向に延びる2つの翼
10が配置されていることがわかる。翼10は反対方向に、
15°と30°の間の角度αだけ傾斜している。
このような断面形状により、物質が通過する毎に羽根車
とチャンバの壁の間での材料の漸進的な応力付加が可能
となる。急激な応力付加はもはや存在しない。同様に、
こうして頂点経路の後の物質の随伴が可能となり、これ
は材料の緩和を可能にする。このような断面形状はさら
に、補強用フィラーのすぐれたミクロ分散を可能にす
る。これにより、従来技術においてみられた、壁との著
しいすべりによって生じる材料の凝集損失、すなわち、
壁とのすべりにより材料の均質な混合が困難であること
を防止することができ、これにより、最終的な混合状態
をより良好にすることができる。
最後に、本発明に基づく改良型密閉式混合機羽根車1
は、好ましくはそして基本的には、最も強い熱の発散が
起こるゾーン内で収束部分23の下に位置づけされた冷却
用チャンバ12を含んでいる(第4図及び第5図)。実剤
流量の全ては、最適な熱交換を得るために用いられ、冷
却用チャンバは、第5図を見ればわかるとおり、直列に
なっている。本発明に基づく羽根車1は、材料の集中的
作用ゾーン内へのかかるチャンバーの設置にとって充分
な機械的強度を提供している。
なお当然のことながら、翼10の断面形状に関する基本的
特徴を再現するかぎり本発明の範囲から逸脱することな
く密閉式混合機の翼にさまざまな変更を加えることも可
能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、先行技術を示す。 第2図は、本発明に基づく翼の断面形状を示している。 第3図は、密閉式混合機の羽根車のダイヤグラムを示し
ている。 第4図及び第5図は、本発明に基づく翼の冷却手段を示
している。 1…羽根車、2…チャンバ 10…翼、12…冷却用チャンバ 21…頂点通路、22…セットバック 23…収束部分、24…第1の末広部分 25…第2の末広部分

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】羽根車1が中で回転している少なくとも1
    つの円筒形チャンバ2を有し、前記羽根車1には、羽根
    車の回転軸に平行な軸に対して傾斜した少なくとも2つ
    の翼10が設けられ、前記翼10の各々が、前記回転軸に対
    して垂直な平面による断面形状を有し、前記断面形状
    が、前記チャンバ2の壁に対する収束部分23および第1
    の末広部分24を画定し、該収束部分23および第1の末広
    部分24が、頂点通路21により分離されている密閉式混合
    機において、 前記断面形状の曲率が、前記頂点通路21の両側でほぼ一
    定であり、前記断面形状が、前記翼の回転方向と反対の
    方向に前記頂点通路から離隔して、前記第1の末広部分
    24に引き続いて設けられ、前記断面形状の連続性を破る
    セットバック22と、前記翼の回転方向と反対の方向に、
    前記セットバック22に引き続いて設けられた第2の末広
    部分25であって、第1の末広部分よりも、前記チャンバ
    の壁に対してより大きく発散するように構成された第2
    の末広部分25とを有することを特徴とする密閉式混合
    機。
  2. 【請求項2】前記頂点通路21のほぼ一定の両側の曲率
    が、関係式 0.1R0<OC<0.6R0 0.4R0<R<0.7R0 〔ここに、R0は混合用チャンバ2の曲率半径であり、O
    は混合用チャンバ2の中心であり、Rは前記断面形状の
    曲率半径であり、Cは前記断面形状の曲率中心である〕 を満たしていることを特徴とする請求項(1)に記載の
    密閉式混合機。
  3. 【請求項3】前記頂点通路21とセットバック22の離隔距
    離が、前記頂点通路21に直角なチャンバ2の壁と羽根車
    1との間の間隔の8倍以上であることを特徴とする請求
    項(1)又は(2)に記載の密閉式混合機。
  4. 【請求項4】各々の羽根車1が、前記翼10の収束部分23
    の下側に配置された内部冷却手段を有していることを特
    徴とする請求項(1)乃至(3)のいずれか一項に記載
    の密閉式混合機。
JP1153550A 1988-06-16 1989-06-15 改良型羽根車付き密閉式混合機 Expired - Fee Related JPH0755498B2 (ja)

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FR8808205 1988-06-16
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EP (1) EP0346680B1 (ja)
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AT (1) ATE81051T1 (ja)
DE (1) DE68903047T2 (ja)
ES (1) ES2035429T3 (ja)
FR (1) FR2632873B1 (ja)

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