一种双转子连续混炼机的转子制造技术

一种新式的双转子连续混炼机的高效转子，它由一对相对回转的转子构成，各转子沿轴向由后向前依次设计有螺纹状的进料段、有两对螺旋方向相反螺棱的第一混炼段、螺纹状的输送段、设有沿径向凸起螺棱的第二混炼段及卸料段，其特征在于：第一混炼段和第二混炼段上的沿径向凸起的螺棱的数量为沿转子周向间隔分布的三个至五个，各螺棱之间周向均具有一个沿转子径向凹入的勺形自由空间，转子的各螺棱的顶缘有一榫状楔入部。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种新式的双转子连续混炼机的高效转子技米领域本专利技术涉及一种高聚物加工机械，特别是一种新式双转子连续混炼机的高效转子。
技术介绍
双转子连续混炼机，是由美国Farrel公司于六十年代中期，在其名牌产品Banbury密炼机的基础上开发制造的新型连续密炼机械。该机器的外型很象双螺杆挤出机，而加料与出料方式则并不相同。该机器主要由料筒、转子、卸料装置等部分组成。料筒上的混炼腔为相互贯通的、横截面为∞形的孔。物料在混炼腔中受到转子的剪切、粉碎、捏合、混合作用。料筒上还开有冷却水孔，并备有电加热器，可以根据工艺的需要，对物料进行加热和冷却。转子根据其功能可以划分为加料段、混炼段和出料段。其中，加料段如同两根非啮合的双螺杆，由加料口加入的物料，在转子混炼段螺纹的推动下，到达混炼段；混炼段则更象一对密炼机转子，其表面有两对旋转方向相反、螺旋角各不相等的螺纹，物料在此受到挤压、粉碎，从而被捏合、熔融、混合、塑化；出料段通常为圆柱体，或为螺纹段。卸料装置由卸料门和调节装置所组成，通过调节卸料调节装置，可以控制卸料门的开启度，达到控制物料在混炼腔中的的停留时间的目的。由于该机器维护方便，因此倍受人们的关注。尤其是在大型石油化工行业，被广泛地应用于合成高分子材料的混合。德国西门子公司和W&P公司、日本制钢所和神户制钢所等国外著名的企业都相继开发和制造了各种类型的连续混炼机。其中，日本制钢所则开发了带有新型转子结构的CIM、CMP系列连续混炼机；美国Farrel公司则将混炼-->机与热喂料挤出机装在一个机架上，制成CP系列连续混炼造粒机组，并开发出了适应不同混炼工艺要求的7#、15#、22#、24X#转子，被广泛应用于对各种高分子材料的混合与造粒。意大利Pomini公司在FCM系列连续混炼机的基础上，向国际市场推出了带有双混炼腔、双加料口、转子拥有两个混炼段的LCM系列连续混炼机，该机器的可变操作参数更多，工艺适应性更强，最大产量可达每小时十二吨，具有较高的填充混合能力。现有双转子连续混炼机转子工作部分的形状如图1所示，根据其功能的不同，可以分为加料段A、第一混炼段B、输送段C、第二混炼段D和卸料段E。转子的加料段为螺纹段，主要将由加料口加入的物料输送到转子的第一混炼段；转子的第一混炼段一般有两对螺旋方向相反的螺棱B1，该四根螺棱的螺旋角度各不相同，物料在此螺棱的作用下，经历了往返重叠的捏合混合作用，使物料得以分散、混炼；与转子的加料段一样，输送段也为螺纹段，将第一混炼段的物料输送至具有两对旋向相反螺棱D1的第二混炼段，进行进一步的混炼、混合；转子的卸料段的横截面一般为椭圆或圆柱形，主要将混炼后的物料经卸料口排出筒体混炼腔。目前的双转子连续混炼机转子的第一混炼段B和第二混炼段D的横截面形状一般采用椭圆形(如图2所示)，等深螺槽，对物料的适应性较差，尤其是对于熔融指数较高和较低的物料的适应性和产量波动的适应性较差，影响了该类设备的推广使用。双转子连续混炼机的加工能力与其料筒内的自由体积的大小成正比。目前的连续混炼机的转子端面形状通常为椭圆形。该种转子断面的面积较大，所占的料筒空间较大，料筒内的自由体积相对较小，导致物料在料筒中的停留时间受到了限制，转子每转一圈，转子对物料只剪切两次，使混合效率较低。另有研究表明，-->物料在加入混炼机的初期，是呈块状的弹性体，料块与料块间的牵带性很小，常常为相互独立的块团，现有椭圆形转子组构成的自由体积相对较小，导致了加料量偏小，松散的物料在混炼过程中有相当一部分随转子在混炼腔内空转，而造成物料随转子空转而并未被实际剪切混合。未被剪切混合的另一原因是由于转子螺棱顶部的平面状设计，参见图3。正是由于这种平面状设计，使其对加工初期的团块状物料以及加工一定时间后的具一定弹性的面团状物体牵带楔入效果差。即并没有通过转子螺棱顶部参与剪切混合，即导致物料在由转子螺棱推进面流入到转子螺棱顶部与混炼腔内壁之间的间隙的过程中，部分物料并没有牵带进入该高剪切区，而是产生了返流，在转子螺棱推进面形成了螺旋转动，使部分物料与转子一道在混炼腔内旋转，因而降低了混炼效率。白白地消耗了功率，影响了混合效率和混合效果。另从理论上分析，双转子连续混炼机的转子混炼段的螺棱对物料并没有太大的推进作用，混炼机的出料量主要取决于进料量，但由于目前的双转子连续混炼机的转子采用等深螺槽结构，当产量较低时，卸料段的混炼腔不能被物料完全充满，混合过程不够稳定，致使出料不连续。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有混炼机转子的上述技术问题，而提供一种既具有很好剪切、楔带效果，又具有较大的自由空间体积，且具有很好的混合效果和高的生产能力的一种新式双转子连续混炼机的高效转子。本专利技术的技术方案如下：一种新式的双转子连续混炼机的高效转子，它由一对相对回转的转子构成，各转子沿轴向由后向前依次设计有螺纹状的进料段、有两对螺旋方向相反螺棱的第一混炼段、螺纹状的输送段、-->设有沿径向凸起螺棱的第二混炼段及卸料段，其特征在于：第一混炼段和第二混炼段上的沿径向凸起的螺棱的数量为沿转子周向间隔分布的三个至五个，各螺棱之间周向均具有一个沿转子径向凹入的勺形自由空间，转子的各螺棱的顶缘有一榫状楔入部。由上可见，本专利技术的显著效果如下：通过改变双转子连续混炼机转子非工作表面的形状，将转子的非工作表面挖掉一块，并使其成为榫状的三棱或四棱转子，由于其断面的面积减小，而料筒内的自由体积增大，提高了设备的混合能力与产量。将转子螺棱顶部的平面改成斜面等一系列新设计，一方面增加转子顶部对物料的剪切速率，另一方面也可以提高物料在混合过程中对物料牵带楔入的作用，既提高了物料通过螺棱顶部的比例，又有效地防止物料在混炼腔内随转子一起空转的现象。本专利技术将转子混炼段的螺棱数由两对增加至3-5对，使转子每转一圈，便可以对物料剪切3-5次，提高了剪切混合的效率。本专利技术在第二混炼段的螺纹交汇点至卸料段之间设置一变径段D5，将卸料段的长度由原来的1D增长为1.2D-1.5D。该变径段的存在和卸料段的增长，使得物料能够充满转子的卸料段与混炼室之间的间隙，能够保证混合时物料的界面更新和分散混合的顺利进行以及卸料时的连续性。附图说明图1为现有双转子连续混炼机转子的结构图；图2为图1中A-A和A′-A′剖面图。图3为图2所示转子的螺棱部位放大图。图4为本专利技术转子的结构图。图5为图4的B-B和B′-B′剖面图。-->图6为图5中转子螺棱部位放大图。图7为本专利技术转子工作时的物料横向流动状态图。图8为本专利技术转子工作时的物料轴向流动状态图。具体实施例下面将结合附图4至8对本专利技术的具体结构进行详细的说明。一种双转子连续混炼机的高效转子，它由一对相对回转的转子构成，各转子沿轴向由后向前依次设计有螺纹状的进料段A、有两对螺旋方向相反螺棱的第一混炼段B、螺纹状的输送段C、设有沿径向凸起螺棱的第二混炼段D及卸料段E，其特征在于：第一混炼段B和第二混炼段D上的沿径向凸起的螺棱B2和D2的数量为沿转子周向间隔分布的三个至五个，各螺棱B2和D2之间周向均具有一个沿转子径向凹入的勺形自由空间B3和D3，转子的各螺棱B2和D2的顶缘有一榫状楔入部B4和D4。参见图4至图6所示。第一混炼段B和第二混炼段D上沿径向凸起的螺棱B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新式的双转子连续混炼机的高效转子，它由一对相对回转的转子构成，各转子沿轴向由后向前依次设计有螺纹状的进料段、有两对螺旋方向相反螺棱的第一混炼段、螺纹状的输送段、设有沿径向凸起螺棱的第二混炼段及卸料段，其特征在于：第一混炼段和第二混炼段上的沿径向凸起的螺棱的数量为沿转子周向间隔分布的三个至五个，各螺棱之间周向均具有一个沿转子径向凹入的勺形自由空间，转子的各螺棱的顶缘有一榫状楔入部。

【技术特征摘要】
1、一种新式的双转子连续混炼机的高效转子，它由一对相对回转的转子构成，各转子沿轴向由后向前依次设计有螺纹状的进料段、有两对螺旋方向相反螺棱的第一混炼段、螺纹状的输送段、设有沿径向凸起螺棱的第二混炼段及卸料段，其特征在于：第一混炼段和第二混炼段上的沿径向凸起的螺棱的数量为沿转子周向间隔分布的三个至五个，各螺棱之间周向均具有一个沿转子径向凹入的勺形自由空间，转子的各螺棱的顶缘有一榫状楔入部。2、根据权利要求1所述的新式的双转子连续混炼机的高效转子，其特征在于：第一混炼段和第二混炼段上沿径向凸起的螺棱为沿转子周向等间隔分布的四个，其螺棱顶缘的榫状楔入部均设置在转子的回转工作面一侧，在第二混炼段的螺纹交汇点至卸料段起点之间的轴向为一变径段。3、根据权利要求1、2所述的新式的双转子连续混炼机的高效转子，其特征在于：各转子螺棱之间的周向自由空间沿转子横截面呈勺形，其回转工作面一侧的自由空间的轮廓线均呈沿径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢林生，缪国兵，陈小洪，黄宇新，
申请(专利权)人：江苏石油化工学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]