TW202122233A - 用於對稱式二、三及四葉片蝸桿元件的混合及捏合機殼體 - Google Patents

用於對稱式二、三及四葉片蝸桿元件的混合及捏合機殼體 Download PDF

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Abstract

一種用於連續處理製程所用之混合及捏合機的殼體，包括建構於此殼體中且由殼體之內周面所界定的空心內腔，其中，在此殼體中設有自殼體之內周面至少局部地伸入此殼體而用於捏合元件的容置口，其中，容置口係在殼體之內周面上以六個沿軸向在殼體之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排而佈置出來，其中，六個排皆包括至少三個用於捏合元件的容置口，其中，在此殼體之截面中視之，六個排之用於捏合元件的容置口係不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊的範圍內，而其中，第一排用於捏合元件的容置口與相鄰的第二排容置口之間的角度為80°至100°，第二排容置口與相鄰的第三排容置口之間的角度為80°至100°，第三排容置口與相鄰的第四排容置口之間的角度為20°至40°，第四排容置口與相鄰的第五排容置口之間的角度為50°至70°，第五排容置口與相鄰的第六排容置口之間的角度為50°至70°，以及，第六排容置口與相鄰的第一排容置口之間的角度為20°至40°，其中，所有相鄰的容置口之間的角度的總和為360°。

Description

用於對稱式二、三及四葉片蝸桿元件的混合及捏合機殼體
本發明係有關於一種殼層，以及一種用於具有對稱式二、三及/或四葉片蝸桿元件而為用於連續處理製程所用之混合及捏合機的殼體，連同一種包括此種殼體或此種殼層的混合及捏合機。
此類混合及捏合機特別是被應用於塑性及/或膏狀材料之處理。此類機器例如用於黏塑性材料之處理、塑膠之均質化及塑化，填料及補強材料之混入，以及用於食品工業之起始材料的製備。
在此類混合及捏合機之殼體中通常建構有由殼體之內周面所界定的空心內腔，在該內腔中設有至少局部地沿軸向穿過內腔而延伸的蝸桿軸，其係在工作中在內腔中旋轉，並且同時沿軸向平移式往復運動。在蝸桿軸上設有若干葉片元件，其係用於對處於內腔中之待捏合及/或待混合的混合物進行均勻地混合或捏合。在此等混合及捏合機中，蝸桿軸不僅實施旋轉運動，同時亦沿軸向、即沿蝸桿軸的方向平移式往復運動，使得，蝸桿軸沿軸向實施與其旋轉相疊加的振盪運動，即，與其旋轉相疊加的正弦運動。藉由此運動過程，能夠在其殼體側將諸多內裝件、即諸如捏合銷或捏合齒之類的捏合元件送入。為了將捏合元件固設在殼體之內周面上，殼體之內周面具有對應的容置口，用以將捏合元件固設在容置口中。由於捏合元件之存在，設於主軸、即所謂之軸桿上的蝸桿(沿軸桿的截面方向視之)並不連貫，而是劃分成數個單一的葉片元件。如此對旋轉以及蝸桿軸之沿軸向的平移運動進行控制，使得，各葉片元件進入對應的捏合元件附近，從而將待混合及捏合的材料壓縮並向其施加剪切效應，藉此促進混合及/或捏合操作，而不會發生捏合元件與葉片元件的碰撞。
CH 278 575 A以及CH 464 656例如揭示過同類型的混合及捏合機。
捏合機殼體通常包括三個或四個沿混合及捏合機之軸向延伸的捏合元件排，其中，各捏合元件排係均勻地分佈在捏合機殼體之內周面之截面周邊的範圍內。換言之，捏合元件排係分佈在捏合機殼體之通常呈圓柱形的內周面之截面周邊的範圍內，使得，在捏合機殼體之圓柱形內周面之渾圓的截面周邊上，各個沿軸向延伸的排之捏合元件之間的角距皆相同。若混合及捏合機具有例如四個捏合元件排，則在捏合機殼體之內周面之截面周邊上，每兩個相鄰的捏合元件之間的角距皆為90°。其中，沿捏合機殼體之軸向視之，各排之捏合元件通常在殼體之內周面上相對立於相鄰的排之捏合元件略微錯開，故而，當蝸桿軸旋轉且同時平移式前進及後退運動時，蝸桿軸之各葉片元件不會與捏合銷發生碰撞。當然，葉片元件之數目及幾何結構需要與捏合元件排之數目匹配。若在殼體之內周面上設有例如四個捏合元件排，則蝸桿軸(在截面中視之)在其周邊上具有四個葉片元件，在此等葉片元件之間設有各一足夠寬的距離，使得捏合元件能夠穿過此等距離而運動。
其中，固設在殼體內壁之容置口中的各個捏合元件係自殼體之內周面徑向地伸入由殼體內周面所界定的圓柱形內腔。殼體常採用多組件式的建構方案。其中，殼體包括至少兩個相連的殼體部，而其每一者皆由外殼體與設於該外殼體之內周面上而可更換的殼層或磨損殼層所組成。在本專利申請案中，係將殼層視作殼體之組成部分。因此，在本專利申請案中，但凡殼體具有殼層，便將殼層之內周面視作殼體內周面。為了例如在發生磨損後或者在工藝調整中確保能夠輕鬆地更換捏合元件，常透過充當為容置口的鑽孔以將各個捏合元件插入殼層及外殼體，並且自外側藉由設於外殼體之外周面上的螺紋螺母以將捏合元件鎖緊。如此便能簡單地實現捏合元件之更換。由於此等混合及捏合機之殼體係連貫地配設有三或四個捏合元件排，僅能將捏合元件更換為盲銷件(blind bolt)；混合及捏合機原則上保持三葉式或四葉式。
其他混合及捏合機具有藉由壓緊配合以固定在殼層或殼體之內周面之容置口中的捏合元件。此種捏合元件固定系統之根本缺點在於：在因磨損或為了工藝調整而更換捏合元件時，需要將殼層拆下，將捏合元件壓出，將新的捏合元件壓入，並將殼層重新裝入。此等作業必然繁瑣且耗時。
所述及的混合及捏合機通常沿軸向劃分成不同的處理區段，其中，每個處理區段係根據其在工作期間被指定的任務，而具備相應數目或幾何形狀的葉片元件及捏合元件。例如，在已知方案中，混合及捏合機之蝸桿軸係局部地採用三葉片，且局部地採用四葉片，相應地，混合及捏合機之殼體內壁之對應的區段則配設有三排或四排捏合元件。這可實現：殼體劃分成數個殼層，其若干個具有三排用於捏合元件的容置口，其他的則具有四排。然而，無法用具有四排容置口的殼層來替代具有三排用於捏合元件的容置口的殼層，或僅為諸容置口中的三個配備捏合元件，因為具備三個葉片元件時的120°的分度與具備四個葉片元件時的90°的分度不匹配。因此，在其裝置之各個處理區段的捏合元件排配備方案及蝸桿軸之軸桿上之對應的葉片元件配設方案係為針對特定的待混合的起始材料的情況下，若期望針對使用另一待混合的起始材料之應用而將裝置最佳化，則需要將殼層中之一或數個替換成一或數個對應的採用其他捏合元件配備方案的其他殼層，並且，與此匹配地，為蝸桿軸之與此對應的區段配備對應的其他葉片元件。此舉至少在此等區段中又導致前述缺陷。此外，在此技術方案中需要將各個殼層之長度保持在較小水平，從而獲得儘可能高的自由度，因為係沿殼體透過殼層之長度以確定其區段。在每次改裝時不僅需要更換捏合元件，還需要額外地更換殼層，這導致非常高的購置成本，因為殼層較為昂貴。
總體而言，在先前技術中，以與另一個待混合的起始材料匹配的方式對混合及捏合機進行的改裝較為複雜，特別是在涉及捏合元件排之數目以及蝸桿軸上之對應的葉片元件數目時。
因此，本發明之目的在於提供一種用於混合及捏合機的殼體，其就捏合元件之數目及佈局以及就蝸桿軸上之葉片元件之數目而言係易於改裝，並且與二葉片、三葉片或四葉片區段沿殼體的期望位置及長度無關。
本發明用以達成上述目的之解決方案為一種用於連續處理製程所用之混合及捏合機的殼體，其中，在此殼體中建構有由殼體之內周面所界定的空心內腔，以及，在此殼體中設有自殼體之內周面至少局部地伸入此殼體而用於捏合元件的容置口，其中，諸容置口係在殼體之內周面上以六個沿軸向在殼體之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排而佈置出來，其中，其六個排皆包括至少三個用於捏合元件的容置口，其中，在此殼體之截面中視之，其六個排之用於捏合元件的容置口係不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊的範圍內，而其中，第一排用於捏合元件的容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第二排容置口之間的角度為80°至100°，第二排容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第三排容置口之間的角度為80°至100°，第三排容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第四排容置口之間的角度為20°至40°，第四排容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第五排容置口之間的角度為50°至70°，第五排容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第六排容置口之間的角度為50°至70°，以及，第六排容置口與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上相鄰的第一排容置口之間的角度為20°至40°，其中，所有相鄰的容置口之間的角度的總和為360°。
本發明之用於混合及捏合機的殼體之特徵在於：此殼體在內周面上具有六個沿軸向延伸而用於捏合元件的容置口的排，其中，在此殼體之截面中視之，其六個排之用於捏合元件的諸多容置口係不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊的範圍內，並且特別是透過前述角距以分佈。因此，在本發明的範圍內，用於捏合元件的容置口不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊的範圍內，係指涉：在此殼體之截面中視之，在殼體之內周面上相鄰的排之兩個用於捏合元件的容置口之間的所有距離或角距中，至少兩個距離或至少兩個角距係相互不同。亦即，在一些相鄰的排之容置口之間的角距為80°至100°，而其他相鄰的排之間的角距為20°至40°，還有一些相鄰的排之間的角距為50°至70°。如前所述，沿捏合機殼體之軸向視之，每個排之用於捏合元件的容置口皆較佳地以相對立於相鄰的排之容置口略微錯開的方式佈置，而，故當蝸桿軸旋轉且同時平移式前進和後退運動時，蝸桿軸之各葉片元件不會與容置在容置口中之捏合銷發生碰撞。此殼體之內周面上之兩個相鄰的排之容置口之角距係指涉：在此殼體之內周面上，第一排之容置口與穿過相鄰的排之容置口之中心點延伸的直線的點之間的角距，相對此殼體之縱向，其係垂直地位於第一排容置口上方或下方。透過用於捏合元件的容置口在由殼體之內周面所定義的周邊範圍內的特定的不均勻分佈，能夠在捏合元件之殼體之所有區段中根據其工藝任務而任意地且簡單地調整捏合元件的數目。特別是，可以將此殼體之任意多及任意長的區段建構為二葉片式、三葉片式或四葉片式，而毋需更換殼層，且毋需將捏合元件或盲銷件壓入其殼層之各容置口。確切言之，基於本發明之用於捏合元件的容置口之佈局方案，能夠以與殼層中之容置口精確一致的六個排，將容置口佈置在外殼體中，故而，僅需將捏合元件或盲銷件插入各容置口，並可將其透過固定元件以簡單地固設在外殼體之外側上。二葉片區段能夠簡單地實現如下：將捏合元件插入在殼體之內周面之截面上相對立的兩排容置口，而為其他排的容置口配備盲銷件。四葉片區段能夠簡單地實現如下：在殼體中將捏合元件插入根據前述編號的第一、第二、第三及第五排容置口，而為其他排的容置口配備盲銷件。最後，三葉片區段能夠簡單地實現如下：在殼體中將捏合元件插入根據前述編號的第二、第四及第六排容置口，而為其他排的容置口配備盲銷件。總體而言，本發明提供一種用於混合及捏合機的殼體，其就捏合元件之數目及佈局而言為易於改裝，並且與二葉片、三葉片或四葉片區段沿殼體的位置無關。
根據本發明，在此殼體之截面中視之，其六個排之用於捏合元件的容置口係不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊範圍內，使得，第一排與相鄰的第二排容置口之間的角度為80°至100°，第二排與第三排容置口之間的角度為80°至100°，第三排與第四排容置口之間的角度為20°至40°，第四排與第五排容置口之間的角度為50°至70°，第五排與第六排容置口之間的角度為50°至70°，且第六排與第一排容置口之間的角度為20°至40°。如此便確保至少二排容置口在殼體之內周面上至少實質上相對立，使得，在為該二排進行裝配時建構出用於對稱式二葉片元件的區段。此外，藉此確保(根據前述編號的)第二、第四及第六排容置口之間的角距皆至少實質上為120°，使得，在為該等三排進行裝配時建構出用於對稱式三葉片元件的區段，以及，確保(根據前述編號的)第一、第二、第三及第五排容置口之間的角距皆至少實質上為90°，使得，在為該等四排進行裝配時建構出用於對稱式四葉片元件的區段。其中，第一排、相鄰的第二排、相鄰的第三排、相鄰的第四排、相鄰的第五排以及相鄰的第六排係指沿順時針方向或沿逆時針方向(在截面中視之)在殼體之內周面上直接彼此相鄰的排，即，在該等排之間不設置其他用於捏合元件的容置口。
根據本發明之尤佳實施方式，在殼體之截面中視之，其六個排之用於捏合元件的容置口係不均勻地分佈在由殼體之內周面所定義的周邊範圍內，使得，第一排與相鄰的第二排容置口之間的角度為85°至95°，第二排與第三排容置口之間的角度為85°至95°，第三排與第四排容置口之間的角度為25°至35°，第四排與第五排容置口之間的角度為55°至65°，第五排與第六排容置口之間的角度為55°至65°，且第六排與第一排容置口之間的角度為25°至35°。如此便更佳地確保：至少二排容置口在殼體之內周面上至少實質上相對立，第二、第四及第六排容置口之間的角距皆至少實質上為120°，且第一、第二、第三及第五排容置口之間的角距皆至少實質上為90°。
在發明構思之進一步方案中提出：第一排與相鄰的第二排容置口之間的角度約為90°，第二排與第三排容置口之間的角度約為90°，第三排與第四排容置口之間的角度約為30°，第四排與第五排容置口之間的角度約為60°，第五排與第六排容置口之間的角度約為60°，且第六排與第一排容置口之間的角度約為30°，其中，「約」表示：其角度涵蓋具有+/-2°、較佳+/-1°、尤佳+/-0.5°公差的值。
最佳地，第一排與相鄰的第二排容置口之間的角度為90°，第二排與第三排容置口之間的角度為90°，第三排與第四排容置口之間的角度為30°，第四排與第五排容置口之間的角度為60°，第五排與第六排容置口之間的角度為60°，且第六排與第一排容置口之間的角度為30°。
在本發明的範圍內，用於捏合元件的容置口係指位於此殼體之內周面上的空腔，其係建構成使得捏合元件，即，捏合銷、捏合齒或諸如此類，佈置在此空腔中並能夠透過此空腔以固定，進而使得捏合元件自此殼體之內周面徑向向內伸入空心的內腔。容置口可為凹槽、凹口、鑽孔或諸如此類，其係以不同的深度自殼體之內周面伸入殼體。較佳地，諸容置口中之至少一者為凹口、凹槽或鑽孔，且較佳地，該等容置口中之每一者皆為凹口、凹槽或鑽孔。就由外殼體與在徑向內側佈置在該外殼體上的殼層所構成的典型的雙組件式殼體結構而言，容置口係自其殼層之內周面伸入此殼層，並且，視情況亦伸入外殼體，且視情況穿過外殼體。就單組件式殼體結構而言，容置口係自殼體之內周面伸入此殼體，並且視情況穿過此殼體。
本發明之殼體較佳係由至少兩個殼體部所組成，為了將此殼體打開，諸殼體部可自彼此翻起或相互分離，其中，該等殼體部在閉合狀態下較佳地形成一個截面呈圓形的(空心)內腔。
此外，此殼體較佳係採用多組件式建構方案。其中，此殼體包括至少兩個相連的殼體部，其每一個皆由一外殼體與至少一個設於該外殼體之內周面上之可更換的殼層或磨損殼層所組成。如前所述，在本專利申請案中係將殼層視作為殼體之組成部分。因此，在本專利申請案中，但凡殼體即具有殼層，便將殼層之內周面視作為殼體內周面。其中，用於捏合元件的容置口係自至少一個殼層之內周面至少局部地伸入其殼層。
然而，用於捏合元件的容置口較佳係自至少一個殼層之內周面穿過其殼層而延伸，並且較佳地亦穿過鄰接的外殼體而延伸。如此，便能透過螺母以將設於容置口中之捏合元件連同與其連接的固定元件固設在殼體之外壁上。
即使此殼體僅包括殼體壁，即，不具有殼層，用於捏合元件的容置口亦較佳係自殼體之內周面穿過殼體而延伸，以便透過螺母以將設於容置口中之捏合元件連同與其連接的固定元件固設在殼體之外壁上。
在發明構思之進一步方案中提出：將此殼體及其至少一個殼層(如若設有)分割成兩半，即，分割成兩個半殼或兩個半殼層。其中，只要用於捏合元件的容置口不受負面影響，即，不被分割牽涉，便可沿殼體之任意縱向平面進行分割。
根據本發明之一實施方式，此殼體及其至少一個殼層(如若設有)係豎向分割。
根據本發明之一替代性實施方式，此殼體及其至少一個殼層(如若設有)係水平分割。
根據本發明，諸容置口係以六個沿軸向在殼體之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排而佈置在殼體之內周面上。在本發明中，沿混合及捏合機之軸向在殼體之內周面之至少一個區段的範圍內延伸而用於捏合元件的容置口的排係指涉：穿過一排之沿軸向相互間隔一定距離的諸多容置口之中心的連接線至少實質上為直線，其中，相對於此殼體之內周面之截面環周而言，該連接線與直線的最大偏差小於10°，較佳小於5°，且進一步較佳小於2°。其中，該等容置口之排中之每一者皆可在殼體內周面之整個長度範圍內延伸，或在殼體內周面之長度之特定區段的範圍內延伸。然而，根據本發明，此殼體之至少一個軸向區段之排係分別包括至少三個、較佳至少五個、尤佳至少八個用於捏合元件的容置口。較佳地，所有的排皆在殼體內周面之相同區段的範圍內延伸，或皆在殼體內周面之整個軸向長度的範圍內延伸。
不論每排容置口是在殼體之內周面之整個長度的範圍內延伸，還是僅在其中一個區段的範圍內延伸，較佳地，用於每個1D，每個排包括1至5個、較佳1至4個、尤佳1至3個容置口，其中，1D為由殼體之內周面所界定的空心內腔之直徑。其中，所有的排可具有同一數目的容置口，或具有其他數目的容置口。但較佳地，所有的排具有同一數目的容置口，且所有的排之容置口皆相互間隔相同的距離，但，其中(如前所述)每個排之容置口可相對立於相鄰的排之容置口、沿捏合機殼體之軸向視之而略微錯開佈置，故，當蝸桿軸旋轉且同時平移式前進和後退運動時，蝸桿軸之各葉片元件不會與容置在容置口中之捏合銷發生碰撞。
本發明之其他主題為一種殼層或至少兩個可組合成一殼層的殼層部件，其中，在此殼層中建構有由殼層之內周面所界定的空心內腔，以及，在此殼層中設有自殼層之內周面至少局部地伸入此殼層而用於捏合元件的容置口，其中，諸容置口係在殼層之內周面上以六個沿軸向在殼層之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排而佈置出來，其中，其六個排皆包括至少三個用於捏合元件的容置口，其中，在此殼層之截面中視之，其六個排之用於捏合元件的容置口係不均勻地分佈在由殼層之內周面所定義的周邊的範圍內，而其中，第一排用於捏合元件的容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第二排容置口之間的角度為80°至100°，第二排容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第三排容置口之間的角度為80°至100°，第三排容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第四排容置口之間的角度為20°至40°，第四排容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第五排容置口之間的角度為50°至70°，第五排容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第六排容置口之間的角度為50°至70°，以及，第六排容置口與在殼層之截面中視之為在殼層之內周面上相鄰的第一排容置口之間的角度為20°至40°，其中，所有相鄰的容置口之間的角度的總和為360°。
對於本發明之殼層以及至少兩個可組合成一殼層的殼層部件而言，前文就本發明之殼體所描述的較佳實施方式亦適用。
此等至少兩個殼層部件較佳為兩個半殼層，其較佳係對應於水平或豎向分割的殼層。
本發明之另一主題為一種連續處理製程所用之混合及捏合機，其係包括上述本發明之殼體、上述本發明之殼層或至少兩個上述本發明之殼層部件。
根據本發明之較佳實施方式，此混合及捏合機還包括至少局部地沿軸向穿過其殼體之內腔而延伸的蝸桿軸，其係在工作中在該內腔中旋轉且同時沿軸向平移式往復運動。其中，蝸桿軸較佳地包括軸桿，在其周面上設有至少兩個自該軸桿徑向向外朝向其殼體之內周面延伸的葉片元件。
較佳地，沿軸向視之，諸葉片在軸桿上係以排之形式延伸。因此，在蝸桿軸之軸桿之周面而沿殼體之軸向延伸的區段上，而該區段係位於其殼體之內周面之被包括六個用於捏合元件的容置口的排沿其殼體之軸向所延伸經過的區段中，設有至少六個自軸桿徑向向外朝其殼體之內周面延伸的葉片元件，其中，諸等葉片元件係以至少兩個沿軸向在軸桿之周面之此一區段的範圍內延伸的排，佈置在軸桿之此一區段上，而其中，該等至少兩個排沿軸向視之皆包括至少兩個葉片元件。
在發明構思之進一步方案中提出：諸葉片元件係以二個、三個或四個沿軸向在軸桿之周面之此一區段的範圍內延伸的排，佈置在軸桿之此一區段上，其中，該等排沿軸向視之皆包括至少二個、較佳地至少三個、進一步較佳地至少五個且尤佳地至少八個葉片元件。換言之，至少軸桿之此一區段係採用二葉片式、三葉片式或四葉片式建構方案。
如前所述，本發明尤其適用於對稱的葉片元件。因此，尤佳地，至少軸桿之此一區段係採用至少實質上對稱的二葉片式、至少實質上對稱的三葉片式或至少實質上對稱的四葉片式建構方案。出於此原因，較佳地，就所有排之葉片元件在軸桿之截面周邊的範圍內延伸時所經過的角度區段之值而言，其差別不超出10°，較佳地不超出5°，進一步較佳地不超出2°，且尤佳地完全無差別。
如前文所述，各排之用於捏合元件的容置口可沿此混合及捏合機之殼體之軸向，互不相同地配備有捏合元件及盲銷件。
故而，可採用以下方案：就用於捏合元件的容置口之排之數目而言，在混合及捏合機之殼體之第一個沿軸向延伸的區段中，第一數目之排配設有捏合元件，而且，在其殼體之第二個沿軸向延伸的區段中，第二數目之排配設有捏合元件，其中，該第二數目係有別於該第一數目。此外，其殼體之第一個區段可對應蝸桿軸之沿軸向延伸的第一區段，而此一蝸桿軸區段處的葉片元件數目為第三數目，以及，其殼體之第二區段係對應蝸桿軸之沿軸向延伸的第二區段，而此一蝸桿軸區段處的葉片元件數目為第四數目，其中，該第四數目係有別於該第三數目。
例如，可採用以下方案：在其殼體之第一個軸向區段中，第一及第三排之容置口配備有捏合元件，且其他的容置口配備有盲銷件，從而形成一個二葉片區段，而在第二個軸向區段中則係第二、第四及第六排之容置口配備有捏合元件，且其他的容置口配備有盲銷件，從而形成一個三葉片區段，以及，在第三個軸向區段中，第一、第二、第三及第五排之容置口配備有捏合元件，且其他的容置口配備有盲銷件，從而形成一個四葉片區段。
下面結合圖式對本發明進行詳細說明。在圖1a、1b及1c中，以不同的視圖示意性示出並整體上用100表示的混合及捏合機係包括殼體10及設於殼體10中之蝸桿軸12。殼體10包括兩個半殼14、14'，其內部襯入有所謂之殼層16。其中，在本專利申請案中係將殼層16視作為殼體10之組成部分。當二個半殼14、14'閉合時，殼體10之內周面便界定出一個圓柱形的空心內腔18，即，具有圓形截面的內腔18。
根據擠出物特性，如，腐蝕、磨蝕、二者之組合、摩擦學特性等，選擇殼層16之材料。常採用具有間隙的殼層16，該間隙係基於製造因素因對預製的空心圓柱體的分割，例如，因電火花線切割而產生。亦已知無針對擠出物的間隙的半殼層，其係因對擠出物或擠出物特性的要求，例如，食品、熱靈敏性或諸如此類，而不允許間隙。
蝸桿軸12包括軸桿20，在其周面上設有若干個葉片元件22。在二個半殼14、14'中設有用於捏合元件24、即用於捏合銷、捏合齒及類似元件的容置口28至28Ⅴ 。其中如圖1c所示，容置口28至28Ⅴ 皆為自殼層16之內周面穿過殼體壁而延伸的鑽孔28至28Ⅴ 。每個容置口28至28Ⅴ 之下部徑向內端之截面呈四邊形。每個捏合銷24在其下端具有與容置口28至28Ⅴ 之呈四邊形的徑向內端精確匹配的末端，並藉此在插入狀態下以抗扭的方式固設在容置口28至28Ⅴ 中。有別於在圖1c中具體示出的實施方式，每個容置口28至28Ⅴ 之下部徑向內端之截面亦可呈三角形或六邊形。
捏合銷24在其位於容置口28至28Ⅴ 中之末端上，透過螺接以與在容置口28至28Ⅴ 之上方末端中插入的固定元件26連接。如此便透過各一個固定元件26以保持各個捏合銷24，而該固定元件則在其與捏合銷相對立的末端上具有伸出殼體10之外壁30的外螺紋，螺母32係可旋接至該外螺紋上，從而將固定元件26固設在殼體10中，且進而亦固設捏合銷24。作為替代方案，捏合銷24亦可具有用於螺釘的內螺紋，並且係透過螺釘，而非透過固定元件26及螺母32以固設。
特別是如圖1a所示，在二個半殼14、14'中之每一者中，沿軸向視之，相互間隔以相同距離的用於捏合銷24的容置口28至28Ⅴ 皆係以三排29、29'、29''之形式延伸。因此，殼體之容置口形成的排29、29'、29''之總數為六個。本發明中的排係指涉以下情形：穿過一排29、29'、29''之軸向相互間隔的容置口28至28Ⅴ 的連接線為直線。其中，沿殼體10之軸向視之，每個排29、29'、29''之容置口28至28Ⅴ 皆以相對立於相鄰的排29、29'、29''之容置口略微錯開的方式佈置，故而，當蝸桿軸12旋轉且同時平移式前進和後退運動時，蝸桿軸12之各葉片元件22不會與容置在容置口中之捏合銷24發生碰撞。
如圖1b所示，此混合及捏合機係沿軸向劃分成數個處理區段34、34'、34''，其中，每個處理區段34、34'、34''就捏合銷24之數目以及葉片元件24在軸桿20上之數目及延伸而言，係與各處理區段34、34'、34''之功能匹配。如圖1a所示，在上方的半殼14之左區段34和右區段34''中，用於捏合銷24的容置口28至28Ⅴ 之三排29、29'、29''中的兩排、即上排29和下排29''配備有捏合銷24，而中間排29'則未配備捏合銷24。不同於此，在上方的半殼14之中間區段34'中，用於捏合銷24的容置口28至28Ⅴ 之三排29、29'、29''中的一排、即中間排29'配備有捏合銷24，而上排29及下排29''則未配備捏合銷24。
處理區段34例如可為進入區段，處理區段34'可為混合及均勻化區段，而且處理區段34''可為除氣區段。待混合的起始材料經由進料斗36以被輸入混合及捏合機100，而後穿過諸處理區段34、34'、34''，最後經由排出口38以被排出。
從圖1c可以更加清楚地看出，本發明之混合及捏合機100之殼體10之特徵在於：至少在沿殼體10之軸向而在左側延伸的區段中，在殼體10之截面中視之，用於捏合元件24的容置口28至28Ⅴ 係在由殼體10之內周面所定義的周邊範圍內不均勻地分佈。用於捏合元件24的容置口28至28Ⅴ 在由殼體10之內周面所定義的周邊範圍內的不均勻分佈，係指涉：在殼體10之截面中視之，在殼體10之內周面上相鄰的排之兩個用於捏合元件24的容置口28至28Ⅴ 之間的所有角距d1 至d6 中，角距d1 至d6 中之至少二者為相互不同。其中，角度d1 至d6 係不均勻地分佈，使得，第一排用於捏合元件的容置口28與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第二排容置口28Ⅰ 之間的角度d1 為90°，第二排容置口28Ⅰ 與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第三排容置口28Ⅱ 之間的角度d2 為90°，第三排容置口28Ⅱ 與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第四排用於捏合元件之容置口28Ⅲ 之間的角度d3 為30°，第四排容置口28Ⅲ 與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第五排容置口28Ⅳ 之間的角度d4 為60°，第五排容置口28Ⅳ 與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第六排容置口28Ⅴ 之間的角度d5 為60°，而且，第六排容置口28Ⅴ 與在殼體之截面中視之為在殼體之內周面上逆時針相鄰的第一排容置口28之間的角度d6 為30°，而其中，所有相鄰容置口之間的角度d1 至d6 的總和為360°。在第一排至第六排之容置口28至28Ⅴ 中，第一、第二、第三及第五排之容置口各自配設有一個包含固定在其上的固定元件26的捏合元件24，並且藉由螺母32以固定在殼體10之外側上，而第四及第六排則配備有盲銷件40。各自配備有捏合元件24的容置口28、28Ⅰ 、28Ⅱ 及28Ⅳ 之間的角度皆為90°，故而此殼體可藉由對稱式四葉片蝸桿軸區段以工作。
不同於圖1c所示的實施方式，在圖2所示之殼體中，在第一排至第六排之容置口28至28Ⅴ 中，第二、第四及第六排之容置口各自配設有一個包含固定在其上的固定元件26的捏合元件24，並且藉由螺母32以固定在殼體10之外側上，而第一、第三及第五排則配備有盲銷件40。各自配備有捏合元件24的容置口28Ⅰ 、28Ⅲ 及28Ⅴ 之間的角度皆為120°，故而此殼體可藉由對稱式三葉片蝸桿軸區段以工作。
不同於圖1c及圖2所示的實施方式，在圖3所示之殼體中，在第一排至第六排之容置口28至28Ⅴ 中，第一及第三排之容置口各自配設有一個包含固定在其上的固定元件26的捏合元件24，並且藉由螺母32以固定在殼體10之外側上，而第二、第四、第五及第六排則配備有盲銷件40。各自配備有捏合元件24的容置口28與28Ⅱ 之間的角度皆為180°，故而此殼體可藉由對稱式二葉片蝸桿軸區段以工作。
在圖1c、圖2和圖3中示出經豎向分割的殼體10及殼層16。只要能避免用於捏合元件的容置口受到負面影響，相同的實施方式便也類似地適用於經水平分割的殼體10及殼層16，或沿殼體之任意縱向平面分割的殼體10及殼層16。
在圖1c、圖2和圖3中，各排係示出：在經豎向分割的殼體10及殼層16之內周面之截面中，第一至第六排係自左下方逆時針佈置。各排亦可順時針佈置，以及/或者，第一排不位於殼體中的左下方，而是位於右下方或左上方或右上方或殼體的任意其他位置上。
10:(混合及捏合機)殼體 12:蝸桿軸 14、14':(殼體)半殼 16:殼層 18:(空心)內腔 20:軸桿 22:葉片元件 24:捏合元件/捏合銷 26:固定元件 28至28Ⅴ :(捏合元件)容置口/鑽孔 29、29'、29'':(捏合元件容置口)(軸向延伸)排 30:(殼體)外壁 32:螺母 34、34'、34'':處理區段 36:進料斗 38:排出口 40:盲銷件 100:混合及捏合機 d1 至d6 :(相鄰兩排容置口之間)角距/角度
圖1a為本發明之混合及捏合機之透視立體圖。 圖1b為圖1a所示本發明之混合及捏合機之示意性縱剖面圖。 圖1c為圖1a所示混合及捏合機之殼體之左區段之橫剖面圖。 圖2為本發明另一實施例之混合及捏合機之殼體之橫剖面圖。 圖3為本發明另一實施例之混合及捏合機之殼體之橫剖面圖。
10:(混合及捏合機)殼體
16:殼層
18:(空心)內腔
24:捏合元件/捏合銷
26:固定元件
28-28v:(捏合元件)容置口/鑽孔
30:(殼體)外壁
32:螺母
40:盲銷件
d1至d6:(相鄰兩排容置口之間)角距/角度

Claims (15)

  1. 一種用於連續處理製程所用之混合及捏合機的殼體，其中，在此殼體(10)中建構有由殼體(10)之內周面所界定的一空心內腔(18)，以及，在此殼體(10)中設有自殼體(10)之內周面至少局部地伸入此殼體(10)而用於諸多捏合元件(24)的諸多容置口(28至28Ⅴ )，其中，該等容置口(28至28Ⅴ )係以六個沿軸向在殼體(10)之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排(29、29'、29'')而佈置在殼體(10)之內周面上，其中，該等六個排(29、29'、29'')皆包括至少三個用於諸捏合元件(24)的容置口(28至28Ⅴ )，其特徵在於： 在此殼體(10)之截面中視之，該等六個排(29、29'、29'')之用於諸捏合元件(24)的該等容置口(28至28Ⅴ )係不均勻地分佈在由殼體(10)之內周面所定義的周邊的範圍內，其中，第一排用於捏合元件(24)的容置口(28)與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第二排容置口(28Ⅰ )之間的角度(d1 )為80°至100°，第二排容置口(28Ⅰ )與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第三排容置口(28Ⅱ )之間的角度(d2 )為80°至100°，第三排容置口(28Ⅱ )與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第四排用於捏合元件(24)的容置口(28Ⅲ )之間的角度(d3 )為20°至40°，第四排容置口(28Ⅲ )與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第五排容置口(28Ⅳ )之間的角度(d4 )為50°至70°，第五排容置口(28Ⅳ )與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第六排容置口(28Ⅴ )之間的角度(d5 )為50°至70°，以及，第六排容置口(28Ⅴ )與在殼體(10)之截面中視之為在殼體(10)之內周面上相鄰的第一排容置口(28)之間的角度(d6 )為20°至40°，而其中，所有相鄰的容置口之間的角度(d1 至d6 )的總和為360°。
  2. 如請求項1之殼體，其中，該第一排與相鄰的該第二排之諸容置口(28，28Ⅰ )之間的角度(d1 )為85°至95°，該第二排與該第三排之諸容置口(28Ⅰ ，28Ⅱ )之間的角度(d2 )為85°至95°，該第三排與該第四排之諸容置口(28Ⅱ ，28Ⅲ )之間的角度(d3 )為25°至35°，該第四排與該第五排之諸容置口(28Ⅲ ，28Ⅳ )之間的角度(d4 )為55°至65°，該第五排與該第六排之諸容置口(28Ⅳ ，28Ⅴ )之間的角度(d5 )為55°至65°，以及，該第六排與該第一排之諸容置口(28Ⅴ ，28)之間的角度(d6 )為25°至35°。
  3. 如請求項1或2之殼體，其中，該第一排與相鄰的該第二排之諸容置口(28，28Ⅰ )之間的角度(d1 )為90°，該第二排與該第三排之諸容置口(28Ⅰ ，28Ⅱ )之間的角度(d2 )為90°，該第三排與該第四排之諸容置口(28Ⅱ ，28Ⅲ )之間的角度(d3 )為30°，該第四排與該第五排之諸容置口(28Ⅲ ，28Ⅳ )之間的角度(d4 )為60°，該第五排與該第六排之諸容置口(28Ⅳ ，28Ⅴ )之間的角度(d5 )為60°，以及，該第六排與該第一排之諸容置口(28Ⅴ ，28)之間的角度(d6 )為30°。
  4. 如請求項1至3中至少一項之殼體，其中，該等容置口(28至28Ⅴ )中之至少一者且較佳為該等容置口(28至28Ⅴ )中之每一者為凹口、凹槽或鑽孔。
  5. 如請求項1至4中至少一項之殼體，其中，此殼體為一外殼體，並且包括至少一個設於此殼體之內周面上而可更換的殼層(16)，而其中，用於諸捏合元件(24)的該等容置口(28至28Ⅴ )係自該至少一個殼層(16)之內周面至少局部地伸入該殼層(16)。
  6. 如請求項1至5中至少一項之殼體，其中，該等容置口(28至28Ⅴ )中之至少一者且較佳為該等容置口(28至28Ⅴ )中之每一者係穿過其殼體壁而延伸，使其可將設於該容置口(28至28Ⅴ )中之該捏合元件(24)藉由與其連接的一固定元件(26)而透過一螺母(32)以固設在此殼體(10)之一外壁(30)上。
  7. 如請求項1至6中至少一項之殼體，其中，在用於諸捏合元件(24)的該等容置口(28至28Ⅴ )保持不受負面影響的情況下，此殼體(10)及可能設有的該至少一個殼層(16)係沿此殼體(10)之縱向平面分割為兩半地，且較佳係豎向或水平地分割。
  8. 如請求項1至7中至少一項之殼體，其中，該等排(29，29'，29'')中之每一者分別包括至少五個容置口(28至28Ⅴ )，且較佳地分別包括至少八個用於諸捏合元件(24)的容置口。
  9. 一種連續處理製程所用之混合及捏合機，包括請求項1至8中至少一項的一殼體(10)。
  10. 如請求項9之混合及捏合機，其中，此混合及捏合機(100)還包括至少局部地沿軸向穿過該殼體(10)之一內腔(18)而延伸的一蝸桿軸(12)，而該蝸桿軸在工作中係在該內腔(18)中旋轉且同時沿軸向平移式往復運動，其中，該蝸桿軸(12)包括一軸桿(20)，在其周面上設有至少兩個自該軸桿(20)徑向向外朝向該殼體(10)之內周面延伸的葉片元件(22)。
  11. 如請求項10之混合及捏合機，其中，在該蝸桿軸(12)之該軸桿(20)之周面而沿該殼體(10)之軸向延伸的區段上，而該區段係位於該殼體(10)之內周面之被包括六個用於捏合元件(24)的容置口(28至28Ⅴ )的排(29、29'、29'')沿該殼體(10)之軸向所延伸經過的區段中，設有至少六個自該軸桿20徑向向外朝該殼體(10)之內周面延伸的葉片元件(22)，而其中，該等葉片元件(22)係以至少兩個沿軸向在該軸桿(20)之周面之該區段的範圍內延伸的排，佈置在該軸桿(20)之該區段上，其中，該等至少兩個排沿軸向視之皆包括至少三個葉片元件(22)。
  12. 如請求項11之混合及捏合機，其中，該等葉片元件(22)係以二個、三個或四個沿軸向在該軸桿(20)之周面之該區段的範圍內延伸的排，佈置在該軸桿(20)之該區段上，而其中，該等排沿軸向視之皆包括至少三個、較佳地至少五個且尤佳地至少八個葉片元件(22)。
  13. 如請求項10至12中至少一項之混合及捏合機，其中，就所有排之該葉片元件(22)在該軸桿(20)之截面周邊的範圍內延伸時所經過的角度區段之值而言，其差別不超出10°，較佳地不超出5°，進一步較佳地不超出2°，且尤佳地完全無差別。
  14. 如請求項10至13中至少一項之混合及捏合機，其中，就用於捏合元件(24)的容置口(28至28Ⅴ )之該等排(29、29'、29'')之數目而言，在該殼體(10)之第一個沿軸向延伸的區段中，第一數目之排(29、29'、29'')配設有諸多捏合元件(24)，而且，在該殼體(10)之第二個沿軸向延伸的區段中，第二數目之排(29、29'、29'')配設有諸多捏合元件(24)，而其中，該第二數目係有別於該第一數目，以及，該殼體(10)之該第一個區段係對應該蝸桿軸(12)之沿軸向延伸的葉片元件(22)之數目為第三數目的第一區段，而且，該殼體(10)之該第二個區段係對應詤蝸桿軸(12)之沿軸向延伸的葉片元件(22)之數目為第四數目的第二區段，而其中，該第四數目係有別於該第三數目。
  15. 一種殼層或至少兩個可組合成一殼層的殼層部件，其中，在此殼層(16)中建構有由殼層(16)之內周面所界定的一空心內腔(18)，以及，在此殼層(16)中設有自殼層(16)之內周面至少局部地伸入此殼層(16)而用於諸多捏合元件(24)的諸多容置口(28至28Ⅴ )，其中，該等容置口(28至28Ⅴ )係以六個沿軸向在殼層(16)之內周面之至少一個區段的範圍內延伸的排(29、29'、29'')而佈置在殼層(16)之內周面上，其中，該等六個排(29、29'、29'')中皆包括至少三個用於諸捏合元件(24)的容置口(28至28Ⅴ )，其特徵在於： 在此殼層(16)之截面中視之，該等六個排(29、29'、29'')之用於諸捏合元件(24)的該等容置口(28至28Ⅴ )係不均勻地分佈在由殼層(16)之內周面所定義的周邊的範圍內，其中，第一排用於捏合元件(24)的容置口(28)與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第二排容置口(28Ⅰ )之間的角度(d1 )為80°至100°，第二排容置口(28Ⅰ )與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第三排容置口(28Ⅱ )之間的角度(d2 )為80°至100°，第三排容置口(28Ⅱ )與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第四排容置口(28Ⅲ )之間的角度(d3 )為20°至40°，第四排容置口(28Ⅲ )與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第五排容置口(28Ⅳ )之間的角度(d4 )為50°至70°，第五排容置口(28Ⅳ )與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第六排容置口(28Ⅴ )之間的角度(d5 )為50°至70°，以及，第六排容置口(28Ⅴ )與在殼層(16)之截面中視之為在殼層(16)之內周面上相鄰的第一排容置口(28)之間的角度(d6 )為20°至40°，而其中，所有相鄰的容置口之間的角度(d1 至d6 )的總和為360°。
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