一种三转子密炼机的制作方法

本实用新型属于高分子材料混炼设备领域，尤其涉及一种三转子密炼机。

背景技术：

密闭式练胶机简称密炼机，又称捏炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。

现有密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在胶料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎，胶料反复产生变形和恢复变形，转子凸棱的不断搅拌，使配合剂在胶料中分散均匀，并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机。

现有密炼机密炼出来的胶，虽然一次炼的料是开炼机的数倍，但是胶料容易出现焦烧或者分散不均报废，浪费原材料，不得不重新混炼

目前现有的密炼机，无论是剪切型密炼机还是啮合型密炼机都有一个共同点就是双转子，而他们的特点就是环境友好、减轻劳动力，同时他们还有相比较于开炼机明显的缺点—升温快、剪切力对比于开炼机较小。密炼机升温过快往往会造成胶烧现象，严重影响胶料混炼质量，成为密炼机完全代替开炼机的阻碍。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种三转子密炼机，包括加料装置、混炼装置、卸料装置，混炼机架，所述混炼机架设置在地面上，所述卸料装置设置在所述机架下部，用于将由所述混炼装置加工过的胶料卸出；所述混炼装置设置在所述混炼机架上表面，用于对胶料进行挤压和剪切加工，所述混炼装置包括混炼室、第一转子、第二转子、第三转子，所述第一转子、第二转子和第三转子的轴心位于三角形的三个顶点位置；所述加料装置设置在所述混炼装置上表面，用于胶料和配料添加；所述加料装置通过若干螺栓固定到所述混炼装置上表面，所述混炼装置通过若干螺栓固定到所述混炼机架上。

优选地，所述第一转子轴心和所述第二转子轴心连线垂直于水平面。

优选地，所述三角形为等腰三角形。

优选地，所述混炼装置包括设置在混炼室上表面的加料口和设置在下表面的出料口，所述加料装置通过所述加料口将胶料和配料添加到所述混炼装置中，所述卸料装置通过所述出料口接收经过所述混炼装置加工过的胶料。

优选地，所述第一转子、第二转子和所述第三转子中部位置均设置有空腔，所述空腔用于通入冷水，降低所述第一转子、所述第二转子和所述第三转子的温度。

优选地，所述加料装置包括上顶栓和推动所述上顶栓的推动气缸，加工过程中，所述推动气缸带动所述上顶栓对所述混炼装置的所述加料口加压。

优选地，所述卸料装置包括下顶栓、翻转装置和锁定气缸，加工过程中，所述锁定气缸锁定所述下顶栓封闭所述混炼装置的出料口，加工完成后，所述翻转装置翻转所述下顶栓卸料。

优选地，所述翻转装置包括旋转液压缸。

优选地，所述混炼装置还包括驱动所述第一转子的第一驱动装置，驱动所述第二转子的第二驱动装置和驱动第三转子的第三驱动装置；还包括设置在所述混炼装置一侧的第一支架和设置在所述混炼装置另一侧的第二支架；所述第一驱动装置设置在第一支架上表面，所述第二驱动装置设置在所述第二支架上表面；所述第三驱动装置设置在所述第二支架的上表面；所述第一驱动装置通过联轴器连接到所述第一转子上；所述第二驱动装置通过减速器连接到所述第二转子上；所述第三驱动装置通过减速器连接到所述第三转子上。

优选地，所述混炼装置的所述第一转子、第二转子和所述第三转子的两端均设置有端面密封装置。

本实用新型提供的三转子密炼机的工作原理如下：

第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置转动，带动所述第一转子、第二转子和第三转子转动，实现对于混炼装置中胶料的混炼加工，加工过程中所述第一转子、所述第二转子和所述第三转子中通入冷却液，所述下顶栓由所述锁定装置锁定所述混炼装置的出料口，通过所述混炼装置的加料口加入混炼胶料及其配料，加入完毕后，由所述推动装置推动所述上顶栓对所述混炼装置的所述加料口封闭加压，所述混炼装置对胶料进行混炼，混炼完成后，所述锁定装置撤销所述下顶栓的锁定状态，所述翻转装置带动所述下顶栓转动实现卸料，卸料完成后再将所述下顶栓转动到原位，由所述锁定装置实现对于所述下顶栓的锁定，准备下一车胶料的加工。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型针对现有密炼机容易出现胶烧的问题，提出了同时对胶料进行加工的三角分布的混炼装置设计，增大了转子和胶料接触面积，使得混炼过程中的温度易控制，冷却效果好，同时增强了对于胶料的挤压剪切作用使得胶料混炼质量高。

附图说明

图1现有密炼机的结构示意图；

图2本实用新型一个实施方式中三转子密炼机的结构示意图；

图3本实用新型一个实施方式中混炼装置的立体示意图；

图4本实用新型一个实施方式中混炼装置的正视图；

图5本实用新型一个实施方式中混炼装置的左视图；

图6本实用新型一个实施方式中混炼装置的A-A剖视图，左视图中A-A 位置的剖面视图。

具体实施方式

密闭式练胶机简称密炼机，又称捏炼机，主要用于橡胶的塑炼和混炼。如图1所示，现有密炼机是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，图1中所示标注为：1、电动机；2、密封润滑系统；3、减速箱；4、联轴器；5、操作盘；6、加料操作系统；7、加热输汽管路；8、进料装置；9、气缸；10、上顶栓；11、底座；12、下顶栓；13、转子；14、密炼室；15、齿轮泵。

现有密炼机工作时，两转子相对回转，将来自加料口的物料夹住带入辊缝受到转子的挤压和剪切，穿过辊缝后碰到下顶拴尖棱被分成两部分，分别沿前后室壁与转子之间缝隙再回到辊隙上方。在绕转子流动的一周中，物料处处受到剪切和摩擦作用，使胶料的温度急剧上升，粘度降低，增加了橡胶在配合剂表面的湿润性，使橡胶与配合剂表面充分接触。配合剂团块随胶料一起通过转子与转子间隙、转子与上、下顶拴、密炼室内壁的间隙，受到剪切而破碎，被拉伸变形的橡胶包围，稳定在破碎状态。同时，转子上的凸棱使胶料沿转子的轴向运动，起到搅拌混合作用，使配合剂在胶料中混合均匀。配合剂如此反复剪切破碎，胶料反复产生变形和恢复变形，转子凸棱的不断搅拌，使配合剂在胶料中分散均匀，并达到一定的分散度。由于密炼机混炼时胶料受到的剪切作用比开炼机大得多，炼胶温度高，使得密炼机炼胶的效率大大高于开炼机，但是胶料容易出现焦烧或者分散不均报废，浪费原材料，不得不重新混炼。

目前现有的密炼机，无论是剪切型密炼机还是啮合型密炼机都有一个共同点就是双转子，而他们的特点就是环境友好、减轻劳动力，同时他们还有相比较于开炼机明显的缺点—升温快、剪切力对比于开炼机较小。密炼机升温过快往往会造成胶烧现象，严重影响胶料混炼质量，成为密炼机完全代替开炼机的阻碍。

为改善这个问题，这里特地实用新型了一种三转子密炼机，本实用新型与同生产能力的密炼机相比，具有密炼室和转子与胶料接触面积大，冷却面积大、冷却速度快，容易控制混炼温度的优点，同时增加混炼室及转子与胶料的接触面积能有效的增加剪切力，从而提高胶料的混炼质量，本实用新型有效的解决双转子密炼机升温快的问题，还可提高胶料的混炼质量。

本实用新型的创新之处在于，首次提出三转子概念，同时建立三转子模型，还有相应的密炼室，加料装置以及卸料装置。本实用新型的优点是混炼室及转子与胶料接触面积大，剪切能力增强，混炼过程升温慢，混炼温度易控制，冷却效果好，胶料混炼质量高。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位和位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者部件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指标或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是自己连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图2～图6所示，本实用新型提供的三转子密炼机，包括加料装置101、混炼装置102、卸料装置103，混炼机架105，混炼机架105设置在地面上，卸料装置103设置在机架下部，用于将由混炼装置102加工过的胶料卸出；混炼装置102设置在混炼机架105上表面，用于对胶料进行挤压和剪切加工，混炼装置102包括混炼室1020、第一转子1021、第二转子1022、第三转子1023，第一转子1021、第二转子1022和第三转子1023的轴心位于三角形的三个顶点位置；加料装置101设置在混炼装置102上表面，用于胶料和配料添加，混炼装置102是密炼机的核心部件，一般地，混炼装置102包括混炼室1020和转子，为了增加对于胶料的挤压和剪切加工，常用的转子设置是相对转动的双转子结构，转子可以由同一驱动装置来驱动或者由不同的驱动装置驱动来实现混炼过程，加料装置101和卸料装置103也是密炼机的常规设置，现有的加料装置101 和卸料装置103都是根据现有的双转子密炼机结构设计的，为了保证密封性和适应双转子结构，通常会设置加料口1024和出料口在两转子中间位置，相对于现有的密炼机设计，本实用新型提出的三转子密炼机在结构上要求，第一转子 1021、第二转子1022和第三转子1023同时参与胶料的混炼过程，及第一转子 1021、第二转子1022和第三转子1023分布设置在三角形的三顶点位置，胶料加工过程中，在第一转子1021、第二转子1022和第三转子1023以及混炼室1020 之间的间隙之间实现挤压和剪切

优选地，加料装置101通过若干螺栓固定到混炼装置102上表面，混炼装置102通过若干螺栓固定到混炼机架105上。

在本实用新型的一个具体实施方式中，第一转子1021轴心和第二转子1022 轴心连线垂直于水平面，及第一转子1021和第二转子1022在垂直方向上上下布置，上下布置的转子有利于胶料在三个转子之间的加工，避免出现胶料只在部分混炼空间中加工的情况出现。

在本实用新型的一个具体实施方式中，三角形为等腰三角形，利用胶料在加工过程中的重力因素和胶料在转子上的贴合，三角形的布置方式有利于胶料在三个转子上都能够实现挤压和剪切加工。

在本实用新型的一个具体实施方式中，混炼装置102包括设置在混炼室 1020上表面的加料口1024和设置在下表面的出料口，加料装置101通过加料口1024将胶料和配料添加到混炼装置102中，卸料装置103通过出料口接收经过混炼装置加工过的胶料，为了保证胶料的顺利添加，一般地，将加料口1024 设置在第一转子1021和第三转子1023中间位置上方，方便对混炼装置102进行胶料和配料的添加，在第二转子1022和第三转子1023的中间位置的下方设置出料口，方便胶料的卸出。

在本实用新型的一个具体实施方式中，第一转子1021、第二转子1022和第三转子1023中部位置均设置有空腔，空腔用于通入冷水，降低第一转子1021、第二转子1022和第三转子1023的温度，设置空腔采用水冷方式降低转子表面的温度，空腔可以由铸造过程完成，形成等厚度的空腔转子，也可以通过车削等加工方式在转子中部加工出等直径的冷却空腔，空腔的设计和选择要根据胶料的运动路径进行优化，优选地，在本实用新型中第一转子1021的旋转方向要求与第二转子1022旋转方向相反，实现错位挤压剪切，第一转子1021和第三转子1023的旋转方向相同，实现同位剪切挤压，其中第一转子1021和第二转子1022转速相同，第一转子1021和第三转子1023转速不同，在此基础上优选地，第一驱动装置1041驱动第一转子1021转动能够实现转速和转向控制，第二驱动装置1042驱动第二转子1022转动能够实现转速和转向控制，同样地，第三驱动装置1043驱动第三转子1023转动能够实现转速和转向控制，其中第一驱动装置1041、第二驱动装置1042和第三驱动装置1043能够单独控制也可实现联动控制，优选地，设置有控制第一驱动装置1041、第二驱动装置1042、第三驱动装置1043的上位机。

在本实用新型的一个具体实施方式中，加料装置101包括上顶栓1011和推动上顶栓1011的推动气缸1012，加工过程中，推动气缸1012带动上顶栓1011 对混炼装置102的加料口1024加压。

在本实用新型的一个具体实施方式中，卸料装置103包括下顶栓1031、翻转装置1033和锁定气缸，加工过程中，锁定气缸锁定下顶栓1031封闭混炼装置102的出料口，加工完成后，翻转装置1033翻转下顶栓1031卸料。

在本实用新型的一个具体实施方式中，翻转装置1033包括旋转液压缸。

在本实用新型的一个具体实施方式中，混炼装置102还包括驱动第一转子 1021的第一驱动装置1041，驱动第二转子1022的第二驱动装置1042和驱动第三转子1023的第三驱动装置1043；还包括设置在混炼装置102一侧的第一支架和设置在混炼装置102另一侧的第二支架；第一驱动装置1041设置在第一支架上表面，第二驱动装置1042设置在第二支架上表面；第三驱动装置1043设置在第二支架的上表面；第一驱动装置1041通过联轴器连接到第一转子1021 上；第二驱动装置1042通过减速器连接到第二转子1022上；第三驱动装置1043 通过减速器连接到第三转子1023上。

在本实用新型的一个具体实施方式中，混炼装置102的第一转子1021、第二转子1022和第三转子1023的两端均设置有端面密封装置。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。