本發(fā)明涉及一種天然橡膠的初加工方法及其裝置，特別涉及一種天然橡膠的熟化(干燥)方法，其通過(guò)自動(dòng)化裝置以大批量生產(chǎn)高質(zhì)量天然橡膠產(chǎn)品，并減少能量消耗，縮短生產(chǎn)周期。

背景技術(shù)：

橡膠是現(xiàn)代工業(yè)的重要材料之一，并導(dǎo)致了合成橡膠的飛速發(fā)展。然而，天然橡膠的有些特性是合成橡膠所不能代替的，天然橡膠的初加工技術(shù)發(fā)展卻不能完全適應(yīng)當(dāng)前的發(fā)展要求。值得一提的是，合成橡膠的物理特性根本不能與天然橡膠相并論。

天然橡膠主要產(chǎn)于東南亞和中國(guó)的南方地區(qū)。發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)天然橡膠的應(yīng)用經(jīng)及合成橡膠上有研究，但對(duì)天然橡膠的初加工技術(shù)和設(shè)備少有涉獵。相應(yīng)地，整個(gè)天然橡膠原料初加工的技術(shù)和設(shè)備是相對(duì)落后的。值得一提的是，天然橡膠原料是一種非晶形聚合物，其具有廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值，而這些可能是合成橡膠所無(wú)法比擬的。因此，我們迫切需要改善天然橡膠的初加工技術(shù)。

傳統(tǒng)天然橡膠的初加工工藝具有一些缺點(diǎn)。首先，其不能有效地和滿意地生產(chǎn)出高質(zhì)量的天然橡膠原料。其次，其不能使橡膠均勻地和徹底地得到干燥和熟化。第三，其不能給橡膠提供充分的高層次的干燥。第四，其不適合自動(dòng)化生產(chǎn)。第五，生產(chǎn)周期相對(duì)較長(zhǎng)。第六，對(duì)環(huán)境影響較大，在烘爐內(nèi)烘膠時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣排出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種天然橡膠原料初加工工藝的熟化方法，以生產(chǎn)高質(zhì)量的天然橡膠初加工產(chǎn)品，其形態(tài)，形狀和添加劑靈活可變。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種天然橡膠原料初加工工藝的熟化方法，以生產(chǎn)質(zhì)地均一和干燥程度均勻的天然橡膠初加工產(chǎn)品，其形態(tài)，形狀和添加劑靈活可變。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種天然橡膠原料初加工工藝的裝置，以生產(chǎn)質(zhì)地均一和干燥程度均勻的天然橡膠初加工產(chǎn)品，其形態(tài)，形狀和添加劑靈活可變。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種天然橡膠原料初加工工藝的裝置，其采用一個(gè)干燥工藝，該工藝能夠利用橡膠在裝置內(nèi)自身的溫度和壓力的上升，并且能在裝置的特定位點(diǎn)上提供混合和加熱效果，以及通過(guò)擠壓和在噴嘴上補(bǔ)充熱量完成橡膠的熟化要求，從而在減少能量消耗的同時(shí)提高成品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，提供一種天然橡膠原料初加工工藝的裝置，其提供一自動(dòng)化干燥工藝以便于大規(guī)模生產(chǎn)，并節(jié)約能源和時(shí)間又保證質(zhì)量。

為達(dá)到以上優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提供一種天然橡膠原料初加工的熟化方法，其包括如下步驟：

(a)提供一凝膠，所述膠料包含水和揮發(fā)組分；(b)通過(guò)一螺桿擠壓步驟以對(duì)膠料脫水從而去除游離水；(c)得到一第一預(yù)處理膠料；(d)通過(guò)一熟化步驟以熟化所述第一預(yù)處理膠料，從而除去水和揮發(fā)組分；和(e)得到一熟化膠料的最終產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述方法還包括一步驟(f)冷卻熟化膠料的所述最終產(chǎn)品。

在所述步驟(b)中，所述螺桿擠壓步驟包括：(b.1)剪切，擠壓和混合所述凝膠，并在一延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中從所述延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中一第一端向一第二端傳送，從而使所述凝膠的溫度和壓力得以提高，并在從所述第一端向所述第二端傳送時(shí)在所述第一端和所述第二端形成一個(gè)壓力梯度，從而通過(guò)所述壓力梯度將游離水去除。

在所述步驟(d)中，所述熟化步驟包括：(d.1)剪切，擠壓和混合所述第一預(yù)處理膠料，并在一熟化機(jī)的一延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)中，從所述延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中一第一端向一第二端傳送，從而使所述第一膠料的的壓力上升達(dá)到熟化要求的壓力，并且按照需要提供加熱以使所述第一膠料的溫度達(dá)到熟化要求的溫度；和(d.2)在所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)的所述第二端上提供加熱，達(dá)到熟化要求的溫度同時(shí)將所述第一預(yù)處理膠料擠出所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)的所述第二端，從而當(dāng)所述壓力要求和所述溫度要求都達(dá)到時(shí)，所述第一膠料經(jīng)由所述熟化步驟，以將所述第一膠料的水分和揮發(fā)組分去除，并且所述熟化膠質(zhì)地均一。優(yōu)選地，在所述步驟(d.2)后，該方法還包括一步驟(d.3)：將所述熟化膠剪切成碎粒，以增加比表面積從而利于冷卻，其中所述熟化膠的所述最終產(chǎn)品呈顆粒狀形態(tài)。

優(yōu)選地，在所述步驟(d)前，該方法還包括一步驟(d’):向所述第一預(yù)處理膠料中加入一預(yù)設(shè)的添加劑。相應(yīng)地，根據(jù)橡膠原料最終產(chǎn)品的特別要求，可以將一種或多種添加劑充分混勻并加入到所述橡膠原料中。換句話說(shuō)，添加劑在所述熟化膠最終產(chǎn)品中混合均勻。

本發(fā)明還提供一種天然橡膠原料初加工的裝置，其包括：

一脫水機(jī)以提供一兩步脫水工序，所述脫水機(jī)由一電機(jī)供電，所述電機(jī)連接一減速器，所述脫水機(jī)包括：一震動(dòng)篩，所述震動(dòng)篩具有一第一端和一第二端以排列成執(zhí)行所述兩步脫水工序中的一第一步，其中凝膠顆粒到達(dá)所述震動(dòng)篩的所述第一端后從所述震動(dòng)篩的所述第一端傳送至所述第二端，并通過(guò)所述震動(dòng)篩使所述凝膠顆粒完成所述兩步脫水工序中的所述第一步；和一擠壓機(jī)，所述擠壓機(jī)連接于所述震動(dòng)篩以執(zhí)行一螺桿擠壓工序，其中所述擠壓機(jī)具有一延長(zhǎng)主體，并在所述延長(zhǎng)主體內(nèi)的第一端和第二端之間形成一擠壓通道，所述擠壓機(jī)包括一螺桿件和一噴嘴，所述螺桿件位于所述擠壓通道內(nèi)，所述噴嘴位于所述第二端并可操作地聯(lián)接于所述螺桿件，其中所述震動(dòng)篩過(guò)來(lái)的所述凝膠顆粒被導(dǎo)引著沿著所述螺桿件從所述第一端向所述第二端推進(jìn)并受擠壓，從而在所述第一端和所述第二端之間建立一壓力梯度，從而形成朝向所述第一端的一低壓區(qū)，以在所述凝膠顆粒在從所述第一端向所述第二端傳送時(shí)，導(dǎo)引所述凝膠顆粒中的游離水從所述第二端流向所述第一端，其中所述凝膠顆粒從所述噴嘴擠出所述擠壓通道，從而所述凝膠顆粒中的游離水被進(jìn)一步去除，以得到一第一脫水膠料；和

一熟化機(jī)，所述熟化機(jī)由一電機(jī)供電，所述電機(jī)連接一減速器，所述熟化機(jī)連接于所述脫水機(jī)，所述熟化機(jī)包括：一熟化單元，所述熟化單元具有一第一端和一第二端以形成熟化通道，并且所述熟化單元包括一螺桿單元，所述螺桿單元延伸于所述第一端和所述第二端之間并位于所述熟化通道內(nèi)，所述熟化通道上面具有一組剪切螺紋；一噴嘴，所述噴嘴位于所述熟化單元的所述第二端；和一加熱單元，所述加熱單元位于所述熟化單元的所述第二端并靠近所述熟化單元的所述噴嘴，從而所述第一脫水膠料開(kāi)始一熟化工序，從而當(dāng)達(dá)到溫度和壓力要求時(shí)，在噴嘴處得到一第二級(jí)處理膠料的最終產(chǎn)品。

當(dāng)所述第一脫水膠料進(jìn)入所述熟化機(jī)時(shí)，所述第一脫水膠料受螺桿單元的擠壓和剪切，并沿著所述螺桿單元從所述第一端向所述第二端推進(jìn)，導(dǎo)致所述第一脫水膠料中的揮發(fā)組分得以氣化。同時(shí)，通過(guò)所述螺桿單元擠壓和剪切所述第一脫水膠料，在所述熟化機(jī)的所述第二端達(dá)到熟化的壓力要求，并且通過(guò)所述螺桿單元擠壓和剪切所述第一脫水膠料，在所述熟化機(jī)的所述第二端達(dá)到熟化的溫度要求，并且進(jìn)一步在所述熟化單元的所述噴嘴處擠出，并由設(shè)在靠近所述熟化單元的所述噴嘴的所述加熱單元加熱。相應(yīng)地，當(dāng)所述第一脫水膠料位于所述熟化通道外并位于所述噴嘴周圍時(shí)，壓力喪失，從而所述第一脫水膠料中的游離水和揮發(fā)組分得以去除。

優(yōu)選地，所述裝置還包括一剪切單元，所述剪切單元位于所述熟化通道外所述噴嘴處，以通過(guò)所述剪切單元剪切所述第二步處理膠料以形成凝膠顆粒的最終產(chǎn)品，從而在所述熟化通道外所述噴嘴處，比面積提高以加速所述熟化工序并且便于揮發(fā)組分和水的去除。

本發(fā)明還提供一種天然橡膠原料初加工的裝置，其為一體熟化機(jī)，所述一體熟化機(jī)由一電機(jī)供電，所述電機(jī)通過(guò)一藉接件連接一減速器，包括：

一延長(zhǎng)主體，所述延長(zhǎng)主體具有一第一端和一第二端，并在所述第一端和所述第二端形成一通道；

一加料單元，所述加料單元們于所述熟化單元的一第一端，以向所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)的主休的所述通道內(nèi)添加凝膠顆粒；

一螺桿單元，所述螺桿單元共軸地設(shè)于所述通道內(nèi)，以在所述第一端附近通過(guò)螺桿擠壓以去除凝膠顆粒中的游離水，從而形成一膠料并導(dǎo)引所述膠料沿著所述螺桿單元從所述第一端向所述第二端推進(jìn)，這樣在向所述第二端推進(jìn)時(shí)，壓力和溫度上升，并且沿著所述通道建立一壓力梯度，從而形成位于所述通道內(nèi)朝向所述第一端的一低壓區(qū)，并且達(dá)到在所述通道內(nèi)供在所述第二端內(nèi)進(jìn)行熟化工序的壓力要求；

一出水口，所述出水口朝向所述延長(zhǎng)主體的所述第一端打開(kāi)，在所述延長(zhǎng)主體的所述第一端形成所述低壓區(qū)，以將游離水導(dǎo)引出所述熟化機(jī)的所述通道；

一主體加熱單元，所述主體加熱單元位于所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)主體上，以加熱所述膠料，以使所述膠料的溫度達(dá)到稍低于所述熟化工序要求的溫度；

一噴嘴，所述噴嘴位于所述熟化機(jī)的所述第二端，所述噴嘴可操作地連接于所述螺桿單元，以將所述膠料擠出所述通道；和

一噴嘴加熱單元，所述噴嘴加熱單元靠近所述噴嘴位于所述通道外，在所述膠料被擠出所述通道時(shí)用于加熱膠料，從而達(dá)到熟化工序的溫度要求開(kāi)始熟化工序，從而膠料中的揮發(fā)組分和水得以去除，以形成膠料處理的最終產(chǎn)品。

優(yōu)選地，所述熟化機(jī)還包括一剪切元件，所述剪切元件位于所述噴嘴周圍所述通道外，從而當(dāng)膠料在所述熟化機(jī)的所述噴嘴周圍所述通道外進(jìn)行所述熟化工序時(shí)，將所述膠料切粒。

優(yōu)選地，所述延長(zhǎng)主體在所述第一端具有一錐機(jī)筒，并且在所述第二端具有一直機(jī)筒，所述錐機(jī)筒具有一傾斜下表面，所述出水口設(shè)置于所述錐機(jī)筒所述下表面，從而所述膠料沿著所述螺桿單元從所述第一端向所述第二端推進(jìn)時(shí)，所述游離水分沿著所述下表面，從所述出水口排出，并且所述膠料由所述錐機(jī)筒進(jìn)入所述直機(jī)筒。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的天然橡膠初加工方法的流程示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實(shí)施例天然橡膠初加工裝置的示意圖。

圖3a和圖3b為根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)該裝置進(jìn)行天然橡膠初加工的流程示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實(shí)施例的一變形實(shí)施例的天然橡膠初加工裝置的示意圖。

圖5為根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)該裝置進(jìn)行天然橡膠初加工的流程示意圖。

圖6為根據(jù)本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)該裝置進(jìn)行天然橡膠初加工的兩步脫水工序的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例的天然橡膠的初加工方法，其包括如下步驟：

(i)在橡膠樹(shù)的預(yù)定位置切割或敲擊橡膠樹(shù)，從而生成一股乳膠，收集所述乳膠即得所說(shuō)的天然橡膠；

(ii)將步驟(i)中所述天然橡膠凝聚，以形成凝膠；

(iii)除去所述凝膠中的雜質(zhì)；

(iv)將所述凝膠造粒以得到膠粒；和

(v)干燥所述膠粒以得到一處理過(guò)的天然橡膠。

經(jīng)干燥處理后的膠粒再根據(jù)不同工業(yè)要求進(jìn)行分類分級(jí)，然后待包裝或進(jìn)一步處理或使用。

值得一提的是，步驟(i)和步驟(ii)是在自然環(huán)境下進(jìn)行的，所以必須時(shí)行步驟(iii)的處理在進(jìn)入造粒和干燥工序。凝膠制作成顆粒以提高比表面積，從而使干燥周期縮短。

特別地，本發(fā)明的重點(diǎn)在于步驟(v)，即：干燥膠粒以得到一處理后的天然橡膠。傳統(tǒng)干燥方法要在一傳送帶或熏房?jī)?nèi)通過(guò)自然風(fēng)干，熱風(fēng)烘干或熏煙干燥。然而，在本發(fā)明的以下揭露中，這里的干燥其實(shí)是一種獨(dú)有的熟化步驟，其有別于現(xiàn)有的干燥工藝。

在傳統(tǒng)干燥工藝中，自然風(fēng)，熱風(fēng)和熏煙作為干燥膠粒的媒介，于是造成干燥不徹底不均勻。干燥效果取決于膠料尺寸和形狀，因此脫料干燥時(shí)需要較大的比表面積。對(duì)于低級(jí)別的天然橡膠，橡膠片膠干燥效果不甚理想不會(huì)成為一個(gè)大的問(wèn)題，而膠粒的形態(tài)是惟一決定天然橡膠是否屬于高級(jí)別的因素。本發(fā)明的干燥工藝，通過(guò)一種獨(dú)有的熟化步驟，能夠解決干燥不徹底不均勻的問(wèn)題，同時(shí)提供高級(jí)別的各種尺寸形態(tài)的天然橡膠，以供進(jìn)一步處理或應(yīng)用。

值得一提的是，傳統(tǒng)片膠的干燥工藝具有相對(duì)較低的比表面積，干燥周期至少4～50天。傳統(tǒng)脫粒的干燥工藝，其具有較大的比表面積，干燥只需要2～8小時(shí)，但是干燥效果不理想。本發(fā)明的初加工方法不僅縮短了周期，還對(duì)各種尺寸和形態(tài)的橡膠提供有效的干燥效果。

也就是說(shuō)，本發(fā)明提供一種通過(guò)熟化過(guò)程的熟化方法，以得到處理過(guò)的天然橡膠，該方法包括如下步驟：

(a)提供包含水的凝膠，優(yōu)選地，凝膠為膠粒；

(b)將凝膠泵入一緩沖罐；

(c)通過(guò)震動(dòng)使所述凝膠脫水；

(d)將所述步驟(c)得到的所述凝膠擠壓脫水；

(e)將所述步驟(d)得到的所述凝膠剪切以形成一第一預(yù)處理膠粒；

(f)將所述步驟(e)得到的所述第一預(yù)處理膠粒進(jìn)行熟化以形成一熟化膠；和

(g)將所述步驟(f)得到的所述熟化膠剪切以形成熟化膠粒。

值得一提的是，本發(fā)明熟化過(guò)程是一個(gè)全自動(dòng)工藝，以大批量生產(chǎn)高質(zhì)量的膠粒。另外，添加劑可以加入到所述第一預(yù)處理膠粒中再經(jīng)所述熟化過(guò)程，從而添加劑可以加入并與所述熟化膠粒完全混合。

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的天然橡膠初加工裝置，所述裝置執(zhí)行一自動(dòng)化工藝以對(duì)天然橡膠進(jìn)行初加工，所述裝置包括一脫水機(jī)200和一熟化機(jī)300。

所述脫水機(jī)200由一電機(jī)201供電，所述電機(jī)201連接一減速器203，所述脫水機(jī)200包括：一震動(dòng)篩210和一擠壓機(jī)220，以提供通過(guò)震動(dòng)和擠壓的一兩步脫水方法。特別地，所述脫水機(jī)200包括一第一輸入口204，一連接于所述輸入端204和所述震動(dòng)篩210之間的緩沖罐205，一設(shè)置在的所述震動(dòng)篩210下方的接水箱206，和一加料斗207，所述加料斗207連接于所述震動(dòng)篩210和所述擠壓機(jī)220之間。相應(yīng)地，凝膠顆粒通過(guò)所述第一輸入口204進(jìn)入所述脫水機(jī)200，然后被泵入到所述震動(dòng)篩210，從而將所述凝膠顆粒中的水去除，所述去除的水由所述接水箱206收集。然后，所述凝膠顆粒被傳送到所述加料斗207，所述加料斗207即所述擠壓機(jī)220的入口，以進(jìn)入所述擠壓機(jī)220，在所述擠壓機(jī)220中，所述凝膠顆粒被擠壓產(chǎn)生形變，同時(shí)水分得以從所述凝膠顆粒中有效地去除。

所述擠壓機(jī)220具有一延長(zhǎng)主體221，所述延長(zhǎng)主體221內(nèi)部具有一擠壓通道222，所述擠壓機(jī)220包括：一螺桿件223，所述螺桿件223延伸于所述主體221的一第一端224和一第二端225之間，一通道出口228，所述通道出口228設(shè)置的所述主體221的所述第一端224附近，一噴嘴226，所述噴嘴226設(shè)置在所述主體221的所述第二端225處，和一排風(fēng)裝置227連通于外部。游離水通過(guò)所述擠壓機(jī)從所述凝膠顆粒中去除。

特別地，所述凝膠顆粒沿著所述螺桿件223由所述第一端224向所述第二端222推進(jìn)并受擠壓，同時(shí)壓力和溫度相應(yīng)地升高。因此，在所述第一端224和所述第二端225之間建立一個(gè)壓力梯度，這樣所述凝膠顆粒中的游離水從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，即是從所述第二端225流向所述第一端224，然后被導(dǎo)引出在所述第一端224處的所述通道出口228。另外一方面，當(dāng)所述膠料通過(guò)所述螺桿件223到達(dá)所述第二端時(shí)，壓力和溫度都達(dá)到相對(duì)較高值。相應(yīng)地，當(dāng)所述膠料到達(dá)所述第二端225并從所述噴嘴226被噴射出所述擠壓通道222時(shí)，由于空間忽然加大，壓力迅速降低，所述膠料中的水分和其他揮發(fā)組分被釋放并從所述膠料中去除，從而得到一第一脫水膠。包含有水分和揮發(fā)組分的廢氣由所述排氣裝置227排出。

優(yōu)選地，所述脫水機(jī)包括一補(bǔ)充干燥裝置230，所述補(bǔ)充干燥裝置230具有一剪切機(jī)230a，所述剪切機(jī)230a由一剪切電機(jī)231供電，所述補(bǔ)充干燥裝置230還具有一剪切元件232以將所述第一脫水膠切粒，即為所謂第一級(jí)脫水膠料；所述補(bǔ)充干燥裝置230還包括一流化床干燥器230b，所述流化床干燥器230b連接于所述剪切機(jī)230a的一輸出口233，以在進(jìn)入熟化機(jī)300前將所述第一級(jí)脫水膠料干燥。值得一提的是，通過(guò)所述剪切機(jī)230a將所述第一級(jí)脫水膠料切?？梢栽龃蟊砻娣e，從而提高水分的蒸發(fā)率，這樣使得第一級(jí)脫水膠料的水分得到更有效的去除。在進(jìn)入熟化機(jī)300前，流體床干燥器230用來(lái)對(duì)所述第一級(jí)脫水膠料進(jìn)一步進(jìn)行補(bǔ)充干燥。特別地，流體床干燥器230包括：一流體床元件231以給所述第一級(jí)脫水膠料提供一震動(dòng)床，一加熱元件237，一風(fēng)機(jī)238以產(chǎn)生熱氣吹向所述流動(dòng)床元件235，和一排風(fēng)管道236以供氣體排出。換句話說(shuō)，流化床干燥器230b提供熱風(fēng)，以提高溫度，從而帶走所述第一級(jí)脫水膠料的水分或揮發(fā)氣體，所述水分或揮發(fā)氣體由所述排風(fēng)管道排出。

所述熟化機(jī)300排列成通過(guò)螺桿擠壓脫水機(jī)制進(jìn)一步去除所述第一級(jí)脫水膠料的游離水。特別地，所述熟化機(jī)300由一主電機(jī)301供電，所述電機(jī)連接一減速器303，所述熟化機(jī)300包括：一熟化單元320，所述熟化單元320具有一第一端321和一第二端322以形成熟化通道323，并且所述熟化單元320包括一螺桿單元324，所述螺桿單元324延伸于所述第一端321和所述第二端322之間并位于所述熟化通道323內(nèi)，所述熟化通道323上面具有一組剪切螺紋325；一噴嘴326，所述噴嘴326位于所述熟化單元320的所述第二端322；和一加熱單元327，所述加熱單元327位于所述熟化單元320的所述第二端322并靠近所述熟化單元的所述噴嘴326以調(diào)整所述第一級(jí)脫水膠料的溫度，和一輸出口328，以作為所述熟化機(jī)300的出口。

特別地，當(dāng)所述第一級(jí)脫水膠料沿著所述熟化單元320的熟化通道323推進(jìn)時(shí)，所述第一級(jí)脫水膠料受擠壓，壓力和溫度在這個(gè)過(guò)程中都升高。因此，所述第一級(jí)脫水膠料中的水分和揮發(fā)組分所化并且隨同所述脫水膠料在所述熟化通道內(nèi)推進(jìn)，并且所述脫水膠料被剪切并通過(guò)所述剪切螺紋325混合均勻，從而所述第一級(jí)脫水膠料混合徹底并且均勻。當(dāng)所述第一級(jí)脫水膠料到達(dá)所述熟化單元320的所述第二端322時(shí)，所述第一級(jí)脫水膠料的壓力達(dá)到熟化要求的壓力。另外，在所述第二端322的溫度由所述加熱單元327控制被可進(jìn)一步加熱。當(dāng)在所述第二端322，所述第一脫水膠料經(jīng)由所述熟化單元320的所述噴嘴326擠出，所述第一脫水膠料在被擠出時(shí)因?yàn)槟Σ潦沟盟龅谝幻撍z料的溫度進(jìn)一步升高，達(dá)到熟化要求的溫度。相應(yīng)地，當(dāng)所述溫度和所述壓力達(dá)到要求時(shí)，開(kāi)始一熟化過(guò)程。在所述第一脫水膠料被擠出所述熟化單元320的所述噴嘴326時(shí)，所述第一脫水膠料因?yàn)閴毫E減而使揮發(fā)組分得到去除，從而形成一第二級(jí)脫水膠料，所述第二級(jí)脫水膠料混合充分，不會(huì)熟化不均勻不徹底。

優(yōu)選地，所述熟化機(jī)300還包括一剪切單元330，所述剪切單元330包括一切刀331，所述切片331位于靠近所述熟化單元320的所述噴嘴處326以剪切所述第二級(jí)脫水膠料，從而得到所述膠料的一最終產(chǎn)品，以提高比表面積從而便于冷卻和進(jìn)一步處理。另外，所述熟化機(jī)300包括一排氣單元340以供氣體排出。

由所述初加工裝置制備得到的膠粒的所述最終產(chǎn)品具有高質(zhì)量。值得一提的是，揮發(fā)組分被有效去除，所述最終產(chǎn)品被徹底地干燥和熟化。所述最終產(chǎn)品具有高質(zhì)量并超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。也就是說(shuō)，通過(guò)所述初加工，可以得到膠料的高質(zhì)量最終產(chǎn)品，即處理過(guò)的天然橡膠。

如圖2所示，所述最終產(chǎn)品通過(guò)所述熟化單元320的輸出口328到達(dá)一傳送單元400，其中至少一冷卻風(fēng)扇用來(lái)冷卻所述最終產(chǎn)品。

特別地，步驟(f)包括如下子步驟：

(f.1’)接收從所述熟化機(jī)300過(guò)來(lái)的所述第一預(yù)處理膠料，向所述第一預(yù)處理膠料中加入一預(yù)設(shè)添加劑，以得到一包含添加劑的膠料；

(f.2’)螺桿擠壓所述包含添加劑的膠料，以使所述包含添加劑的膠料被徹底地剪切并混合，同時(shí)所述包含添加劑的膠料的溫度升高，并且壓力升高以到達(dá)熟化要求的壓力；

(f.3’)通過(guò)一加熱單元進(jìn)一步提高所述包含添加劑的膠料的溫度；

(f.4’)通過(guò)所述熟化機(jī)300的一噴嘴進(jìn)一步加熱以達(dá)到熟化要求的溫度；

(f.5’)當(dāng)所述溫度和所述壓力達(dá)到熟化要求時(shí)，熟化過(guò)程開(kāi)始，以得到一第二級(jí)處理的膠料。

值得一提的是，所述第二級(jí)脫水膠料經(jīng)過(guò)徹底的熟化過(guò)程。熟化不均勻不徹底的問(wèn)題得到解決。另外，如果在熟化步驟前加入添加劑，添加劑能夠均勻地分散在所述最終產(chǎn)品中，從而有利于進(jìn)一步處理。

如圖4所示為根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的一變形實(shí)施方式的用于完成天然橡膠自動(dòng)化工藝的天然橡膠初加工裝置。所述初加工裝置為一體初加工裝置600，其包括一脫水部件和一熟化部件。

如圖4所示，一體初加工裝置600，其具有一相對(duì)緊湊的結(jié)構(gòu)，所述一體初加工裝置600布置成提供天然橡膠的一自動(dòng)化初加工方法。具體地，所述一體初加工裝置600由一電機(jī)601供電，所述電機(jī)601通過(guò)一藕接件602連接一減速器603，其中所述初加工裝置600包括：一熟化單元620以提供一自動(dòng)干燥和熟化過(guò)程；一料斗605，所述料斗通過(guò)一輸入控制器606控制并排列成向所述熟化單元添加原料；和一噴嘴加熱裝置612，以給所述熟化單元620提供額外加熱效果。

特別地，所述熟化單元620具有：一延長(zhǎng)主體621，所述延長(zhǎng)主體621具有一第一端623和一第二端624，并在所述第一端623和所述第二端624形成一通道626；一螺桿單元627共軸地設(shè)于所述通道626內(nèi)，一出水口628，所述出水口628位于所述第一端623以排水；一主體加熱單元622，所述主體加熱單元622位于所述延長(zhǎng)主體621上，和一噴嘴625，所述噴嘴625位于所述第二端。所述噴嘴加熱裝置612位于靠近所述噴嘴625處，從而通過(guò)所述噴嘴加熱裝置612以提高噴嘴處溫度。所述熟化單元600通過(guò)位于所述第一端623的一連接單元604連接于電源，所述連接單元604連接所述螺桿擠壓?jiǎn)卧?27。優(yōu)選地，進(jìn)一步提供一剪切單元613，以將從所述熟化單元620的所述噴嘴625出去的的膠料切粒。

相應(yīng)地，當(dāng)所述膠料在所述通道中在所述第一端623處沿著所述第一端623向所述第二端624推進(jìn)時(shí)，所述膠料通過(guò)所述螺桿單元627的擠壓以朝向所述第一端623進(jìn)行脫水，從而形成一第一預(yù)處理膠料，其中所述膠料中提取出來(lái)的游離水因?yàn)檠刂鐾ǖ?26建立的壓力梯度而通過(guò)出水口628流出所述通道626。當(dāng)所述第一級(jí)脫水膠料繼續(xù)沿著所述通道向所述第二端322推進(jìn)時(shí)，所述第一級(jí)脫水膠料被所述螺桿單元626擠壓和混合以在所述通道626內(nèi)向所述第二端推進(jìn)，在這一過(guò)程中，壓力和溫度都上升。因此，所述第一預(yù)處理膠料中的揮發(fā)組分得到氣化，并且與所述第一預(yù)處理膠料一起沿著所述通道626前進(jìn)以執(zhí)行所述熟化過(guò)程。另外，設(shè)置于主體621上的主體加熱元件622進(jìn)一步保持或提供一溫度水平給所述通道626，從而當(dāng)需要時(shí)，所述第一預(yù)處理膠料的溫度可以加熱升高。當(dāng)所述第一預(yù)處理膠料通過(guò)所述噴嘴625擠出時(shí)，壓力達(dá)到熟化要求的壓力并開(kāi)始所述熟化過(guò)程。也就是說(shuō)，當(dāng)所述第一脫水膠料被擠出所述噴嘴625時(shí)，溫度和壓力都達(dá)到要求，并開(kāi)始所述熟化過(guò)程。從而得到混合完全徹底的膠料，熟化不均勻不完全的缺陷得以避免

值得一提的是，所述噴嘴加熱元件612用來(lái)在所述噴嘴625處提供額外加熱，以防在所述過(guò)程中溫度要求未達(dá)到要求，從而保證所述第一膠料達(dá)到并從所述噴嘴625擠出時(shí)能達(dá)到熟化溫度的要求。

所述延長(zhǎng)主體621在所述第一端623具有一錐機(jī)筒6211，并且在所述第二端624具有一直機(jī)筒6212，所述錐機(jī)筒6211具有一傾斜下表面，所述出水口628設(shè)置于所述錐機(jī)筒6211所述下表面，從而所述膠料沿著所述螺桿單元627從所述第一端623向所述第二端624推進(jìn)時(shí)，所述游離水分沿著所述下表面，從所述出水口628排出，所述膠料由所述錐機(jī)筒6211進(jìn)入所述直機(jī)筒6212。

所述螺桿單元627位于所述第一端623所述錐機(jī)筒6211內(nèi)的螺桿剪切螺釘?shù)闹睆酱笥谒雎輻U單元627位于所述第二端624所述直機(jī)筒6212內(nèi)的剪切螺釘?shù)闹睆剑⑶以谒鲋睓C(jī)筒6212內(nèi)的剪切螺釘比所述錐機(jī)筒內(nèi)的剪切螺釘排列得更加緊密。

當(dāng)膠料由所述料斗605進(jìn)入所述一體初加工裝置600的所述延長(zhǎng)主體621的所述錐機(jī)筒6211時(shí)，所述螺桿單元627位于所述錐機(jī)筒6211內(nèi)的部分將所述膠料進(jìn)行擠壓脫水，然后膠料繼續(xù)進(jìn)入所述直機(jī)筒6212，在所述螺桿單元的擠壓下，達(dá)到熟化的溫度和壓力要求，當(dāng)膠料到達(dá)所述噴嘴625處時(shí)，因?yàn)閴毫E減，脫料中的水分和揮發(fā)組分得以充分去除。

也就是說(shuō)，本發(fā)明的所述一體初加工裝置600包括一脫水部件即所述錐機(jī)筒6211和一熟化部件即所述直機(jī)筒6212，所述錐機(jī)筒6211和所述直機(jī)筒6212共用一個(gè)所述螺桿單元627，在所述錐機(jī)筒6211中完成所述第一步脫水步驟，在所述直機(jī)筒6212中完成最終熟化步驟。在所述一體初加工裝置600中完成整個(gè)脫水和熟化步驟。相對(duì)于上述實(shí)施例中包括脫水機(jī)200和熟化機(jī)300的初加工裝置，其減少了工作空間，省略了在所述脫水機(jī)200和所述熟化機(jī)300傳送膠料的中間步驟，用一部機(jī)器完成整個(gè)熟化過(guò)程，縮短了處理周期，節(jié)約了成本。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明提供一熟化方法，以通過(guò)一熟化過(guò)程得到處理好的天然橡膠，所述方法包括如下步驟：

(a)提供一凝膠，所述膠料包含水和揮發(fā)組分，優(yōu)選地，所述凝膠為膠料顆粒形態(tài)；

(b)在一預(yù)設(shè)溫度下通過(guò)一螺桿擠壓步驟以對(duì)膠料脫水從而去除游離水，以得到一第一預(yù)處理膠料；

(c)通過(guò)一熟化步驟以熟化所述步驟(b)中的所述第一預(yù)處理膠料，以得到一熟化膠。

優(yōu)選地，所述干燥方法還包括步驟：

(d)將所述步驟(c)中的所述熟化膠切粒以得到熟化膠粒。

值得一提的是，所述方法為一自動(dòng)化方法，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。所述凝膠包含水分，并最好以膠粒形態(tài)加入到料斗605中以進(jìn)入該工藝。通過(guò)所述第一端623附近的螺桿擠壓?jiǎn)卧穆輻U擠壓去除游離水，所述游離水被導(dǎo)引到從所述出水口628排出。當(dāng)所述凝膠在第一端623沒(méi)著所述螺桿單元627推進(jìn)時(shí)，溫度和壓力相應(yīng)地升高，并沿著所述通道625建立一壓力梯度，其中朝向所述第一端623的壓力低于所述第二端624。在所述第一端623朝向所述料斗605具有最小的壓力，因此出水品628最好設(shè)置在最小壓力處。

當(dāng)所述凝膠繼續(xù)沿著所述螺桿擠壓?jiǎn)卧?27從所述第一端623向所述第二端624推進(jìn)時(shí)，膠料的溫度通過(guò)沿著螺桿單元627的螺桿擠壓和剪切進(jìn)程得以繼續(xù)升高。另外，通過(guò)所述主體加熱元件622補(bǔ)充加熱，從而達(dá)到熔化膠料的溫度，并通過(guò)沿著所述螺桿單元627的螺桿擠壓和剪切進(jìn)程得以達(dá)到混合效果。當(dāng)所述膠料到達(dá)通道625內(nèi)在所述第二端624的所述噴嘴625處，熟化壓力達(dá)到要求，其為15～20mpa。在所述膠料被擠出所述噴嘴625時(shí)，通過(guò)摩擦提供額外的升溫，并通過(guò)噴嘴加熱裝置612補(bǔ)充加熱，從而達(dá)到熟化要求溫度，其為140～180℃。相應(yīng)地，當(dāng)所述膠料被擠出所述噴嘴625時(shí)熟化過(guò)程開(kāi)始。一旦所述膠料離開(kāi)所述噴嘴625，膠料中的水分和揮發(fā)組分因?yàn)閴毫E減而得以有效地釋放和去除。然后，所述噴嘴625附近的所述剪切單元613將所述膠料切粒，以得到所述膠料的最終產(chǎn)品，從而提高比表面積以便于冷卻和進(jìn)一步處理。換句話說(shuō)，天然橡膠的最終產(chǎn)品經(jīng)歷一脫水過(guò)程，一熟化過(guò)程和一純化過(guò)程，并藉此將易揮發(fā)的雜質(zhì)去除。

值得一提的是，當(dāng)所述第一膠料從所述噴嘴625擠出時(shí)能達(dá)到熟化溫度的要求時(shí)，可以不用所述噴嘴加熱元件612在所述噴嘴625處提供額外加熱。

值得一提的是，天然橡膠初加工的熟化方法能夠采用圖2和圖4的裝置完成。特別地，如圖1至圖6所示，所述步驟包括：(a)提供一凝膠，所述膠料包含水和揮發(fā)組分；(b)通過(guò)一螺桿擠壓步驟以對(duì)膠料脫水從而去除游離水；(c)得到一第一預(yù)處理膠料；(d)通過(guò)一熟化步驟以熟化所述第一預(yù)處理膠料，從而除去水和揮發(fā)組分；和(e)得到一熟化膠料的最終產(chǎn)品。

在所述步驟(b)中，所述螺桿擠壓步驟包括：(b.1)剪切，擠壓和混合所述凝膠，并在一延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中從所述延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中一第一端向一第二端傳送，從而使所述凝膠的溫度和壓力得以提高，并在從所述第一端向所述第二端傳送時(shí)在所述第一端和所述第二端形成一個(gè)壓力梯度，從而通過(guò)所述壓力梯度將游離水去除。

在所述步驟(d)中，所述熟化步驟包括：(d.1)剪切，擠壓和混合所述第一預(yù)處理膠料，并在一熟化機(jī)的一延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)中，從所述延長(zhǎng)的腔體結(jié)構(gòu)中一第一端向一第二端傳送，從而使所述第一膠料的壓力上升達(dá)到熟化要求的壓力，并且按照需要提供加熱以使所述第一膠料的溫度達(dá)到熟化要求的溫度；和(d.2)在所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)的所述第二端上提供加熱，達(dá)到熟化要求的溫度同時(shí)將所述第一預(yù)處理膠料擠出所述熟化機(jī)的所述延長(zhǎng)腔體結(jié)構(gòu)的所述第二端，從而當(dāng)所述壓力要求和所述溫度要求都達(dá)到時(shí)，所述第一膠料經(jīng)由所述熟化步驟，以將所述第一膠料的水分和揮發(fā)組分去除，并且所述熟化膠質(zhì)地均一。優(yōu)選地，在所述步驟(d.2)后，該方法還包括一步驟(d.3)：將所述熟化膠剪切成碎粒，以增加比表面積從而利于冷卻，其中所述熟化膠的所述最終產(chǎn)品呈顆粒狀形態(tài)。

當(dāng)采用所述一體初加工裝置600時(shí)，所述步驟(b)中螺桿擠壓過(guò)程和所述步驟(d)中所述熟化過(guò)程的延長(zhǎng)通道結(jié)構(gòu)由所述初加工裝置600的所述熟化單元620完成。

值得一提的是，在所述步驟(b)中，所述螺桿擠壓過(guò)程在所述初加工裝置600的延長(zhǎng)主體621的一錐機(jī)筒6211中完成。在所述步驟(d)中，所述熟化過(guò)程在所述初加工裝置600的延長(zhǎng)主體621的一直機(jī)筒6212中完成。

特別地，如圖4所示，所述一體初加工裝置600結(jié)構(gòu)緊湊，通過(guò)干燥和熟化天然橡膠原料以得到最終產(chǎn)品，即天然橡膠初加工產(chǎn)品。也就是說(shuō)，所述一體初加工裝置600使機(jī)器裝置的尺寸減小，能量消耗也對(duì)應(yīng)地進(jìn)一步減少。

值得一提的是，為達(dá)到熟化要求溫度的所述溫度上升機(jī)制不僅僅由從外部加熱完成。為達(dá)到熟化要求溫度的所述溫度上升機(jī)制通過(guò)在所述方法中產(chǎn)生的熱量，補(bǔ)充外部加熱，和在特定位點(diǎn)即在所述噴嘴處提供加熱，從而能量消耗保持在較低水平。換句話說(shuō)，能量消耗可以直接通過(guò)縮短處理周期和間接通過(guò)提供特定升溫機(jī)制得到顯著降低。

所述自動(dòng)化方法不僅節(jié)約能源高效省時(shí)，還能提供高質(zhì)量橡膠成品，其形態(tài)，形狀和添加劑靈活可變。另外，供進(jìn)一步處理的添加劑可以均勻地加入所述最終產(chǎn)品中，其對(duì)于本發(fā)明的橡膠原料產(chǎn)物的后續(xù)工序特別有利。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，上述描述及附圖中所示的本發(fā)明的實(shí)施例只作為舉例而并不限制本發(fā)明。

由此可見(jiàn)，本發(fā)明之目的已經(jīng)完整并有效的予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的功能及結(jié)構(gòu)原理已在實(shí)施例中予以展示和說(shuō)明，在不背離所述原理下，實(shí)施方式可作任意修改。所以，本發(fā)明包括了基于權(quán)利要求精神及權(quán)利要求范圍的所有變形實(shí)施方式。