用于加工彈性體復(fù)合物的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于在輥磨機(jī)上加工彈性體復(fù)合物的方法和為此的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水平雙輥磨機(jī)，常常稱作開煉機(jī)，通常用在橡膠和塑料工業(yè)中以塑煉基于聚合物 的材料。通常，所述磨機(jī)包括位于單個(gè)水平面中或接近于單個(gè)水平面的兩個(gè)圓柱形的輥。所 述輥是空心的且可被加熱或冷卻。所述兩個(gè)輥不需要為相同的尺寸且可以相同或不同的速 度旋轉(zhuǎn)。
[0003] 在加工粘性材料例如彈性體復(fù)合物時(shí)，在磨機(jī)上加工的材料可不適當(dāng)?shù)卣掣降?輥；在這樣的情況中，操作者必須夠到輥下面，抓住材料的末端并將其帶回到輥的表面或者 一直向上到兩個(gè)輥之間的輥隙（nip)。在操作磨機(jī)時(shí)，兩個(gè)輥之間的表面速度的差異導(dǎo)致材 料聚集在輥之一上，在所述輥之一處，其被另一個(gè)輥塑煉。一些橡膠最初例如在啟動(dòng)時(shí)可聚 集在"錯(cuò)誤的"輥上，于是操作者必須從"錯(cuò)誤的"輥切割材料并將切割的材料的末端進(jìn)料 在正確的輥上方。
[0004] 即使正常的塑煉程序也可要求材料被切割且重新進(jìn)料在輥上方或輥之間的輥隙 中。例如，當(dāng)配混彈性體復(fù)合物時(shí)，可將材料切割以容許帶狀材料的一部分離開輥遠(yuǎn)離帶材 (band)。取決于材料是如何切割的，材料可撿起它自己并進(jìn)料到輥隙中，或者操作者可能必 須將條（strip)的末端進(jìn)料到棍隙中。該操作促進(jìn)新鮮材料向磨機(jī)的添加以及堆積（bank) 在棍隙上方的材料和在棍上成帶的（banded)材料之間的交換。認(rèn)為該將材料重新進(jìn)料到 輥隙中確保了塑煉的足夠的水平（參見，例如，"Safe Use of the Horizontal Two Roll Mill"，New Zealand Department of Labour, 1984,可在 www. osh. dol. govt, nz/order/ catalogue/tworollmill. shtml 處得到）。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)較高的生產(chǎn)量，期望以較高的表面速度操作輥磨機(jī)。然而，對于人類操作 者的需要降低最大安全輥表面速度。此外，可期望輥磨機(jī)的自動(dòng)操作，即使是以較低的速 率。然而，輥磨機(jī)必須被配置成在沒有對正被加工的材料的手動(dòng)操縱的情況下操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明促進(jìn)輥磨機(jī)的操作而沒有對材料的手動(dòng)操縱，并減少或消除輥上的帶狀材 料的手動(dòng)切割以容許新的材料到磨機(jī)上。我們已發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)此，與其中進(jìn)料到輥磨機(jī)中 的材料立即形成均勻的帶材的典型的配混操作相反，必須在輥磨機(jī)的輸入?yún)^(qū)域處的帶材中 具有空隙。材料可在一端進(jìn)料到磨機(jī)中并沿著磨機(jī)行進(jìn)到排放端而沒有被操作者運(yùn)送。該 材料從在輥磨機(jī)的輸入?yún)^(qū)域處的短粗的、不連續(xù)的狀態(tài)被加工成從輥磨機(jī)的輸出端取出的 光滑的、連續(xù)的條。該工藝可以對于輥磨機(jī)操作是典型的表面速度或以高得多的表面速度 操作。
[0007] 在一種實(shí)施中，通過雙輥磨機(jī)（所述雙輥磨機(jī)具有沿著兩個(gè)輥的第一個(gè)彼此軸向 地隔開的輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域）加工彈性體復(fù)合物（復(fù)合材料）的連續(xù)方法包括：將彈性 體復(fù)合物的離散的塊（piece)在輸入?yún)^(qū)域處供給到雙輥磨機(jī)；調(diào)節(jié)輥磨機(jī)的輥隙間隙寬 度、滾筒速比、表面速度和冷卻劑溫度的一種或多種，使得A)所述輥磨機(jī)上的彈性體復(fù)合 物的帶材具有多個(gè)空隙，通過所述多個(gè)空隙，所述第一輥的表面被暴露，和B)作為所述磨 機(jī)的作用的結(jié)果，彈性體復(fù)合物從輸入?yún)^(qū)域向下游進(jìn)動(dòng)到輸出區(qū)域；和與供給同時(shí)地，將通 過雙棍磨機(jī)塑煉的彈性體復(fù)合物從第一磨機(jī)上的預(yù)定的軸向位置作為連貫（coherent)的 輸出條排放；其中，在排放期間，從雙輥磨機(jī)移除的任何彈性體復(fù)合物被連續(xù)地移除。
[0008] 在一種替代性實(shí)施中，通過雙輥磨機(jī)（所述雙輥磨機(jī)具有沿著兩個(gè)輥的第一個(gè)彼 此軸向地隔開的輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域）加工彈性體復(fù)合物的連續(xù)方法包括：將彈性體復(fù)合 物的離散的塊在輸入?yún)^(qū)域處供給到雙輥磨機(jī)；調(diào)節(jié)所述輥磨機(jī)的輥隙間隙寬度、滾筒速比、 表面速度和冷卻劑溫度的一種或多種，使得A)所述輥磨機(jī)上的彈性體復(fù)合物的帶材具有 多個(gè)空隙，通過所述多個(gè)空隙，所述第一輥的表面被暴露，和B)作為所述磨機(jī)的作用的結(jié) 果，彈性體復(fù)合物從輸入?yún)^(qū)域向下游進(jìn)動(dòng)到輸出區(qū)域；和將通過雙輥磨機(jī)塑煉的彈性體復(fù) 合物從第一磨機(jī)上的預(yù)定的軸向位置作為連貫的輸出條排放；其中從雙輥磨機(jī)移除的彈性 體復(fù)合物的至少90%作為連貫的條被連續(xù)地移除。
[0009] 在這些實(shí)施的任一種中，所述輥磨機(jī)可進(jìn)一步包括設(shè)置在兩個(gè)輥上方的防堆積裝 置（bank guard)，且所述方法進(jìn)一步包括選擇用于雙輥磨機(jī)的防堆積裝置的構(gòu)造以在供給 和排放期間選擇性地將堆積在輥隙間隙上方的彈性體復(fù)合物的一部分供給到所述輥磨機(jī) 的輸出區(qū)域。所述預(yù)定的軸向位置可相對于第一輥的軸限定與輸出條交叉的平面，和其中 防堆積裝置設(shè)置了與預(yù)定的軸向位置相比更接近于輸入?yún)^(qū)域的預(yù)定的距離，和其中所述預(yù) 定的距離為第一輥的直徑的約33% -約90%。防堆積裝置可包括突出部分，其朝向輥隙間 隙延伸并且具有設(shè)置在輥隙間隙上方的較低邊緣。
[0010] 在這些實(shí)施的任意中，雙輥磨機(jī)可具有擁有由從所述雙輥磨機(jī)的中心平面到所述 雙輥磨機(jī)的切面的距離所限定的垂直尺寸V的輥隙，所述輥隙進(jìn)一步具有由在所述中心平 面上的所述輥之間的距離所限定的第一水平尺寸h、以及由在所述切面上的所述第一和第 二輥之間的距離所限定的第二水平尺寸，且所述防堆積裝置可包括第一和第二凹形邊緣， 所述第一和第二凹形邊緣限定其間的突出部分，所述突出部分具有邊緣，其中所述第一和 第二凹形邊緣被配置成使得所述第一凹形邊緣設(shè)置得離設(shè)置于所述輥隙內(nèi)的所述第一輥 的表面的部分約3h-約5h且所述第二凹形邊緣設(shè)置得離設(shè)置于所述輥隙內(nèi)的所述第二輥 的表面的部分約3-約15mm的距離，和其中所述突出部分朝向所述中心平面延伸到所述輥 隙中以容許通過所述防堆積裝置的設(shè)置在所述中心平面和所述突出部分的邊緣之間的彈 性體復(fù)合物的至少一部分的前進(jìn)。所述突出部分可進(jìn)一步包括鄰近于所述第一凹形邊緣的 切去邊緣，其中所述切去邊緣和所述第一凹形邊緣之間的界限圍繞（相對于，about)所述 第一輥的軸與所述中心平面限定角度，和其中所述角度為約60-約90度。
[0011] 在這些實(shí)施的任意中，供給和排放可同時(shí)進(jìn)行。在排放期間，對所述帶材的任何切 口具有為軸向分量的至少兩倍長的切向分量。
[0012] 以上實(shí)施的任意可進(jìn)一步包括在所述輸出區(qū)域中的帶材中在垂直于所述第一輥 的軸的方向上制造兩個(gè)平行的切口，由此在所述帶材中限定兩個(gè)隔開的溝道；將起動(dòng)葉片 (刀片，blade)抵著所述第一輥在所述隔開的溝道之間的表面制動(dòng)，由此在彈性材料的帶 材中制造軸向切口和起動(dòng)所述輸出條；將所述輸出條引導(dǎo)（輸送，direct)到以離所述起動(dòng) 葉片預(yù)定的距離設(shè)置的傳送器；和經(jīng)由所述輸出條將彈性體復(fù)合物連續(xù)地傳送離開所述帶 材。制造兩個(gè)平行的切口可包括將兩個(gè)刀抵著所述第一輥的表面致動(dòng)。
[0013] 在以上實(shí)施的任意中，所述方法可進(jìn)一步包括將彈性體復(fù)合物的條從所述帶材引 導(dǎo)到所述輸出區(qū)域?？蓮乃鰩Р牡脑O(shè)置在所述輸出區(qū)域的上游或下游的部分引導(dǎo)所述彈 性體復(fù)合物的條。
[0014] 在以上實(shí)施的任意中，供給可以約200kg/h_約2000kg/h的速率進(jìn)行；供給和排放 可進(jìn)行至少30分鐘而沒有中止；所述輥的至少一個(gè)的表面速度可為至少40m/分鐘，例如， 約45m/分鐘-約70m/分鐘；和/或約300kJ/kg-約900kJ/kg的能量可被賦予以所述雙棍 磨機(jī)上的彈性體復(fù)合物。
[0015] 在另一實(shí)施中，通過雙輥磨機(jī)制備彈性體復(fù)合物的方法包括：將包括彈性體膠乳 的第一流體與包括粒狀填料的第二流體組合；引起（cause)所述彈性體膠乳凝結(jié)，由此形 成母料團(tuán)粒；導(dǎo)致（bring)所述母料團(tuán)粒的水含量為按重量計(jì)約0. 5% -約3%水分，由此 產(chǎn)生經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物；將所述經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物的離散的塊在輸入?yún)^(qū)域處供給 至雙輥磨機(jī)，所述雙輥磨機(jī)具有沿著兩個(gè)輥的第一個(gè)彼此軸向地隔開的所述輸入?yún)^(qū)域和輸 出區(qū)域；調(diào)節(jié)所述輥磨機(jī)的輥隙間隙寬度、滾筒速比、表面速度和冷卻劑溫度的一種或多 種，使得A)所述輥磨機(jī)上的所述經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物的帶材具有多個(gè)空隙，通過所述多 個(gè)空隙，所述第一輥的表面被暴露，和B)作為所述磨機(jī)的作用的結(jié)果，所述經(jīng)干燥的彈性 體復(fù)合物從所述輸入?yún)^(qū)域向下游進(jìn)動(dòng)到所述輸出區(qū)域；和與供給同時(shí)地，將通過所述雙輥 磨機(jī)塑煉的彈性體復(fù)合物從所述雙輥磨機(jī)上的預(yù)定的軸向位置作為連貫的輸出條排放；其 中，在排放期間，從所述雙輥磨機(jī)移除的任何彈性體復(fù)合物被連續(xù)地移除。
[0016] 在另一實(shí)施中，通過雙輥磨機(jī)制備彈性體復(fù)合物的方法，所述方法包括：將包括彈 性體膠乳的第一流體與包括粒狀填料的第二流體組合；引起所述彈性體膠乳凝結(jié)，由此形 成母料團(tuán)粒；導(dǎo)致所述母料團(tuán)粒的水含量為按重量計(jì)約0. 5% -約3%水分，由此產(chǎn)生經(jīng)干 燥的彈性體復(fù)合物；將所述經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物的離散的塊在輸入?yún)^(qū)域處供給至雙輥磨 機(jī)，所述雙輥磨機(jī)具有沿著兩個(gè)輥的第一個(gè)彼此軸向地隔開的所述輸入?yún)^(qū)域和輸出區(qū)域； 調(diào)節(jié)所述輥磨機(jī)的輥隙間隙寬度、滾筒速比、表面速度和冷卻劑溫度的一種或多種，使得A) 所述輥磨機(jī)上的所述經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物的帶材具有多個(gè)空隙，通過所述多個(gè)空隙，所 述第一輥的表面被暴露，和B)作為所述磨機(jī)的作用的結(jié)果，所述經(jīng)干燥的彈性體復(fù)合物從 所述輸入?yún)^(qū)域向下游進(jìn)動(dòng)到所述輸出區(qū)域；和將通過所述雙輥磨機(jī)塑煉的彈性體復(fù)合物從 所述雙輥磨機(jī)上的預(yù)定的軸向位置作為連貫的輸出條排放；其中從所述雙輥磨機(jī)移除的彈 性體復(fù)合物的至少90%作為連貫的條被連續(xù)地移除。
[0017] 在這兩種實(shí)施的任一種中，組合和引起可包括:A)將包括彈性體膠乳的第一流體 的連續(xù)流進(jìn)料到凝結(jié)反應(yīng)器的混合區(qū)；B)將包括粒狀填料的第二流體的連續(xù)流在壓力下 進(jìn)料到所述凝結(jié)反應(yīng)器的所述混合區(qū)以與所述彈性體膠乳形成混合物，所述粒狀填料對于 使所述彈性體膠乳凝結(jié)是有效的，并且所述第一流體和所述第二流體在所述混合區(qū)內(nèi)的進(jìn) 料是充分地高能的以在所述凝結(jié)反應(yīng)器中用所述粒狀填料使所述彈性體膠乳基本上完全 地凝結(jié)；以形成所述母料團(tuán)粒；C)從所述凝結(jié)反應(yīng)器排放母料團(tuán)粒的基本上連續(xù)的流。
[0018] 在這些包括導(dǎo)致的實(shí)施的任意中，導(dǎo)致可包括：導(dǎo)致所述母料團(tuán)粒的水含量為約 1重量％ -約20重量％，由此形成脫水的凝結(jié)物；將所述脫水的凝結(jié)物進(jìn)料到連續(xù)配混機(jī) 的進(jìn)料端口；通過所述連續(xù)配混機(jī)的加工腔室通過轉(zhuǎn)子的受控操作加工所述脫水的凝結(jié) 物；和將所得的干燥的彈性體復(fù)合物從所述連續(xù)配混機(jī)的排放口排放。
[0019] 在以上實(shí)施的任意中，所述方法可進(jìn)一步包括選擇用于所述雙輥磨機(jī)的防堆積裝 置的構(gòu)造以選擇性地將堆積在所述輥隙間隙上方的彈性體復(fù)合物的一部分供給到所述輸 出區(qū)域。
[0020] 所述預(yù)定的軸向位置可相對于所述第一輥的軸限定與所述輸出條交叉的平面