一种橡胶加工设备及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种橡胶加工设备，所述橡胶加工设备通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备可以减小占地，提高加工效率，降低污染和成本。通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备可以减小占地，提高加工效率，降低污染和成本；通过将橡胶原材料、填料和添加剂按比例分段加入往复式销钉螺杆挤出机可以将密炼、开炼等间断混炼工艺变为连续混炼工艺，通过往复式销钉螺杆挤出机对物料进行剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能可以提高橡胶原材料、填料和添加剂的混炼效果，提高产品质量。
【专利说明】
—种橡胶加工设备及其加工工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种橡胶加工设备及其加工工艺。
【背景技术】
[0002]众所周知，现有的橡胶加工工艺一般是通过间断设置的密炼工艺、开炼工艺、冷却和硫化工艺等进行加工生产。所需的设备包括破碎机、密炼机、开炼机、挤出机等，通过这些设备一步一步的进行加工。这样的加工设备和加工工艺不仅需要较大的生产厂房和较多的人力，同时各种物料在传送转运过程中的污染也较严重；最重要的是生产流程繁琐，成本高，加工效率低，批次质量不稳定，也难以保证产品质量。现有技术急需一种占地小、污染少、成本低、效率高和加工质量高的橡胶加工设备及其加工工艺。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种占地小、污染少、成本低、效率高和加工质量高的橡胶加工设备及其加工工艺。
[0004]为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种橡胶加工设备，所述橡胶加工设备包括填料混合机、添加剂混合机、往复式销钉螺杆挤出机和单螺杆挤出机；所述往复式销钉螺杆挤出机包括挤压混炼系统和往复传动系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括前部加料挤出段、中部加料混合段和后部加料混合段；
所述前部加料挤出段设有橡胶原料入口，所述填料混合机与中部加料混合段连通，所述添加剂混合机与后部加料混合段连通；往复式销钉螺杆挤出机挤出端与单螺杆挤出机输入端连接。通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备可以减小占地，提高加工效率，降低污染和成本。
[0005]作为优选地，所述橡胶原料入口上设有第一失重称加料设备、所述填料混合机与中部加料混合段之间以及所述添加剂混合机与后部加料混合段之间分别通过第二失重称加料设备和第三失重称加料设备连接，以上三个失重称加料设备均包括失重称补料仓、失重称和加料装置。这样的设计可以实现设备供料的智能化。根据不同的配方，失重称加料设备可以设有多个，套筒上配合设有多个入料口。
[0006]作为优选地，所述分段设置的机筒分为依次设置的七段，所述前部加料挤出段包括一段和二段，所述中部加料混合段包括三段和四段，所述后部加料混合段包括五段、六段和七段；所述橡胶原料入口通过第一失重称加料设备与一段连通，所述填料混合机通过第二失重称加料设备与三段连通，所述添加剂混合机通过第二失重称加料设备与五段连通。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0007]作为优选地，所述往复式销钉螺杆挤出机中螺杆的长径比为20以上。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0008]作为优选地，所述橡胶加工设备上设有电器控制系统，所述电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护；所述橡胶加工设备上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括冷却油、水模温机及管路。这样的设计使得设备控制和温度控制实现智能化。
[0009]一种橡胶加工工艺，所述橡胶加工工艺包括以下步骤:
一、将橡胶原材料加入第一失重称加料设备；
二、将填料加入填料混合机混合后导入第二失重称加料设备；
三、将添加剂加入添加剂混合机混合后导入第三失重称加料设备；
四、将往复式销钉螺杆挤出机开启，将第一失重称加料设备、第二失重称加料设备和第三失重称加料设备开启；第一失重称加料设备根据预定值投入橡胶原材料，橡胶原材料在前部加料挤出段被往复式挤压并推向中部加料混合段；第二失重称加料设备根据预定值投入混合填料，混合填料与橡胶原材料经往复式混炼之后推向后部加料混合段；第三失重称加料设备根据预定值投入混合添加剂并与中部加料混合段推出的橡胶继续混炼；混炼完成后从复式销钉螺杆挤出机挤出端挤出至单螺杆挤出机；
五、单螺杆挤出机将混炼后的混炼胶体挤出呈片材或粒料；
六、冷却后硫化成型。通过将橡胶原材料、填料和添加剂按比例分段加入往复式销钉螺杆挤出机可以将密炼、开炼等间断混炼工艺变为连续混炼工艺，通过往复式销钉螺杆挤出机对物料进行剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能可以提高橡胶原材料、填料和添加剂的混炼效果，提高产品质量。
[0010]作为优选地，所述往复式销钉螺杆挤出机螺杆转速为60-200r/min。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0011]作为优选地，所述单螺杆挤出机螺杆转速为30-100r/min。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0012]作为优选地，所述一段内温度范围为50_70°C，所述二段内温度范围为60_100°C，所述三段内温度范围为60-100°C，所述四段内温度范围为40-70°C，所述五段内温度范围为40-70°C，所述六段内温度范围为40-70°C，所述七段内温度范围为40_70°C。这样的设计是对方案的进一步优化。
[0013]本发明的优点和有益效果在于:通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备可以减小占地，提高加工效率，降低污染和成本；通过将橡胶原材料、填料和添加剂按比例分段加入往复式销钉螺杆挤出机可以将密炼、开炼等间断混炼工艺变为连续混炼工艺，通过往复式销钉螺杆挤出机对物料进行剪切、取向、切割、折叠、拉伸等功能可以提高橡胶原材料、填料和添加剂的混炼效果，提高产品质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明结构示意图。
[0015]图中:1、往复式销钉螺杆挤出机；2、填料混合机；3、添加剂混合机；4、单螺杆挤出机；5、机筒；6、橡胶原料入口 ；7、第一失重称加料设备；8、第二失重称加料设备；9、第三失重称加料设备；10、一段；11、二段；12、三段；13、四段；14、五段；15、六段；16、七段。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0017]如图1所示，一种橡胶加工设备，所述橡胶加工设备包括填料混合机2、添加剂混合机3、往复式销钉螺杆挤出机I和单螺杆挤出机4 ;所述往复式销钉螺杆挤出机I包括挤压混炼系统和往复传动系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒5和相互配合设置在机筒5内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒5依次包括前部加料挤出段、中部加料混合段和后部加料混合段；
所述前部加料挤出段设有橡胶原料入口 6，所述填料混合机2与中部加料混合段连通，所述添加剂混合机3与后部加料混合段连通；往复式销钉螺杆挤出机I挤出端与单螺杆挤出机4输入端连接。
[0018]所述橡胶原料入口 6上设有第一失重称加料设备7、所述填料混合机2与中部加料混合段之间以及所述添加剂混合机3与后部加料混合段之间分别通过第二失重称加料设备8和第三失重称加料设备9连接，以上三个失重称加料设备均包括失重称补料仓、失重称和加料装置。
[0019]所述分段设置的机筒5分为依次设置的七段16，所述前部加料挤出段包括一段10和二段11，所述中部加料混合段包括三段12和四段13，所述后部加料混合段包括五段14、六段15和七段16 ;所述橡胶原料入口 6通过第一失重称加料设备7与一段10连通，所述填料混合机2通过第二失重称加料设备8与三段12连通，所述添加剂混合机3通过第三失重称加料设备9与五段14连通。
[0020]所述往复式销钉螺杆挤出机I中螺杆的长径比为20以上。
[0021]所述橡胶加工设备上设有电器控制系统，所述电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护；所述橡胶加工设备上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括冷却油、水模温机及管路。
[0022]一种橡胶加工工艺，所述橡胶加工工艺包括以下步骤:
一、将橡胶原材料加入第一失重称加料设备7；
二、将填料加入填料混合机2混合后导入第二失重称加料设备8；
三、将添加剂加入添加剂混合机3混合后导入第三失重称加料设备9；
四、将往复式销钉螺杆挤出机I开启，将第一失重称加料设备7、第二失重称加料设备8和第三失重称加料设备9开启；第一失重称加料设备7根据预定值投入橡胶原材料，橡胶原材料在前部加料挤出段被往复式挤压并推向中部加料混合段；第二失重称加料设备8根据预定值投入混合填料，混合填料与橡胶原材料经往复式混炼之后推向后部加料混合段；第三失重称加料设备9根据预定值投入混合添加剂并与中部加料混合段推出的橡胶继续混炼；混炼完成后从复式销钉螺杆挤出机挤出端挤出至单螺杆挤出机4 ；
五、单螺杆挤出机4将混炼后的混炼胶体挤出呈片材或粒料；
六、冷却后硫化成型。
[0023]所述往复式销钉螺杆挤出机I螺杆转速为60_200r/min。
[0024]所述单螺杆挤出机4螺杆转速为30_100r/min。
[0025]所述一段10内温度范围为50_70°C，所述二段11内温度范围为60_100°C，所述三段12内温度范围为60-100°C，所述四段13内温度范围为40-70°C，所述五段14内温度范围为40-70°C，所述六段15内温度范围为40-70°C，所述七段16内温度范围为40_70°C。
[0026]举例说明，下面以加工EPDM为例，第一，将EPDM橡胶原材料加入第一失重称加料设备7 ;
第二、将炭黑、石蜡油等填料加入填料混合机2混合后导入第二失重称加料设备8 ；第三、将氧化锌、硬脂酸锌、石蜡橡胶促进剂和硫磺等添加剂加入添加剂混合机3混合后导入第三失重称加料设备9 ；
第四、将往复式销钉螺杆挤出机I开启，将第一失重称加料设备7、第二失重称加料设备8和第三失重称加料设备9开启；所述往复式销钉螺杆挤出机I螺杆转速为60-2001./min ;各个区段和螺杆的温度通过控温设备严格控制，控制温度范围如下表温度区域 I往复机一区(一I往复机二区(二I往复机三区(三I往复机四区(四I往复机五区(五I往复机六区(六I往复机七区(七I往复机I下阶单I下阶单螺杆I下阶单螺杆
_*_*_*_*_*_*_*_芯轴螺杆模头芯轴设定温度(摄氏 50-7060-8060-8040-7040-7040-7040-7030-60 30-60 40-70 30-60
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第一失重称加料设备7与一段10之间可以设置强制加料装置，橡胶原料入口位于一段10的上部JfEPDM橡胶原材料强行加入机筒5内，在往复式销钉螺杆挤出机I的螺杆往复挤压和销钉的剪切作用下，EPDM橡胶原材被破碎和挤压，同时随螺杆推向中部加料混合段；
第二失重称加料设备8与三段12之间可以设置喂料装置，所述喂料装置与三段12侧面连通，第二失重称加料设备8与喂料装置根据预定值投入混合填料，混合填料与橡胶原材料经往复式混炼之后混合充分，然后被推向后部加料混合段；
第三失重称加料设备9与五段14之间可以设置喂料装置，所述喂料装置与五段14侧面连通，第三失重称加料设备9与喂料装置根据预定值投入混合添加剂并与中部加料混合段推出的橡胶继续混炼；混炼完成后从复式销钉螺杆挤出机挤出端挤出至单螺杆挤出机4 ；
五、单螺杆挤出机4将混炼后的混炼胶体挤出呈片材或粒料；所述单螺杆挤出机4螺杆转速为 30-100r/min。
[0027]六、冷却后硫化成型。
[0028]本发明所述的加工设备和加工工艺不仅限于加工三元乙丙胶，同时也适用于天然胶乳、丁腈胶乳、氯丁胶乳、天然胶(NR)、异戊二烯橡胶(IR)、顺丁胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、氯丁橡胶(CR)、丁基橡胶(IIR)、氯化丁基橡胶(CIIR)、溴化丁基橡胶(BIIR)、二元乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)、聚硫橡胶、丙烯酸酯橡胶(ACM)、聚氯乙烯橡胶(CM)、甲基乙烯基硅胶、300度耐高温硅胶、室温硫化硅胶(液体单组份、双组份)、氟橡胶(二元、三元、四丙型)、聚四氟乙烯、聚醚橡胶、氯醇橡胶、全氟醚橡胶等各种橡胶的整体或者部分工艺，添加的填料和添加剂应其用途和要求各不相同，但工艺步骤和设备与本发明所述的设备和工艺相同。采用本发明所述的设备和工艺进行加工与传统的间断式加工相比，首先，失重计量系统分组计量橡胶原料、炭黑、橡胶助剂及硫化剂等连续加料，进入往复式混炼挤出机连续混炼生产，配比精确，连续混炼工艺控制稳定，自动化程度高，产品质量稳定；其次，降低劳动强度，提高生产效益；再次，减少车间污染，改善工作环境；再次，工人操作安全可靠;最后，减少工艺流程，降低设备及厂房投入，降低生产成本。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种橡胶加工设备，其特征在于:所述橡胶加工设备包括填料混合机、添加剂混合机、往复式销钉螺杆挤出机和单螺杆挤出机；所述往复式销钉螺杆挤出机包括挤压混炼系统和往复传动系统，挤压混炼系统包括分段设置的机筒和相互配合设置在机筒内的螺杆和销钉，所述分段设置的机筒依次包括前部加料挤出段、中部加料混合段和后部加料混合段； 所述前部加料挤出段设有橡胶原料入口，所述填料混合机与中部加料混合段连通，所述添加剂混合机与后部加料混合段连通；往复式销钉螺杆挤出机挤出端与单螺杆挤出机输入端连接。
2.如权利要求1所述的橡胶加工设备，其特征在于:所述橡胶原料入口上设有第一失重称加料设备、所述填料混合机与中部加料混合段之间以及所述添加剂混合机与后部加料混合段之间分别通过第二失重称加料设备和第三失重称加料设备连接，以上三个失重称加料设备均包括失重称补料仓、失重称和加料装置。
3.如权利要求2所述的橡胶加工设备，其特征在于:所述分段设置的机筒分为依次设置的七段，所述前部加料挤出段包括一段和二段，所述中部加料混合段包括三段和四段，所述后部加料混合段包括五段、六段和七段；所述橡胶原料入口通过第一失重称加料设备与一段连通，所述填料混合机通过第二失重称加料设备与三段连通，所述添加剂混合机通过第二失重称加料设备与五段连通。
4.如权利要求3所述的橡胶加工设备，其特征在于:所述往复式销钉螺杆挤出机中螺杆的长径比为20以上。
5.如权利要求4所述的橡胶加工设备，其特征在于:所述橡胶加工设备上设有电器控制系统，所述电器控制系统包括直流调速器、接触器、断路器及连锁保护；所述橡胶加工设备上设有温度控制系统，所述温度控制系统包括冷却油、水模温机及管路。
6.一种橡胶加工工艺，其特征在于:所述橡胶加工工艺包括以下步骤: 一、将橡胶原材料加入第一失重称加料设备； 二、将填料加入填料混合机混合后导入第二失重称加料设备； 三、将添加剂加入添加剂混合机混合后导入第三失重称加料设备； 四、将往复式销钉螺杆挤出机开启，将第一失重称加料设备、第二失重称加料设备和第三失重称加料设备开启；第一失重称加料设备根据预定值投入橡胶原材料，橡胶原材料在前部加料挤出段被往复式挤压并推向中部加料混合段；第二失重称加料设备根据预定值投入混合填料，混合填料与橡胶原材料经往复式混炼之后推向后部加料混合段；第三失重称加料设备根据预定值投入混合添加剂并与中部加料混合段推出的橡胶继续混炼；混炼完成后从复式销钉螺杆挤出机挤出端挤出至单螺杆挤出机； 五、单螺杆挤出机将混炼后的混炼胶体挤出呈片材或粒料； 六、冷却后硫化成型。
7.如权利要求6所述的橡胶加工工艺，其特征在于:所述往复式销钉螺杆挤出机螺杆转速为 60-200r/min。
8.如权利要求7所述的橡胶加工工艺，其特征在于:所述单螺杆挤出机螺杆转速为30-100r/min。
9.如权利要求8所述的橡胶加工工艺，其特征在于:所述一段内温度范围为50-70°C，所述二段内温度范围为60-100°C，所述三段内温度范围为60-100°C，所述四段内温度范围为40-70°C，所述五段内温度范围为40-70°C，所述六段内温度范围为40_70°C，所述七段内温度范围为40-70°C。
【文档编号】B29C47/00GK104162968SQ201410226737
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月24日 优先权日:2014年5月24日
【发明者】孔祥明 申请人:江苏新达科技有限公司