CN110126117A - 一种双转子连续式密炼机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双转子连续式密炼机，属于连续式密炼机技术领域，一种双转子连续式密炼机，包括下支撑板，下支撑板的上端设有上支撑板，下支撑板与上支撑板之间连接有多个支撑杆，上支撑板的上端固定连接有设备固定板，设备固定板的上端固定连接有密炼室，密炼室的一侧依次设有传动机构、减速箱和第一电动机，密炼室内开凿有密炼腔，利用双转子非啮合式异向旋转的机械原理,通过双转子的高速旋转，现实转子对物料的充分糅合，从而现实物料的塑化及高分散性能，通过其高强度的混炼功能，确保物料经过其混炼后，实现充分的熔融、塑化，并确保物料的高度分散，生产过程中可实现喂料和造粒的连续性从而大大提高设备的生产能力。

Description

一种双转子连续式密炼机
技术领域
本发明涉及连续式密炼机技术领域，更具体地说，涉及一种双转子连续式密炼机。
背景技术
密闭式练胶机简称密炼机，又称捏炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。
物料加入密炼室后，就在由两个具有螺旋棱、有速比、相对回转的转子与密炼室壁，上、下顶栓组成的混炼***内受到不断变化反复进行的强烈剪切和挤压作用，使胶料产生剪切变形，进行了强烈的捏炼。由于转子有螺旋棱，在混炼时胶科反复地进行轴向往复运动，起到了搅拌作用，致使混炼更为强烈。
市场上最常用的密炼机一般都是分批式作业，也称作间歇式密炼机，最大缺点就是在这个过程中需要经常装卸料，机器在装卸料的过程中需要有短时间的空转，浪费了电能和人力成本，于是，出现了连续密炼机，连续式密炼机是一种根据作业程序的连续或非连续而命名的密炼设备，但现有的连续密炼机也有其缺点，由于现有的连续性密炼机转子的设计不够合理，它只能加工流行性强的材料，在原料的称量和计量方面要求严格，短期内小批量生产时成本较高。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种双转子连续式密炼机，它利用双转子非啮合式异向旋转的机械原理,通过双转子的高速旋转，现实转子对物料的充分糅合，从而现实物料的塑化及高分散性能，通过其高强度的混炼功能，确保物料经过其混炼后，实现充分的熔融、塑化，并确保物料的高度分散，生产过程中可实现喂料和造粒的连续性从而大大提高设备的生产能力。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种双转子连续式密炼机，包括下支撑板，所述下支撑板的上端设有上支撑板，所述下支撑板与上支撑板之间连接有多个支撑杆，所述上支撑板的上端固定连接有设备固定板，所述设备固定板的上端固定连接有密炼室，所述密炼室的一侧依次设有传动机构、减速箱和第一电动机，所述密炼室内开凿有密炼腔，所述密炼腔内转动连接有一对转子，所述转子包括进料段、混炼段和卸料段，且混炼段位于进料段和卸料段之间，所述第一电动机可将动力通过减速箱和传动机构传递至转子，所述密炼室上开凿有进料口和出料口，所述进料口位于进料段的正上方，所述出料口位于卸料段的正下方，所述上支撑板的上端固定连接有螺杆挤出机，所述下支撑板的上端固定连接有与螺杆挤出机相对应的支撑架，所述螺杆挤出机的一侧设有第二电动机，所述第二电动机为螺杆挤出机提供动力，所述螺杆挤出机包括接料口和材料挤出端，且接料口位于出料口的正下方，它利用双转子非啮合式异向旋转的机械原理,通过双转子的高速旋转，现实转子对物料的充分糅合，从而现实物料的塑化及高分散性能，通过其高强度的混炼功能，确保物料经过其混炼后，实现充分的熔融、塑化，并确保物料的高度分散，生产过程中可实现喂料和造粒的连续性从而大大提高设备的生产能力。
进一步的，所述下支撑板的一对侧壁上均固定连接有多个均匀分布的固定底脚，所述固定底脚上开凿有螺纹孔，便于将下支撑板固定连接在地面或其他平台。
进一步的，所述支撑杆与下支撑板和上支撑板之间均焊接有加强板，可大幅增大整体装置的强度。
进一步的，所述转子上涂有高强度防粘附涂层，所述高强度防粘附涂层原料包括聚四氟乙烯树脂、碳化硅和PEEK，聚四氟乙烯具有结晶度高，分子量大，分子中没有支链，氟原子紧密排布在C-C骨架的周围，C-F键能高和氟原子对主链起屏蔽作用等结构特点，这些特点决定了其具有摩擦系数小、不吸水、不粘、不燃和耐高温的特点；碳化硅可用来提高涂层的耐刮擦性；PEEK属于特种高分子工程塑料，其具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数，硬度能达到6H以上。
进一步的，所述高强度防粘附涂层的制备和涂覆步骤为：
一、对转子的表面进行清洁处理和糙化处理；
二、高强度防粘附涂层的质量配比为：成膜助剂4-6％，PEEK15-20％，碳化硅3-5％，添加剂0.5-1％，聚四氟乙烯40-60％，余量为水，以上物料充分混合备用；
三、将步骤二中混合均匀的物料涂覆在转子的表面，然后将转子在温度为400℃±10℃的温度下干燥10-20分钟，经人工或自然冷却至室温；
四、冷却至室温后，再次对转子的表面喷涂步骤二中混合均匀的物料,涂覆完成后，对转子表面所形成的涂层在380～400℃的温度下烘烤10～15分钟以使前后两次的涂层同时熔结并固定在转子上，即完成涂覆。
进一步的，所述转子表面的糙化处理方式为酸蚀、喷砂或磨砂中的一种，所述的涂覆方法为喷涂，处理和喷涂工艺均易于实现。
进一步的，所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机，所述螺杆为变径变导程的结构。
进一步的，所述螺杆包括输送段、突变段和计量段，所述输送段采用大导程，深螺槽的结构，所述突变段采用变径变导程的结构，让输送段的物料很快压缩进入计量段，把整个计量段的深螺槽完全的充满，从而极大地增加他的挤出产量，整个机筒采用螺旋式循环水道，尽可能的让筒体的物料温控能够很好地控制，让物料的产能得到最大的优化。
进一步的，所述进料口上固定连接有双进料管，所述双进料管的上端插接有进料辅助框，便于通过自动送料装置向密炼室内送料。
进一步的，所述密炼室内自带冷却水道，可连接外部冷却水，便于对密炼室进行温度调控。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案利用双转子非啮合式异向旋转的机械原理,通过双转子的高速旋转，现实转子对物料的充分糅合，从而现实物料的塑化及高分散性能；并具有间歇式密炼机不具有的连续性高强度混炼性能；连续密炼机通过其高强度的混炼功能，确保物料经过其混炼后，实现充分的熔融、塑化，并确保物料的高度分散，生产过程中可实现喂料和造粒的连续性从而大大提高设备的生产能力。
(2)下支撑板的一对侧壁上均固定连接有多个均匀分布的固定底脚，固定底脚上开凿有螺纹孔，便于将下支撑板固定连接在地面或其他平台。
(3)支撑杆与下支撑板和上支撑板之间均焊接有加强板，可大幅增大整体装置的强度。
(4)转子上涂有高强度防粘附涂层，高强度防粘附涂层原料包括聚四氟乙烯树脂、碳化硅和PEEK，聚四氟乙烯具有结晶度高，分子量大，分子中没有支链，氟原子紧密排布在C-C骨架的周围，C-F键能高和氟原子对主链起屏蔽作用等结构特点，这些特点决定了其具有摩擦系数小、不吸水、不粘、不燃和耐高温的特点；碳化硅可用来提高涂层的耐刮擦性；PEEK属于特种高分子工程塑料，其具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数，硬度能达到6H以上。
(5)转子表面的糙化处理方式为酸蚀、喷砂或磨砂中的一种，的涂覆方法为喷涂，处理和喷涂工艺均易于实现。
(6)螺杆挤出机为单螺杆挤出机，螺杆为变径变导程的结构。
(7)螺杆包括输送段、突变段和计量段，输送段采用大导程，深螺槽的结构，突变段采用变径变导程的结构，让输送段的物料很快压缩进入计量段，把整个计量段的深螺槽完全的充满，从而极大地增加他的挤出产量，整个机筒采用螺旋式循环水道，尽可能的让筒体的物料温控能够很好地控制，让物料的产能得到最大的优化。
(8)进料口上固定连接有双进料管，双进料管的上端插接有进料辅助框，便于通过自动送料装置向密炼室内送料。
(9)密炼室内自带冷却水道，可连接外部冷却水，便于对密炼室进行温度调控。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为本发明的结构示意图二；
图3为本发明的主视图；
图4为本发明的剖面图；
图5为图4中A处结构示意图；
图6为本发明的双转子俯视图；
图7为本发明螺杆挤出机中的螺杆剖视图；
图8为使用本发明后的工艺流程图。
图中标号说明：
1下支撑板、101固定底脚、102支撑杆、103加强板、104支撑架、2上支撑板、201设备固定板、3螺杆挤出机、301第二电动机、302接料口、303材料挤出端、4密炼室、401密炼腔、402转子、403进料口、404出料口、5减速箱、501第一电动机、502传动机构、6双进料管、601进料辅助框。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种双转子连续式密炼机，下支撑板1，下支撑板1的上端设有上支撑板2，下支撑板1与上支撑板2之间连接有多个支撑杆102，下支撑板1的一对侧壁上均固定连接有多个均匀分布的固定底脚101，固定底脚101上开凿有螺纹孔，便于将下支撑板1固定连接在地面或其他平台，支撑杆102与下支撑板1和上支撑板2之间均焊接有加强板103，可大幅增大整体装置的强度，上支撑板2的上端固定连接有设备固定板201，设备固定板201的上端固定连接有密炼室4，密炼室4的一侧依次设有传动机构502、减速箱5和第一电动机501，进料口403上固定连接有双进料管6，双进料管6的上端插接有进料辅助框601，便于通过自动送料装置向密炼室4内送料。
转子402的材质为合金钢，可选择真空淬火及渗氮处理，氮化层厚度0.5-0.8MM,硬度为950-1100HV,脆度≦1级，也可直接涂覆高强度防粘附涂层，转子402的螺纹顶部采用整体喷钨钢合金，转子402的直径为100MM/130MM，转子402的转数为40-600RPM，密炼室4内自带冷却水道，可连接外部冷却水，便于对密炼室4进行温度调控，密炼室4采用双金属结构，内衬套为耐磨合金衬套，采用铰链结构，方便密炼室4向上打开，密炼室4上同时配备液体加注口，密炼室4自带温控***，密炼室4分3个区，采用加热棒进行加热，每区温度可以独立控制，每一区都装有热电偶监测温度，密炼室4的卸料装置采用不锈钢材质，手动操作，出料口为电加热并配备热电偶进行温度监测，传动机构502包括传动齿轮减速箱，传动箱箱体为整体铸造件，箱体内部采用平行三轴式设计，将减速和扭矩合为一体，传动箱速比为2.5：1，齿轮为淬火调质合金钢；减速箱为单级减速，运转系数≥1.5AGMA 218.01。减速箱5自带两个直连密炼转子的低速轴和低速联轴器；整套设备控制***采用西门子S7-1200PLC,TP1200HMI控制，以太网通讯，带独立操作平台。
请参阅图4-5，密炼室4内开凿有密炼腔401，密炼腔401内转动连接有一对转子402，转子402包括进料段、混炼段和卸料段，且混炼段位于进料段和卸料段之间，第一电动机501可将动力通过减速箱5和传动机构502传递至转子402，密炼室4上开凿有进料口403和出料口404，进料口403位于进料段的正上方，出料口404位于卸料段的正下方，上支撑板2的上端固定连接有螺杆挤出机3，下支撑板1的上端固定连接有与螺杆挤出机3相对应的支撑架104，螺杆挤出机3的一侧设有第二电动机301，第二电动机301为螺杆挤出机3提供动力，螺杆挤出机3包括接料口302和材料挤出端303，且接料口302位于出料口404的正下方。
转子402上涂有高强度防粘附涂层，高强度防粘附涂层原料包括聚四氟乙烯树脂、碳化硅和PEEK，聚四氟乙烯具有结晶度高，分子量大，分子中没有支链，氟原子紧密排布在C-C骨架的周围，C-F键能高和氟原子对主链起屏蔽作用等结构特点，这些特点决定了其具有摩擦系数小、不吸水、不粘、不燃和耐高温的特点；碳化硅可用来提高涂层的耐刮擦性；PEEK属于特种高分子工程塑料，其具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数，硬度能达到6H以上，高强度防粘附涂层的制备和涂覆步骤为：
一、对转子402的表面进行清洁处理和糙化处理，转子402表面的糙化处理方式为酸蚀、喷砂或磨砂中的一种，的涂覆方法为喷涂，处理和喷涂工艺均易于实现；
二、高强度防粘附涂层的质量配比为：成膜助剂4-6％，PEEK15-20％，碳化硅3-5％，添加剂0.5-1％，聚四氟乙烯40-60％，余量为水，以上物料充分混合备用；
三、将步骤二中混合均匀的物料涂覆在转子402的表面，然后将转子402在温度为400℃±10℃的温度下干燥10-20分钟，经人工或自然冷却至室温；
四、冷却至室温后，再次对转子402的表面喷涂步骤二中混合均匀的物料,涂覆完成后，对转子402表面所形成的涂层在380～400℃的温度下烘烤10～15分钟以使前后两次的涂层同时熔结并固定在转子402上，即完成涂覆。
螺杆挤出机3为单螺杆挤出机，请参阅图7，螺杆为变径变导程的结构，螺杆包括输送段、突变段和计量段，输送段采用大导程，深螺槽的结构，突变段采用变径变导程的结构，让输送段的物料很快压缩进入计量段，把整个计量段的深螺槽完全的充满，从而极大地增加他的挤出产量，整个机筒采用螺旋式循环水道，尽可能的让筒体的物料温控能够很好地控制，让物料的产能得到最大的优化。
使用时，将混合后的物料从进料口403倒入密炼腔401中，物料会从进料段进入混炼段，并在混炼段进行密炼，之后进入卸料段，从出料口404再进入接料口302中，经螺杆挤出机3挤出，请参阅图8，使用本发明后，整体生产的工艺流程可以为：物料(包括各种粉料、粒料、添加剂等)经过增重式计量秤计量后，进入低速预混混合器混合，再进入失重式计量加料***向密炼腔401内连续加料，并将材料挤出端303与连续混炼造粒***连接，借助于失重计量秤，将混合后的物料以一定的比例和流率连续地加入到密炼室4中进行混合，实现各组分的均匀分散，熔融的物料通过出料口404均匀流出并进入到螺杆挤出机3中建立足够的压力，通过材料挤出端303挤出，经过造粒机切成所需要的颗粒，并经过离心脱水机干燥，得到最终成品。
本方案利用双转子非啮合式异向旋转的机械原理,通过双转子的高速旋转，现实转子对物料的充分糅合，从而现实物料的塑化及高分散性能，通过其高强度的混炼功能，确保物料经过其混炼后，实现充分的熔融、塑化，并确保物料的高度分散，生产过程中可实现喂料和造粒的连续性从而大大提高设备的生产能力。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双转子连续式密炼机，包括下支撑板(1)，其特征在于：所述下支撑板(1)的上端设有上支撑板(2)，所述下支撑板(1)与上支撑板(2)之间连接有多个支撑杆(102)，所述上支撑板(2)的上端固定连接有设备固定板(201)，所述设备固定板(201)的上端固定连接有密炼室(4)，所述密炼室(4)的一侧依次设有传动机构(502)、减速箱(5)和第一电动机(501)，所述密炼室(4)内开凿有密炼腔(401)，所述密炼腔(401)内转动连接有一对转子(402)，所述转子(402)包括进料段、混炼段和卸料段，且混炼段位于进料段和卸料段之间，所述第一电动机(501)可将动力通过减速箱(5)和传动机构(502)传递至转子(402)，所述密炼室(4)上开凿有进料口(403)和出料口(404)，所述进料口(403)位于进料段的正上方，所述出料口(404)位于卸料段的正下方，所述上支撑板(2)的上端固定连接有螺杆挤出机(3)，所述下支撑板(1)的上端固定连接有与螺杆挤出机(3)相对应的支撑架(104)，所述螺杆挤出机(3)的一侧设有第二电动机(301)，所述第二电动机(301)为螺杆挤出机(3)提供动力，所述螺杆挤出机(3)包括接料口(302)和材料挤出端(303)，且接料口(302)位于出料口(404)的正下方。
2.根据权利要求1所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述下支撑板(1)的一对侧壁上均固定连接有多个均匀分布的固定底脚(101)，所述固定底脚(101)上开凿有螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述支撑杆(102)与下支撑板(1)和上支撑板(2)之间均焊接有加强板(103)。
4.根据权利要求1所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述转子(402)上涂有高强度防粘附涂层，所述高强度防粘附涂层原料包括聚四氟乙烯树脂、碳化硅和PEEK。
5.根据权利要求4所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述高强度防粘附涂层的制备和涂覆步骤为：
一、对转子(402)的表面进行清洁处理和糙化处理；
二、高强度防粘附涂层的质量配比为：成膜助剂4-6％，PEEK15-20％，碳化硅3-5％，添加剂0.5-1％，聚四氟乙烯40-60％，余量为水，以上物料充分混合备用；
三、将步骤二中混合均匀的物料涂覆在转子(402)的表面，然后将转子(402)在温度为400℃±10℃的温度下干燥10-20分钟，经人工或自然冷却至室温；
四、冷却至室温后，再次对转子(402)的表面喷涂步骤二中混合均匀的物料,涂覆完成后，对转子(402)表面所形成的涂层在380～400℃的温度下烘烤10～15分钟以使前后两次的涂层同时熔结并固定在转子(402)上，两次膜的厚度均为20-40微米，即完成涂覆。
6.根据权利要求5所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述转子(402)表面的糙化处理方式为酸蚀、喷砂或磨砂中的一种，所述的涂覆方法为喷涂。
7.根据权利要求1所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述螺杆挤出机(3)为单螺杆挤出机，所述螺杆为变径变导程的结构。
8.根据权利要求7所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述螺杆包括输送段、突变段和计量段，所述输送段采用大导程，深螺槽的结构，所述突变段采用变径变导程的结构。
9.根据权利要求1所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述进料口(403)上固定连接有双进料管(6)，所述双进料管(6)的上端插接有进料辅助框(601)。
10.根据权利要求9所述的一种双转子连续式密炼机，其特征在于：所述密炼室(4)内自带冷却水道，所述冷却水道可连接外部冷却水。
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