一種高/冷攪捏合機組的製作方法

2023-04-23 01:27:31 1

專利名稱：一種高/冷攪捏合機組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高分子材料配混機械，特別是一種高/冷攪捏合機組。
背景技術：
目前國內外各種高速捏合機的攪拌原理都是由攪拌器的結構決定的。這些高速捏合機的攪拌器普遍採用槳式結構。由於槳面的斜邊與運動方向成一定傾斜角，所以在攪拌器運動時，對成粉粒狀態的物料而言，除產生水平環流式分散外，同時還產生軸向分流式分散。物料被極快地拋向釜壁，沿釜壁摩擦上升，隨之又被折流板折流到釜中心，跌落在中心處所形成的渦流中，再被拋向釜壁，如此不已，直至混合結束。物料在混合過程中所需要的熱量主要來自摩擦熱，因此，在同轉速情況下，設備的容積愈大，其剪應力愈高，隨之摩擦升溫速率愈高。反之，當設備小於100升後，其摩擦熱會變得很小，當設備小於10升時，摩擦熱幾乎等於零。所以100升以下的高速捏合機在工作時，不能依靠摩擦熱來達到混合所需要的混合溫度，只好由釜壁夾套中的電加熱的油來提供熱量。這樣就造成釜溫高於料溫，物料中分子量低的部分首先粘附釜壁，造成組份比例變化，產生混合不均、預塑化不均等現象。而如果不採用外加熱，混合中的物料又達不到預塑化的效果。這就是實驗室數據與大生產數據不能保持一致的重要原因之一。
實用新型的內容本實用新型的目的是提供一種高分子材料配混用高/冷攪捏合機組，它能解決上述的問題，能在加工過程中產生較高的剪應力，使小容量的的試驗設備通過摩擦熱將物料升溫到預塑化溫度(110℃)；也可以在200-500升容積狀態下將納米級粉體材料進行預分散處理。保證組份比例混合均勻、預塑化均勻。
本實用新型的目的是按如下技術方案實現的。
本實用新型高/冷攪捏合機組，其特徵在於它包括高攪機、排料口和冷混機，所述高攪機經所述排料口與所述冷混機相通連；所述高攪機包括上釜體、上主軸、上、中、下三層葉槳、上釜蓋、折流板；所述上主軸的一端從所述上釜體的底部伸入到所述上釜體內，在所述上釜體內的所述上主軸上，從下向上依次裝有所述下、中、上三層葉槳，所述上釜蓋位於所述上釜體的頂部，在所述上釜體內的上部裝有所述折流板，在所述上釜體的下部具有封頭，經所述封頭與所述排料口的上端相通連，在所述上釜體的外部具有水套；所述冷混機包括下釜體、葉槳、下主軸、下釜蓋，所述下主軸的一端從所述下釜體的底部伸入到所述下釜體內，在所述下釜體內的所述下主軸上裝有所述葉槳，所述下釜蓋位於所述下釜體的頂部，在所述下釜蓋上具有孔與所述排料口下端相通連；在所述下釜體的外部具有水套。
所述高攪機的下、中、二層葉槳均為對稱的片狀，其中，所述下葉槳的縱向截面形狀與所述上釜體的相應底部截面形狀一致，在所述下葉槳的端部具有上斜邊；在所述中葉槳上具有斜面，所述斜面與運動方向成傾斜角；所述上葉槳為二端對稱的二個流線體；所述折流板裝在上釜蓋上。所述折流板的下表面為曲面，所述折流板下表面的折射角度是將上湧的料流折向渦流中心。
所述高攪機的容積為200-500升，所述冷混機的容積為350-800升，所述高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
所述高攪機的容積最小可為2升，所述冷混機的容積為6升，所述高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
所述上、下釜體外部的水套的水路為螺旋狀的。
本實用新型中，高速捏合機中的三層葉槳中，下槳作用是將底層物料拋起；中槳作用是將中層物料拋起，使層與層之間產生摩擦；上槳為二端對稱的二個流線體，與釜壁作平行運動，作用是對被下、中槳葉拋向釜壁，並沿釜壁作摩擦上升的物料進行碾壓式剪切，這種剪應力較大，既能產生足夠的摩擦熱使物料升溫，又足以打破納米級粒子的團聚力，並對其進行預分散處理。折流板是針對三層葉槳的工作原理而設計成上覆式的曲面折流板，其作用是將經過流線體碾壓式剪切的物料折落向渦流中心。所述低速捏合機部分的作用是將從高速捏合機轉入的高溫物料不粘結地降至常溫。上、下釜體的水套的主要作用是以螺旋狀的冷卻水路來均勻控制溫升速率。經實驗，主軸的轉速不能低於4000轉/分，在用於納米級粉體分散時，主軸的轉速在4000-6000轉/分之間。
綜上所述，本實用新型由於採用新型葉槳組合，強化了剪切分散混合能力，使在2-100升的小型試驗用設備中也可以和工業化高分子材料的混配生產時的數據一致。同樣，這種結構還可有效地對納米級粉體進行予預分散處理。並能在相同時間內將高溫物料分散性地降至常溫。從而解決了小試配混摩擦熱難和納米級粉體預分散難的問題。本實用新型適於物料的小容量混配用。


圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為圖1中的三層葉槳8、9、10的立體放大示意圖，
圖3為圖1中的三層葉槳8、9、10及折流扳14的工作狀態及物料流動示意圖，圖4為圖3中的A-A剖視圖，示出了上槳10對釜壁作平行運動時，沿釜壁作摩擦上升的物料被碾壓式剪切的情況，圖5為圖4中的B-B剖視放大圖。
圖中代號1.高速電機； 2.主動帶輪；3.傳動帶； 4.從動帶輪；5.主軸； 6.軸承支架；7.上釜體； 8.下槳9.中槳； 10.上槳； 11.螺母； 12.鉸鏈；13.上蓋； 14.折流板； 15.鎖緊裝置； 16.封頭；17.排料口； 18.機架； 19.低速電機20.主動帶輪；21.傳動帶； 22.從動帶輪； 23.主軸； 24.軸承支架；25.下釜體； 26.葉槳； 27.螺母； 28.蓋；29.鉸鏈； 30.封頭； 31.出料口；32.電控箱；實施例如圖1、2，本實用新型包括高攪機、排料口17和冷混機，高攪機經所述排料口與所述冷混機相通連；高攪機包括上釜體7、上主軸5、上、中、下葉槳10、9、8、上釜蓋13、折流板14；上主軸5的一端從上釜體7的底部伸入到上釜體內，在上釜體7內的所述上主軸上，從下向上依次裝有下、中、上三層葉槳8、9、10，上釜蓋13位於上釜體7的頂部，在上釜體7內的上部裝有折流板14，在上釜體7的下部具有封頭16，經封頭與排料口17的上端相通連，在上釜體7的外部具有水套7A；冷混機包括下釜體25、葉槳26、下主軸23、下釜蓋28，下主軸23的一端從下釜體25的底部伸入到下釜體內，在下釜體內的下主軸23上裝有所述葉槳26，下釜蓋28位於下釜體的頂部，在下釜蓋28上具有孔與排料口17下端相通連；在下釜體25的外部具有水套25A。
高攪機的下、中槳8、9均為對稱的片狀，其中，下槳8的縱向截面形狀與上釜體7的相應底部截面形狀一致，在下槳8的端部具有上斜邊8A，斜面8B(圖2)；，中槳9上具有斜面9A(圖5)，所述斜面與運動方向K成一傾斜角；上槳10具有二端對稱的二個流線體10A(圖4)；折流板14裝在上釜蓋13上，所述折流板的下表面14A為曲面(圖3)，以將上湧的料流折向渦流中心。
高攪機的容積為200-500升、冷混機的容積為350-800升為佳，高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
高攪機的容積最小為2升時，冷混機的容積為6升，高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
上、下釜體7、25外部的水套7A、25A的水路為螺旋狀的。
其工作原理為裝於機架18內的高速電機1通主動帶輪2，傳動帶3，從動帶輪4，帶動主軸5轉動，安裝在主軸上的三層槳8、9、10開始對裝入上釜體7內的物料進行攪拌。如圖3、4，下槳8將底層物料翻起拋向釜壁；中槳9將中層物料拋起使層與層物料之間產生摩擦；上槳10的二個流線體在沿釜壁作平行運動時，對沿釜壁摩擦上升的物料進行碾壓式剪切；此時裝在蓋13上的折流板14以曲面14A將沿壁湧上的物料折射到釜中心的渦流中。由於此時剪應力極高，摩擦熱也隨之劇升，利用上釜體7的冷卻水套7A對物料進行溫控，該上釜體7內的水套7A中設計有螺旋冷卻水路，因而可以有效均衡控溫。物料配混完畢時，打開封頭16，物料由排料口17送進冷混合機中。裝在機架18中的低速電機19通過主動帶輪20，傳動帶21，從動帶輪22，帶動主軸23轉動，裝在主軸上的葉槳26攪拌起由高攪機送入的高溫物料，將這些高溫物料推向帶冷卻水套25A的下釜體25的釜壁，從而使物料在分散狀態下冷卻。最後打開封頭30，由排料口31將冷卻物料送出。
權利要求1.一種高/冷攪捏合機組，其特徵在於它包括高攪機、排料口(17)和冷混機，所述高攪機經所述排料口與所述冷混機相通連；所述高攪機包括上釜體(7)、上主軸(5)、上、中、下三層葉槳(10、9、8)、上釜蓋(13)、折流板(14)；所述上主軸的一端從所述上釜體的底部伸入到所述上釜體內，在所述上釜體內的所述上主軸上，從下向上依次裝有所述下、中、上三層葉槳，所述上釜蓋位於所述上釜體的頂部，在所述上釜體內的上部裝有所述折流板，在所述上釜體的下部具有封頭(16)，經所述封頭與所述排料口(17)的上端相通連，在所述上釜體(7)的外部具有水套(7A)；所述冷混機包括下釜體(25)、葉槳(26)、下主軸(23)、下釜蓋(28)，所述下主軸的一端從所述下釜體的底部伸入到所述下釜體內，在所述下釜體內的所述下主軸上裝有所述葉槳，所述下釜蓋位於所述下釜體的頂部，在所述下釜蓋上具有孔與所述排料口(17)下端相通連；在所述下釜體(25)的外部具有水套(25A)。
2.根據權利要求1所述的高/冷攪捏合機組，其特徵是所述高攪機的下、中、二層葉槳(8、9)均為對稱的片狀，其中，所述下葉槳(8)的縱向截面形狀與所述上釜體(7)的相應底部截面形狀一致，在所述下葉槳(8)的端部具有上斜邊(8A)；所述中葉槳(9)上具有斜面(9A)，所述斜面與運動方向成一傾斜角；所述上葉槳(10)具有二端對稱的二個流線體(10A)；所述折流板(14)裝在上釜蓋(13)上，所述折流板的下表面(14A)為曲面。
3.據權利要求2所述的高/冷攪捏合機組，其特徵是所述折流板的下表面(14A)，其折射角度是將上湧的料流折向渦流中心。
4.根據權利要求3所述的高/冷攪捏合機組，其特徵是所述高攪機的容積為200-500升，所述冷混機的容積為350-800升，所述高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
5.根據權利要求3所述的高/冷攪捏合機組，其特徵是所述高攪機的容積最小為2升時，所述冷混機的容積為6升，所述高攪機的主軸轉速不低於4000轉/分。
6.根據權利要求3所述的高/冷攪捏合機組，其特徵是所述上、下釜體(7、25)外部的水套(7A、25A)的水路為螺旋狀的。
專利摘要高/冷攪捏合機組，包括高攪機、排料口(17)和冷混機，高攪機經排料口與冷混機相通連；高攪機中的上主軸(5)的一端從上釜體(7)的底部伸入到上釜體內，在上釜體內的上主軸上，從下向上依次裝有下、中、上三層葉槳(8、9、10)，在上釜體內的上部裝有折流板(14)，在上釜體的下部經封頭(16)與排料口(17)的上端相通連；冷混機下主軸(23)的一端從下釜體(25)的底部伸入到下釜體內，在下釜體內的下主軸上裝有葉槳(26)，在下釜蓋(28)上具有孔與排料口(17)下端相通連；本實用新型能在加工過程中產生較高的剪應力，可將納米級粉體材料進行預分散處理。保證組份比例混合均勻、預塑化均勻，適於高分子材料的混配用。
文檔編號B29B7/02GK2629947SQ0326515
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月5日 優先權日2003年6月5日
發明者徐凌秀 申請人:徐凌秀