本發(fā)明涉及軟物料輸送技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合方法及裝置。

背景技術(shù)：

在申請?zhí)枮?01410206552.8的中國發(fā)明專利申請中公開了一種偏心轉(zhuǎn)子體積脈動形變塑化輸運(yùn)方法及裝置，該申請?zhí)岢龅氖且环N新型的聚合物加工新方法和理論，使得高分子材料在整個(gè)塑化加工過程中受體積脈動形變支配，利用偏心轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)與等速反向公轉(zhuǎn)時(shí)在定子內(nèi)腔中的滾動作用，使偏心轉(zhuǎn)子與定子之間的物料體積沿定子的軸向和徑向交替的發(fā)生周期性變化，實(shí)現(xiàn)物料的體積脈動形變塑化輸運(yùn)。偏心轉(zhuǎn)子裝備包括定子和置于定子內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子包括多個(gè)交替設(shè)置的轉(zhuǎn)子偏心螺旋段和多個(gè)轉(zhuǎn)子偏心直線段；定子內(nèi)腔也包括多個(gè)交替設(shè)置的定子螺旋段和多個(gè)定子直線段；轉(zhuǎn)子偏心螺旋段和轉(zhuǎn)子偏心直線段與定子螺旋段和定子直線段一一對應(yīng)；沿物料的輸送方向，各轉(zhuǎn)子偏心螺旋段和定子螺旋段的螺距均逐漸減小；定子內(nèi)腔的螺旋段和直線段的徑向截面均為長孔，偏心轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔的長孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動行程為轉(zhuǎn)子最大偏心距的兩倍。由于偏心轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)與等速反向公轉(zhuǎn)時(shí)在定子內(nèi)腔中滾動，偏心轉(zhuǎn)子與定子之間的空間體積沿定子的軸向和徑向交替地周期性變化，定子和轉(zhuǎn)子之間的物料被周期性壓縮與釋放時(shí)承受體積脈動形變作用，完成包括固體壓實(shí)、熔融塑化、混合混煉、熔體輸送的塑化輸運(yùn)過程。該發(fā)明專利所述裝置具有物料熱機(jī)械歷程短、能耗低、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，偏心轉(zhuǎn)子裝備中的定子與偏心轉(zhuǎn)子軸存在一定的偏心量，偏心轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)與等速反向公轉(zhuǎn)時(shí)擠壓物料的一側(cè)受到物料的反作用力較大，另一側(cè)所受到的物料反作用力較小，從而造成偏心轉(zhuǎn)子裝置中轉(zhuǎn)子軸承受偏心載荷的作用，使得偏心轉(zhuǎn)子裝置存在擠出振動大、轉(zhuǎn)子軸運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)子軸變形等問題。除了聚合物加工領(lǐng)域，其他軟物料的輸送過程中也會存在同樣的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合方法，該方法利用偏心載荷的平衡提供混合動力，減少擠出振動，使轉(zhuǎn)子軸的結(jié)構(gòu)及運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定，進(jìn)一步地改善軟物料的混合效果。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于上述方法的利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合方法，具體為：通過在偏心轉(zhuǎn)子的末端設(shè)置帶有流道的偏心混合環(huán)，使偏心轉(zhuǎn)子同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)和繞定子中心等速反向公轉(zhuǎn)的過程中，帶動偏心混合環(huán)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而使流經(jīng)偏心混合環(huán)上流道的軟物料被進(jìn)一步混合。

所述偏心轉(zhuǎn)子帶動偏心混合環(huán)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動的過程中，偏心轉(zhuǎn)子在壓實(shí)和輸送物料過程中會受到來自于物料的擠壓作用，且各個(gè)方向上的擠壓作用大小是不一樣的，而偏心轉(zhuǎn)子上不能被完全平衡的偏心載荷恰好由偏心混合環(huán)支撐約束，實(shí)現(xiàn)偏心載荷的約束與平衡，該過程中，偏心混合環(huán)僅進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，而不能進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。

用于實(shí)現(xiàn)上述方法的一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置，包括定子、偏心轉(zhuǎn)子、支撐環(huán)和偏心混合環(huán)，偏心轉(zhuǎn)子設(shè)于定子內(nèi)部，偏心轉(zhuǎn)子的末端設(shè)有偏心混合環(huán)，偏心混合環(huán)的外周通過支撐環(huán)與定子連接，支撐環(huán)固定于定子內(nèi)側(cè)。其中，支撐環(huán)主要是對偏心混合環(huán)起支撐作用，其結(jié)構(gòu)根據(jù)定子內(nèi)腔結(jié)構(gòu)及偏心混合環(huán)外圓周結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)或調(diào)整即可。偏心混合環(huán)跟隨偏心轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)一起進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，其作用一方面是對經(jīng)過偏心轉(zhuǎn)子后的軟物料進(jìn)行進(jìn)一步混合，另一方面是平衡偏心轉(zhuǎn)子上的偏心載荷，以減少偏心轉(zhuǎn)子的擠出振動，由于偏心轉(zhuǎn)子為長度較大的軸狀結(jié)構(gòu)，因此可有效避免偏心轉(zhuǎn)子的變形，使偏心轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。

所述偏心混合環(huán)的軸線與偏心轉(zhuǎn)子的軸線重合，偏心轉(zhuǎn)子的軸線與定子的軸線之間存在偏心距。偏心轉(zhuǎn)子上設(shè)有交替連接的轉(zhuǎn)子偏心螺旋段和轉(zhuǎn)子偏心直線段，定子上對應(yīng)設(shè)有交替連接的定子偏心螺旋段和定子偏心直線段。由于偏心轉(zhuǎn)子的軸線與定子的軸線之間存在偏心距，因此，轉(zhuǎn)子偏心螺旋段與定子偏心螺旋段之間形成螺旋腔體，轉(zhuǎn)子偏心直線段與定子偏心直線段之間形成直線腔體。偏心轉(zhuǎn)子繞自身軸線自轉(zhuǎn)的同時(shí)，也繞定子的軸線進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，在螺旋腔體內(nèi)，軟物料以螺旋形方式在定子和偏心轉(zhuǎn)子之間形成的密封腔室內(nèi)推進(jìn)，同時(shí)，在推進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)壓實(shí)、排氣、熔融、熔體輸運(yùn)及混合等過程；在直線腔體內(nèi)，軟物料以直線方式在直線腔體內(nèi)推進(jìn)。當(dāng)軟物料被送至偏心轉(zhuǎn)子末端時(shí)，由于設(shè)有偏心混合環(huán)，軟物料在偏心混合環(huán)上的流道中被進(jìn)一步混合，從而提高其混合效果。

所述偏心混合環(huán)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)均采用齒形結(jié)構(gòu)，齒形結(jié)構(gòu)上齒數(shù)為2～200個(gè)，且外環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)多于內(nèi)環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)。將偏心混合環(huán)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)上設(shè)計(jì)為齒形結(jié)構(gòu)，可以減少偏心混合環(huán)與支撐環(huán)和偏心轉(zhuǎn)子的摩擦，從而減少偏心混合環(huán)的公轉(zhuǎn)阻力。

作為一種優(yōu)選方案，所述外環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)為26個(gè)，內(nèi)環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)為21個(gè)。

所述齒形結(jié)構(gòu)上的齒棱為直線型、斜線型或螺旋型中的一種。

所述偏心混合環(huán)上的分布有若干流道，各流道沿偏心混合環(huán)的軸線方向平行分布。

所述流道的徑向截面呈圓形、橢圓形或矩形。

所述偏心混合環(huán)上，各流道沿偏心混合環(huán)的圓周邊沿向中心方向逐層分布；當(dāng)流道有多層時(shí)，沿圓周邊沿向中心方向，流道的直徑逐層減小，位于同一層中的流道直徑相等。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合方法及裝置是在現(xiàn)有偏心轉(zhuǎn)子輸送裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，通過在偏心轉(zhuǎn)子的末端設(shè)置偏心混合環(huán)，一方面可實(shí)現(xiàn)對經(jīng)過偏心轉(zhuǎn)子混合后的軟物料進(jìn)行進(jìn)一步混合，從而提高其混合效果；另一方面可平衡偏心轉(zhuǎn)子上的偏心載荷，以減少偏心轉(zhuǎn)子的擠出振動，由于偏心轉(zhuǎn)子為長度較大的軸狀結(jié)構(gòu)，因此可有效避免偏心轉(zhuǎn)子的變形，使偏心轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。

本利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置中通過設(shè)置支撐環(huán)，對偏心轉(zhuǎn)子及偏心混合環(huán)起支撐作用，無需增加其他支撐結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，可快速更換，具有免維修和無需添加潤滑劑等優(yōu)異特性。

附圖說明

圖1為本利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的A-A截面視圖。

圖3為圖2中偏心混合環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為實(shí)施例1中偏心混合環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為實(shí)施例2中偏心混合環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

上述各圖中，1為定子，2為偏心轉(zhuǎn)子，3為支撐環(huán)，4為偏心混合環(huán)，5為齒形結(jié)構(gòu)，6為流道，7為齒棱，e為偏心轉(zhuǎn)子的軸線與定子的軸線之間的偏心距。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置，如圖1或圖2所示，包括定子、偏心轉(zhuǎn)子、支撐環(huán)和偏心混合環(huán)，偏心轉(zhuǎn)子設(shè)于定子內(nèi)部，偏心轉(zhuǎn)子的末端設(shè)有偏心混合環(huán)，偏心混合環(huán)的外周通過支撐環(huán)與定子連接，支撐環(huán)固定于定子內(nèi)側(cè)。其中，支撐環(huán)主要是對偏心混合環(huán)起支撐作用，其結(jié)構(gòu)根據(jù)定子內(nèi)腔結(jié)構(gòu)及偏心混合環(huán)外圓周結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)或調(diào)整即可。偏心混合環(huán)跟隨偏心轉(zhuǎn)子的公轉(zhuǎn)一起進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，其作用一方面是對經(jīng)過偏心轉(zhuǎn)子后的軟物料進(jìn)行進(jìn)一步混合，另一方面是平衡偏心轉(zhuǎn)子上的偏心載荷，以減少偏心轉(zhuǎn)子的擠出振動，由于偏心轉(zhuǎn)子為長度較大的軸狀結(jié)構(gòu)，因此可有效避免偏心轉(zhuǎn)子的變形，使偏心轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)更加穩(wěn)定。

其中，偏心混合環(huán)的軸線與偏心轉(zhuǎn)子的軸線重合，偏心轉(zhuǎn)子的軸線與定子的軸線之間存在偏心距(如圖1或圖2中所示的e)。偏心轉(zhuǎn)子上設(shè)有交替連接的轉(zhuǎn)子偏心螺旋段和轉(zhuǎn)子偏心直線段，定子上對應(yīng)設(shè)有交替連接的定子偏心螺旋段和定子偏心直線段。由于偏心轉(zhuǎn)子的軸線與定子的軸線之間存在偏心距，因此，轉(zhuǎn)子偏心螺旋段與定子偏心螺旋段之間形成螺旋腔體，轉(zhuǎn)子偏心直線段與定子偏心直線段之間形成直線腔體。偏心轉(zhuǎn)子繞自身軸線自轉(zhuǎn)的同時(shí)，也繞定子的軸線進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，在螺旋腔體內(nèi)，軟物料以螺旋形方式在定子和偏心轉(zhuǎn)子之間形成的密封腔室內(nèi)推進(jìn)，同時(shí)，在推進(jìn)過程中實(shí)現(xiàn)壓實(shí)、排氣、熔融、熔體輸運(yùn)及混合等過程；在直線腔體內(nèi)，軟物料以直線方式在直線腔體內(nèi)推進(jìn)。當(dāng)軟物料被送至偏心轉(zhuǎn)子末端時(shí)，由于設(shè)有偏心混合環(huán)，軟物料在偏心混合環(huán)上的流道中被進(jìn)一步混合，從而提高其混合效果。

如圖3所示偏心混合環(huán)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)均采用齒形結(jié)構(gòu)，齒形結(jié)構(gòu)上齒數(shù)可為2～200個(gè)，且外環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)多于內(nèi)環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)。

將偏心混合環(huán)的內(nèi)環(huán)和外環(huán)上設(shè)計(jì)為齒形結(jié)構(gòu)，可以減少偏心混合環(huán)與支撐環(huán)和偏心轉(zhuǎn)子的摩擦，從而減少偏心混合環(huán)的公轉(zhuǎn)阻力。

本實(shí)施例中，外環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)為26個(gè)，內(nèi)環(huán)齒形結(jié)構(gòu)上的齒數(shù)為21個(gè)。如圖4所示，齒形結(jié)構(gòu)上的齒棱為直線型。

如圖3或圖4所示，偏心混合環(huán)上的分布有若干流道，各流道沿偏心混合環(huán)的軸線方向平行分布。流道的徑向截面呈圓形。偏心混合環(huán)上，各流道沿偏心混合環(huán)的圓周邊沿向中心方向逐層分布；本實(shí)施例中，各流道主要分布于偏心混合環(huán)寬度較大的半環(huán)結(jié)構(gòu)中，流道有兩層，沿圓周邊沿向中心方向，流道的直徑逐層減小(即靠近圓周邊沿一側(cè)的流道直徑大于靠近中心的流道直徑)，位于同一層中的流道直徑相等。

通過上述裝置可實(shí)現(xiàn)一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合方法，具體為：通過在偏心轉(zhuǎn)子的末端設(shè)置帶有流道的偏心混合環(huán)，使偏心轉(zhuǎn)子同時(shí)進(jìn)行自轉(zhuǎn)和繞定子中心等速反向公轉(zhuǎn)的過程中，帶動偏心混合環(huán)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而使流經(jīng)偏心混合環(huán)上流道的軟物料被進(jìn)一步混合。同時(shí)，偏心轉(zhuǎn)子帶動偏心混合環(huán)進(jìn)行公轉(zhuǎn)運(yùn)動的過程中，偏心轉(zhuǎn)子在壓實(shí)和輸送物料過程中會受到來自于物料的擠壓作用，且各個(gè)方向上的擠壓作用大小是不一樣的，而偏心轉(zhuǎn)子上不能被完全平衡的偏心載荷恰好由偏心混合環(huán)支撐約束，實(shí)現(xiàn)偏心載荷的約束與平衡。

實(shí)施例2

本實(shí)施例一種利用偏心轉(zhuǎn)子偏載驅(qū)動的動態(tài)混合裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于：偏心混合環(huán)的齒棱形狀不同，本實(shí)施例中，如圖5所示，偏心混合環(huán)的齒棱采用斜線型。此外，根據(jù)動態(tài)混合裝置的實(shí)際需要，偏心混合環(huán)的齒棱也可采用螺旋型或其它形狀。

除此之外，偏心混合環(huán)上的流道截面，除了可設(shè)計(jì)為圓形，也可設(shè)計(jì)為橢圓形、矩形或其它形狀。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。