专利名称：粘土挤压筒的制作方法
技术领域：
本发明所涉的粘土挤压筒设备在例如，陶磁器制造业所用和泥机中搅拌粘土的叶片部与出口部之间。
以往，人们所知的有各种各样的和泥机，例如在叶片部搅拌制造陶磁器用的粘土，并从出口部挤压出圆柱形的粘土。并且，不论在哪一种和泥机中，在搅拌粘土的叶片部与出口部之间都设有粘土挤压筒用以将叶片所切割搅拌的粘土压实。
图6所示为现有粘土挤压筒的结构。在图6所示的例中，粘土挤压筒51由下列各部分构成；具有搅拌粘土用叶片的叶片部、与该叶片部53相接并且从挤压筒51中粘土流向的上游向下游方向直径保持不变的筒体部54、与该筒体部54相接并且从挤压筒51的上游向下游方向直径逐渐减小的挤压部55。在该挤压部55的前端设有出口56。
上述的粘土挤压筒51的结构具有将叶片搅拌的粘土压实并强化其颗粒结合的最终调整机能。而且，靠该粘土挤压筒51的结构，换言之，由筒体的阻力再加之压缩和剪断可得到设定直径的圆柱形粘土。因此，挤压粘土的品质(内部组织)几乎是由该粘土挤压筒51的结构所决定的，所以为要得到优质的挤压粘土，粘土挤压筒的结构是至关重要的。
然而，在图6所示的现有的粘土挤压筒51上所得到的挤压粘土发生了以下的问题。
(1)颗粒取向成很强的沿挤压轴向排列。
(2)中心部粘土的压实不良。
(3)在出口附近由于很大的收缩，致使挤压出的粘土表面上出现较强的条痕。
因此，用使用现有的粘土挤压筒的和泥机制得的圆柱形挤压粘土，加工成例如圆柱形的一端为头部一端为伞部的悬挂式绝缘瓷瓶(绝缘子)，一经干燥大多会发生头部开裂、断裂(头部断掉)的问题。并且，即使看不出头部断裂的，将成形体烧制就会检查出内部缺陷(中间开裂)。
本发明的目的是为解决上述课题提供一种和泥机的粘土挤压筒它可以制做出无缺陷的品质稳定的粘土制品。
本发明的粘土挤压筒是设在和泥机的搅拌粘土的叶片部与出口部之间的粘土挤压筒，其特征是由与上述叶片部连接而设的挤压粘土的粘土挤压部和设在该粘土挤压部与上述出口部之间的用以缓和被挤压的粘土阻抗的粘土扩大部所组成，将上述粘土挤压部和上述粘土扩大部连接处的直径做得比上述出口部的直径小。
在本发明中，扩大接合部具有使颗粒取向沿径向排列的作用，由此可使粘土的品质良好。作为理想状态紧接在叶片部下游一侧而设的1次挤压接合部具有防止从叶片排出的搅拌粘土疏缓的作用。特别是在叶片部是由多个螺杆构成，存在多个粘土供给通道的情况下，它起到使粘土更加均匀的作用。另外，作为理想状态接续设置在扩大接合部下游侧的扩大筒体部，具有使粘土扩大后不产生径向的内外收缩差的作用。
进而，作为理想状态在1次挤压接合部和扩大接合部之间设置中间筒体和2次挤压接合部的情况下，中间筒体在来自出口方向的与粘土流向相反的压力作用下具有提高强化压实的必要的前压阻抗的作用，同时，2次挤压部具有对粘土施以压缩和剪切来压实并且加强对中心部压实的阻抗作用。此外，在2次挤压接合部与扩大接合部的连接处直径比出口直径小的情况下，可以更加有效地利用上述扩大接合部的作用。
图1，表示利用本发明粘土挤压筒的和泥机的一例结构。
图2，表示图1所示和泥机中细分板的一例结构。
图3，表示图1所示和泥机中边托辊的一例结构。
图4，表示图1所示和泥机中2次筒体的一例结构。
图5，表示本发明粘土挤压筒的一例结构。
图6，表示现有的粘土挤压筒的一例结构。
21.叶片部、22.出口部、23.粘土挤压筒、24.1次挤压接合部、25.中间筒体、26.2次挤压接合部、27.扩大接合部、28.扩大筒体、31.粘土挤压部、32.粘土扩大部、33.连接处。
图1是表示利用本发明粘土挤压筒的和泥机的一个例子的结构示意图。在图1的示例中和泥机1是由驱动装置2、1次筒体3、真空室4、2次筒体5、粘土挤压筒6、及出口7所组成。并且，驱动装置2通过轴8使1次筒体3内的叶片9旋转，同时，通过轴10使2次筒体5内的叶片11旋转。在1次筒体3与真空室4之间设有细分板12，在真空室4内设有边托辊13。
在图1所示的和泥机中，1次筒体3中的结构是；靠叶片9的旋转来切断并搅拌所供的粘土，同时给粘土以推进力用以克服细分板12的阻力。细分板12用于将1次筒体3供给的粘土细分以便在真空室4进行良好的脱气，如图2所示是在板14上形成许多长孔15而构成的。利用长孔15是因为圆孔阻力太大的缘故。真空室4在室内形成真空以用于进行被从细板挤出的粘土的脱气。真空室侧壁外的粘土由于真空而容易干燥，因此要通水冷却以不使干燥。边托辊13用于把粘土向下压入以使得容易从真空室4向2次筒体5的叶片11处供给粘土，如图3所示，该辊可旋转地设在位于真空室4侧壁的叶片11的上部。
2次筒体5用于将所供给的粘土靠叶片11的旋转充填、压实并送往本发明的粘土挤压筒6。叶片11由螺旋、翻转叶片、扇叶等适当地组合而成。并且在2次筒体5的内面，如图4(a)、(b)所示，设有平行于圆筒面母线的许多槽16。该槽16用于防止2次筒体5内的粘土空转，并将充分搅拌的粘土挤压出去。因此可以防止干燥及烧成后制品的龟裂。
图5是本发明粘土挤压筒的一个例子的结构示意图。粘土挤压筒是轴向对称的，因此在图5的示例中只表示出各部的上半部分。在图5的示例中，由2次筒体5构成的叶片部21与出口部22之间设置了粘土挤压筒23，它由以下部份构成从筒的上游A向下游B直径逐渐缩小的1次挤压接合部24，直径不变化的中间筒体25、直径逐渐缩小的2次挤压接合部26、直径逐渐变大的扩大接合部27、直径不变的扩大筒体28。并且，在本例中1次挤压接合部24，中间筒体25及2次挤压接合部26构成挤压粘土的粘土挤压部31，同时扩大接合部27及扩大筒体28构成缓解挤压的粘土阻抗的粘土扩大部。
图5所示本发明粘土挤压筒23中的重要之处在于设置了粘土扩大部，以及粘土挤压部31和粘土扩大部32的连接处33的直径要比作为所要粘土直径的出口部22的直径小。而且，在粘土挤压筒23的中间附近一旦将粘土挤压到比所要直径还细的直径，粘土的中心部会被充分地压实，在其后缓解扩大的粘土外径侧阻抗的挤压中使颗粒取向沿径向排列，从而可以提高粘土中心部的密度、提高粘土的压实性。
以下，对构成本发明粘土挤压筒23的各部即从粘土流向的上游开始，1次挤压接合部24、中间筒体25、2次挤压接合部26、扩大接合部27以及扩大筒体部28、与粘土挤压筒23接续的出口部22分别就其必要事项进一步详细说明。
在以下的说明中，图5所示例子对于筒的轴线方向，1次挤压接合部24的角度即一次挤压角度为θ1，2次挤压接合部26的角度即2次挤压角度为θ2，扩大接合部27的角度即扩大角度为θ3，出口22的锥部挤压角度为θ4；叶片部21的直径为0、中间筒体25的直径为1、2次挤压接合部26与扩大接合部27的连接处33的直径为2、扩大筒体28的直径为3、出口部22的直径为4、1次挤压接合部24的1次挤压比为1-〔(1/0)2〕×100、2次挤压接合部26的2次挤压比为〔1-(2/1)2〕×100、扩大接合部27的扩大比为(3/2)2×100、出口部22的挤压比为〔1-(4/3)2〕×100、中间筒体25的长度为l1，扩大筒体28的长度为l2，出口部22的长度为l3，在下述的例中，将粘土挤压筒23的长度l取为1000mm-2200mm。
(1).1次挤压接合部241次挤压比是表示为防止从叶片部21排出的粘土松缓并避免在2次挤压接合部的过度挤压而进行的第1次压缩操作的程度指标，是由与2次挤压比的关系所决定的。由于在出口部22近旁做一次性大挤压比操作会使条痕增大并有损于颗粒取向的改善，所以最好是尽量乘叶片21前端侧粘土处于脉动状态下加大1次挤压角度θ1。由上所述1次挤压比的理想范围是25-45％、1次挤压角度θ1的理想范围是20°-45°。
(2).中间筒体25中间筒体25的直径1是由与2次挤压比的关系决定的，在该部分通过对其长度l1选定适当的长度来得到为强化压实所供粘土重叠面所必需的前压阻抗。长度l1与2次挤压比成反比例关系。而在不设中间筒体25的情况下经常发生粘土的搅拌不良。由上所述，中间筒体25的直径1的理想范围是350mm-450mm、中间筒体25的长度l1的理想范围是200mm-800mm。
(3).2次挤压接合部262次挤压接合部26的作用是向所供给的粘土施以压缩和剪切，使之压实并为将中心部压透而作为强阻力的操作部份。为此，该部份的挤压筒径即连接处33的直径2必须比出口部22的直径4小，进而还要考虑扩大接合部27的扩大比及出口部22的出口挤压比再进行挤压操作。
2次挤压比是表示从中间筒体25的挤压量的程度指标，挤压比过小就会失去目的机能，同时，挤压比过大则会导致生产率下降。此外，2次挤压角度θ2过大就会在粘土外周表面出现粗的斜痕，位置差过大就会有细斜痕一直生成到中心部的内在倾向。悬挂式绝缘瓷瓶用粘土由于有2次加工所以这些因素的影响比较轻，同时在直接与成形机连接中对于粘土挤压简的全长有所制约，因此有意识地将2次挤压角度θ2加大。
由上所述，2次挤压接合部26的2次挤压比的理想范围是75-95％，2次接合部26的2次挤压角度θ2的理想范围是20°-45°。
(4).扩大接合部27扩大接合部27的扩大比表示从2次挤压接合部26扩大部分的扩大度，成为使粘土的颗粒取向从轴向转变到径向排列的机能有效度的指标。此外还可消除条痕、使密度均匀。扩大比过小时，粘土颗粒的取向成为较强的沿轴向排列模式，烧成的收缩率径向要大于轴向的，容易产生头部的断裂。另一方面扩大比过大时，颗粒取向成为较强的沿径向排列模式，轴向的烧或收缩率变大，在实心的绝缘瓷瓶中发生瓶体开裂、吊落情况。在悬挂式绝缘瓷瓶的情况下，由于有2次加工，所以可利用该颗粒取向的特征有意识地将扩大比略大于实心瓷瓶的挤压时的扩大比。扩大比加大则2次挤压比就必然取大，由于可得到粘土中心部密度提高和理想的颗粒取向，因而可以有效地防止头部开裂。
扩大结合部27的扩大角度θ3对应于扩大比发挥其机能作用。为了保持在2次挤压接合部26的强烈挤压压实效果，希望以较缓和的角度来扩大、其理想角度应取在2次挤压角度θ2的50％以下。由上所述，扩大接合部27的扩大比的理想范围是200-300％、扩大结合部27的扩大角度θ3的理想范围是5°-20°。
(5).扩大筒体28在不设扩大筒体的情况下，径向的内外收缩差很大从而发生伞部开裂现象，同时有粘土表面出现毛刺等问题，因此最好设置扩大筒体28。扩大筒体28的长度l2必须是扩大接合部27的最大直径的1.0倍以上。由上所述，扩大筒体28的长度l2的理想范围是200mm-500mm。
(6).出口部22出口部22的挤压比是表示从扩大筒体28到所要粘土直径的出口挤压量的程度指标。挤压比过大时，损害在粘土扩大部32处得到的颗粒取向，条痕加大，产生异向收缩差的增大、成材率降低，同时，挤压比过小的情况下，粘土表面压不实，产生毛刺或者粘土在出口部22处充不满，不能进行挤压操作。
另外，出口部22的直筒部的长度l3对于控制所要粘土直径保形的表面阻抗操作是很重要的、其长度必须取在出口部22直径4的1.0倍以上。
此外，出口部22的挤压角度θ4是由出口部22的挤压比所决定的，由斜线连接扩大筒体28和出口部22直筒部的段落差而成的角度，该挤压角θ4只要不妨碍粘土流动就没有影响。
由上所述，出口部22的挤压比的理想范围是5-25％，出口部22的直筒部长度的理想范围是150mm-400mm、出口部22的挤压角度θ4的理想范围是20°-45°。
由以上的说明可知，根据本发明，由粘土挤压部和粘土扩大部来构成粘土挤压筒，同时，用粘土挤压部与粘土扩大部的连接处直径小于出口部直径这种结构可在粘土的颗粒取向中强化其径向排列，能够提高粘土中心部的密度，提高粘土的厚实性、缓和粘土表面的条痕发生、结果是可以制造出没有头部断裂、中间开裂等缺陷的制品能够得到质量稳定的粘土。
权利要求
1.一种粘土挤压筒，设置在为搅拌和泥机中粘土的叶片部与出口部之间，其特征在于是由挤压粘土的粘土挤压部和松缓被挤压粘土阻抗的粘土扩大部所构成，其粘土挤压部与上述的叶片部相连接，而粘土扩大部则设在该粘土挤压部与上述的出口部之间，上述粘土挤压部与上述粘土扩大部的连接处直径小于上述出口部的直径。
2.如权利要求1记载的粘土挤压筒，其上述的粘土挤压部的构成部份设置如下按从粘土流向的上游一侧向下游一侧的顺序，从筒体的上游一侧向下游一侧直径逐渐减小的1次挤压接合部、从筒体的上流一侧下游一侧直径不变的中间筒体、从筒体的上淳一侧向下游一侧直径逐渐减小的2次挤压接合部。
3.权利要求1或2记载的粘土挤压筒，其上述的粘土扩大部是按从粘土流向的上游一侧向下游一侧的顺序，由从筒体上游一侧向下流一侧直径逐渐加大的扩大接合部和从筒体上游一侧向下游一侧直径不变的扩大筒体部所构成的。
全文摘要
提供一种可以制作出无缺陷制品并能得到质量稳定粘土的和泥机上的粘土挤压筒。在搅拌和泥机中粘土的叶片部21与出口部22之间设置粘土挤压筒23，它具由与上述叶片部21连接的挤压粘土的粘土挤压部31和设置于该粘土挤压部31与上述出口部之间的用于松缓被挤压粘土阻抗的粘土扩大部32所构成的，并且，上述粘土挤压部31与上述粘土扩大部33的连接处33的直径要小于上述出口部22的直径。
文档编号B28B3/26GK1146394SQ95118759
公开日1997年4月2日 申请日期1995年11月7日 优先权日1995年9月29日
发明者板谷信吾, 铃木由平, 横井公二 申请人:日本碍子株式会社