专利名称：一种高/冷搅捏合机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高分子材料配混机械，特别是一种高/冷搅捏合机组。
背景技术：
目前国内外各种高速捏合机的搅拌原理都是由搅拌器的结构决定的。这些高速捏合机的搅拌器普遍采用桨式结构。由于桨面的斜边与运动方向成一定倾斜角，所以在搅拌器运动时，对成粉粒状态的物料而言，除产生水平环流式分散外，同时还产生轴向分流式分散。物料被极快地抛向釜壁，沿釜壁摩擦上升，随之又被折流板折流到釜中心，跌落在中心处所形成的涡流中，再被抛向釜壁，如此不已，直至混合结束。物料在混合过程中所需要的热量主要来自摩擦热，因此，在同转速情况下，设备的容积愈大，其剪应力愈高，随之摩擦升温速率愈高。反之，当设备小于100升后，其摩擦热会变得很小，当设备小于10升时，摩擦热几乎等于零。所以100升以下的高速捏合机在工作时，不能依靠摩擦热来达到混合所需要的混合温度，只好由釜壁夹套中的电加热的油来提供热量。这样就造成釜温高于料温，物料中分子量低的部分首先粘附釜壁，造成组份比例变化，产生混合不均、预塑化不均等现象。而如果不采用外加热，混合中的物料又达不到预塑化的效果。这就是实验室数据与大生产数据不能保持一致的重要原因之一。
实用新型的内容本实用新型的目的是提供一种高分子材料配混用高/冷搅捏合机组，它能解决上述的问题，能在加工过程中产生较高的剪应力，使小容量的的试验设备通过摩擦热将物料升温到预塑化温度(110℃)；也可以在200-500升容积状态下将纳米级粉体材料进行预分散处理。保证组份比例混合均匀、预塑化均匀。
本实用新型的目的是按如下技术方案实现的。
本实用新型高/冷搅捏合机组，其特征在于它包括高搅机、排料口和冷混机，所述高搅机经所述排料口与所述冷混机相通连；所述高搅机包括上釜体、上主轴、上、中、下三层叶桨、上釜盖、折流板；所述上主轴的一端从所述上釜体的底部伸入到所述上釜体内，在所述上釜体内的所述上主轴上，从下向上依次装有所述下、中、上三层叶桨，所述上釜盖位于所述上釜体的顶部，在所述上釜体内的上部装有所述折流板，在所述上釜体的下部具有封头，经所述封头与所述排料口的上端相通连，在所述上釜体的外部具有水套；所述冷混机包括下釜体、叶桨、下主轴、下釜盖，所述下主轴的一端从所述下釜体的底部伸入到所述下釜体内，在所述下釜体内的所述下主轴上装有所述叶桨，所述下釜盖位于所述下釜体的顶部，在所述下釜盖上具有孔与所述排料口下端相通连；在所述下釜体的外部具有水套。
所述高搅机的下、中、二层叶桨均为对称的片状，其中，所述下叶桨的纵向截面形状与所述上釜体的相应底部截面形状一致，在所述下叶桨的端部具有上斜边；在所述中叶桨上具有斜面，所述斜面与运动方向成倾斜角；所述上叶桨为二端对称的二个流线体；所述折流板装在上釜盖上。所述折流板的下表面为曲面，所述折流板下表面的折射角度是将上涌的料流折向涡流中心。
所述高搅机的容积为200-500升，所述冷混机的容积为350-800升，所述高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
所述高搅机的容积最小可为2升，所述冷混机的容积为6升，所述高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
所述上、下釜体外部的水套的水路为螺旋状的。
本实用新型中，高速捏合机中的三层叶桨中，下桨作用是将底层物料抛起；中桨作用是将中层物料抛起，使层与层之间产生摩擦；上桨为二端对称的二个流线体，与釜壁作平行运动，作用是对被下、中桨叶抛向釜壁，并沿釜壁作摩擦上升的物料进行碾压式剪切，这种剪应力较大，既能产生足够的摩擦热使物料升温，又足以打破纳米级粒子的团聚力，并对其进行预分散处理。折流板是针对三层叶桨的工作原理而设计成上覆式的曲面折流板，其作用是将经过流线体碾压式剪切的物料折落向涡流中心。所述低速捏合机部分的作用是将从高速捏合机转入的高温物料不粘结地降至常温。上、下釜体的水套的主要作用是以螺旋状的冷却水路来均匀控制温升速率。经实验，主轴的转速不能低于4000转/分，在用于纳米级粉体分散时，主轴的转速在4000-6000转/分之间。
综上所述，本实用新型由于采用新型叶桨组合，强化了剪切分散混合能力，使在2-100升的小型试验用设备中也可以和工业化高分子材料的混配生产时的数据一致。同样，这种结构还可有效地对纳米级粉体进行予预分散处理。并能在相同时间内将高温物料分散性地降至常温。从而解决了小试配混摩擦热难和纳米级粉体预分散难的问题。本实用新型适于物料的小容量混配用。
图1为本实用新型的结构示意图，图2为图1中的三层叶桨8、9、10的立体放大示意图，
图3为图1中的三层叶桨8、9、10及折流扳14的工作状态及物料流动示意图，图4为图3中的A-A剖视图，示出了上桨10对釜壁作平行运动时，沿釜壁作摩擦上升的物料被碾压式剪切的情况，图5为图4中的B-B剖视放大图。
图中代号1.高速电机； 2.主动带轮；3.传动带； 4.从动带轮；5.主轴； 6.轴承支架；7.上釜体； 8.下桨9.中桨； 10.上桨； 11.螺母； 12.铰链；13.上盖； 14.折流板； 15.锁紧装置； 16.封头；17.排料口； 18.机架； 19.低速电机20.主动带轮；21.传动带； 22.从动带轮； 23.主轴； 24.轴承支架；25.下釜体； 26.叶桨； 27.螺母； 28.盖；29.铰链； 30.封头； 31.出料口；32.电控箱；实施例如图1、2，本实用新型包括高搅机、排料口17和冷混机，高搅机经所述排料口与所述冷混机相通连；高搅机包括上釜体7、上主轴5、上、中、下叶桨10、9、8、上釜盖13、折流板14；上主轴5的一端从上釜体7的底部伸入到上釜体内，在上釜体7内的所述上主轴上，从下向上依次装有下、中、上三层叶桨8、9、10，上釜盖13位于上釜体7的顶部，在上釜体7内的上部装有折流板14，在上釜体7的下部具有封头16，经封头与排料口17的上端相通连，在上釜体7的外部具有水套7A；冷混机包括下釜体25、叶桨26、下主轴23、下釜盖28，下主轴23的一端从下釜体25的底部伸入到下釜体内，在下釜体内的下主轴23上装有所述叶桨26，下釜盖28位于下釜体的顶部，在下釜盖28上具有孔与排料口17下端相通连；在下釜体25的外部具有水套25A。
高搅机的下、中桨8、9均为对称的片状，其中，下桨8的纵向截面形状与上釜体7的相应底部截面形状一致，在下桨8的端部具有上斜边8A，斜面8B(图2)；，中桨9上具有斜面9A(图5)，所述斜面与运动方向K成一倾斜角；上桨10具有二端对称的二个流线体10A(图4)；折流板14装在上釜盖13上，所述折流板的下表面14A为曲面(图3)，以将上涌的料流折向涡流中心。
高搅机的容积为200-500升、冷混机的容积为350-800升为佳，高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
高搅机的容积最小为2升时，冷混机的容积为6升，高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
上、下釜体7、25外部的水套7A、25A的水路为螺旋状的。
其工作原理为装于机架18内的高速电机1通主动带轮2，传动带3，从动带轮4，带动主轴5转动，安装在主轴上的三层桨8、9、10开始对装入上釜体7内的物料进行搅拌。如图3、4，下桨8将底层物料翻起抛向釜壁；中桨9将中层物料抛起使层与层物料之间产生摩擦；上桨10的二个流线体在沿釜壁作平行运动时，对沿釜壁摩擦上升的物料进行碾压式剪切；此时装在盖13上的折流板14以曲面14A将沿壁涌上的物料折射到釜中心的涡流中。由于此时剪应力极高，摩擦热也随之剧升，利用上釜体7的冷却水套7A对物料进行温控，该上釜体7内的水套7A中设计有螺旋冷却水路，因而可以有效均衡控温。物料配混完毕时，打开封头16，物料由排料口17送进冷混合机中。装在机架18中的低速电机19通过主动带轮20，传动带21，从动带轮22，带动主轴23转动，装在主轴上的叶桨26搅拌起由高搅机送入的高温物料，将这些高温物料推向带冷却水套25A的下釜体25的釜壁，从而使物料在分散状态下冷却。最后打开封头30，由排料口31将冷却物料送出。
权利要求1.一种高/冷搅捏合机组，其特征在于它包括高搅机、排料口(17)和冷混机，所述高搅机经所述排料口与所述冷混机相通连；所述高搅机包括上釜体(7)、上主轴(5)、上、中、下三层叶桨(10、9、8)、上釜盖(13)、折流板(14)；所述上主轴的一端从所述上釜体的底部伸入到所述上釜体内，在所述上釜体内的所述上主轴上，从下向上依次装有所述下、中、上三层叶桨，所述上釜盖位于所述上釜体的顶部，在所述上釜体内的上部装有所述折流板，在所述上釜体的下部具有封头(16)，经所述封头与所述排料口(17)的上端相通连，在所述上釜体(7)的外部具有水套(7A)；所述冷混机包括下釜体(25)、叶桨(26)、下主轴(23)、下釜盖(28)，所述下主轴的一端从所述下釜体的底部伸入到所述下釜体内，在所述下釜体内的所述下主轴上装有所述叶桨，所述下釜盖位于所述下釜体的顶部，在所述下釜盖上具有孔与所述排料口(17)下端相通连；在所述下釜体(25)的外部具有水套(25A)。
2.根据权利要求1所述的高/冷搅捏合机组，其特征是所述高搅机的下、中、二层叶桨(8、9)均为对称的片状，其中，所述下叶桨(8)的纵向截面形状与所述上釜体(7)的相应底部截面形状一致，在所述下叶桨(8)的端部具有上斜边(8A)；所述中叶桨(9)上具有斜面(9A)，所述斜面与运动方向成一倾斜角；所述上叶桨(10)具有二端对称的二个流线体(10A)；所述折流板(14)装在上釜盖(13)上，所述折流板的下表面(14A)为曲面。
3.据权利要求2所述的高/冷搅捏合机组，其特征是所述折流板的下表面(14A)，其折射角度是将上涌的料流折向涡流中心。
4.根据权利要求3所述的高/冷搅捏合机组，其特征是所述高搅机的容积为200-500升，所述冷混机的容积为350-800升，所述高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
5.根据权利要求3所述的高/冷搅捏合机组，其特征是所述高搅机的容积最小为2升时，所述冷混机的容积为6升，所述高搅机的主轴转速不低于4000转/分。
6.根据权利要求3所述的高/冷搅捏合机组，其特征是所述上、下釜体(7、25)外部的水套(7A、25A)的水路为螺旋状的。
专利摘要高/冷搅捏合机组，包括高搅机、排料口(17)和冷混机，高搅机经排料口与冷混机相通连；高搅机中的上主轴(5)的一端从上釜体(7)的底部伸入到上釜体内，在上釜体内的上主轴上，从下向上依次装有下、中、上三层叶桨(8、9、10)，在上釜体内的上部装有折流板(14)，在上釜体的下部经封头(16)与排料口(17)的上端相通连；冷混机下主轴(23)的一端从下釜体(25)的底部伸入到下釜体内，在下釜体内的下主轴上装有叶桨(26)，在下釜盖(28)上具有孔与排料口(17)下端相通连；本实用新型能在加工过程中产生较高的剪应力，可将纳米级粉体材料进行预分散处理。保证组份比例混合均匀、预塑化均匀，适于高分子材料的混配用。
文档编号B29B7/02GK2629947SQ0326515
公开日2004年8月4日 申请日期2003年6月5日 优先权日2003年6月5日
发明者徐凌秀 申请人:徐凌秀