用于粘性物料容器排出装置和方法的固定件的制作方法

专利名称：用于粘性物料容器排出装置和方法的固定件的制作方法
用于粘性物料容器排出装置和方法的固定件
本申请是2006年9月15日提交的Stanton等人的"Viscous Material Feed System and Method", SN 11532334的部分继续申请。
背景技术：
本发明涉及用于容器排出装置和方法的固定件，特别用于将有机硅胶 或其它粘性物料从容器中压入连续配混系统的圓筒排出装置。
在配混系统中，将物料送入生产线，在生产线中混合进料并按比例注 入添加剂，从而制得定制产物。用于这些工艺的进给物料可装在各种容器 中送至配混位置。在送料时，必须将物料容器中取出以进行加工。例如， 配混系统可能需要清空圓筒或类似的容器中的物料如有机硅胶。然而，进 给物料可能非常粘稠并对流动具有抗性，因而对从送料容器中清除具有抗 性。
一些清空方法使用柱塞驱动容器内含物以挤出内含物用于进一步加 工。在这些方法中需要相当大的压力将粘性物料例如有机硅胶挤出。高的 挤出压力使物料容器经受极高的机械应力。出于重量和费用的原因，通常 将容器设计成具有极薄的壁并设计成足以避免容器在运输过程中受损的结 构。没有对容器进行设计，来耐受清空操作过程中产生的应力，并且清空 操作过程中产生的高压可容易地使容器结构破裂。
在清空操作过程中可将强化开裂金属套(reinforcing split metal sleeve)或 瓦片式压力容器(half-shell)放置在容器周围。然而，所述强化开裂金属套和 瓦片式压力容器的安装和闭合可能是非常复杂的操作，因而需要大量人力。 另 一个缺点是所述强化开裂金属套或瓦片式压力容器必须以精确的方式与 容器的外部尺寸相配合，因而有时需要储备强化开裂金属套或瓦片式压力 容器以适应各种尺寸的容器。
因而，需要促进粘性进给物料从容器中的清除，具体地需要促进粘性 进给物料如粘性有机硅从送料容器如圓筒中的清除。

发明内容
本发明提供改进的粘性物料容器排出装置(container evacuator)以及将 粘性物料从送料容器中取出送入处理系统的方法。本发明涉及粘性物料容 器排出装置，该装置包括容纳容器的室，以及轴向且可滑动地容纳在所 述室中的柱塞(plunger)以将物料从容器中挤出；闭合以限定室并紧闭容器的 至少 一 个铰接围板(hinged closure);将围板固定于容器周围的至少 一 个电控 紧固件(motor activated fastener)。
本发明的一种实施方案是固定粘性物料容器排出装置的围板的方法， 该方法包括起动马达驱动轴以驱动连接螺紋轴(threaded shaft)进入紧固夹 块(clampblock)的配合螺紋槽，该紧固夹块包括相对的凸起壁(nub wall);驱 动螺紋轴，以将凸起压在排出装置的第一凸耳(lug)上，并缩短螺紋轴头和 相对凸起之间的距离以将凸起压在围板的第二凸耳上，从而将凸耳固定在 一起而固定容器。
本发明的另 一种实施方案是粘性物料处理系统，该系统包括粘性物料 进料系统和接纳从进料系统挤出的物料的粘性物料配混系统，粘性物料进 料系统包括粘性物料容器排出装置，该装置包括容纳容器的室以及轴向且 可滑动地容纳在室中的柱塞以将物料从容器中挤出，所述容器容纳在排出 装置的室内并且可通过限定室的铰接围板封闭，围板可通过至少一个电控 紧固件固定，该电控紧固件将围板固定在容器周围。
本发明的另一种实施方案是粘性物料进料系统，该系统包括容器排 出装置，该装置包括容纳容器的室以及轴向且可滑动地容纳在室内的柱塞 以将物料从容纳在排出装置室内的容器中挤出；闭合以限定室并紧闭容器 的至少一个铰接围板；将围板固定于容器周围的至少一个电控紧固件；进 料管，其接纳通过容器排出装置从容器中挤出的物料；切割装置，其计量 从进料管排出的物料以送入处理系统。
本发明的另一种实施方案是粘性物料进料方法，该方法包括将装有 粘性有机硅胶的圆筒装入取料装置；通过起动马达驱动轴以驱动连接螺紋 轴进入紧固夹块的配合螺紋槽，将取料装置的围板固定于圓筒周围，所述 紧固夹块包括相对的凸起壁；驱动螺紋轴以压在装置围板的第一凸耳上并 缩短螺紋轴头和相对凸起之间的距离以将凸起压在装置围板的第二凸耳 上，从而将凸耳固定在一起；驱动柱塞通过圓筒而将粘性物料从圓筒中排出，以挤出有机硅胶送入粘性物料配料工艺。
本发明的另一实施方案是粘性物料容器排出装置，该装置包括容纳
容器的室以及轴向且可滑动地容纳在室中的柱塞以将物料从容器中挤出； 闭合以限定室并紧闭容器的至少一个铰接围板；将围板固定于容器周围的 至少一个电控紧固件；向马达提供动力的液压系统，该系统包括液压源和 溢流插装件(relief cartridge),当达到设定压力时该溢流插装件通过将压力源 从马达上移开来控制压力源，从而起动马达。
本发明的另 一种实施方案是粘性物料容器排出装置的一组液压操控固 定件的控制方法，该方法包括为该组件中的各固定件设置设定压力；向 各固定件提供起动液压；当达到各固定件的设定值时将施加的压力从该固 定件上移开。


图1、图2和图3为物料处理系统的示意图4和图5为圆筒压机的透视图6为圓筒压机的局部剖视图7为具有围板门固定件的铰接围板的透视图8为固定件和液压马达的分解图9为偏差联轴节(misalignment coupling)的分解图IO为开放固定件的剖面透视示意图11和图12为闭合固定件和处于超限状态的固定件的剖视图。 图13为液压马达的局部剖^L图；和 图14为固定件液压系统的示意图。
具体实施例方式
本发明涉及粘性物料如有机硅胶的加工。"有机硅胶，，包括具有化学式n的粘性有机硅或聚氧硅烷或有机聚氧硅烷，其中R为有机基团，例
如曱基、乙基和苯基。这些物料通常包括无机硅氧主链(...-Si-O-Si-O-Si-O-
…)，该无机硅氧主链连接有可以为四配位的有机侧基。在一些情况下，可 利用有机侧基将两个或更多个-Si-O-主链连接在一起。
可通过改变-Si-O-链的长度、侧基和交联度，合成具有各种性能和组成有机硅。这些有机硅可具有从液体到凝胶再到橡胶直到硬塑料的不同稠度。 有机硅橡胶或有机硅胶为有机硅弹性物料，通常具有高温特性。有机硅胶
具有耐极端温度的特性，从-100。C至+500。C能够正常工作。在这种条件下， 抗拉强度、延展性、撕裂强度和压缩变形性可优于常规橡胶。
有机硅胶可挤塑或模制为定制形状和设计，例如管、带、实心绳或广 商规定的尺寸限制范围内的定制型材。可将绳接合制成"O"型环，还可将 挤塑型材接合以构成密封件。
期望提供准确并有效地加工粘性物料如有机硅胶以用于各种应用的粘 性进料系统。然而，这些物料可能对流动具有高抗性、具有高粘性、具有 高内聚性和/或具有剪切增稠特性，因而极难加工。在需要大量的时间从批 量上切割或分离一定量物料的情况下准确的包装过程和/或准确获得定量物 料的过程耗费成本。此外，在流体物料粘附切割工具或装置的情况下需要 经常清洁加工设备耗费成本且浪费。此外，将错误量的物料用于下游工艺 时耗费成本且不利。
物料排出工艺向容器壁施加巨大的压力而使容器存在破裂的危险。排 出装置和排出装置围板的任意固定件两者必须能够固定围板抵御巨大的压 力。本发明提供具有固定件的固定围板，该固定围板能够耐受物料排出过 程中施加于容器壁的高的压力。固定件可包括液压马达，液压马达驱动包 括螺紋轴和紧固夹块的锁定机构，紧固夹块具有凸起和接纳螺紋轴的螺紋 槽。马达驱动螺紋轴以缩短第一围板凸耳和位于第二围板或排出装置壁上 的凸耳之间的距离，从而封闭排出装置的容器。此外，固定件的实施方案 解决了由于零件公差扩大和操作磨损引起的驱动轴和螺紋轴之间偏差的问 题。在本申请中，术语"活动"是指运动或运动的空间，例如机械零件的 运动。活动度是指在不分离的情况下零件之间相对运动的容许量。提及"后 面"时是指附图的左侧，提及"前面"时是指附图的右侧。
通过附图和随后的详细讨论，本发明的特征将显而易见，所述附图和 随后的详细讨论以实例的形式而非限制性地描述了本发明的优选实施方 案。
附图所示的本发明优选实施方案示例了将有机硅胶配混到基体中以形 成制品的方法。在附图中，图1和图2分别为物料处理系统IO的顶视图和 侧^L图，示出了一体式进料系统12和配混系统14。进料系统12包括排料装置(MEA)16、传送装置18和流料槽20。图4和图5为MEA 16的详细正 视图，图6为MEA16的局部侧剖面图。MEA16包括容器排出装置22、进 料管24、切割装置26和地秤(floor scale)28。 一体式进料系统14与控制器 30可控连接。图6为配混系统14的侧视图。如图1、图2和图3所示，配 混系统14包括混合机32、辊磨机34、传送带36和混料机38。
MEA 16用于将粘性物料从容器中挤入配混系统14。在一种操作中， 将55加仑的钢筒从托盘上卸到装运装置(tote)中，将装运装置(每个约80磅) 卸到生胶混炼机中。然而，从托盘上手动操纵圆筒可造成背部和肩部劳损。 结合图1、图2和图3，在本发明的优选配料作业中，作业开始于输送四个 胶筒42的托盘40。尽管容器可以是任意容纳物料的封闭体，但附图所示的 实施方案是包括排空装有有机硅胶的圓筒的机构的进料系统。在该实施方 案中适宜的圆筒42具有可完全打开的端部并且具有钢、纤维板或适于输送 有机硅胶物料的其它材料制成的筒状壁的圓筒。圓筒42具有相对端，各端 均可打开而如以下所述于一端容纳活动柱塞。
各圆筒42中的物料可相同或者可具有各种不同的物理性能如粘度。通 过例^(口Easy Lift Equipment Co., Inc., 2 Mill Park Court, Newark, Delaware 19713的圓筒输运机44，将圆筒42逐一从托盘40上取下。取下三个圓筒 42各自的盖，通过输运机44将各圆筒42装入相应的容器排出装置42,所 述容器排出装置42可以是Schwerdtel S 6-F圆筒压机。使用圓筒输运机44 消除了伴随提升和搬运重圓筒42带来的人体工程学风险。然后通过MEA16 将有机硅胶以计量份的形式从各圆筒中压到传送装置18中。在附图所示的 实施方案中，MEA16包括容器排出装置22、进料管24和切割装置26。容 器排出装置22可以为圆筒压机，这是一种将粘性或紧实内含物从圓筒中排 出的装置。如图2和图3所示，容器排出装置22是包括近筒状室50的压 机，该近筒状室50具有用于将圆筒42可拆卸地固定于室50内的铰接围板 52和54。在取料作业过程中，室50和铰接围板52、 54稳固地悬架圓筒42。 圓盘状托盘56通过驱动平面58与室50配合，所述驱动平面58垂直于室 50的纵轴并相应垂直于容纳在室50中的圓筒42的纵轴。
可参考图1、图2、图4、图5和图6，描述进料系统12的运转。在运 转中，通过起动固定件110并打开围板52和54,将压机围板52和54手动 解锁。使用圆筒输运机44将第一个圆筒42装入压力腔60。通过定位环62将圆筒42固定于室50的底座64。受压围板52和54通过可能具有薄壁的 圓筒42承受液压系统的压力。围板52和54通过多个固定件110固定，将 参考图7至图IO对固定件IIO进行详细说明。
图7是利用固定件110固定的铰接围板52和54的透视图。如下所述， 固定件110用于夹紧并对准铰接围板52和54。图8是一个固定件110的分 解透视图，该固定件包括具有驱动轴114的液压马达112。从后向前，固定 件110包括偏差联轴节116、重起弹簧销118、重起弹簧119、驱动管120、 螺紋轴122、驱动外壳124、止动销126和紧固夹块132。螺紋轴122具有 花4建缩径后部158、螺纹中部160和前缩径平面部分162。后端面164朝向 驱动轴114,前端面166朝向紧固夹块132的螺紋槽168。图10和图11示 出了作为铰接围板52和54的相应部分的凸耳128和130。
偏差联轴节116用于从一个旋转轴向另一个未精确对准的轴传递机械 动力。在图9至11中，示出了偏差联轴节从驱动轴114向螺紋轴122传递 机械动力。偏差联轴节116是三段式部件，包括后半接头(back couple half) 134、前半接头(forward couple half)136和联结部分138。半接头134和136 各自具有经构造的内部，所述内部形成穿过联结部分138的连续通道140。 联结部分138具有后键142和前键144，所述后键142和前键144分别嵌入 互补的后半接头134的键槽146和前半接头136的键槽148。前半接头134 具有止动槽150，后半接头136具有止动槽152,半接头134和136通过各 自的止动环154和156止动。插有键142和144的键槽146和148以及止 动环154和156将各自的半接头134和136松连接在联结部分138上。
后半接头134的内部通道140具有适于接纳驱动轴114的互补花键表 面172的内部筒状花键表面170,前半接头136具有适于接納螺紋轴122的 缩径后部互补花键表面158的花键表面174。花键表面172、 158经构造和 取向而以交叉方式设置在相应的花4建表面170、 174内。术语交叉表示像两 只手的手指可平行接合那样使花键交叉。
联结部分138的内部通道140部分具有光滑的壁，通道140这部分的 直径大于由花键表面170和174的槽限定的后半接头或前半接头的直径。 联结部分138连接半接头134、 136，使得半接头134、 136的花键构造错开， 以^f吏驱动轴114和螺紋轴122相扣。4建142和144由环154和156以一定的 轴向活动度固定并且彼此以90。的相差放置，以为驱动轴114和螺紋轴122之间的轴向偏差和角偏差提供宽松的容许量。偏差联轴节116构造在接纳 轴向偏差和角偏差的同时传递驱动轴扭矩。
图IO是开放固定件的剖面示意图；图11是闭合固定件的剖面侧视图； 图12是处于超限状态的固定件的剖面侧视图。参考图5至12，固定铰接围 氺反52和54的方法包4舌起动液压马达112以4吏驱动轴114驱动连4妄螺紋轴 122进入紧固夹块132的配合螺紋槽168。紧固夹块132为支架状部件，该 部件在后支架端180处具有螺紋槽168并且在前支架端182处具有偏置结 构(示为具有凸起186的凸起结构184)。操作时，螺紋轴122穿过螺紋槽168, 轴122的前端面166作用在MEA16的第一凸耳128上。紧固夹块132经由 安装销188和止动环l卯与驱动外壳124连接，所述止动环l卯穿过驱动 外壳124的开口 192和紧固夹块132的定位槽194(并固定从其孔198中穿 过的凸耳128)。驱动外壳124借助于固定件196连接在穿过驱动管120的 马达122上(图8)。因而，当马达112推动螺紋轴122,轴122顺次拉动紧 固夹块132(经由马达112-驱动管120-驱动外壳124-紧固夹块132的连接)以 缩短凸起186之间的距离，直到凸起186压在围板54的凸耳132上。螺纹 轴122的作用使凸起186紧缩以接合凸耳128、 130，从而在MEA室50内 在圆筒42周围形成MEA16强力液压驱动围板。
超限补偿机构(overrun backoff mechanism)是图10至12所示的另 一种实 施方案。在图8和图10至12中示出了重起销118和重起弹簧119。图10 示出了开放的固定件110，示出了基本上但未完全从螺紋槽168中抽出的螺 紋轴122。重起销118和重起弹簧119压入螺紋轴122纵轴的通道202。图 10示出了由于驱动轴114而偏离螺紋轴122但轨迹仍保留在通道202内的 重起销118。图11示出了全闭合锁定，其中重起销118被推向完全压缩的 重起弹簧119，完全压缩的重起弹簧119压在螺紋轴122的通道118端上。 重起销118压(偏压)在螺紋轴122上，使螺紋轴122完全伸出并与紧固夹块 重新接合。然后，在图12所示的超限状态下，导螺杆将其自身从紧固夹块 中抽出。
本发明的另一种实施方案涉及固定件110的液压控制。在图4和图5 中，各液压马达112具有溢流插接件210,该溢流插接件具有连接在液压源 (未示出)上的液压管路(未示出)。在图13中示出了具有溢流插接件210和 液压管路端口212、 214的示范性液压马达112。图14是液压系统216的示意图，该系统包括与马达224、 226和228 相关的配合插接件218、 220和222。该构造与图4和图5的三个插接件210 和马达112相关。图14示出了四通三档位串联短管阀230(four way, three position tandem spool valve)。处于开iU立置时，液压'液/人端口 P流至端口 A 以及/人端口 B流至端口 T。这^f吏得液压液/人各马达112的端口 A流至端口 B。在示范性操作中，马达224的输出扭矩与作用于马达的压差相关。当压 差达到i殳定值时，通过4吏液压液转移流过其它溢流插4妄件220和222,溢流 插接件218停止马达224的转动。类似地，感应压差，当达到设定值时停 止流动通过各相应插接件220和222并停止相关马达226和228。当达到所 有马达224、 226和228的设定值时，三个相应的固定件应处于开放位置以 允许进入容器排放装置22。在一种实施方案中，存储设定值并利用控制器 计算压力，控制器可以是PLC和压力传感器的组合(未示出)。
在其它情况下，当液压液从液压马达112的端口 B流入并从端口 A流 出时，使得导螺杆122旋转而将其自身从紧固夹块132中旋出。由此使紧 固夹块132伸出。 一旦紧固夹块132伸至与凸耳128接触的位置，如图10 所示，紧固夹块132即处于其行进的终端并且不能够再延伸(图10)。如果液 压马达继续运转，则导螺杆122继续将其自身从紧固夹块132中旋出。在 紧固夹块132不能够再行进的情况下，导螺杆122朝向液压马达112行进， 压缩重起销118和导螺杆122中心钻孔底部之间的重起弹簧119。导螺杆122 上的螺紋最终将与紧固夹块132分离(图12)。在导螺杆122的螺紋与紧固夹 块132分离的情况下，导螺杆122的继续旋转不会造成导螺杆122或紧固 夹块132继续行进。
在超限状态下，液压液/人液压马达112的端口 A流入并乂人端口 B流出， 使得导螺杆122沿其旋紧方向转动。重起弹簧119压在导螺杆122上，将 导螺杆122的螺紋压入紧固夹块132的螺紋孔，使螺紋重新啮合。 一旦紧 固夹块132和导螺杆122的螺紋重新啮合，导螺杆122将朝向凸耳128行 进。导螺杆122与凸耳128接触(图10),此时紧固夹块132开始收缩。 一旦 螺紋接头134与凸耳130接触，使导螺杆122旋转所需的扭矩增加。由于 液压马达112的端口 A和B之间的压差与液压马达112的输出4丑矩相关， 因而液压马达112的端口 A到B的压降升高。通过限制液压马达从端口 A 至B的最大液压降，设定最大扭矩。在固定件解锁循环中，短管阀230的螺线管引导流体从端口 P流至端
口 B并从端口 A流至端口 T,在各马达224、 226和228中产生/人端口 B至 端口 A的液压流。/人端口 B至端口 A的流动促j吏各马达224、 226和228 打开各固定件110。当通过PLC计时确定开放状态时，PLC使阀230返回 居中位置。在马达在液压起动时不能够工作的情况下，溢流阀232防止压 力升高超过"爆裂压力"。
各MEA 16包括容器排出装置22、进料管24和切割装置26并设置在 相应的地秤28上。在各MEA16中，进料管24经由圓盘状托盘56与压力 腔60连通。托盘56由液压柱塞72驱动。当装填进料系统12组件的每个 室50而形成一批时，操作人员可通过设置在工作站的控制器30触摸屏起 动系统循环。如以下所述，控制器30可以是用于控制MEA16的微处理器 或计算机等。
操作人员可通过控制器30开始系统操作。当操作人员起动一个循环时， 经由控制线路74(图4和图5)起动图1所示组件各容器排出装置22的柱塞 72。然后，随着螺旋传送装置18开始转动，液压驱动柱塞72压动与进料 管24相连的受压托盘56向下运动进入圓筒42的内部。如图6进一步所示， 当托盘56在压力腔60内沿圆筒42的纵轴纵向推进时，圆筒内含物向上移 动进入相连的进料管24双节流孔结构68。当托盘56完成沿圓筒轴线的纵 向推进时，所有物料被向上压入进料管24并最终从进料管的卸料口 70排 出。
当物料从卸料口 70离开到达传送装置18而投入配混系统14时，可通 过切割装置26将物料切割为小片。切割可由包括设置于进料管出口端的切 割头的各种切割机构完成。例如Brandl的US 5797516(在此引入其全文)披 露了沿轴向以及相对轴向的径向和切向可拆卸安装的刀具形成的切割头。 切割头可相对进料管围绕共同的中心纵轴转动。
在图4、图5和图6所示的实施方案中，MEA16包括设置于卸料口 70 的切割装置26。切割装置26包括固定切割用金属丝82的导轨80，以导引 金属丝82切割从进料管卸料口 70排出的物料。导轨80固定切割用金属丝 82，以在经线路84和86由控制器30起动时使切割用金属丝82于卸料口 70横切进料管24的纵轴。
图1的控制器30示出了本发明的实施方案。当物料从圓筒42中挤出而送入传送装置18时，控制器30经由线路92与失重天平28感应连接。 控制器30根据MEA 16和初始定位且填满的圓筒42的初始重量之差计算投 入传送装置18的物料所负的重量。在附图所示的实施方案中，控制器30 可感应所有MEA 16和MEA组件(例如图1所示的三个MEA)的定位填满圆 筒42的初始总重。随着圆筒中的物料排入传送装置18，控制器30对总重 进行监测。控制器30根据初始总重和同期感应总重之差同期计算投入传送 装置18并进而投入配混系统的物料重量。
控制器30还根据投料计算重量控制切割装置26的操作。首先，可对 切割装置26进行程控以切割出约有"足球"大小的物料，例如与螺旋传送 装置18的14英寸的内径相适应。从进料管卸料口 70切下一片物料后，地 秤28随即感应同期重量并将该信号反馈给控制器30。当控制器30感应同 期重量信号并计算出投料总重落在投入配混系统14的物料总量的特定范围 内(例如落在与"设定值"相差15磅的范围内)时，控制器可经由线路84向 切割装置26发出信号来加快切割，从而产生较小的"切，，片。接近设定值
的较小切片使得能够改善进料控制，以达到落在预定公差范围如+/-2磅(对 于一批而言)内的投料重量。
当圓筒42的排出过程完成时，铰接围板52和56的门固定件打开，控 制器30的运行屏幕显示"新圓筒"。安装在容器排出装置22上的灯标变黄， 指示圆筒42已做好更换的准备。室50的铰接围板52和56打开，液压马 达停止。手动打开门固定件，通常通过圆筒输运机取出空圆筒。将圆筒从 压机上卸下，重复所述过程。
当物料从压机投入螺旋传送装置时，传送装置以低的转速旋转以将物 料送入混合机。对螺旋进行程控，以在最后的压机制出其最后的切割件经 过90秒之后停止旋转。本申请人已确定这段时间足以从传送装置上清除全 部物料。
传送装置18将有机硅胶输送并投入流料槽20，流料槽20将物料投入 配混系统14。在一种有机硅配料工艺中，可借助于批量捏合机如高强度生 胶混炼机32或低强度双臂料团混合机，捏合高粘聚二有机硅氧烷、无机填 料和添加剂，制备热固性橡胶(HCR)组合物。在该工艺中，批量混合有机硅 胶、无机填料、处理剂和添加剂，直至获得所需的性能。在Kasahara等的 美国专利No. 5,198,171中，通过高速机械剪切混合机形成有机硅胶、无机填料和处理剂的预浓缩物。在同向双螺旋挤出机中对所得预混料进行进一 步配混。在第一步中形成预混料，其中在高速机械剪切机中混合25。C时粘 度为lx105 CP或以上的有机硅胶、无机填料和处理剂，以产生流动粒料混 合物，所述粒料混合物中的每种成分呈基本均匀细分散的状态。然后以恒 定的进料速度将流动粒料混合物送入两根螺杆同向旋转的捏合挤出机。
物料从传送装置的末端离开时，落入流料槽。物料从流料槽直接倾倒 到生胶混炼机的混合室中，进料在该混合室中与填料和添加剂混合。在图1、
图2和图3所示的实施方案中，有机硅胶经由流料槽20落入配混系统14， 该配混系统14包括诸如生胶混炼机等混合机32、辊磨机34、传送带36和 混料机38。从流料槽20落下的物料可以是具有不同物理性能如不同粘度的 有机硅胶进料。
在混合机32如Bepex Turbolizer中，可添加热解沉积二氧化珪、有机 硅胶和处理剂，以形成致密化聚合物/填料块体。在对胶体进料进行混合之 后，使其落入辊磨机34的辊隙46,在所述辊隙46中将物料辊压为带状。 在落料之后，PLC(自动系统)检验混合机落料门已打开，然后再次关闭，作 好进料准备。对于悬在流料槽中的任意剩余物料，对"推料机"进行程控， 以在传送装置停止以后清扫数秒。其作用在于刮平流料槽，以保证所有物 料进入混合机而正确地配制批料。
磨机进行最终的混合以充分混入填料并冷却物料。然后，从磨机中剥 离出带状物料。通过传送带36将带状物料送入混料机38，该混料机38可 以为挤出机。混料机38用于清洁并形成将进行封装的物料。可通过自动切 割、称量和封装系统，对物料进行封装和装箱。
本发明的进料系统和方法可结合将有机硅橡胶配混到基体中的工艺使 用，以使用按照适当的量投入橡胶并在大型混合器或挤出机中混合的添加 剂如颜料密封配混物。图1示出了示范性工艺，其中对填料如热解沉积二 氧化硅进行连续处理并与有机硅聚合物如乙烯基封端的聚二曱基有机硅氧 烷配混。
热固性橡胶(HCR)包括高粘性有机硅聚合物、无机填料以及辅助处理或 赋予组合物所需的最终性能的各种添加剂。可添加硫化剂或催化剂，使组 合物热固化以制成有机硅橡胶模制品，例如垫圈、医用试管和计算机键盘。 可借助于批量捏合机如高强度生胶混炼机或低强度双臂料团混合机，捏合高粘聚二有机硅氧烷、无机填料和添加剂，制备HCR组合物。在该工艺中， 可批量混合聚二有机硅氧烷、无机填料、处理剂和添加剂，直至获得所需
的性能。在Kasahara等的美国专利No. 5,198,171中，通过高速机械剪切混 合机，形成了聚二有机硅氧烷、无机填料和处理剂的预浓缩物。在同向双 螺杆挤出机中对所得预混料进行进一步配混。在第一步中形成预混料，其 中在高速机械剪切机中混合25。C时粘度为lx105 cP或以上的二有机聚硅氧 烷、无机填料和处理剂，以产生流动粒料混合物，该粒料混合物中的每种 成分呈基本均匀细分散的状态。然后以恒定的进料速度将流动粒料混合物 送入捏合挤出机，该捏合挤出机具有两根同向旋转的螺杆。
下述实施例是示例性的，不应解释为对权利要求的范围的限制。
实施例
该实施例是对在Schwerdtel美国本部(新泽西)、ProSys公司(密苏里)和 GE Silicones Waterford, NY进行的压力试验的综合说明。在GE Silicones Waterford使用Martin Sprocket设备在无轴螺旋传送装置上进行试验。
如附图所示的粘性物料进料系统包括安装在Vishay BLH地秤上的 Schwerdtel S 6-F圓筒压机，所述地秤根据失重测量物料流量。Schwerdtel S 6-F压机包括液压驱动的圆筒和托盘，驱动托盘进入55加仑的圆筒。
进料系统包括进料管，该进料管用于接纳压机从圓筒中挤出的物料； 气动螺管操控的切割装置，该切割装置根据经由天平感应到的失重，计量 来自进料管的物料，送至12"x24，无轴螺旋传送装置。螺旋传送装置与流料 槽相接。流料槽使物料能够直接借助重力落入生胶混炼机。在每次混合之 前，通过气动推料机(GE设计制造)清除流料槽中的剩余物料。操作人员通 过两个QuickPanel LM90触摸屏控制系统起动。
运行时，操作人员首先将设定值输入系统控制器。所述设定值代表将 投入生胶混炼机的有机硅胶的目标批量，所述生胶混炼机为有机硅胶配混 系统的一部分。将四个55加仑的聚合物(粘度范围150,000至900,000泊) 圆筒的托盘放置于圆筒转盘。通过转盘输送55加仑的直边钢筒，并使用Easy Lift Equipment Drum Hauler装置将一个圓筒装入Schwerdtel S 6-F圓筒压机。 通过GE Fanuc 90/30 PLC控制Schwerdtel S 6-F圓筒压机。然后，通过液压 Schwerdtel压胶机将物料从圆筒移至进料管。操作人员按动控制器的START OR RESTRT BATCH按钮开始运行。螺 旋传送装置开始转动时，液压驱动压机托盘开始向下移动进入圓筒。托盘 沿圓筒纵向推进时，圓筒内含物被向上挤入进料管。托盘完成沿圓筒轴的 纵向推进时，全部物料被向上压入进料管。物料离开进料管时，气动螺管 操控的切割装置将物料切为片材，所述片材随后落入12"x24，无轴螺旋传送 装置而送至生胶混炼机。
通过Vishay BLH测力盒检测到的失重测量从传送装置至生胶混炼机的 一批物料流。控制系统记录压机、进料管、切割机构和装有物料的圓筒的 总重作为第 一 重量。当有机硅胶从圆筒中压出并经由进料管和切割装置排 出时，控制系统监测投入生胶混炼机的有机硅胶的重量。控制系统显示第 一重量和所记录的渐变重量之差，所记录的渐变重量代表有机硅胶的投料 重量。当有机硅胶的投料重量落在与设定值相差15磅的范围内时，加快切 割速度以切出较小的胶体部分。操作人员监测重量差并当该重量差落在与 设定值相差2磅的范围内时终止批量操作。
该实施例示出了通过本发明的切割装置对投入配混系统的物料进行控制。
本发明包括落在所附权利要求范围内的变化和改变。前述实施例仅仅 是示例性的，仅用于示例本发明的一些特征。例如，本发明包括具有一套 指令的控制器，所述指令用于参考搜索数据库来确定将要投入配混系统 的物料的设定值；感应取料装置和装有物料的容器的初始总重；发出取料 装置开始运转的信号，以将物料从容器中排出；感应取料装置和装有物料 的容器的渐变总重；根据初始总重和感应渐变总重之差，计算投料重量； 以及在投料的计算重量落在设定值的预定范围内时终止取料装置的运转。
所附权利要求旨在使本发明具有宽的保护范围，本申请所述的实施例 示例了选自所有可行实施方案的实施方案。因而，本申请人的意图在于， 所附权利要求不受限于用于示例本发明特征的实施例的选择。
如权利要求中所用，措词"包含"及其语法上的变体逻辑上还包括具 有不同范围的短语，例如但不限于"基本上由……组成"和"由……组成"。
在必要的情况下设置范围，这些范围包括该范围内的所有子范围。这 些范围可视作由不同的成对数值极限构成的一个或多个马库什组群，其中 所述一个或多个组群完全由其下界和上界限定，数值以有序的方式从下界增大至上界。本领域技术人员可以预料到这些范围的变化，在未公开的情 况下，这些变化在可能的情况下应解释为被所附权利要求覆盖。
此外，可以预料到科技的进步将使由于措词不准确目前未预料到的等 同物和替换物成为可能，这些变化也应在可能的情况下解释为被所附权利
要求覆盖。
在此引入本申请参考的所有美国专利(和专利申请)的全部内容作为参考。
本发明包括落在所附权利要求范围内的变化和改变。
权利要求
1. 一种粘性物料容器排出装置，包括容纳容器的室及轴向且可滑动地容纳在所述室中的柱塞以将物料从所述容器中挤出；闭合以限定所述室并紧闭所述容器的至少一个铰接围板；和将所述围板固定于容器周围的至少一个电控紧固件。
2. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，包括设置在所述至少一个 铰接围板上的第 一 凸耳和设置在所述室的 一部分或所述室的第二铰接围板 上的第二凸耳；其中所述电控紧固件包括具有驱动轴的液压马达，所述 驱动轴可操作地连接在螺紋轴的端部以使部分螺紋轴穿入紧固夹块的螺紋 槽，从而朝向所述第一凸耳驱动紧固夹块，以封闭贴着所述室的围板或者 所述室的第二铰接围板。
3. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，包括设置在所述至少一个铰接围板上的第一凸耳和设置在所述室的一部分 或者所述室的第二铰接围板上的第二凸耳；其中所述电控紧固件包括 具有驱动轴的马达；固定在所述马达上并且具有后螺紋槽(back threaded channel)和前偏置结构(forward biasing structure)的支架(bracket);可滑动地连接在所述马达和所述第二凸耳上的驱动外壳；和 部分螺紋轴，所述部分螺紋轴由马达驱动以穿入所述支架的螺紋槽，从而拉动所述前偏置结构与所述第一凸耳接触，以相向驱动所述凸耳而固定所述室的围板。
4. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括液 压马达，该液压马达驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽，以缩短所述螺紋 轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于相对铰接围板上 的凸耳合在一起以封闭所述围板。
5. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括 液压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽， 以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差。
6. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括<formula>formula see original document page 3</formula>以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联 轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差，其中各半接头具有形成该接头穿过联轴节的通道的内部，所 述后半接头具有内部通道花键构造，该构造接纳所述驱动轴的互补花键构 造，所述前半接头具有内部通道花键构造，该构造接纳所述螺紋轴的互补 花键构造。
7. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括 液压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽， 以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联 轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差，其中所述接头具有光滑的壁，所述壁的直径大于后半接头和 前半接头花键表面的凹槽和联轴节限定的后半接头和前半接头的通道直 径；连接所述半接头的部分，以使所述半接头的花键构造偏差，进而使所 述驱动轴和所述螺紋轴相扣。
8. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括 液压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽， 以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联 轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差，其中所述半接头通过键和键槽与联轴节连接，以提供所述驱 动轴和所述螺紋轴之间的轴向和角偏差容许量。
9. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括 液压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽， 以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联 轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差，其中所述半接头通过借助环固定于键槽的键与联轴节连接， 以提供所述驱动轴和所述螺紋轴之间的轴向和角偏差容许量。
10. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述电控紧固件包括 液压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽， 以缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于 相对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联 轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以通过传递驱动轴扭矩接纳偏差， 同时接纳所述驱动轴和所述螺紋轴之间的轴向和角偏差。
11. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述容器排出装置包括 容纳所述容器的室以及轴向且可滑动地容纳在所述室中的柱塞。
12. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述容器排出装置包 括容纳物料装填容器的室；和轴向且可滑动地容纳在所述室中的柱塞， 以将物料从所述容器中挤入从所述室延伸至切割装置的进料管。
13. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述容器排出装置包括 圓筒压机。
14. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述容器排出装置包 括容纳所述容器的室；和包括活塞驱动托盘的柱塞，该柱塞轴向且可滑 动地容纳在所述室内。
15. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，其中所述容器装有粘性物 料，该粘性物料通过所述容器排出装置挤出。
16. 权利要求1的粘性物料容器排出装置，还包括控制器，所述控制器 起动轴向且可滑动地容纳在所述容器排出装置中的柱塞，以将物料从容纳 在所述容器排出装置中的容器中挤出。
17. —种固定粘性物料容器排出装置的围板的方法，包括起动马达驱动轴以驱动连接螺紋轴进入紧固夹块的配合螺紋槽，该紧 固夹块包括相对的凸起壁；驱动所述螺紋轴，以将所述凸起压在排出装置的第一凸耳上，并缩短 螺紋轴头和相对凸起之间的距离以将所述凸起压在围板的第二凸耳上，从 而将所述凸耳固定在一起而固定所述容器。
18. —种粘性物料处理系统，包括粘性物料进料系统，该系统包括粘性物料容器排出装置，该装置包括 容纳容器的室以及轴向且可滑动地容纳在所述室中以从容器中挤出物料的柱塞，所述容器容纳在排出装置的室内并且可通过限定所述室的铰接围板封闭，该围板可通过固定容器四周围板的至少一个电控紧固件固定；和 粘性物料配混系统，该系统接纳从所述进料系统挤出的物料。
19. 权利要求18的粘性物料处理系统，其中所述粘性物料容器排出装 置包括设置在所述至少一个铰接围板上的第一凸耳和设置在所述室的一 部分或所述室的第二铰接围板上的第二凸耳；及电控紧固件，该电控紧固 件包括具有驱动轴的液压马达，所述驱动轴可操作地连接在螺紋轴的端 部以使部分螺紋轴穿入紧固夹块的螺紋槽，从而朝向所述第 一 凸耳驱动紧 固夹块以封闭贴着所述室的围板或者所述室的第二铰接围板。
20. 权利要求18的粘性物料处理系统，其中所述粘性物料容器排出装 置包括设置在所述至少一个铰接围板上的第一凸耳和设置在所述室的一部分或所述室的第二铰接围板上的第二凸耳；其中所述电控紧固件包括 具有驱动轴的马达；固定在所述马达上并且具有后螺紋槽和前偏置结构的支架； 可滑动地连接在所述马达和所述第二凸耳上的驱动外壳；和 部分螺紋轴，所述部分螺紋轴由马达驱动以穿入所述支架的螺紋槽， 从而拉动所述前偏置结构与所述第一凸耳接触，以相向驱动所述凸耳而固定所述室的围板。
21. 权利要求18的粘性物料处理系统，其中所述电控紧固件包括液 压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽，以 缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于相 对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；及偏差联轴节，该偏差联轴节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和 角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴 之间的偏差。
22. —种粘性物料进料系统，包括容器排出装置，其包括容纳容器的室以及轴向且可滑动地容纳在所述 室中的柱塞以将物料从容纳在所述排出装置室内的容器中挤出；闭合以限 定所述室并紧闭所述容器的至少一个铰接围板；及将所述围板固定于容器 周围的至少一个电控紧固件；进料管，其接纳通过所述容器排出装置从容器中挤出的物料；和 切割装置，其计量从所述进料管送入处理系统的物料。
23. 权利要求22的粘性物料进料系统，其中所述容器排出装置包括 设置在所述至少一个铰接围板上的第一凸耳和设置在所述室的一部分或所 述室的第二铰接围板上的第二凸耳；以及电控紧固件，该电控紧固件包括具有驱动轴的液压马达，所述驱动轴可操作地连接在螺紋轴的端部以使部 分螺紋轴穿入紧固夹块的螺紋槽，从而朝向所述第 一 凸耳驱动紧固夹块以 封闭贴着所述室的围板或者所述室的第二铰接围板。
24. 权利要求22的粘性物料进料系统，其中所述粘性物料容器排出装 置包括设置在所述至少一个铰接围板上的第一凸耳和设置在所述室的一部分或所述室的第二铰接围板上的第二凸耳；其中所述电控紧固件包括 具有驱动轴的马达；固定在所述马达上并且具有后螺紋槽和前偏置结构的支架； 可滑动地连接在所述马达和所述第二凸耳上的驱动外壳；和 部分螺紋轴，所述部分螺紋轴由马达驱动以穿入所述支架的螺紋槽，从而拉动所述前偏置结构与所述第一凸耳接触，以相向驱动所述凸耳而固定所述室的围板。
25. 权利要求22的粘性物料进料系统，其中所述电控紧固件包括液 压马达驱动轴，该液压马达驱动轴驱动螺紋轴进入紧固夹块的螺紋槽，以 缩短所述螺紋轴头和相对的紧固夹块凸起壁之间的间隙，从而驱动位于相 对铰接围板上的凸耳合在一起以封闭所述围板；偏差联轴节，该偏差联轴 节包括后半接头、前半接头和中间联结部分，该中间联结部分以轴向和角活动度连接所述后半接头和前半接头，以适应所述驱动轴和所述螺紋轴之 间的偏差。
26. 权利要求22的粘性物料进料系统，包括容器排出装置、进料管和 切割装置的多个组合。
27. —种粘性物料的进料方法，包括 将装有粘性有机硅胶的圓筒装入取料装置；通过起动马达驱动轴以驱动连接螺紋轴进入紧固夹块的配合螺紋槽， 将所述取料装置的围板固定于圆筒周围，所述紧固夹块包括相对的凸起壁； 驱动螺紋轴以压在所述装置围板的第一凸耳上并缩短螺紋轴头和相对凸起 之间的距离以将所述凸起压在装置围板的第二凸耳上，从而将凸耳固定在 一起；以及驱动柱塞通过圆筒而将粘性物料从圆筒中排出，以挤出有机硅胶送入 粘性物料配料工艺。
28. —种粘性物料容器排出装置，包括容纳容器的室以及轴向且可滑动地容纳在所述室中的柱塞以将物料从所述容器中挤出；闭合以限定所述室并紧闭所述容器的至少一个铰接围板；将所述围板固定于容器周围的至少一个电控紧固件；和向所述马达提供动力的液压系统，该液压系统包括液压源和溢流插装件，当达到设定压力时该溢流插装件通过将压力源从马达上移开来控制压力源，从而起动马达。
29. —种控制粘性物料容器排出装置的一组液压操控固定件的方法，包括为该组件中的各固定件设置设定压力； 向各固定件提供起动液压；以及当达到各固定件的设定值时将施加的压力从该固定件上移开。
全文摘要
一种粘性物料容器排出装置(16)，包括容纳容器(42)的室(50)及轴向且可滑动地容纳在室中的柱塞(72，56)，以将物料从容器中挤出；闭合以限定室并紧闭容器的至少一个铰接围板(52，53)；将围板固定于容器周围的至少一个电控紧固件(140)。一种固定粘性物料容器排出装置的围板的方法，包括起动马达驱动轴(114)以驱动连接螺纹轴(122)进入紧固夹块的配合螺纹槽(168)，该紧固夹块包括相对的凸起壁；驱动螺纹轴，以压在排出装置的第一凸耳(128)上，并缩短螺纹轴头和相对凸起(186)之间的距离以将凸起压在围板的第二凸耳(130)上，从而将凸耳固定在一起而固定容器。
文档编号B65D83/00GK101535148SQ200780042327
公开日2009年9月16日 申请日期2007年9月17日 优先权日2006年9月15日
发明者哈尔·贝利, 罗杰·诺克斯, 詹妮弗·L·斯塔顿 申请人:莫门蒂夫性能材料股份有限公司