CN1102612A - 真空捏合和挤出的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种真空捏合和挤出的方法，包括的步骤是，分 别地和连续地计量多种材料，并连续地将材料供入捏 合和脱气罐；将容纳材料的空间减压至真空，捏合供 入的多种材料，并使材料脱气；在减压条件下，通过多 级捏合装置捏合和输送材料；按预定的形状成型和挤 出已捏合的材料，同时也公开了实施该方法的设备。

Description

本发明涉及真空捏合和挤出的方法和设备，更具体地说，本发明涉及用于捏合，减压和按预定形状，化学材料进行挤出的真空捏合和挤出方法的改进，所说的化学材料，例如皂料或各种油类和脂肪，本发明还涉及实施上述方法的设备。

在传统的真空捏合和挤出的方法和设备中，如图6所示，待处理的多种材料利用分批式计量装置1进行单独地和间歇地计量。在混合装置31中适当地混合计量的材料。然后，在大气压条件下将混合物供到捏合装置32，该装置由两级造粒机构成，专门用于捏合混合物。用输送装置33将捏合的混合物输送到真空捏合和挤出装置34，该装置包括两级真空挤出机。然后，再捏合该混合物，并按预定的形状挤出，即经由成形机4。利用自动切割机5切割挤出的产品，并利用自动打印机6打上印记。

上述的传统的真空捏合和挤出设备，直至挤出阶段均使用大型的装置和机器。这些包括用于计量各种材料的计量装置，用于混合材料的混合装置，捏合装置，输送装置和真空挤出机。因此，总的来说该设备需要非常大的装配空间。该设备的另外缺点是，需要延伸的辅件，例如电线，空气和水的管道***。

此外，由于相互独立的安装各种装置，在从一装置输送到另一装置期间，处理中的材料会大量的消耗，或外来物质和大量空气会混合到材料中。

本发明的目的是提供一种真空捏合和挤出的方法，和真空捏合和挤出的设备，它具有总体上紧凑的结构以便实施上述的方法，它可以避免外来物质的和大量空气混入正在处理中的材料内，从而，经由真空操作可以获得质量均匀的压制品。

按照本发明，利用包括以下步骤的真空捏合和挤出的方法以实现上述的目的：

分别地和连续地计量多种材料，并将材料连续地供入捏合和脱气罐;

捏合供入的多种材料，并使容纳材料的空间减压至真空，使材料脱气;

在减压条件下通过多级捏合机捏合和输送材料，和

按预定的形状成形和挤出已捏合的材料。

本发明的另一方面，利用真空捏合和挤出设备来实现本发明的目的，所说的设备包括：计量装置，用于分别地和连续地计量和输出各种材料;捏合和减压罐，用于捏合从计量装置输送来的材料，并使容纳材料的空间减压;与捏合和减压罐连通的研磨和捏合装置，用于接受在减压条件下从捏合和减压罐输送来的材料，并用于捏合和输送材料;成形机，置于研磨和捏合装置的终端，用于按预定的形状成形和挤出已捏合的材料。

本发明具有下列效果：

（1）在单独的设备中连续地进行从计量到成形的所有步骤。在处理过程中材料消耗于外界和从外部进来外出物的可能性是最小的。

（2）连续地计量多种材料，并将其连续地供到捏合和脱气罐。因此，与分批计量材料，然后将其输送到捏合步骤的情况相比，本发明可以连续和有效地进行生产。

（3）从捏合到脱气步骤到挤出步骤在真空条件下进行，特别是进行捏合步骤。在研磨和捏合步骤期间，排除混入在处理中的材料内的空气。在减压的条件下进行研磨和捏合，更确切地说从处理中的材料排出空气，从而捏合的材料已受到严格的研磨。

（4）为实现从计量至挤出的各种装置成为一体，以省去传统的捏合装置，造粒机和输送机。因此，整个设备具有紧凑的结构。

（5）用于实现从计量到挤出步骤的简单和紧凑的设备，需要较少的线路和管道***，便于保养。

上述的真空捏合和挤出的方法，从计量步骤至研磨和捏合步骤排除材料的消耗和外来物质及空气混入材料内。因此，连续地捏合材料和有效地形成具有严格研磨的高质量的压制品。

按照本发明的真空捏合和挤出设备，除了上述的效果外，还具有总体结构紧凑和简单的优点。因此，该设备需要的装配空间减少，以及减少线路和管路***的费用。

下面更详细地描述如附图所示的本发明的最佳实施例，的将会更清楚理解本发明的上述和其它的目的，特征和优点。

图1是真空捏合和挤出设备以及后处理装置的说明性的总图;

图2是真空捏合和挤出设备的说明性的总图;

图3是研磨和捏合装置的局部放大图;

图4是捏合装置的局部截面图;

图5表示捏合装置的过滤器部分，其中（a）是正视图，（b）是侧视图;和

图6是传统的真空捏合和挤出设备以及后处理装置的说明性的总图。

参照附图更详细地描述按照本发明的真空捏合和挤出的方法和设备。

[真空捏合和挤出的方法]

首先描述按照本发明的真空捏合和挤出的方法。用该方法处理的可用的材料包括皂基和各种油类和脂肪。在这里总的说将此种材料称为正在处理的材料A。

如图1所示，按照本发明的方法包括：计量步骤，用于分别地和连续地计量多种材料，并将其连续地供入捏合和脱气罐2;捏合和脱气步骤，用于捏合被连续地供入的多种材料，并使容纳材料的空间减压至真空，使材料脱气;研磨和捏合步骤，在减压的条件下通过多级捏合装置捏合和输送材料;和成形步骤，用于按预定的形状成形和挤出已捏合的材料。上述的步骤及相继的步骤在下述（1）至（6）的程序中完成：

（1）计量步骤（Ⅰ）

根据正在处理的材料A的供入方向，在捏合和脱气罐2的上游，有用于计量和供给基本原料的第一计量装置7和用于计量和供给添加剂例如香料和染料的第二计量装置8，计量装置7和8各自连续地计量预定量的基本原料，香料和类似料，并连续地将其供到捏合和脱气罐2。

（2）捏合和脱气步骤（Ⅱ）

如图2所示，供入到捏合和脱气罐2的材料A被捏合螺杆17捏合，捏合螺杆17作为捏合装置安装在捏合和脱气罐2内。然后，材料A输送到从捏合和脱气罐2的下端延伸出的研磨和捏合装置3。在第一捏合机械装置19的下面设有真空室16，所说的第一捏合机械装置19位于捏合和脱气罐2内的捏全螺杆17的下端。真空室16与延伸到真空泵的通道连通，所以，真空室16限定一减压的空间。因此，在这种减压空间内，由于真空泵的减压作用，将正在处理的材料A脱气，小气泡和类似物从被捏合的材料中除去。

[3]研磨和捏合步骤（Ⅲ）

如图2所示，研磨和捏合装置3包括安装在输送管20内的输送螺杆21，和沿着输送管20内的输送通道设置的多个捏合机械装置9。输送管20内的空间与真空室16连通，而真空室16位于捏合和脱气罐2的下端。因此，由输送螺杆21输送正在处理的材料A，同时是在减压条件下受到研磨和捏合作用的。

[4]挤出步骤（Ⅳ）

成形模30与输送管20固定连接，以限定输送螺杆21的输送通道的下游端。由输送螺杆21按预定的条形挤出正在处理的材料A。

[5]切割步骤

从成形模30挤出的条形材料A，用切割装置5按预定的尺寸切割，根据材料的输送方向，切割装置设置在真空捏合和挤出设备的下游。

[6]压印步骤

正在处理的材料A的每一切块都压印商标，商品名和类似标记。

[真空捏合和挤出设备]

按照本发明的真空捏合和挤出设备如图1至4所示。

真空捏合和挤出设备包括计量装置1，用于分别地和连续地计量各种材料，捏合和脱气罐2，用于接受从计量装置1供入的材料A;研磨和捏合装置3以及成形机械装置4。另外，串联设置自动切割装置5和自动压印装置6，作为成形制品的后处理装置。

根据正在处理的材料A的供入方向，位于捏合和脱气罐2的上游的计量装置1，包括用于连续地计量和供给基本原料的第一计量装置7，和用于连续地计量和供给香料，染料和类似的添加剂的第二计量装置8。

第一计量装置7包括供料漏斗11，通过传感元件10，例如计力传感器吊挂在外壳9上;和螺旋输送器12，它与供料漏斗11的底部开孔连通。从上面供入的材料A，例如，皂基原料得到连续地计量，并以固定的量通过螺旋输送器12被连续地供到捏合和脱气罐2内。

第二计量装置8包括一原料罐13，用于贮存香料，染料和类似料，即作为被处理的添加材料;和一计量泵14，用于从原料罐13的底部抽取这些材料，并将其供入捏合和脱气罐2内。

捏合和脱气罐2包括接受料斗15，它限定一捏合区，用于捏合在处理中的材料A;和真空室16，它限定一脱气区，用于使朝向研磨和捏合装置3输送的已捏合的材料A减压，以便从正在处理的材料A内除去气体。

材料接受料斗15具有捏合螺杆17，它安装在脱气罐2的中心并在其中垂直延伸，以捏合供入的材料A，并推动材料A从底部出口输出。捏合螺杆17具有驱动马达18和捏合机械装置19，驱动马达18安装在其上端，捏合机械装置19安装在其下端，它与研磨和捏合装置3的捏合机械装置19相类似。该捏合螺杆17用力地将正在处理的材料A经捏合装置19向下喂入。

在控制料面的情况下从计量装置1和从捏合和脱气罐2供入材料A，从而材料A以预定的量恒定地存放在捏合和脱气罐2的接受料斗15内。虽然没有表示出，料面的控制是利用料面传感器，它用于探测供入到接受料斗15的材料A的料面的上限和下限，并利用一控制装置，以便根据料面传感器探测的结果控制螺旋输送器12，计量泵14和捏合螺杆17。

与接受料斗15的底部连通的真空室16与真空泵连接，未示出。接受料斗15的底部由往那里输入的材料A封闭。因此，真空室16可作为减压空间。

如图2至图4所示，研磨和捏合装置3包括输送螺杆21和多个捏合机械装置19，输送螺杆21安装在输送管20内，而多个捏合机械装置19沿输送管20内的输送通路设置。与真空室16连通的输送管20内的空间，置于捏合和脱气罐2的下面。这样，由于真空泵的作用输送管20也保持减压状态。因此，由输送螺杆21输送材料A，同时该材料在减压条件下受到研磨和捏合作用。

输送螺杆21包括第一螺杆21a，第二螺杆21b和第三螺杆21c，以形成多级螺杆。输送管20包括第一、第二和第三圆筒20a，20b和20c，用于相应地容纳螺杆21a，21b和21c。在相邻的螺杆21a，21b和21c和圆筒20a，20b和20c之间设置第一、第二和第三捏合机械装置19。

以置于第一螺杆21a和第三螺杆21b之间的第一捏合机械装置10为例，描述捏合装置19的结构。如图3和4所示，捏合装置19包括转盘22和固定盘23，转盘22连接于第一螺杆21a的尾端，随之旋转，并具有许多孔，沿螺杆21的轴向延伸，而固定盘23置于转盘22和第二螺杆21b之间，具有许多孔，沿螺杆21的轴向延伸。固定盘23的许多孔的直径小于转盘22上孔的直径。当正在处理的材料A被推过固定盘23和相对于固定盘23旋转的转盘22之间时，受到强有力的研磨和捏合作用。

第一、二和三螺杆21a、21b和21c固定一起同步旋转。第一螺杆21a和转盘22也固定在一起。

固定盘23被固定地支承于容纳第一螺杆21a的圆筒20a和容纳第二螺杆21b的圆筒20b之间的接合处。固定盘23通过塑料轴承可旋转地支承第一螺杆21a。

图2所示的标号24代表支架，用于支承第二和第三圆筒20b和20c。标号25代表冷却水通道。

图3至图5所示的标号26代表盘状筛网，用于过滤材料，标号27代表孔板，该孔板上的孔大于盘状筛网26上的网眼，而小于固定盘23上的孔，如图3至5所示。孔板27相对于固定盘23的孔来说使盘状筛网26得到加强，并与盘状筛网26结合以过滤正在处理的材料A。

根据正在处理的材料A的输送方向，过滤器与固定盘23的前表面方向相反，盘状筛网26被置于孔板27的上游。过滤器与置于其上游的转盘22之间的间距为大约1至3mm。盘状筛网26由金属材料（例如SUS304）构成，适用于捏合皂基材料的网目为大约＃20至＃50。＃20指的是具有每英寸有20根细丝交叉排列所限定的密度的筛网。孔板27由类似的金属材料构成（例如SUS304），厚度为大约1.0mm，具有的孔径为大约0.8mm，其开孔率大约30%，或是孔径为大约1.5mm，其开孔率大约40%。盘状筛网26和孔板27在它们的周边用合适的连接方式，例如钎焊连接。

如上所述确定盘状筛网26的网目，孔板27的厚度，孔径和开孔率和过滤器与转盘22之间的间距，如果皂基材料作为正在处理的材料A，上述的值易于使皂基材料中Omega晶体和beta晶体间的比值范围处于很适合于皂基的范围内。也就是说，如果网目，孔径，开孔率和间距所给定的值与上述的值十分不同，正在处理的材料A可能捏合的不足，以致缺少beta晶体，或是捏合的过度，以致缺少Omega晶体。含有大量Omega晶体的皂基材料不易溶解，而含有大量beta晶体的皂基材料的泡沫多。因此，根据优选的皂型材料在上述的范围内选择上述的值。有利的是可以制备不同值的过滤器，用于选择以满足要求的两种类型晶体之间的比值。

正如图2所示，成形装置4包括缩管28，多孔分流板29和成形模30，缩管28连接到输送管20的第三圆筒20c的尾端，在开启位置和关闭位置之间可围绕着垂直轴线摆动，而多孔分流板29置于缩管28的上游，成形模30置于缩管28的下游。

自动切割装置5置于真空捏合和挤出设备的下游。这是公知的切割装置，用于将从成形模30挤出的条形材料A切割成尺寸均匀的块料。

自动压印装置6是公知的压印装置，它位于自动切割装置5的下游，以便将输送到那里的材料A压印商标，商标名和类似的名称。

上述的实施例可有以下变形。

在上述的实施例中，磨碎和捏合装置3包括输送管20和输送螺杆21，每一个具有三级，即第一到第三。这是不受限制的，研磨和捏合装置3可以是两级，即具有第一和第二圆筒20a和20b，以及第一和第二螺杆21a和21b，或是可以四级或更多。

此外，研磨和捏合装置3可以包括具有两（或更多）排输送管20和输送螺杆21的双螺杆型，所说的两排输送管和输送螺杆平行排列以处理从捏合和脱气罐2送来的材料A。在这种情况下，两个图5所示的单螺杆型的过滤器，在其周边位置互相连接以构成双螺杆型。

按照本发明的真空捏合和挤出设备，可以用于处理皂料，油类和脂肪，塑料、粮食或药物。

Claims (12)

1、一种真空捏合和挤出方法，包括以下步骤：

分别地和连续地计量多种材料，并连续地将材料供入捏合和脱气罐；

将容纳材料的空间减压至真空，在真空下捏合供入的多种材料，并使材料脱气；

在减压条件下通过多级捏合装置捏合和输送材料；和

按预定的形状成形和挤出已捏合的材料。

2、按照权利要求1限定的真空捏合和挤出方法，其特征在于用第一计量装置计量和供给基本原料，根据处理中材料的供入方向，所说的第一计量装置置于捏合和脱气罐的上游，而利用第二计量装置计量和供给添加剂，例如香料和染料，第二计量装置也置于捏合和脱气罐的上游，利用各计量装置按预定的量连续地计量基本原料，香料和类似料，并将其连续地供入捏合和脱气罐。

3、按照权利要求1限定的真空捏合和挤出方法，其特征在于，按预定形状挤出的材料用切割装置将其切成预定的均匀的尺寸，根据材料输送的方向，所说的切割装置置于下游，切块的材料按预定的商标打上印记。

4、一种真空捏合和挤出设备，包括：

计量装置，用于分别和连续地计量和输出多种材料;

捏合和脱气罐，用于捏合从计量装置输送来的材料，并以减压的空间容纳送来的材料;

研磨和捏合装置，与捏合和脱气罐连通，用于接受在减压条件下从捏合和脱气罐送来的材料，并用于捏合和输送该材料;和

成形装置，置于研磨和捏合装置的终端，用于按预定的形状成形和挤出已捏合的材料。

5、按照权利要求4限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于，根据处理中材料的供给方向，将包括第一计量装置和第二计量装置的计量装置置于捏合和脱气罐的上游，第一计量装置用于连续地计量和供给基本原料，而第二计量装置用于连续地计量和供给香料，染料和类似的添加剂。

6、按照权利要求5限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于，第一计量装置包括供料漏斗和螺旋输送器，所说的供料漏斗通过传感元件，例如计力传感器吊挂在外壳上，而螺旋输送器与供料漏斗的底部开孔连通。

7、按照权利要求5限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于第二计量装置包括一原料罐和一计量泵，原料罐贮存作为被处理的添加材料的香料、染料和类似料，计量泵用于从原料罐的底部抽取这些材料，并将其供入捏合和脱气罐。

8、按照权利要求4限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于捏合和脱气罐包括接收料斗和真空室，接收料斗限定一捏合区，用于捏合正在处理的材料，真空室限定一脱气区，用于使朝向研磨和捏合装置输送的已捏合的材料A减压，以便从正在处理中材料内除去气体。

9、按照权利要求8限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于接受料斗具有捏合螺杆，它中心地设置和垂直地延伸，以捏合供入的材料，并推动材料从底部出口输出，捏合螺杆具有驱动马达和捏合装置，驱动马达安装在捏合螺杆的上端，而捏合装置安装在其下端，它与研磨和捏合装置的捏合装置相类似，该捏合螺杆用力地将正在处理的材料经捏合装置向下喂入。

10、按照权利要求4限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于研磨和捏合装置包括输送螺杆和多个捏合装置，输送螺杆安装在输送管内，而多个捏合装置在输送管内沿着输送通道设置，与真空室连通的输送管所限定的空间，置于捏合和脱气罐的下面，由于真空泵的作用输送管也保持减压状态。

11、按照权利要求10限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于，每个捏合装置包括转盘，它连接于输送螺杆的尾端，随之旋转，并具有许多孔，沿着输送螺杆的轴向延伸;盘状筛网和孔板，它们置于转盘和固定盘之间，盘状筛网的网目为＃20至＃50，根据处理中材料的输送方向，孔板置于盘状筛网的下游。

12、按照权利要求4限定的真空捏合和挤出设备，其特征在于，成形装置包括缩管，多孔分流板和成形模，缩管连接在输送管的圆筒的尾端，在开启位置和关闭位置之间可绕着垂直轴线摆动，而多孔分流板置于缩管的上游，成形模置于缩管的下游。

Images