專利名稱:混合機的制作方法
本發(fā)明是有關(guān)混合機。
混合機廣泛使用于橡膠和塑料工業(yè)中，它把橡膠和塑料化合物和所希望的添加劑，如染料、增塑料、交聯(lián)劑等混合在一起。大部分通常使用的混合機是根據(jù)1935年美國專利申請?zhí)?015618所公開的基本設計，其包括兩個轉(zhuǎn)動件，每個帶有突起表面或螺旋形狀木栓。每個轉(zhuǎn)動件上有兩個木栓，一個木栓是在轉(zhuǎn)動件整個長度上延伸，另一個在軸向隔成兩段，留出一間隙，其間容納另一轉(zhuǎn)動件整個長度木栓。轉(zhuǎn)動件用其平行軸固定在套子中并以相反方向旋轉(zhuǎn)。當每個轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時，它的木栓沖過套子的內(nèi)表面并在另一轉(zhuǎn)動件的木栓間延伸至相鄰另一轉(zhuǎn)動件表面點。由于轉(zhuǎn)動件和套子表面相對運動，要混合的化合物被混合起來磨碎并進行捏合。為避免混合的化合物過熱，混合機用循環(huán)水冷卻。
在美國專利申請?zhí)?015618敘述的通用型式混合機，其長期以來應用在橡膠和塑料工業(yè)中，并且它們的特征和設計已是公知的。工業(yè)上認為每個木栓徑向外表面和套子相對的內(nèi)表面之間徑向間隙是機器的關(guān)鍵尺寸并且通常這個間隙定在大約7mm。又，已經(jīng)采用的作法力圖保持每個木栓徑向外表面和另一轉(zhuǎn)動件所對表面，以及一個轉(zhuǎn)動件上木栓尾端后緣和相鄰的另一轉(zhuǎn)動件木栓的前緣之間有同樣大小間隙。當轉(zhuǎn)動件使用了一段時間后它們會磨損掉，并特別是在每一轉(zhuǎn)動件上表面部份，這部份對著另一轉(zhuǎn)動件木栓的徑向表面部份會磨損掉。結(jié)果木栓和轉(zhuǎn)動件表面之間的間隙明顯加大。為避免替換了磨損了的轉(zhuǎn)動件有所花費，最初用混合機某些操作來控制這種轉(zhuǎn)動件磨損。磨損后的機器功能通常是表示懷疑的。
已知的混合機另一通常認為特性是轉(zhuǎn)動件木栓軸端相鄰相對 混合機套子的軸端。一般每個螺旋木栓尾端和前緣延伸到轉(zhuǎn)動軸的軸端，這樣當它們橫過套子端壁時改進木栓端部的清理作用。另外木栓的尾端的前緣在轉(zhuǎn)動方向上經(jīng)常被做成曲線狀，以改進木栓在端壁的刮擦作用，正如美國專利申請?zhí)?015618說明。另外轉(zhuǎn)動件木栓前緣通常尖的外輪廓平行于轉(zhuǎn)動軸的前緣及直的尾端以達到使化合物有力混合并在木栓和套子表面間產(chǎn)生良好的刮擦作用。盡管有這些設計特點，它可能很難清理幾批料間混合物。這可能是個非常嚴重的問題，特別當連續(xù)幾批操作原料的顏色不同時，即使在一批料中帶來很少一點數(shù)量原料可能會嚴重影響后續(xù)操作質(zhì)量。
本發(fā)明的目的是避免或減輕上述問題。
根據(jù)本發(fā)明，有一種混合機包括一個套子，及在套子中用兩平行平行的轉(zhuǎn)動軸支撐的兩個轉(zhuǎn)動件，及使轉(zhuǎn)動件以相反的方向旋轉(zhuǎn)的裝置，每個轉(zhuǎn)動件具有兩個一般螺旋狀的木栓，一個木栓由單個形狀構(gòu)成，而另一個則包括兩個軸向隔開形狀，其間另一轉(zhuǎn)動件木栓的單螺旋形狀在轉(zhuǎn)動時被容納進，在此一個轉(zhuǎn)動件每個木栓徑向外表和相鄰的另一轉(zhuǎn)動件表面之間徑向距離基本上大于每個轉(zhuǎn)動件木栓徑向外表面和套子內(nèi)表面間的徑向距離。
上述安排能使機器用單位時間重量表示的物料通過量和一般機器相比增加。更多原料能在一批進料中混合而不增加混合時間。
理想的木栓/轉(zhuǎn)動件距離大于2倍的木栓/套子間距，也就是15mm而不是6.5mm，不過3/2比值或7/4比值也是可取的。除開突起木栓，轉(zhuǎn)動件直徑是均勻的，但理想的是在轉(zhuǎn)動件表面對著木栓處，在木栓下以“足跡”形式成凹陷。理想的凹陷邊緣是平緩輪廓成形。
本發(fā)明也提出一種混合機，它包括一套子，兩個轉(zhuǎn)動件，它們在套中用它們 平行的轉(zhuǎn)動軸支撐著，及使轉(zhuǎn)動件以相反方向旋轉(zhuǎn)裝置，每個轉(zhuǎn)動件帶有兩個一般螺旋形狀木栓，一個木栓具有單一形狀而另一個包括兩個軸向隔開形狀，其間當轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時，另一轉(zhuǎn)動件木栓的單一形狀容入之中，其中每個轉(zhuǎn)動件單形木栓尾端和相鄰套子的軸端間有一軸向間隙，由此要混合原料可通過此間隙。
這種安排改進原料循環(huán)并因此使一批已混合原料更容易由機器中傾卸出來并使其后混合機清理更為容易，這樣有可能有效增加物料的通過量。另外似乎這種安排也能使任何一批原料的體積得以增加而不需增加混合時間或降低其質(zhì)量，而這當然會提高物料通過量。
本發(fā)明也提供一種混合機，它有一套子，兩個轉(zhuǎn)動件，它們在套子中用它們的平行轉(zhuǎn)動的軸支撐著，及使轉(zhuǎn)動件以相反方向旋轉(zhuǎn)裝置，每個轉(zhuǎn)動軸帶有兩個通常是螺旋形狀木栓，一個木栓具有單一形狀而另一木栓包括有兩個軸向隔開形狀，其間轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時，另一轉(zhuǎn)動件的單形木栓容入其中，在任何一轉(zhuǎn)動件木栓尾端和當轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時朝其運動的另一木栓前緣間最小間隙基本上大于木栓徑向外表面和套子間的間隙。
這種安排也再次使物料通過量加大。
本發(fā)明也提出一種混合機，它包括一套子，兩個轉(zhuǎn)動件，它們在套子中用它們的平行轉(zhuǎn)動的軸支撐，以及使轉(zhuǎn)動件以相反方向運動裝置，每個轉(zhuǎn)動件帶有兩個一般螺旋形的木栓，一個木栓具有單一 形狀而另一木栓包括有兩個軸向隔開形狀，其間當轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時另一轉(zhuǎn)動件的單一木栓容入其中，在此相鄰于室端的木栓側(cè)面是流線形有助于原料流經(jīng)它們表面。
這種安排使混合了的原料更容易由機器中傾卸出來并使原料傾卸出來后機器更容易清理。
現(xiàn)將敘述本發(fā)明實施，這個舉例請參考附圖，其中圖1和2是一般混合機轉(zhuǎn)動件特點說明，并且圖3和4是本發(fā)明實例相應特點說明。
參見圖1，這是兩個轉(zhuǎn)動件1和2一個軸端圖，在套壁內(nèi)，用大約平行軸3和4箭頭方向表示其是可轉(zhuǎn)動的，套壁用虛線5表示出來。套子在頂部是啟開的以便讓原料能進來，通常借助于液壓活塞，及一可移動門(未示出)在套子中心處于轉(zhuǎn)動件以下，以便讓混合好的原料由機器中傾卸出來。每個轉(zhuǎn)動件帶有兩個一般螺旋木栓6和7，一個木栓具有在轉(zhuǎn)動件整個軸向長度延伸的單一突起形狀，而另一木栓側(cè)由兩個軸向隔開形狀所形成，當轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時其間另一轉(zhuǎn)動件的木栓6容入其中。
圖2表示延伸展平的轉(zhuǎn)動件表面，令人滿意的是木栓部分7限定出一個一般螺旋形特點軸向分開部份。每個螺旋木栓在轉(zhuǎn)動件整個軸向長度內(nèi)伸并且環(huán)繞著轉(zhuǎn)動件恰好在一半多路徑上環(huán)向伸展，線8，9，10和11彼此間徑向差90°。
參見圖3和4，將看到本發(fā)明轉(zhuǎn)動件和一般轉(zhuǎn)動件有四個重要不同之處。
第一個區(qū)別點是陰影區(qū)12被銑和磨掉以限定處于另一轉(zhuǎn)動件木栓“足跡”之下的凹陷。因此，每個木栓徑向外表面和另外轉(zhuǎn)動件表面間的最小徑向距離根據(jù)凹陷深度而增加，例如由6.5mm至15mm。圖3中虛線表示其中一個凹陷一端的橫切面。也可注意到凹陷端緣是流線型。
第二個區(qū)別是長木栓6的尾端13截斷，這樣位于其和轉(zhuǎn)動軸端并因此和套子端壁間(未示出)會有一個例如20mm的軸向間隙。
第三個區(qū)別是處在木栓相鄰端的咬合面14被向后磨削，使它們間縫隙增加，例如由7mm至14mm。
第四個區(qū)別是木栓軸端位置15都是流線型以改進原料流經(jīng)它們時的流動性。
圖3和圖4所示的這種型式混合機中，每批原料的物料通過量(批重)增加了12%到17%而不需增加混合時間或降低其質(zhì)量，這與圖1和圖2所示的那種型式混合機相比基本尺寸是一樣的，也就是木栓外徑477mm，轉(zhuǎn)動件體直徑349mm，套子內(nèi)徑490mm，轉(zhuǎn)動件長635mm。
然而，有時有必要增加轉(zhuǎn)動件速度至5%，以保持與用一般轉(zhuǎn)動件時同樣的混合時間。每批料能量損耗也是一樣，這樣在用較大批量時能量比耗(千瓦/公斤)就可減少。
本發(fā)明敘述的是包括套子的一完整混合機。然而，也會令人滿意的是，按本發(fā)明所改變的轉(zhuǎn)動件可替換混合機中一般轉(zhuǎn)動件而不是整個混合機的組件。
如上所述，為增加木栓和轉(zhuǎn)動件體間的間隙，在轉(zhuǎn)動件上施用局部“足跡”或凹陷。整個轉(zhuǎn)動件體尺寸可能會減小，但卻達到了同樣效果。然而，使用凹陷理想的是當維持轉(zhuǎn)動件體冷卻表面區(qū)域時，不會是整個轉(zhuǎn)動體尺寸減小情況。另外，當批料體積主要取決于轉(zhuǎn)動件接受能力或原料流出轉(zhuǎn)動件間隙能力而不是取決于混合室的實際體積時，采用局部凹陷在保持盡可能淺的原料通道同時獲之混合原料和轉(zhuǎn)動件工作表面及混合室之間有更大接觸面積。
為達到足夠的冷卻凹陷通道，以及為達到在轉(zhuǎn)動件/軸頸連接處最最大抗拉強度，通常要在轉(zhuǎn)動件套子結(jié)構(gòu)處用兩個軸圈。局部“足跡”凹陷應用避免了在其整體上轉(zhuǎn)動件尺寸減少時相應的過量的回路應力。抗粘結(jié)的穩(wěn)定性也就保留下來。
上述改進使木栓相鄰端之間產(chǎn)生更大間隙，這就使木栓把材料通過轉(zhuǎn)動件間的間隙拖進混合機能力增加，而這導致批料工作容積增加。
轉(zhuǎn)動件之間木栓端部間隙形成一阻擋層，阻擋層在每旋轉(zhuǎn)180°時出現(xiàn)，并且阻擋層造成基本上更好混合的捏合作用。然而，如木栓端部間隙太緊，那么就會出現(xiàn)混合料的過分壓縮并且混合室中混合原料運動受到限制。這就會導致能量損耗增加及對混合不起作用的熱的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
一個混合機有一套子，兩個轉(zhuǎn)動件，它們是在套子中用它們平行轉(zhuǎn)動軸支撐的，及使轉(zhuǎn)動件以相反方向運動的裝置，每個轉(zhuǎn)動件帶有兩個一般螺旋形的木栓，一個木栓是單形而另一個木栓是由兩個軸向隔開部分組成，當轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時其間另一轉(zhuǎn)動件單形木栓容入其中，在此一個轉(zhuǎn)動件每個木栓徑向外表面和另一轉(zhuǎn)動件每個木栓徑向間距基本上大于每個轉(zhuǎn)動件木栓徑向外表面和套子內(nèi)表面間的徑向距離，和/或在每個轉(zhuǎn)動件單形木栓尾端和套子相鄰軸端間有一軸向間隙，由此混合原料能通過此間隙，并/或任何一轉(zhuǎn)動件木栓的尾端和在轉(zhuǎn)動件轉(zhuǎn)動時朝著其運動的另一木栓前緣之間的最小間隙基本上大于木栓徑向外表面和套子間的間隙，并/或相鄰室端的木栓側(cè)面是流線型以有助于原料穿過其表面流動。
專利摘要
橡膠或塑料混合機中有一套子及套子中兩個相對平行轉(zhuǎn)動起支撐作用的轉(zhuǎn)動件。它們各有兩個螺旋形木栓，一為單一形狀另一為兩個空間形狀，后者在轉(zhuǎn)動時容納另一轉(zhuǎn)動件的單形木栓。為提高產(chǎn)量及效率一轉(zhuǎn)動件各木栓徑向外表面和相鄰的另一轉(zhuǎn)動件表面間徑向間距大于各轉(zhuǎn)動件木栓徑向外表面和套子內(nèi)表面間的徑向距離，各單形木栓尾端和相鄰套子軸端之間有供原料通過用的軸向間隙，相鄰于室端的木栓側(cè)面是流線形以便原料流經(jīng)表面。
文檔編號B01F7/02GK85106140SQ85106140
公開日1987年3月4日 申請日期1985年8月15日
發(fā)明者弗蘭克·約翰遜, 海因茨·羅瑟, 赫爾穆特·霍曼, 岡特·韋克萊 申請人:弗郎西斯-肖有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan