專利名稱：密閉式混合機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通過使混合室的混合用轉子旋轉而將被混材料進行混合的密閉式混合機。詳細地說，本發(fā)明涉及在混合中對混合室內(被混材料)上升的溫度進行控制的構造，進而涉及使混合室內的被混材料的流動性提高的構造。
背景技術：
一直以來，密閉式混合機的技術已被公知。
例如，有特開平9-220718號公報所公開的裝置。該公報的裝置是具有腔室及2個轉子的密閉式混合機，該腔室形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室，該轉子收納在前述混合室內且通過旋轉將被混材料進行混合，在腔室內形成第1熱傳遞通路，該第1熱傳遞通路以各混合用轉子為中心并在混合室的外側放射狀地顯現(xiàn)為剖面長孔形狀，在混合室的軸方向的兩端間延伸并使控制流體循環(huán)，該熱傳遞通路的剖面長孔形狀以混合用轉子的旋轉徑方向的長度比混合用轉子的旋轉圓周方向的寬度大的方式作成。通過這些構成，在混合中對混合室內(被混材料)上升的溫度進行控制。
可是，特開平9-220718號公報的密閉式混合機的腔室內壁形狀因為腔室半徑一定而成為半筒狀，成為光滑的形狀。其結果，混合中的被混材料在與腔室內壁的接觸面上易于滑動，該接觸面有時變得難于更新。即，因為被混材料在該接觸面附近難于被均勻地混合，所以產(chǎn)生了不能有效地控制被混材料的溫度的問題。
此外，被混材料與腔室內壁的接觸面積有限也使溫度控制受到限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題如上所述，接著對用來解決該問題的機構進行說明。
即，本發(fā)明的密閉式混合機具有形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室的腔室、和收納在前述混合室內且通過旋轉將被混材料進行混合的2個轉子，在該密閉式混合機中，在前述腔室的內壁與前述轉子的表面的至少一方上設有多個凹部或凸部。
由于凹部或凸部防滑而能夠不使被混材料滑行地進行把持，所以易于進行材料流的更新。此外，由于通過凹部或凸部所形成的上述把持作用，對被混材料給予充分的剪切而提高分散性，所以提高混合品質。并且，由于因腔室內壁或轉子的表面積變大而提高穿過腔室或轉子的除熱性能，所以能夠增大可投入到被混材料中的混合能量直至達到規(guī)定排出溫度，能夠提高混合質量。
可以使前述凹部是在與前述混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的槽。
通過與旋轉方向交叉并指向混合用轉子軸方向的凹部，能夠促進被混材料向混合用轉子的軸方向流動，可有效地進行被混材料與腔室內壁的接觸面的更新。即，促進與腔室內表面接觸的被混材料面的更新，提高除熱作用，并且通過利用凹部所形成的被混材料的流動的促進作用來提高分布性。由此，因為能夠提高被混材料溫度的控制性能，所以能增大可投入到被混材料中的混合能量直至達到規(guī)定排出溫度，提高混合質量。
可使前述凸部是在與前述混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的突起。
通過與旋轉方向交叉并指向混合用轉子軸方向的凸部，能夠促進被混材料向混合用轉子的軸方向流動，有效地進行被混材料與腔室內壁的接觸面的更新。即，促進與腔室內表面接觸的被混材料面的更新，提高除熱作用，并且通過利用凹部所形成的被混材料的流動的促進作用來提高分布性。由此，因為能夠提高被混材料溫度的控制性能，所以能增大可投入到被混材料中的混合能量直至達到規(guī)定溫度，提高混合質量。


圖1是表示本發(fā)明的密閉式混合機的整體構成的剖視圖。
圖2是圖1的Z-Z剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的密閉式混合機的腔室內壁的展開的圖。
圖4是表示凹部的圓周方向的剖面的圖。
圖5是表示凹部的軸方向的剖面的圖。
圖6是表示在轉子上設有凹部的例子的圖。
圖7是表示驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的被混材料的溫度與比能供給量的關系的圖。
圖8是表示驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的孟納粘度與比能供給量的關系的圖。
圖9是表示驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的碳分散度與比能供給量的關系的圖。
具體實施例方式
接著，對發(fā)明的實施方式進行說明。
圖1是表示本發(fā)明的密閉式混合機的整體構成的剖視圖。圖2是圖1的Z-Z剖視圖。
密閉式混合機X具有腔室1及2個轉子4，該腔室形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室8，該轉子收納在前述混合室8內且通過旋轉將被混材料進行混合。
在腔室1的上方設有材料壓入裝置A，在腔室1的下方設有排出機構B，在腔室1的外周上設有冷卻機構C。
材料壓入裝置A備有設于混合室8的上方的供給口7、壓入到供給口7內的上頂栓6、和對應混合室8的壓力使該上頂栓6升降自如的浮動支承機構而成。
從未圖示的縱長滑槽投入到供給口7內的被混材料(橡膠等)通過上頂栓6的升降而被壓入混合室8內，利用通過混合室8內的壓力而升降的上頂栓6的下方來劃分混合室8。
排出機構B備有設于混合室8的下方的排出口3、開閉自如地關閉該排出口3的吊門2、用于將吊門2維持在封閉狀態(tài)的插銷5。
該吊門2，在混合被混材料時，在混合室8的下方用門頂部2a來閉塞在混合用轉子4、4的軸方向上延伸的排出口3并能夠由混合用轉子4、4對被混材料進行混合，此外，在被混材料混合后，以支點2b為中心向下方旋轉下落地打開，從而能夠排出被混材料。另外，通過未圖示的油壓控制裝置的吊門控制回路來進行吊門2的開閉。
插銷5以被按壓到吊門2上并在腔室1一側頂住吊門2來保持正在混合被混材料的混合室8內的密閉性的方式夾緊，此外能夠在被混材料混合后從吊門2退離來開放吊門2(夾緊解除)。
冷卻機構C在腔室1的外周，由設于外周部分的通路21形成，該外周部分是除了設有材料壓入裝置A與排出機構B的部分之外的部分。通路21在腔室1的軸方向上配設為冷卻介質蛇形地流動，有效地冷卻腔室1的內周。通常運轉時強制性地使冷卻介質在該通路21內流通。但是，該冷卻機構C也能夠使加熱介質流通來進行加熱。在該軸方向上成為蛇形的通路21由焊接套管構造、鉆孔構造或鑄造孔構造等形成。
如圖1所示，該腔室1與上頂栓(材料壓入裝置A)6的下部及吊門2的門頂部2a(排出機構B)一起形成剖面為2個橫向連通的圓，如圖2所示，形成側面由端板21封閉的筒狀密閉的混合室8。在該混合室8內配置有旋轉的2個混合用轉子4、4。
如圖2所示，在腔室1內的轉子15、16上分別各設有2片長翼15a、16a與短翼15b、16b。這些翼15a、16a、15b、16b從轉子15、16的兩端到中央側朝向轉子15、16的反轉方向傾斜，一方為送進翼而另一方為返回翼。兩翼之間的相位在旋轉方向上錯開，兩翼相互獨立。
圖示例的轉子15、16按不同方向旋轉，成為相互不嚙合的非嚙合式，按不同方向旋轉的旋轉速度以一定比率(例如，1比1.2)不同。另外，本實施方式的密閉式混合機的轉子15、16不限于上述的裝置。例如，轉子15、16也可以是不限于上述的不同方向旋轉，而是以相同速度旋轉的嚙合式裝置。此外，轉子15、16的翼的數(shù)量為1片或3片都可以，該翼的配置也可以不同。
在圖2的腔室1內，轉子15、16按不同方向旋轉，成塊的被混材料在轉子15、16的葉片前端與腔室1的內壁的頂隙中受到剪切作用、并在長翼15a、16a與短翼15b、16b的傾斜方向上流動，進行使添加劑均勻地混入到被混材料中的所謂總體分散。
此外，因為一方的轉子15與另一方的轉子16按相互不同的方向旋轉，所以被混材料也在左右的混合室相互之間流動。由此，如圖2的①所示，在腔室1內，被混材料整體逐漸較大地作旋轉流動，進行使添加劑均勻地混入到被混材料中的所謂總體分散。
如圖1所示，在腔室1的內壁上，在與混合用轉子4的旋轉方向交叉的方向上設有凹部9。
圖3是表示腔室1的內壁的展開例的圖。
如圖3(a)的凹部9a所示，相對于轉子4的旋轉方向垂直地(轉子4的軸方向)設有槽。或者，如圖3(b)所示，可以螺旋狀地設置具有規(guī)定的螺旋角的凹部9b那樣的槽。另外，圖3(a)的螺旋角為0度，圖3(b)的螺旋角為0～60度。
通過設置這樣的槽，能夠得到被混材料相對于腔室內壁面的防滑效果，其結果，能夠有效地進行被混材料與腔室內壁1的接觸面的更新，提高被混材料的分配性并且提高被混材料溫度的控制性能，因此，能夠增大可以投入到被混材料中的混合能量直至規(guī)定排出溫度，能夠提高混合質量。并且，能夠促進被混材料向轉子4的軸方向流動。
另外，如圖3所示，通過在與混合轉子的旋轉方向交叉的方向上設置延伸的槽，能夠進一步提高上述效果。此外，圖3(a)、圖3(b)的凹部因為是槽形，所以易于加工。
如圖4所示，凹部9是半徑為R1的圓弧槽，以與直徑為D2的內切圓相切的方式在圓周上按等分角α配設，其中，D2相對于腔室1的內徑D1大距離H左右。雖然距離H是機械尺寸而有所不同，但例如實驗尺寸時較淺為1.0～2.0mm。在這里，距離H相對于內徑D1的比率優(yōu)選地為0.5～2％。另一方面，半徑R1較大，為距離H的3倍以上。因此，凹部9形成為淺且寬的槽。由此，被混材料不滯留在凹部9內。另外，減小等分角α且增大半徑R1時，凹部9能夠比半徑D1的殘留凸部(堤狀突出部)更寬。通過這樣地相對于凸部而相對地減小凹部的構成，能夠減少材料在凹部中的滯留。
如圖5所示，凹部9的軸方向兩端設置為與端板21具有規(guī)定距離L1、L2左右。L1比L2長，L1位于轉子15、16的短翼一側，L2位于轉子15、16的長翼一側。此外，凹部9的軸方向兩端以半徑為R2的球形形狀而光滑地連接到混合室8的內周上。
上述構造的密閉式混合機，從安裝于供給口7上的上述縱長滑槽供給被混材料，使上頂栓6下降，將其壓入通過插銷5夾緊并用吊門2密閉的混合室8內。被壓入的被混材料通過旋轉著的各混合用轉子4、4而以掃過具有凹部9的腔室1的內壁的方式進行混合?；旌辖Y束后，插銷5退離吊門2而解除夾緊，吊門2以支點2b為中心并以旋轉下落的方式打開，被混材料從排出口3排出。在被混材料排出后，為了準備下次混合，吊門2以支點2b為中心向上方旋轉，閉塞混合室8的排出口3。如果關閉吊門2，則利用插銷5按壓在吊門2上來保持混合室8內的密閉性地進行夾緊。從供給口7通過上頂栓6將被混材料壓入混合室8內而開始再次混合。上述構造的密閉式混合機X反復進行這樣的混合循環(huán)。
本實施方式的密閉式混合機通過設于腔室1內的凹部9，腔室1內壁的面積變大，并且槽狀的凹部9防滑而能夠把持被混材料。此外，通過沿著腔室1的軸方向設置槽狀的凹部9，能夠促進軸方向的材料流動。由此，加速與腔室1的內表面接觸的材料面的更新，提高腔室1的冷卻機構C的除熱性能。通過提高該除熱性能，能夠增大可投入到被混材料中的混合能量直至達到規(guī)定排出溫度，提高混合質量。
此外，通過槽狀的凹部9所形成的上述把持作用，能夠對材料進行充分的剪切，提高分散性，并且通過利用槽狀的凹部9而促進材料流動的作用來提高分布性，所以進一步提高混合質量。
另外，在圖1中，雖然凹部9的剖面為圓弧形，但適當變更該圓弧的半徑或增加圓弧的數(shù)量也具有與上述相同的效果。此外，雖然未圖示，但即使該剖面為V字狀或任意的曲線(例如，波形形狀)，因為能夠使腔室內壁面積變大，所以提高被混材料溫度的控制性能。此外，雖然凹部9優(yōu)選地為槽狀，但即使是使坑狀的獨立的凹部分散，也能得到與上述相同的效果。此外，雖然未圖示，即使是在寬廣的凹部中散布凸部的形狀，因為也能夠增大腔室內壁的面積，所以提高被混材料溫度的控制性能。
此外，雖然在上述說明中僅對凹部進行了說明，但是將凹部9設為凸部(堤狀突出部)時也能得到與上述相同的效果。
并且，如圖6所示，也可以在混合用轉子上設置凹部。即，在具有腔室及2個轉子的密閉式混合機中，其中，腔室形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室，轉子收納在前述混合室內且通過旋轉將被混材料進行混合，在前述混合用轉子的表面上也能夠設置多個凹部。也能夠使該凹部為在與前述混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的槽。
如圖6所示，在混合用轉子41的中心P設有冷卻介質進行循環(huán)的空間45。通過在該混合用轉子41的表面上設置凹部42來增加表面積，凹部42防滑并能夠把持被混材料，可提高除熱性能。在除了轉子41的前端(翼梢部分)44的面上，在面對轉子41的旋轉方向一側的部分上設有凹部42。
此外，由于通過由凹部42所形成的上述把持作用而能夠給予材料充分的剪切，而提高被混材料的分散性，所以提高被混材料溫度的控制性能。
另外，在圖6中，雖然凹部42的剖面為圓弧形，但適當變更該圓弧的半徑或增加圓弧的數(shù)量也具有與上述相同的效果。此外，雖然未圖示，但即使該剖面為V字狀或任意的曲線(例如，波形形狀)，因為能夠使腔室內壁面積變大，所以提高被混材料溫度的控制性能。
此外，雖然未圖示，但通過相對于混合用轉子41的旋轉方向垂直地設置槽，能夠促進被混材料向混合用轉子41的軸方向的流動。其結果，能夠有效地進行被混材料與混合用轉子41的接觸面的更新，可實現(xiàn)被混材料的分布性與除熱性能的提高。
此外，螺旋狀地設置具有規(guī)定的螺旋角的槽也是一樣。因為能夠提高被混材料溫度的控制性能，能夠增大可投入到被混材料中的混合能量直至達到規(guī)定排出溫度，能夠提高混合質量。凹部因為是槽狀，所以易于加工。
此外，雖然在上述說明中僅對凹部進行了說明，但是使凹部42為凸部(堤狀突出部等)時也能得到與上述相同的效果。
驗證例接著，對于在圖1所示構成的腔室內壁上設有槽的密閉式混合機與在腔室內壁上未設置槽的現(xiàn)有技術的密閉式混合機進行比較驗證。
在圖4中，用于驗證的本發(fā)明的密閉式混合機的腔室內壁上設有的凹部9(圓弧狀)的槽深(H)為1mm。在本驗證中，鄰接的凹部9之間以混合用轉子4的軸心P為中心，在與混合用轉子4的軸方向垂直的方向上每隔10度(α)進行設置，圓弧的半徑(R1)為6mm。
在本驗證中，對于現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機，使用腔室內徑相同的裝置(內徑D1130mm)，被混材料的排出溫度保持一定地進行。
測量腔室的總傳熱系數(shù)的結果能夠確認本發(fā)明的密閉式混合機的腔室的總傳熱系數(shù)為現(xiàn)有技術的密閉式混合機的1.6倍以上。
圖7表示本驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的被混材料的溫度與比能供給量的關系。
根據(jù)圖7可知，若是相同的比能供給量，則與現(xiàn)有技術的密閉式混合機的被混材料溫度相比，本發(fā)明的密閉式混合機的被混材料溫度較低。因而，能夠確認，本發(fā)明使被混材料溫度的控制性能提高。
對評價質量的孟納粘度及碳分散度也進行了測量。圖8表示本驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的孟納粘度與比能供給量的關系，圖9表示本驗證中的現(xiàn)有技術的密閉式混合機與本發(fā)明的密閉式混合機的碳分散度與比能供給量的關系。
根據(jù)圖8可知，若是相同的比能供給量，則與現(xiàn)有技術的密閉式混合機的被混材料的孟納粘度相比，本發(fā)明的密閉式混合機的被混材料的孟納粘度較低。因為孟納粘度低的被混材料的質量良好，所以能夠確認，本發(fā)明使被混材料的質量提高。
根據(jù)圖9可知，若是相同的比能供給量，則與現(xiàn)有技術的密閉式混合機的被混材料的碳分散度相比，本發(fā)明的密閉式混合機的被混材料的碳分散度較高。因為碳分散度高的被混材料的質量良好，所以能夠確認，本發(fā)明使被混材料的質量提高。
權利要求
1.一種密閉式混合機，由下述部件構成，形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室的腔室、及收納在前述混合室內且通過旋轉將被混材料進行混合的2個轉子，在這里，在前述腔室的內壁與前述轉子的表面的至少一方上設有多個凹部或凸部。
2.如權利要求1所述的密閉式混合機，在前述腔室內壁上設有多個凸部或凹部。
3.如權利要求2所述的密閉式混合機，前述凹部是在與前述混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的槽。
4.如權利要求2所述的密閉式混合機，前述凸部是在與前述混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的突起。
全文摘要
在具有形成剖面是2個連通的圓形的筒狀密閉的混合室的腔室、和收納在前述混合室內且通過旋轉將被混材料進行混合的2個轉子的密閉式混合機中，在前述腔室的內壁與前述轉子的表面的至少一方上設有多個凹部或凸部。前述凹部或凸部是在與前述腔室內旋轉并混合被混材料的混合用轉子的旋轉方向交叉的方向上延伸設置的槽或突起。根據(jù)這樣的構成，提供混合中的被混材料的溫度控制性能優(yōu)良的密閉式混合機。
文檔編號B29B7/18GK1530209SQ200410028739
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月12日 優(yōu)先權日2003年3月12日
發(fā)明者山田則文, 樹, 直井政樹, 雄, 高倉功, 村上將雄 申請人:株式會社神戶制鋼所