TW464535B - Continuous kneading machine - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 6453 5 A7 __B7 五、發明說明（1 ) 發明背景 本發明有關一種揉製裝置或混合裝置，其中二轉子分 別置於一容室之二內腔中。 迄今’就揉製天然或合成橡膠之裝置或混合揉製橡膠 及各種添加劑均勻散入橡膠中之裝置，或混合各式熱塑性 彈性體或高黏性流體配合粉未或液體材料，或分散材料等 揉製裝置中，刀片狀轉子轉動地支承於一密封容室中，而 放入容室之揉製物由轉子轉向移動至轉子徑向以循環。例 如，JP — A — 8 - 24833 (對應美國專利 4 8 3 4 5 4 3號）所揭密封式揉製裝置中，具螺旋角延 伸於同一方向之螺旋刀片分別置於二轉子之軸圓周上，而 二轉子分別以脫離狀況安排於以其側面彼此連通之二平行 圓柱內腔中。轉子相反方向轉動，揉製物移動於各內腔中 軸向，且於內腔間互換。 圖7爲上述專利中轉子側視圖，圖4顯示揉製裝置結 合轉子時揉製物之流動》—對轉子1水平安排於揉製裝置 之容室3左右內腔中，其間具一定距離•彼此保持平行。 轉子1 a軸之頸部轉動地支承於容室3二側*轉子軸一側 之端部經齒輪系統（未示）接至一驅動馬達。轉子以同速 於相反方向轉動。轉子1各具一長刀片5及一短刀片6 ’ 以一定螺旋角延伸於軸向。轉子組合於裝置中’偏移轉角 之相位，故轉子轉動時不會彼此干涉，組合於裝置之轉子 於一位置具90°相位差。 本例中，左右轉子1之刀片螺旋方向相同。故轉子1 I I I ---lil — ιΛ裝·！一訂------- I . <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 太纸張尺麾迪用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) -4- A7 464535 __B7__ 五、發明說明（2 ) 反向轉動時•揉製物分別於內腔2中軸向移動如圖8及9 示爲反向，故揉製物於內腔中軸向移動狀況良好。並於二 內腔2端處軸向地進行揉製物互換》 上述揉製裝置中，左右轉子之刀片部螺旋方向相同， 而轉子反向轉動，提高揉製物在容室中軸向移動性。但當 揉製物原物料連續供入容室，同時由容室排出口取出，即 連續進行時，出現不利狀況，即所謂快速通過（short pass )，進入容室入口之原物料未均勻地徑向混合隨即排出* 源於原物料軸向高速移動，致揉製成品不均勻。故習知揉 製裝置僅供批量處理，對生產力有問題。 此外，習知揉製裝置中，因左右轉子之刀片部螺旋方 向相同，但轉子反向轉動，轉動時左右轉子相位於軸向位 置變換。因此，內睦間揉製物之互換量有所變化。若容室 軸向長度不足，相位變換範圍有限，影響不大》但若容室 軸向長度過長，即容室直徑D與長度L之L/D比過大， 影響即不容忽視。 本發明爲一種連續揉製裝置，其中容室中軸向之揉製 物移動量及容室中內腔間之揉製物互換量保持平衡，故完 成揉製物連續處理。 本發明另一目的提供連續揉製裝置，其中揉製物於容 室徑向之分散度，即揉製物於具一對內腔之容室中心部之 分散度（內腔間連通）及於容室二側之分散度短時間內即 可均勻β 根據本發明，提供連續揉製裝置包含一容室，係由一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 * 297公釐> -!111 - — — — — — ΙΛ * ! I I I I I n #SJillllllll ( I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 -5- A7 4 6 4 5 3 5 _____B7 _ 五、發明說明（3 ) 對平行圓柱內腔以側面彼此連而成’及一對可轉動轉子以 彼此脫離狀態置於內腔中，其中各轉子爲刀片形，具螺旋 角，且軸向爲固定截面，轉子於內腔中之螺旋角方向彼此 相反1轉子轉動時軸向相位差保持固定。 圖式簡要說明 圖1爲本發明連續揉製裝置一例之轉子前視圖。 圖2爲本發明揉製裝置一例中揉製物流示意圖。 圖3爲本發明揉製裝置一例中，揉製物由入口流至出 □示意圖。 圖4爲本發明密封式雙軸向混合裝置於分散測試時立 體圖。 圖5顯示本發明混合之分散測試結果。 圖6顯示習知混合裝置之混合後分散測試結果* 圖7爲習知批量揉製裝置之轉子側視圖。 圖8爲習知轉子組合時揉製裝置中揉製物之流動示意 圖。 圖9爲習知揉製裝置中揉製物流動示意圖。 圖10爲習知揉製裝置中揉製物由入口流至出口之示 意圖。 主要元件對照表 1 轉子 5 刀片

In--I I I I I I J - ---- --- ^« — ——1 —---I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS)A4現格（210x297公釐） -6 - 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 46 453 5 A7 _B7 五、發明說明（4 ) 3 容 室 2 內 腔 1 a 轉子 L 長度 D 直 徑 1 0 轉 子 1 1 軸 1 0 a 刀 片 1 0 b 刀 片 R 半 徑 1 2 入 □ C 中 心 1 3 出 □ 15 管 較佳實施例詳細說明 參考圖式說明本發明一較佳實施例。 參考圖1，轉動支承於一容室3中之一對轉子10， 具有轉子軸11，係置於容室3之一對內腔2中。令轉子 軸1 1轉動，轉子1 0反向轉動，即其面對側（內側）由 上至下轉動。如圖1示，各轉子10之刀片10a ， 1 0 b突出於直徑方向而延伸於整個長度，這些刀片等角 螺旋繞於軸向。圖1顯示轉子之螺旋角爲8.7° 。 各轉子1 0之形狀中，垂直於軸線之截面於軸向爲相 本紙張尺庠適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 χ 297公爱） --II---- ----^裝 * 1 I I I ---訂-----I (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 46453^ A7 __B7_ 五、發明說明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同，而左右轉子10之軸向中刀片l〇a ，l〇b螺旋角 彼此相反。轉子1 0安排於內腔2中·，由軸向觀察具 90°相位差。圖中，轉子1〇之轉動半徑R爲接近容室 3中心之長度。 如此，當欲揉製物料由容室3上部中央之入口 1 2供 應，而左右轉子1 0反向轉動，藉各轉子1 0刀片1 0 a ，：L〇b饋送，揉製物同向移動於轉子10軸向（圖2) 。此時，左右轉子1 0轉動時之相位差於軸向保持固定， 就轉子任何截面均爲90° *故軸向與徑向之移動同時完 成，即揉製物於內腔2間互換同時完成》如此內腔間揉製 物互換於軸向爲固定，如圖3，揉製物螺旋移動，由容室 (入口 12)—端螺旋抽引至另一端（出口 13)。適度 調整由出口 1 3取出之'揉製物量，容室3中揉製物流動成 爲塞流（plug-flow )，以等速移動，軸向與徑向保持均勻 。即使由入口 1 2連續供應物料，不會發生快速通過，由 出口 1 3取得良好揉製物。尤其，轉子螺旋角宜介於5° 至30° ，視軸向及徑向保持平衡移動》 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 圖4爲本發明之密封式雙軸向揉製裝置立體圖，用於 分散及混合鋅白（ZnO)於合成橡膠（丁二烯）。樣品 橡膠與鋅白由入口 1 2放入裝置，一對具反向螺旋角之轉 子1 0於內腔2中反向轉動。由容室中央及側邊之樣品管 取出混合樣品。評估鋅白於軸向隨時間經過之分散度。圖 6顯示本發明混合之分散結果測試，圖6爲習知混合裝置 之分散結果，習知裝置之轉子之螺旋角爲同向延伸。圖中 -8- 本紙張尺度適用中國因家標準（CNS)A4規格（210 * 297公* ) 464535 A7 B7 五、發明說明（6 ) ，白圓點爲容室中央分散度，三角點爲容室側點分散度9 由比較可知，本發明連續揉製裝置之容室側邊及中央處分 散度較習知裝置更快均句。此呈現具反向螺旋角之轉子就 內腔間混合互換之效果較習知轉子佳，混合物流動接近塞 流，顯示連續混合時，塞流幾乎不會在排出口出現快速通 過。 如上述，根據本發明，令容室中一對轉子刀片之螺旋 方向爲反向*防止排出口出現揉製物快速通過，容室之內 腔間揉製物互換量保持固定，提高揉製物徑向均勻分散度 ，故完成連續揉製以連續供應及取出物料，提高揉製物生 產力，降低成本。 ----------—-裝 *-------訂----- !線{ I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公笼） -9-

Claims (1)

1. A t) A53 5 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種連續揉製裝置，包含一容室，係由一對平行 圓柱內腔以其側邊彼此連通而成，及一對可轉動轉子以脫 離狀態置於內腔中，其中各轉子爲刀片形，具一螺旋角， 且軸向爲固定截面，內腔中轉子之螺旋角方向彼此相反， 而轉子轉動時軸向之相位差保持固定》 2 ·如申請專利範圍第1項之揉製裝置，其中相位差 爲 9 0 ° 。 3 .如申請專利範圍第1項之揉製裝置’其中螺旋角介於5 °至3 0 ° 。 (请先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙张尺度速用中國a家揉準< CNS ) Α4洗格（210X297公嫠） -10 -