一種具有三維微肋結(jié)構(gòu)的密煉機轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型屬于橡膠機械加工領(lǐng)域，特別是一種具有三維微肋結(jié)構(gòu)的密煉機轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
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[0002]密煉機是橡膠工業(yè)極為重要的混煉設(shè)備。轉(zhuǎn)子是密煉機的核心部件，其結(jié)構(gòu)及形狀設(shè)計合理與否直接影響密煉機的能耗、生產(chǎn)能力和煉膠的質(zhì)量。可以說密煉機的發(fā)展史亦是一部密煉機轉(zhuǎn)子的發(fā)展史。從世界發(fā)展流行最早、至今仍在世界橡膠工業(yè)上占有重要地位的美國Farrel公司F系列本伯里密煉機開始，到德國Werner&PfIeiderer公司的GK系列密煉機、英國Francis Shaw公司的K系列密煉機，人們?yōu)槊軣挋C轉(zhuǎn)子付出了巨大的努力。
[0003]密煉機轉(zhuǎn)子可以分為剪切型轉(zhuǎn)子和嚙合型轉(zhuǎn)子兩種基本形式，多年以來，剪切型密煉機一直占據(jù)著主要的市場，它的高剪切特性使它在橡膠工業(yè)特別是輪胎行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，人們稱之為產(chǎn)量型密煉機。四棱剪切型密煉機轉(zhuǎn)子是在二棱剪切型密煉機轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上為了滿足高效生產(chǎn)能力發(fā)展起來的，德國W&P公司所研制的GK-N型密煉機轉(zhuǎn)子在我國的橡膠工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，成為了剪切型密煉機轉(zhuǎn)子的主要代表。
[0004]傳統(tǒng)的密煉機轉(zhuǎn)子是由長螺旋棱短螺旋棱組成，長螺旋棱的螺旋角一般為30度左右，短螺旋棱的螺旋角一般為45度左右。膠料在密煉室捏煉時，流動情況較為復雜，可產(chǎn)生穩(wěn)流區(qū)和紊流區(qū)，在紊流區(qū)內(nèi)依靠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的低剪切力可完成簡單的捏煉工作，即粒狀固體和液體配合劑在外力的作用下混入到生膠中形成粘結(jié)塊，在穩(wěn)流區(qū)內(nèi)高剪切速率和剪切力壓碎粘結(jié)塊并進一步分散。轉(zhuǎn)子突棱頂與密煉室內(nèi)壁形成的間隙是產(chǎn)生高剪切應(yīng)力的穩(wěn)流區(qū)，密煉室內(nèi)的其他部分是產(chǎn)生低剪切應(yīng)力的紊流區(qū)。為了提高混煉的效果傳統(tǒng)的方法一般是增加轉(zhuǎn)子長棱和短棱的個數(shù)，這樣既增加了膠料在突棱頂與密煉室內(nèi)壁之間的捏煉次數(shù)，同時也增加了膠料沿轉(zhuǎn)子軸向從一端到另一端的循環(huán)次數(shù)，從而達到加劇了膠料的紊流形態(tài)，但是增加長棱和短棱的個數(shù)會使膠料混煉時溫度急劇升高，容易引起焦
TiTti ο

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有密煉機轉(zhuǎn)子的不足，尋求設(shè)計一種密煉機轉(zhuǎn)子能夠有效提高膠料的混煉效果。本發(fā)明是在傳統(tǒng)四棱轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上，在短棱、長棱之間加上若干三維微肋結(jié)構(gòu)，如圖3所示。轉(zhuǎn)子上總共放置了三對三維微肋，這三對三維微肋是對稱分布在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，每側(cè)的三個三維微肋如圖3中第一三維微肋8、第三三維微肋10螺旋方向與短棱11的螺旋方向相反，第二三維微肋9螺旋方向與長棱12的螺旋方向相同。
[0006]當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于轉(zhuǎn)子短棱的作用使得膠料沿著轉(zhuǎn)子軸向流動，而放置兩個螺旋方向與轉(zhuǎn)子短棱螺旋方向相反的三維微肋使膠料產(chǎn)生一個與短棱作用相反的軸向流動，第二三維微肋9螺旋方向與長棱12的相同使得膠料軸向流動方向與長棱處的相同如圖5所示膠料流動方向，這就使得膠料在低剪切力區(qū)的紊流加劇而且三個微肋是交錯排列更接近長棱的棱頂這使得膠料更多更容易的進入到轉(zhuǎn)子突棱與密煉室內(nèi)壁之間的間隙中捏煉，同時膠料上下層之間的所受的軸向力不同膠料的流動方向也不同這就在上下層膠料之間產(chǎn)生了一個剪切力使膠料再次得到捏煉，所以本發(fā)明在不增加轉(zhuǎn)子長棱和短棱個數(shù)的前提下，通過三維微肋結(jié)構(gòu)強化了轉(zhuǎn)子的剪切分流作用，從而提高混煉的效果。
[0007]在本發(fā)明中設(shè)計的三維微肋結(jié)構(gòu)其每對三維微肋凸棱最大回轉(zhuǎn)直徑小于密煉機轉(zhuǎn)子長棱和短棱的最大回轉(zhuǎn)直徑，這樣防止了前后轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時發(fā)生干涉，而且由于三維微肋小它所產(chǎn)生的軸向力也小于短棱所產(chǎn)生的軸向力，這就保證了膠料還是沿著短棱所產(chǎn)生軸向力的方向移動達到循環(huán)往復的總體效果，另外三維微肋結(jié)構(gòu)的設(shè)計還有利于提高轉(zhuǎn)子的吃料速度從而提高生產(chǎn)能力。
【附圖說明】
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[0008]圖1為本發(fā)明中密煉室的主視圖
[0009]圖2為本發(fā)明中密煉室的A-A剖視圖
[0010]圖3為具有三維微肋四棱剪切轉(zhuǎn)子的主視圖
[0011]圖4為具有三維微肋四棱剪切轉(zhuǎn)子的B-B剖視圖
[0012]圖5為具有三維微肋四棱剪切轉(zhuǎn)子的部分展開圖
【具體實施方式】
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[0013]下面對照附圖并結(jié)合具體實施方法對本發(fā)明做進一步說明。
[0014]本發(fā)明所提供的是密煉機的密煉室部分，如圖2所示該部分是由1-后轉(zhuǎn)子、2-軸承支座、3-端蓋、4-下密煉室、5-軸承、6-上密煉室、7-前轉(zhuǎn)子組成。上下密煉室通過螺栓進行連接，然后在密煉室兩端裝上軸承，接著把前后轉(zhuǎn)子裝到密煉室中蓋上端蓋，然后在轉(zhuǎn)子軸的兩端分別裝上軸承支座。橡膠加工的過程是:打開電機，前后轉(zhuǎn)子在密煉室中相向回轉(zhuǎn)，這時打開加料門投入膠料以及配合劑等關(guān)閉加料門，上頂栓下壓轉(zhuǎn)子開始吃料。
[0015]膠料在密煉室的流動狀態(tài)如圖5所示，在圖中膠料受到短棱的軸向力作用膠料沿著圖中箭頭的方向流動，而且由于有兩個三維微肋螺旋方向與短棱的螺旋方向相反所以這兩個微棱對膠料的軸向力與短棱相反，而中間的三維微肋螺旋方向又與短棱的相同對膠料的軸向力也相同，這樣就加劇了紊流從而達到更好的混煉效果。而且由于微肋和短棱的軸向力方向的相反，使得膠料上下層之間存在一定的剪切作用這樣就使膠料進一步的捏煉。
[0016]三維微肋凸棱最大回轉(zhuǎn)直徑小于轉(zhuǎn)子短棱和長棱的最大回轉(zhuǎn)直徑防止轉(zhuǎn)子在回轉(zhuǎn)時發(fā)生干涉，而且三維微肋回轉(zhuǎn)直徑小于轉(zhuǎn)子長棱短棱的回轉(zhuǎn)直徑可以使得膠料能夠在三維微肋棱頂與密煉室壁之間更容易的流動減小了三維微肋對膠料流動的阻礙。
[0017]本發(fā)明針對現(xiàn)有密煉機轉(zhuǎn)子的不足，設(shè)計了一種具有三維微肋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可以有效的加強膠料的混煉效果，在不改變密煉機主體結(jié)構(gòu)的前提下，炭黑分散度可提尚 20 % ο
【主權(quán)項】
1.一種具有三維微肋結(jié)構(gòu)的密煉機轉(zhuǎn)子，其特征在于:主體部分包括轉(zhuǎn)子的第一三維微肋(8)、第二三維微肋(9)、第三三維微肋(10)、短棱(11)、長棱(12)，三對三維微肋對稱分布在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，每側(cè)的三個三維微肋交錯排列在轉(zhuǎn)子長棱與短棱之間并接近長棱棱頂位置，第一三維微肋(8)、第三三維微肋(10)螺旋方向與短棱(11)的螺旋方向相反，第二三維微肋(9)螺旋方向與長棱(12)的螺旋方向相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三維微肋結(jié)構(gòu)的密煉機轉(zhuǎn)子，其特征在于:三維微肋凸棱最大回轉(zhuǎn)直徑小于密煉機轉(zhuǎn)子長棱(12)和短棱(11)的最大回轉(zhuǎn)直徑。
【專利摘要】本實用新型屬于橡膠機械加工領(lǐng)域，特別涉及的是一種具有三維微肋結(jié)構(gòu)的密煉機轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子是在傳統(tǒng)四棱轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上，在短棱、長棱之間加上三對三維微肋結(jié)構(gòu)，三對三維微肋對稱分布在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，每側(cè)的三個三維微肋交錯排列在轉(zhuǎn)子長棱與短棱之間并接近長棱棱頂?shù)奈恢茫拷D(zhuǎn)子兩端的三維微肋螺旋方向與轉(zhuǎn)子短棱相反，中間的三維微肋螺旋方向與轉(zhuǎn)子長棱螺旋方向相同，三維微肋凸棱最大回轉(zhuǎn)直徑小于密煉機轉(zhuǎn)子長棱和短棱的最大回轉(zhuǎn)直徑。該發(fā)明在不增加轉(zhuǎn)子長棱和短棱個數(shù)的前提下，通過三維微肋結(jié)構(gòu)強化了轉(zhuǎn)子的剪切分流作用，提高了混煉的效果。
【IPC分類】B29B7-20
【公開號】CN204322333
【申請?zhí)枴緾N201420670934
【發(fā)明人】林廣義, 張士杰, 劉峰, 孔令偉, 趙輝績, 劉彥昌, 汪傳生
【申請人】青島科技大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月11日