專利名稱：連續(xù)揉合機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種揉合機(jī)或混合機(jī)，其中，兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別藏在一個(gè)室的兩個(gè)腔中。
在此之前，作為用于揉合天然橡膠或合成橡膠或用于混合和揉合橡膠和不同類型的添加劑，以將它們均勻地分散到橡膠中的設(shè)備，或用于將各種熱塑性彈膠體或高粘性液體與粉末材料或液態(tài)材料混合和揉合在一起的設(shè)備，或用于分散各種材料的設(shè)備，都以揉合機(jī)著稱，其中，葉片狀轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地被支承在密封的容器(室)中，而放入室中的揉合對(duì)象則循環(huán)地從轉(zhuǎn)子的軸向移動(dòng)至轉(zhuǎn)子的徑向。例如，在JP-A-24833(相當(dāng)于美國(guó)專利No.8434543)中所公開的密封型揉合機(jī)中，具有沿同一方向延伸的螺旋角的螺旋形葉片各自在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的軸的圓周上形成，而且這兩個(gè)轉(zhuǎn)子分別以不嚙合的狀態(tài)布置在以其側(cè)面彼此連通的兩個(gè)平行的圓柱形腔中。轉(zhuǎn)子沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，揉合對(duì)象在腔的每一個(gè)中沿軸向移動(dòng)并在腔之間交換。
圖7是側(cè)視圖，它示出了在上述專利文件中所描述的轉(zhuǎn)子，而圖8～10則為示意圖，它們示出了揉合對(duì)象在揉合機(jī)中的流動(dòng)，在該揉合機(jī)中裝有轉(zhuǎn)子。一對(duì)轉(zhuǎn)子1水平地布置在揉合機(jī)的室3的右面和左面的腔中，在其間有一定的距離，同時(shí)彼此保持平行的關(guān)系。轉(zhuǎn)子1a的軸的頸部在室3的兩側(cè)被可旋轉(zhuǎn)地支承，轉(zhuǎn)子軸的端部以其一端通過一齒輪系統(tǒng)(未示出)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連。轉(zhuǎn)子以同樣的速度沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。這些轉(zhuǎn)子1各自做有一長(zhǎng)的葉片5和一短的葉片6，它們沿軸向以預(yù)定的螺旋角延伸。轉(zhuǎn)子在機(jī)器中裝配成移動(dòng)一轉(zhuǎn)過的相角，以使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)彼此干涉，而且在此例子中，轉(zhuǎn)子在機(jī)器中以90°的相角差裝配就位。
在此例子中，左、右轉(zhuǎn)子1的葉片的螺旋方向是相同的。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子1沿相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，如同圖8和9中示意地所示，揉合對(duì)象在各自的腔2中沿軸向的移動(dòng)成為反向的，以使揉合對(duì)象在腔中沿軸向的移動(dòng)成為良好狀態(tài)。此外，靠近兩個(gè)腔2的端部，揉合對(duì)象沿軸向進(jìn)行交換。
其中的左、右轉(zhuǎn)子的葉片部分的螺旋方向是相同的而且轉(zhuǎn)子是沿相反方向旋轉(zhuǎn)的上述類型的揉合機(jī)可以改進(jìn)揉合對(duì)象在室中沿軸向的移動(dòng)性。不過，當(dāng)進(jìn)行所謂的連續(xù)操作，即在其中，揉合對(duì)象的原料連續(xù)地被供至室中，而產(chǎn)品又同時(shí)從室的排放出口被取出時(shí)，所得到的是一種所謂的短路的有害現(xiàn)象，此時(shí)，由于原料沿軸向的高移動(dòng)性，進(jìn)入室的材料供應(yīng)入口的原料立即移至排放出口，不能沿徑向(見

圖10)被均勻地混合，以致不能得到均勻地揉合的產(chǎn)品。因此，傳統(tǒng)的揉合機(jī)只能進(jìn)行批料處理，它們?cè)谏a(chǎn)率方面出現(xiàn)問題。
此外，在傳統(tǒng)的揉合機(jī)中，由于左、右轉(zhuǎn)子的葉片的螺旋方向是相同的，轉(zhuǎn)子沿相反方向旋轉(zhuǎn)，左、右轉(zhuǎn)子的相的位置在旋轉(zhuǎn)時(shí)沿軸向移動(dòng)。因此，在室中，揉合對(duì)象在腔之間的交換量變化。在室沿軸向的長(zhǎng)度短的情況下，相位移動(dòng)只限于小的范圍，它的影響可以忽略不計(jì)。不過，在室沿軸向的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，即長(zhǎng)度L與室的直徑D之比L/D較大時(shí)，其影響不能忽略。
本發(fā)明的目的為提供一連續(xù)型揉合機(jī)，其特征為，揉合對(duì)象在室中沿軸向的移動(dòng)量和揉合物在室中在腔之間的交換量保持成一平衡的狀態(tài)，由此，可以進(jìn)行揉合對(duì)象的連續(xù)處理。
本發(fā)明的另一目的為提供一連續(xù)型揉合機(jī)，其特征為，揉合對(duì)象沿室的徑向的分散度，即揉合對(duì)象在具有一對(duì)腔的室的中間部分(腔之間的連通部分)和在室的兩邊的分散度可以在短時(shí)間內(nèi)被均勻化。
按照本發(fā)明，提供一連續(xù)型揉合機(jī)，它包括一由一對(duì)平行的圓柱形腔形成的室和一對(duì)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，兩個(gè)腔在其側(cè)面彼此連通，轉(zhuǎn)子以彼此不嚙合的狀態(tài)藏在腔中，其特征為，每個(gè)轉(zhuǎn)子做成葉片形，葉片有一螺旋角并沿軸向有不變的橫截面，轉(zhuǎn)子在腔中的螺旋角的方向彼此相反，同時(shí)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸向的相位差保持不變。
圖1是按照本發(fā)明的連續(xù)型揉合機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的正視圖。
圖2是一示意圖，示出了揉合對(duì)象在按照本發(fā)明的揉合機(jī)的實(shí)施例中的流動(dòng)。
圖3是一示意圖，示出了揉合對(duì)象從按照本發(fā)明的揉合機(jī)的實(shí)施例的入口至出口的流動(dòng)。
圖4是一透視剖視圖，示出了作分散試驗(yàn)的按照本發(fā)明的密封型雙軸混合機(jī)。
圖5是一曲線圖，示出了按照本發(fā)明的混合物分散試驗(yàn)結(jié)果。
圖6是一曲線圖，示出了按照傳統(tǒng)的混合機(jī)的混合物分散試驗(yàn)結(jié)果。
圖7是傳統(tǒng)的批料型揉合機(jī)的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖8是一示意圖，示出了揉合對(duì)象在其中裝配有傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子的揉合機(jī)中的流動(dòng)。
圖9是一示意圖，示出了揉合對(duì)象在一傳統(tǒng)的揉合機(jī)中的流動(dòng)。
圖10是一示意圖，示出了揉合對(duì)象在一傳統(tǒng)的揉合機(jī)中從入口至出口的流動(dòng)。
下面參考附圖描述按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例。
參看圖1，一對(duì)具有被室3可旋轉(zhuǎn)地支承的轉(zhuǎn)子軸11的轉(zhuǎn)子10藏在室3的一對(duì)腔2中。通過轉(zhuǎn)子軸11的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子10沿相反方向旋轉(zhuǎn)，更具體一些，它們?nèi)绱诵D(zhuǎn)，以致它們的相向側(cè)(內(nèi)側(cè))從上向下旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，每個(gè)轉(zhuǎn)子10做有沿徑向突出并越過其整個(gè)長(zhǎng)度延伸的葉片10a、10b，而且這些葉片以不變的角度沿軸向螺旋形地扭曲。圖1示出了其螺旋角為8.7°的轉(zhuǎn)子。
每個(gè)轉(zhuǎn)子10有這樣的構(gòu)形，其垂直于軸線的剖面形狀沿軸向是相同的，而葉片10a、10b沿左、右轉(zhuǎn)子10的軸向的螺旋角是彼此相反的。轉(zhuǎn)子10在腔2中被布置成從軸向看去具有90°的相位差。如圖所示，轉(zhuǎn)子10的旋轉(zhuǎn)半徑R的長(zhǎng)度接近室3的中心C。
采用這種結(jié)構(gòu)以后，當(dāng)在室3的上部的中心從入口12供應(yīng)被揉合的材料并且左、右轉(zhuǎn)子10沿相反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，揉合對(duì)象沿轉(zhuǎn)子10的軸向移動(dòng)，并且沿同一方向被每個(gè)轉(zhuǎn)子10的葉片10a、10b的進(jìn)給作用移動(dòng)(見圖2)。
此時(shí)，左右轉(zhuǎn)子10在旋轉(zhuǎn)時(shí)的相位差沿軸向保持不變并在轉(zhuǎn)子的任何橫截面處均為90°，因此，沿軸向和沿徑向的移動(dòng)，即揉合對(duì)象在腔2之間的交換都同時(shí)進(jìn)行。揉合對(duì)象在腔之間的交換沿軸向總是恒定的，并且如圖3所示，揉合對(duì)象是螺旋形地移動(dòng)的，以便從室的一端(入口12)至另一端(排放出口13)畫出一螺旋形。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)從排放出口13取出的揉合對(duì)象的量，揉合對(duì)象在室3中的流動(dòng)就成為推流，它以不變的速度移動(dòng)，同時(shí)保持軸向和徑向的均勻性。即使材料連續(xù)地從入口12供應(yīng)，也決不會(huì)產(chǎn)生以前曾經(jīng)發(fā)生的短路并可從排放出口13取出良好的揉合好的對(duì)象。此外，考慮到保持軸向和徑向移動(dòng)的平衡，轉(zhuǎn)子的螺旋角最好在5°～30°之內(nèi)。
圖4是一透視剖視圖，示出了按照本發(fā)明的封閉型雙軸揉合機(jī)在將鋅白(ZnO)和合成橡膠(聚丁橡膠)分散和混合在一起的情況。橡膠試樣和鋅白從材料入口12被放入機(jī)器中，一對(duì)具有沿相反方向延伸的螺旋角的轉(zhuǎn)子10在腔2中沿相反方向旋轉(zhuǎn)?；旌虾玫脑嚇釉谑业闹胁亢蛡?cè)部從取樣管15取出。鋅白沿軸向的分散度按所經(jīng)過的時(shí)間一起評(píng)估。圖5是一曲線圖，示出了按照本發(fā)明的混合物的分散試驗(yàn)結(jié)果，圖6是一曲線圖，示出了傳統(tǒng)的混合機(jī)的分散試驗(yàn)結(jié)果，該傳統(tǒng)的混合機(jī)采用了具有沿同一方向延伸的螺旋角的轉(zhuǎn)子。在圖中，空心圓標(biāo)志示出在室的中心的分散度，三角形標(biāo)志示出在室的邊上的分散度。從這些試驗(yàn)結(jié)果的比較可清楚地發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明的連續(xù)型揉合機(jī)在室的中心和在邊上的分散度要比傳統(tǒng)的機(jī)器均勻得更快。這就說明，具有相反方向的螺旋線方向的轉(zhuǎn)子在腔之間所進(jìn)行的混合物交換要比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子好，而且混合物的流動(dòng)接近于推流，另外還說明，在連續(xù)的混合作業(yè)中，通過像推流一樣的流動(dòng)，很少在排放出口處產(chǎn)生短路。
如上所述，按照本發(fā)明，通過將室中的一對(duì)轉(zhuǎn)子的葉片的螺旋方向做成相反的方向，就可防止揉合對(duì)象在排放出口處的短路，揉合對(duì)象在室的腔之間的交換成為始終恒定的，可以改善揉合對(duì)象沿徑向的均勻性和可分散性，可以完成用于連續(xù)供給和取出材料的連續(xù)揉合處理，得到提高揉合對(duì)象的生產(chǎn)率和降低成本的效果。
權(quán)利要求
1．連續(xù)型揉合機(jī)，它包括一由一對(duì)平行的圓柱形腔形成的室和一對(duì)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，兩個(gè)腔在其側(cè)面彼此連通，轉(zhuǎn)子以不嚙合的狀態(tài)藏在腔中，其特征為，每個(gè)轉(zhuǎn)子做成葉片形，葉片有一螺旋角并沿軸向有不變的橫截面，轉(zhuǎn)子在腔中的螺旋角的方向彼此相反，同時(shí)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸向的相位差保持不變。
2．如權(quán)利要求1的揉合機(jī)，其特征為，上述相位差為90°。
3．如權(quán)利要求1的揉合機(jī)，其特征為，上述螺旋角為5°～30°。
全文摘要
一連續(xù)型揉合機(jī),它包括一由一對(duì)平行的圓柱形腔形成的室和一對(duì)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,兩個(gè)腔在其側(cè)面彼此連通,轉(zhuǎn)子以不嚙合的狀態(tài)藏在腔中,其特征為,每個(gè)轉(zhuǎn)子做成葉片形,葉片有一螺旋角并沿軸向有不變的橫截面,轉(zhuǎn)子在腔中的螺旋角的方向彼此相反,同時(shí)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),軸向的相位差保持不變。
文檔編號(hào)B29B7/34GK1230455SQ99104529
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者倉津正文, 西見晴行, 藤道治, 權(quán)藤豐彥 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社