本實(shí)用新型涉及纖維徑向取向增強(qiáng)再制造輪胎胎面擠出成型裝置，特別是層疊式纖維平面取向增強(qiáng)再制造胎面擠出成型裝置。

背景技術(shù)：

廢舊輪胎的處理是當(dāng)今人們面臨的嚴(yán)重問(wèn)題之一。中國(guó)汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，使得輪胎生產(chǎn)的規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，廢舊輪胎也在源源不斷地產(chǎn)生。國(guó)內(nèi)每年的廢舊輪胎達(dá)到2億多條，折合橡膠資源約300多萬(wàn)噸。據(jù)計(jì)算，這么巨大數(shù)量的廢舊輪胎，如果能夠100％地得到回收再利用，可相當(dāng)于中國(guó)5年的天然橡膠產(chǎn)量。為了滿足不斷提高的制品性能要求，橡膠朝著高強(qiáng)度、耐磨、穩(wěn)定和耐老化的方向發(fā)展，但是同時(shí)造成了廢棄后的橡膠長(zhǎng)時(shí)期不能自然降解的問(wèn)題，大量的廢舊橡膠造成了比塑料污染(白色污染)更難處理的黑色污染，另一方面浪費(fèi)了寶貴的橡膠資源。

舊輪胎循環(huán)利用已成為資源節(jié)約環(huán)境友好型的朝陽(yáng)行業(yè)，舊輪胎再制造是國(guó)際公認(rèn)的輪胎減量化、再利用和資源化的首選方式，與新胎成型過(guò)程相比，再制造輪胎的胎面是單獨(dú)成型，其在硫化過(guò)程中施加的壓力可以比新胎硫化時(shí)大的多，保證了再制造輪胎胎面膠料更加致密，從而使再制造輪胎的耐磨性比新胎更好，壽命更長(zhǎng)。膠料更加致密雖然保證了耐磨性更好，但是同時(shí)其胎面的耐沖擊性大大降低，因此在路況惡劣的條件下，再制造輪胎更容易崩花掉塊。

在再制造輪胎胎面膠料中加入短纖維，并使短纖維在膠料中徑向取向，可使輪胎的滾動(dòng)阻力明顯降低，胎面的抗撕裂性、耐磨性、抗崩花掉塊性能提高，可使輪胎輕量化，并且還可使行駛噪音降低。

CN101352927A公開(kāi)一種短纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料徑向取向擠出成型方法，先將含有短纖維的橡膠熔融體在擠出機(jī)中進(jìn)行擠出加工；在擠出機(jī)筒內(nèi)的螺桿末端，橡膠被擠入軸向取向流道，利用膠料流動(dòng)方向取向，在機(jī)頭的軸向取向流道內(nèi)實(shí)現(xiàn)短纖維軸向方向取向；經(jīng)過(guò)軸向取向后的膠料在擠出壓力作用下通過(guò)由收縮流道的厚度而形成的阻壩，利用橡膠擠出膨脹的特點(diǎn)，膠料中的短纖維在膠料通過(guò)阻壩后迅速膨脹的過(guò)程中發(fā)生翻滾而傾斜；膨脹后的膠料沿流道繼續(xù)流動(dòng)，在流道的中間和邊緣部分因速度梯度使傾斜加劇，短纖維徑向取向增大，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)徑向取向。

CN101337435A公開(kāi)一種短纖維增強(qiáng)橡膠復(fù)合材料徑向取向擠出成型裝置，其法蘭正面上制有八個(gè)螺紋孔，用八根雙頭螺桿和螺母將法蘭與流道板、阻壩支撐板、定型板、機(jī)頭壓板按順序依次聯(lián)接在一起，法蘭正上方裝有溢膠閥，正下方鉆一螺紋孔以安裝壓力傳感器；阻壩支撐板中間放置一對(duì)阻壩調(diào)節(jié)塊，阻壩調(diào)節(jié)螺栓一端與阻壩調(diào)節(jié)塊固定，另一端通過(guò)螺紋連接與阻壩支撐板相聯(lián)，阻壩調(diào)節(jié)螺栓控制阻壩間隙；定型板中間放置一對(duì)定型調(diào)節(jié)塊來(lái)調(diào)節(jié)定型間隙，定型調(diào)節(jié)塊夾在阻壩支撐板與機(jī)頭壓板之間并由螺釘將其固定。

CN102431145A公開(kāi)一種輪胎胎面膠中短纖維徑向取向成型裝置，由機(jī)頭壓力調(diào)整螺栓、機(jī)頭壓力調(diào)整閥和濾膠板組成機(jī)頭入口段，由取向間隙調(diào)節(jié)塊、取向間隙調(diào)整螺釘、分流型塊和取向間隙支撐板組成徑向取向段，由定型間隙調(diào)整塊、定型間隙調(diào)整螺釘和定型間隙支撐板組成定型段；法蘭盤(pán)上均勻布置八個(gè)通孔，分別用八個(gè)螺栓將法蘭盤(pán)與擠出機(jī)機(jī)身固連，機(jī)頭入口段與法蘭盤(pán)相連并用加強(qiáng)筋板固定，在機(jī)頭入口段內(nèi)制有加熱冷卻水循環(huán)通道，其入口端制有慮膠板，機(jī)頭壓力調(diào)節(jié)閥分別與機(jī)頭壓力調(diào)節(jié)螺栓和機(jī)頭入口段相聯(lián)。

傳統(tǒng)的纖維取向一般都是著重使纖維徑向取向(即纖維的方向與胎面垂直)，其取向原理復(fù)雜，操作困難，并且取向程度不高，最終使翻新胎面耐磨性能改善不多。纖維經(jīng)擠出機(jī)中有3個(gè)方向的流動(dòng)狀態(tài)(軸向、周向和徑向)，短纖維在胎面中軸向取向?qū)ζ湫阅懿o(wú)有益影響，如果纖維前處理不當(dāng)還會(huì)存在與橡膠的相容性問(wèn)題，從而出現(xiàn)高溫下與橡膠脫層的現(xiàn)象，最終影響橡膠輪胎的質(zhì)量甚至引起安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了層疊式纖維平面取向增強(qiáng)再制造胎面擠出成型裝置，包括連接在一起的入口段、流道板、過(guò)渡段、取向段、定型段及口模板；入口段設(shè)置法蘭及沿?cái)D出方向梳理短纖維的濾板，取向段內(nèi)設(shè)置分流板，分流板將膠料分成兩流；法蘭與流道板焊接固定，在流道板上開(kāi)設(shè)螺紋孔，流道板與螺柱連接，其后依次固定固定板、中間板、口模板，最后通過(guò)螺母固定，分流板通過(guò)螺紋與口模板固定。

含有短纖維的橡膠熔融體加入擠出機(jī)中，擠出后經(jīng)過(guò)濾板使短纖維軸向取向，流入取向段后，膠料沿分流板分流，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)塊與分流板的壓力，使膠料能均勻的通過(guò)分流板上的矩形孔，膠料通過(guò)矩形孔后交錯(cuò)排列，實(shí)現(xiàn)膠料的分層擠出，利用膠料的分層擠出使短纖維在分層的膠料中實(shí)現(xiàn)平面取向，最終膠料經(jīng)口模擠出機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)纖維在徑向平面內(nèi)的取向。

本實(shí)用新型與上述專利的取向原理及實(shí)現(xiàn)取向的機(jī)械結(jié)構(gòu)存在本質(zhì)上的不同。在上述實(shí)用新型專利中短纖維徑向取向的方法及原理都是利用橡膠擠出膨脹的特性，使胎面膠中的短纖維在膠料膨脹過(guò)程中沿著膨脹方向發(fā)生翻滾，呈現(xiàn)出傾斜的趨勢(shì)，最終使短纖維徑向取向，是一種一維的取向。而本實(shí)用新型專利重點(diǎn)是在膠料分層擠出的過(guò)程中使纖維在平面內(nèi)取向，消除纖維的軸向取向狀態(tài)。從而增強(qiáng)翻新胎面的耐磨及抗撕裂性能。

本實(shí)用新型消除纖維的軸向取向利用膠料的分層擠出狀態(tài)，使短纖維在分層的膠料中實(shí)現(xiàn)平面取向，從而達(dá)到提高輪胎耐磨及抗撕裂的能力。

具體工作原理：膠料經(jīng)入口段進(jìn)入濾板，濾版孔徑小于短纖維長(zhǎng)度，大于短纖維粒徑，使得短纖維沿著擠出方向取向(軸向取向)，流入到取向段后，膠料先沿著分流板分流，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)塊與分流板的壓力，使膠料能均勻的通過(guò)分流板矩形孔，分流板為三角形設(shè)計(jì)，兩斜面交錯(cuò)開(kāi)矩形孔，交錯(cuò)矩形孔寬為為短纖維直徑的2-4倍(優(yōu)選3倍，2-3mm)，由于上下兩面的矩形孔交叉設(shè)計(jì)，其膠料通過(guò)矩形孔后交錯(cuò)排列，實(shí)現(xiàn)膠料的分層擠出，利用膠料的分層擠出使短纖維在分層的膠料中實(shí)現(xiàn)平面取向，完全消除了纖維軸向取向的可能，由于分流板兩斜面相交處為凸型設(shè)計(jì)，壁免了膠料的堆積，有利于膠料的流動(dòng)。最終膠料經(jīng)口模擠出機(jī)頭，實(shí)現(xiàn)纖維在徑向平面內(nèi)的取向。

優(yōu)選的是：調(diào)節(jié)塊斜面與分流板斜面斜率相同。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

1濾板、2法蘭、3溢膠閥調(diào)節(jié)螺栓、4溢膠閥、5溫度傳感器、6調(diào)節(jié)柱、7調(diào)節(jié)塊、8分流板、9口模板、10螺母、11螺柱、12口模、13壓板、14中間板、15固定板、16壓力傳感器、17流道板

具體實(shí)施方式

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：分流板為三角形設(shè)計(jì)，兩斜面交錯(cuò)開(kāi)矩形孔，交錯(cuò)矩形孔寬為為短纖維直徑的2-4倍(優(yōu)選3倍，2-3mm)，長(zhǎng)度根據(jù)機(jī)頭空間而定，兩斜面相交處為凸型設(shè)計(jì)，防止膠料在此處產(chǎn)生堆積。同時(shí)調(diào)距裝置中的調(diào)節(jié)塊斜面與分流板斜面斜率相同，對(duì)流動(dòng)膠料產(chǎn)生均勻的壓力。其中實(shí)施例1的特征是橫向開(kāi)的矩形槽，其短纖維在橫向平面取向，實(shí)施例2是縱向開(kāi)的矩形槽，其短纖維在縱向平面內(nèi)取向。

1、將含有短纖維的再制造輪胎胎面膠加入冷喂料擠出機(jī)內(nèi)，擠出機(jī)為XJW60-200，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)置為15轉(zhuǎn)/分鐘，通過(guò)螺桿的旋轉(zhuǎn)與剪切，實(shí)現(xiàn)再制造輪胎胎面膠料的擠出加工成型；

2、再制造輪胎胎面膠料經(jīng)過(guò)螺桿的輸送后進(jìn)入實(shí)用新型裝置，膠料先通過(guò)一個(gè)一定孔徑的濾板，濾板孔徑需小于短纖維長(zhǎng)度，大于短纖維直徑，以1.0—3.6mm為最佳，從而實(shí)現(xiàn)短纖維的軸向取向，即先將短纖維捋直。

3、通過(guò)溫度傳感器與壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)頭內(nèi)的壓力與溫度，保證機(jī)頭內(nèi)壓力與溫度在許可范圍內(nèi)。

4、然后胎面膠料經(jīng)分流板分流，錐形設(shè)計(jì)的分流板可以保證充分的膠料流動(dòng)，調(diào)節(jié)塊可以調(diào)節(jié)間隙，控制膠料的流動(dòng)間隙，其膠料流動(dòng)間隙一般為8-14mm。

膠料經(jīng)分流板分流后在擠出壓力作用下經(jīng)過(guò)分流板間隙，膠料通過(guò)交錯(cuò)的矩形孔實(shí)現(xiàn)膠料的分層結(jié)構(gòu)，同時(shí)短纖維在各層膠料中實(shí)現(xiàn)平面取向，完全解決了短纖維的軸向取向問(wèn)題。上下兩翼膠料通過(guò)相互交錯(cuò)的間隙在分流板中部混合，其凸型設(shè)計(jì)可以防止膠料的堆積，最終在擠出壓力作用下，完全擠出口模。