一种快换转子板式小型密炼机

：本发明属于密炼机，涉及一种快换转子板式小型密炼机，通过独特的联轴器结构，实现转子的快换，通过多板式的密炼室结构，实现密炼室的快开。

背景技术

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背景技术：

1、密炼机是橡胶以及其他高分子材料加工中必不可少的机器之一，主要应用于橡胶的塑炼和混炼。在传统的橡胶混炼工艺中，为了提高橡胶材料的物理机械性能需要在胶料中加入炭黑、白炭黑、防老剂、分散剂、塑化剂等补强材料，但是，补强材料在胶料中混合均匀后才能起到补强作用。基于此，密炼机通过密炼室的转子同向转动使得胶料在密炼室中被剪切和拉伸，从而形成新鲜的界面使得橡胶和补强材料的混合均匀。

2、密炼机中的同步转子和异步转子对转子的速比具有不一样的要求。传统的密炼机中的两个转子采用同一个驱动源，可以改变转子的速度，无法改变转子的速比，且两个转子安装在密炼室的右侧板上，装卸更换异常繁琐和复杂，导致实验时间增长实验效率下降。例如，中国专利201720229156.6公开的一种座地式密炼机，包括底座、密炼室、传动机构、转子、卸料机构、加料室、压料机构和加料机构，底座上方安装密炼室，密炼室内部安装两个转子，密炼室边侧安装传动机构而上方安装加料室，加料室与密炼室相通，加料室边侧设有入料门，加料机构驱动入料门上移从而打开密闭的加料室，压料机构设有上顶栓，上顶栓位于加料室内，上顶栓下移冲压胶料从加料室进入密炼室内，传动机构驱动两个转子高速转动碾碎胶料，卸料机构位于密炼室下方，卸料机构驱动密炼室底部的卸料门打开将混炼好的胶料从密炼室内排出去，所述传动机构包括电机、第一联轴器、减速箱和第二联轴器，电机输出轴通过第一联轴器驱动减速箱启动，减速箱输出轴通过第二联轴器驱动两个转子转动。

3、现有技术中的材料种类、配方体系和混炼工艺方式越来越多样化，亟需一种混炼设备，在研发新材料、新配方和新工艺的过程中提升材料的潜在性能，确定最佳的混炼工艺，这对混炼设备的变化性具有较高的要求。中国专利201310291233.7公开的一种自动开合式转矩流变仪，主要包括密炼室、设置在密炼室内部的转子、与转子相连接的转子驱动机构、加料机构及开合驱动机构；所述的密炼室包括固定侧板、混炼腔体和活动侧板；所述开合驱动机构与活动侧板连接，活动侧板与混炼腔体之间设有限制两者相对位置、并带动混炼腔体随活动侧板滑动的连接部件；混炼方法，包括以下步骤：将物料加入密炼室，转子转动对物料进行混炼，混炼完成后，开启密炼室，卸料并清理密炼室；在卸料清理时，活动侧板在开合驱动机构的驱动下打开，然后通过连接部件带动混炼腔体与转子分离，清理结束后，密炼室在开合驱动机构的驱动下闭合。中国专利201711364057.x公开的一种永磁驱动同向啮合型转子密炼机，由动力装置、传动装置、加料加压机构、密炼装置、智能控制装置、机座组成；所述密炼机动力装置采用能够实现低转速、大扭矩的永磁同步交流电动机；所述传动装置中齿轮箱和永磁同步交流电动机由联轴器连接，齿轮箱内的三个齿轮进行啮合传动的机械配合；所述齿轮箱右侧机械连接有同步同向啮合型转子；所述加料加压机构采用偏心的上顶栓控制进料口；所述上顶栓升降采用竖直汽缸控制、密炼室的开模合模采用水平汽缸控制；所述的密炼装置由密炼室和同步同向啮合型转子组成；所述密炼室采用前后组合拆板式结构，中间采用钻孔流动冷却的方式；所述智能控制装置采用plc控制，控制竖直汽缸、水平汽缸、同步同向啮合型转子的转速。均属于传统小型密炼机，其混炼转子与密炼室为半密闭的结构，转子装卸更换不易，在密炼室不能打开的情况下，物料的残留等问题会影响胶料质量。

4、德国haake转矩流变仪与国产哈普转矩流变仪同为板式结构，其结构简单，转子构型为单一的两棱扭矩测试转子，密炼室的开启均为手动式，以转矩测量为主，无法满足当下小批量混炼的需求。在混炼实验中，需要人工开合密炼机三板，然而，胶料在高温的环境下或者胶料较粘时，开模困难，使得人工工作量加大，实验效率下降，准确性得不到保证，甚至会烫伤实验人员。

5、因此，为了提高实验数据的准确性和实验的效率，以及实验室混炼工艺的自动化程度，降低更换转子的时间，研发设计一种实验密炼机，以显著减少实验误差，提高实验效率。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种快换转子板式小型密炼机，以简洁、快速的实现密炼室的开合和转子的更换。

2、为了实现上述目的，本发明涉及的一种快换转子板式小型密炼机的主体结构包括储料箱、转子箱、温度控制系统、控制系统、驱动系统和核心混炼系统。

3、本发明涉及的储料箱的作用为储存排出的混炼胶；转子箱的作用是放置转子；温度控制系统包括模温机和温度控制面板，能够对密炼室的温度进行控制，保障密炼室的实验温度；控制系统包括控制元器件、控制电路和控制面板，能够对混炼实验过程的进行控制，包括密炼室的开合、混炼胶的排出、转子的转速和密炼室的温度控制等；驱动系统采用封闭式传动，包括两个驱动电机、伺服减速器、齿轮箱和快换联轴器，驱动电机与伺服减速器组合成减速机后，与齿轮箱连接，再通过快换联轴器与转子连接，两个驱动电机分别驱动两个相互不干涉的转子运转，以满足两个转子的任意速比、不同速度和不同扭矩的混炼实验要求；齿轮箱为密闭式结构，采用稀油润滑，齿轮为硬面齿轮，包括两个输入轴和两个输出轴；快换联轴器采用旋拧式结构，以实现转子的快速装卸；核心混炼系统包括密炼室及其内设置的转子，密炼室和转子的材质均为钢，一体成型，密炼室内壁和转子表面经渗氮工艺或镀硬铬工艺处理，hrc≥55，满足耐磨要求，密炼室包含由导向轴连接的定板、中板和动板，以确保开合的准确性，中板与动板还通过限位柱连接，以进行单向拖拽，混炼时，密炼室通过插销块锁紧，转子采用迷宫式结构的轴密封方式，通过自润滑轴承，实现自润滑功能。

4、本发明与现有技术相比，密炼室采用独特的多板式结构，通过多段驱动方式实现快速开合，便于混炼胶料的取出和残料的清理，最大程度的实现实验室密炼机的自动化开合；齿轮箱与转子之间设置的快换联轴器，可实现转子的快速装卸；定板、中板和定板的温度采用独立控制方式；两个转子由两个驱动电机驱动，采用封闭式传动，保证转子的输出扭矩，满足两个转子的速比和转速调节要求；其结构紧凑，能够缩短实验时间，减少人工劳动量，调节密炼室混炼温度，快速实现密炼室的打开和不同构型转子的装卸，且转子与密炼室的完全分离，提高混炼实验效率。

技术特征：

1.一种快换转子板式小型密炼机，主体结构包括储料箱、转子箱、温度控制系统、控制系统、驱动系统和核心混炼系统，其特征在于，核心混炼系统包括密炼室及其内设置的转子，密炼室包含由导向轴连接的定板、中板和动板，中板与动板还通过限位柱连接，混炼时，密炼室通过插销块锁紧，转子采用迷宫式结构的轴密封方式，通过自润滑轴承，进行自润滑；驱动系统采用封闭式传动，包括两个驱动电机、伺服减速器、齿轮箱和快换联轴器，驱动电机与伺服减速器组合成减速机后，与齿轮箱连接，再通过快换联轴器与转子连接，两个驱动电机分别驱动两个相互不干涉的转子运转；快换联轴器采用旋拧式结构。

2.根据权利要求1所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，储料箱的作用为储存排出的混炼胶；转子箱的作用是放置转子；温度控制系统包括模温机和温度控制面板，对密炼室的温度进行控制；控制系统包括控制元器件、控制电路和控制面板，能够对混炼实验过程的进行控制，包括密炼室的开合、混炼胶的排出、转子的转速和密炼室的温度控制；齿轮箱为密闭式结构，采用稀油润滑，齿轮为硬面齿轮，包括两个输入轴和两个输出轴。

3.根据权利要求1或2所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，密炼室和转子的材质均为钢，一体成型，密炼室内壁和转子表面经渗氮工艺或镀硬铬工艺处理，hrc≥55。

4.根据权利要求1或2所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，具体结构包括机体、模温机、温度控制面板、储料箱、转子箱、控制柜、齿轮箱、密炼室、控制面板、左转子驱动电机、右转子驱动电机、快换联轴器、左转子、右转子和防尘罩；机体的下部设置有模温机、温度控制面板、储料箱、转子箱和控制柜，控制柜内设置有控制元器件和控制电路；机体的上部设置有齿轮箱、密炼室和与控制柜内的控制电路连接的控制面板，齿轮箱的一端分别与左转子驱动电机和右转子驱动电机连接，另一端通过快换联轴器分别与密炼室内的左转子和右转子连接，密炼室的上方设置有防尘罩。

5.根据权利要求4所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，齿轮箱具有两个齿轮箱输入轴和两个齿轮箱输出轴；齿轮箱输入轴通过伺服减速器与左转子驱动电机和右转子驱动电机连接，齿轮箱输出轴与快换联轴器连接，进行扭矩的传递。

6.根据权利要求5所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，密炼室的主体结构包括定板、背板、导向轴、底板、密封件、驱动气缸、中板、动板、耐磨套、限位柱、投料口、压砣驱动气缸、压砣、弹性转接块、导向块、插销块和插销块驱动气缸；相互平行设置的定板与背板通过导向轴和底板连接，左转子和右转子设置在定板上，且左转子和右转子与定板之间设置有密封件，背板上设置有动板驱动气缸，导向轴上穿设有中板和动板，导向轴与动板之间设置有耐磨套，中板与动板通过限位柱连接，中板的顶部开设有投料口，投料口上方设置有由压砣驱动气缸驱动的压砣，动板的背面设置有弹性转接块；此外，底板上设置有内空式结构的导向块，导向块内设置有插销块，插销块由导向块底部设置的插销块驱动气缸驱动。

7.根据权利要求6所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，快换联轴器的主体结构包括联轴器，及联轴器一端开设的与齿轮箱输出轴匹配的齿轮箱插接槽，另一端开设的与左转子和右转子匹配的转子插接槽，转子插接槽内设置有反螺纹轴套，齿轮箱输出轴插入齿轮箱插接槽后，通过插销将联轴器与齿轮箱输出轴固定，左转子和右转子与转子插接槽连接的端部设置有键，键插入转子插接槽后，通过螺钉将联轴器与左转子和右转子固定，防止左转子和右转子反向运作时脱落，同时，反螺纹轴套对左转子和右转子的驱动端进行密封。

8.根据权利要求6所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，齿轮箱为速比齿轮箱；左转子驱动电机和右转子驱动电机具有抱死功能和反转功能；定板、中板和动板均带有温度传感器，开设有冷却水道，其中，中板还带有胶料温度传感器；限位柱固定于中板上，与动板间隙配合，具有单向性。

9.根据权利要求7或8所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，使用时，

10.根据权利要求7或8所述的一种快换转子板式小型密炼机，其特征在于，进行转子更换的过程为：

技术总结
本发明属于密炼机技术领域，涉及一种快换转子板式小型密炼机，驱动系统为双驱动电机及与其对应的双输入/输出速比齿轮箱，齿轮箱与转子中间之间设置有旋拧式的快换联轴器，其两端设置有与齿轮箱和转子的插接槽，转子的连接端上设置有一段键，键插入转子插接槽后旋转90°，通过螺钉固定，防止在转子工作时脱落，实现转子箱中所有转子的快换，容量规格为0‑2.0L的密炼室采用多板式结构，通过多段驱动方式实现快速开合，使进料和出料操作得以快速进行；其结构简单，大大减少了实验时间，提高了实验效率，为实验室新材料、新配方和新工艺的研发提供设备支持，为大型混炼设备混炼转子的结构和工艺设计提供技术支持。

技术研发人员：郝国强,边慧光,朱东林,续振春,曲圣琪,洪宇飞
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13