[發明專利]錐形雙轉子連續混煉機組

無效

• 申請號: 201110154785.4
• 申請日: 2011-06-10
• 公開（公告）號: CN102225317A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 王克儉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01F7/02
• 分類號: B01F7/02;B29B7/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及錐形雙轉子連續混煉機組，可用于橡膠、涂料、推進劑、炸藥、紙漿、塑料、食品、制藥、飼料等加工中的混合和造粒等工藝過程。

背景技術

混煉是決定高分子制品性能關鍵工藝環節，特別是對橡膠等高黏彈性材料顯得尤其重要。物料混煉的均勻和穩定，是確保聚合物制品質量的關鍵。實現均勻混煉主要依靠混煉技術設備，包括開煉機、密煉機、雙轉子連續混煉機和螺桿擠出機等。工業上，螺桿擠出機主要用于塑料和食品及熱塑性彈性體的塑化加工，其他三種則主要用于橡膠、涂料、炸藥和推進劑等組分復雜物料的混煉。開煉機和密煉機屬于間歇式混合設備，不僅效率低，而且難以達到不同批量物料的相同混煉質量。

雙轉子連續混煉機結合了密煉機優異的混合特性，也以連續運轉，在工業批量生產上得到廣泛應用。它主要由機筒、轉子、卸料裝置等部分組成。機筒上的混煉腔為兩個相互貫通的、橫截面為圓形的孔，物料在混煉腔中受到轉子的剪切、粉碎、捏合和混合的作用。非嚙合異向旋轉的轉子主要由加料段、混煉段和出料段組成。轉子加料段如同兩根非嚙合的雙螺桿，在轉子加料段螺紋的推動下，由加料口加入的物料，到達混煉段。轉子混煉段表面螺旋角各不相同、錯列排布的螺紋，物料在此熔融、混合、塑化。卸料裝置可以控制卸料門的開啟度，達到控制物料在混煉腔中停留時間的目的。

若借鑒錐形雙螺桿擠出機的特點，將普通雙轉子連續混煉機中外徑不變轉子改變成尾部直徑大前端直徑小的錐形結構，機筒也采用相適應的錐形結構，則可形成新的連續混煉機。轉子尾部直徑增大，增大了螺桿的承載能力，加料量增大，提高產量；加料段容積大，易加入較大體積的松密度粉料；排料段轉子直徑小，產生的剪切和摩擦熱也較小，這樣可適用于一些特殊材料混煉。

發明內容

區別于傳統雙轉子混煉機，本發明連續混煉機采用兩根錐形轉子呈一定角度排列，形成錐形雙轉子混煉結構，如圖1。每個混煉轉子外徑輪廓由大減小呈錐形，具有加料段和混煉段，加料段采用螺旋輸送結構；從垂直于轉子外輪廓錐面看，混煉段結構呈現凸輪形、S形或四棱轉子型等典型的轉子特點。

進一步，為連續混煉，必須將混煉好的物料輸送到機頭進行造粒或成型，即除混煉部分外還需要排料部分。這樣，錐形雙轉子連續混煉機組由混煉部分和排料部分組成。為此形成的完整機組可以是單階，也可以是雙階的。

單階錐形雙轉子連續混煉機就是轉子依次由非嚙合螺桿加料段和混煉轉子段及螺桿排料段組成，物料被連續加入和混煉并經輸送段強制排到機頭進行造粒或成型，機頭型腔結構取決于出口制品形狀。為提高出口排料壓力，機頭前還可連接齒輪泵。

雙階的錐形雙轉子連續混煉機組如圖1，主要有混煉部分和排料部分組成。第一階中將非嚙合螺桿加料段和混煉轉子段制造成一個整體，物料被連續加入和混煉，在末端經開度可調的排料閥門排到第二階。閥門的開度控制排料速率和形成第二階的充滿度，建立壓力，改變混合段的混合強度。第二階可以是螺桿擠出機，采用適合熔融物料加入的螺桿結構，經螺桿輸送到機頭進行造粒或成型，機頭型腔結構取決于出口制品形狀。為提高出口排料壓力，機頭前還可連接齒輪泵。

錐形雙轉子混煉機運行時，在加料口加入物料，經螺旋輸送到混煉轉子段，充分利用有效地轉子結構進行反復的混合和塑煉。本發明轉子混煉段是錐形的，接近加料段直徑大，接近排料段直徑小。相應地，包含轉子的機筒也是由三個圓錐體組合形成。除傳統轉子在周向和軸向結構周期性變化外，錐形轉子直徑由大變小，將產生軸向壓縮捏合作用并增強了軸向輸送作用，促進混合物料向下游移動。因此能明顯提高混煉效果并提高產量，具有節能減排的效果。

同時，錐形轉子尾部直徑增大，加料量增大，也提高了產量；增大了轉子承載能力，齒輪和軸承使用壽命長，有利于布置止推軸承和齒輪；接近加料段容積大，易加入較大體積的松密度粉料，也有利于熱傳導，更易實現對物料加熱或冷卻；接近排料段的容積小，圓周速度較小，產生的剪切較低，摩擦熱也較小，熱損傷的危險性小；隨著轉子外徑逐漸減小，物料逐漸得到壓縮，從而使螺槽更快充滿物料，保證物料連續平緩地混煉；在同樣的生產能力下，背壓可較低。這樣，該類混煉機也可用于粉料和PVC等熱敏性材料。

附圖說明

圖1為錐形雙轉子連續混煉機組結構示意圖

1-電機，2-減速和分配箱，3-機筒，4-加料裝置，5-加熱裝置，6-錐形轉子，7-轉子冷卻裝置，8-電機，9-減速箱，10-機筒，11-加熱裝置，12-螺桿，13-機頭，14-排料閥門，15-連接筒體。

圖2為錐形雙轉子的排列結構示意圖

具體實施方案