專(zhuān)利名稱(chēng)：用于混合和擠出橡膠基和硅酮基塑性材料的機(jī)器及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于橡膠基和硅酮基塑性材料(plastic material)的混合和擠出的機(jī)器及其方法。
背景技術(shù)：
在用于橡膠混合物制備的現(xiàn)代加工中已知的是，采用一種包括封閉式混合器的系統(tǒng)，所述封閉式混合器通常被稱(chēng)為“班伯里混合器(Banbury mixer)”，配有被稱(chēng)為“傾卸式擠出機(jī)(Dump Extruder)”的雙螺桿擠出機(jī)(圖5)。這種系統(tǒng)被設(shè)置成將通常為橡膠或硅酮基聚合物的原材料在封閉式班伯里型(取自發(fā)明者的名字)混合器內(nèi)與填料和各種添加劑混合，均勻混合的混合物以有規(guī)則間隔從所述混合器中排出，被稱(chēng)為“配料”，其落入位于下方的傾卸式擠出機(jī)的給料箱內(nèi)。
換句話(huà)說(shuō)，在操作過(guò)程中，封閉式混合器以有規(guī)則間隔向傾卸式擠出機(jī)供給被混合的材料的配料，這樣反而起到了使如此制備的—通常以連續(xù)的條狀或葉狀的形狀排出的混合物配料變形的作用，所述混合物配料隨后被冷卻并被送至后續(xù)的加工工序。
這一系統(tǒng)的備選方案是，在開(kāi)放式圓筒混合器內(nèi)進(jìn)行待擠出的混合物的制備工序但是，為了獲得優(yōu)質(zhì)的配料，這種類(lèi)型的混合器需要有操作者一直存在，在需要的時(shí)候通過(guò)切斷并將混合物再次導(dǎo)入混合器而對(duì)被混合的材料進(jìn)行處理。
這種圓筒混合器體積大，價(jià)格昂貴并且不是自動(dòng)機(jī)器，同時(shí)使操作者處于較高程度的受傷危險(xiǎn)下。
本發(fā)明的目的是通過(guò)提供一種不需要用于制備橡膠混合物或硅酮基材料的開(kāi)放式圓筒混合器的機(jī)器來(lái)克服這些缺陷。
這一目的通過(guò)如在附加的主權(quán)利要求中以其重要技術(shù)特征描述的機(jī)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在從屬權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明的機(jī)器及其方法的其它發(fā)明點(diǎn)進(jìn)行了描述。


從以下對(duì)通過(guò)舉例方式給出并結(jié)合附圖的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述中將會(huì)清楚地了解到根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的局部剖面?zhèn)纫晥D；圖2是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的密封法蘭的局部正視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的前部的局部剖面俯視圖；圖4A是圖1所示的機(jī)器的前部的放大圖；圖4B是本發(fā)明另一實(shí)施方式的與圖4A相似的放大圖；以及圖5是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的混合器主要包括通常被稱(chēng)為傾卸式擠出機(jī)的錐形雙螺桿擠出機(jī)，例如由Colmec S.p.A制造的樣機(jī)CTE(錐形雙擠出機(jī))。
混合器包括固定基座1，一支柱從其前端升起以支承具有給料箱3的雙螺桿本體2。固定基座的上表面還具有導(dǎo)軌4，在其上能夠平移馬達(dá)本體6的滑動(dòng)支承件5。
屬于馬達(dá)本體6的還有減速單元7，接頭8以及擠出螺桿的支承箱9，兩個(gè)錐形螺桿10從所述支承箱離開(kāi)，并被封裝在雙螺桿本體2的配料腔內(nèi)。
在圖3中可以看到，兩個(gè)錐形螺桿10相互嚙合并向著雙螺桿本體2的出口會(huì)聚。它們通過(guò)馬達(dá)本體6以相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
此外，配料腔12穿過(guò)接口管12a向給料箱3開(kāi)口。
根據(jù)本發(fā)明，封口的密封法蘭11設(shè)置在雙螺桿本體2的出口上。法蘭11可以很容易地被拆除，從而只要在混合工序過(guò)程中需要，就可以保持出口封閉，同時(shí)其也可以被拆除以使擠出材料在混合結(jié)束后排出。
根據(jù)一種更簡(jiǎn)單的實(shí)施方式，封口法蘭11簡(jiǎn)單地螺栓連接在雙螺桿本體2上。備選地是，其可以在一側(cè)被鉸接并在另一側(cè)通過(guò)鎖銷(xiāo)固定。
通過(guò)這一設(shè)計(jì)，本申請(qǐng)人能夠以完全與眾不同和意想不到的方式構(gòu)造出一種常規(guī)的傾卸式擠出機(jī)，從而其以一種未被設(shè)計(jì)的身份即作為混合器運(yùn)行。實(shí)際上，由于傾卸式擠出機(jī)的出口如上所述被封閉，因此通過(guò)給料箱3引入的材料被迫在腔12內(nèi)環(huán)繞本身再循環(huán)，形成均勻的混合。
特別地，在運(yùn)行過(guò)程中，封口法蘭11處于密閉位置，待混合的材料例如橡膠、填料、催化劑等通過(guò)給料箱3被裝載并供給到配料腔12內(nèi)。馬達(dá)的起動(dòng)以及由此產(chǎn)生的錐形螺桿10的相對(duì)的旋轉(zhuǎn)將待混合的材料壓向出口。但是，封口法蘭11不允許配料排出到腔12外，并迫使材料向著腔的后向再循環(huán)。因此在處于低壓的材料供給區(qū)和封口法蘭附近處于高壓的“管道”區(qū)之間得到遞增的壓力梯度(圖4A)。在可變壓力區(qū)之間的各種基本成分的再循環(huán)允許快速并有效地使混合物得到混合。
為了避免混合物停滯在腔的前部，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，錐形螺桿10被布置在雙螺桿本體2內(nèi)以使它們的前端與封口法蘭11接觸。這樣，所有的材料被迫返回到低壓區(qū)，避免了不希望出現(xiàn)的停滯。
一旦混合操作完成，則封口法蘭11被拆除并且具有開(kāi)放式拉模板的法蘭110被安裝。旋轉(zhuǎn)中的螺桿10由此穿過(guò)開(kāi)放式拉模板將混合物推向后續(xù)加工工序。
本申請(qǐng)人能夠證實(shí)，這種與眾不同的傾卸式擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)就各成分的均勻配料、分配和散布以及整個(gè)加工過(guò)程的性?xún)r(jià)比而言可以獲得優(yōu)異的結(jié)果。
以下對(duì)完成一個(gè)樣本的加工周期進(jìn)行描述。
在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器中通過(guò)給料箱引入硅酮基聚合物；此后立即加入染色劑、催化劑和一些填料?；旌衔锉徽J(rèn)作準(zhǔn)備用于僅10分鐘后的后續(xù)擠出加工。
有利地是，擠出機(jī)被設(shè)計(jì)成使得雙螺桿本體2和錐形螺桿10的清潔操作尤其容易平移滑動(dòng)支承件5使錐形螺桿10可以完全從雙螺桿本體2中被拆除，因此允許清除在腔12內(nèi)存在的任何材料殘余。
能夠很容易理解的是，本發(fā)明以完全原創(chuàng)的方式明智地克服了在前序中概括出的關(guān)于橡膠基和硅酮基塑性材料混合時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題。
該加工是自動(dòng)的，無(wú)論操作者技術(shù)如何都可以獲得均勻的產(chǎn)物。
此外，可以在完全密閉的空間內(nèi)實(shí)施該加工，使操作者的健康得到安全保護(hù)，操作者不再被迫在危險(xiǎn)的環(huán)境中工作。
如此提供的機(jī)器還可以明顯地降低在混合和擠出加工過(guò)程中的總的功率輸入。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)特別有利的實(shí)施方式(圖4B)，雙螺桿本體的整個(gè)加工腔通過(guò)封口法蘭11和蓋14密封，蓋14被特別設(shè)計(jì)成密封給料箱的接口管12a。這樣，可以在真空下進(jìn)行混合，由此防止在混合物中含有不期望出現(xiàn)的氣泡，而這些氣泡會(huì)導(dǎo)致擠出機(jī)中出現(xiàn)半成品的缺陷。
該實(shí)施方式尤其充分地利用了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)器的特征，實(shí)際上塑性材料從原材料直到其擠出貫穿整個(gè)加工線保持處于真空條件下，因?yàn)槠渖踔敛槐貜姆珠_(kāi)的混合器移動(dòng)到擠出機(jī)，由此更好地保證了均勻性并且不存在氣體夾雜物。
但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明并不限于以上說(shuō)明的特定實(shí)施方式，這些實(shí)施方式僅代表本發(fā)明范圍的非限制性實(shí)例，但在不脫離本發(fā)明范圍的前提下可以做出多種變化，所有的變化都是本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠想到的。
權(quán)利要求
1.一種用于橡膠基和硅酮基塑性材料的混合和擠出機(jī)器，這種類(lèi)型的機(jī)器包括裝有位于配料腔內(nèi)的錐形會(huì)聚的雙螺桿的傾卸式擠出機(jī)，其特征在于，所述配料腔的出口暫時(shí)由可拆除的封口法蘭密封，所述配料腔還作為混合腔。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)器，其特征在于，所述錐形螺桿(10)的前端與所述密封的封口法蘭(11)接觸。
3.如權(quán)利要求1或2所述的機(jī)器，其特征在于，所述配料腔能夠以氣密方式密封以在真空條件下實(shí)施混合加工。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的機(jī)器，其特征在于，所述錐形螺桿是相對(duì)旋轉(zhuǎn)的。
5.一種半成品橡膠基或硅酮基塑性產(chǎn)品的混合和擠出方法，所述類(lèi)型的方法包括從裝有兩個(gè)錐形會(huì)聚的雙螺桿的傾卸式擠出機(jī)中對(duì)所述半成品進(jìn)行擠出的工序，其特征在于，所述方法還包括以下在前的工序在傾卸式擠出機(jī)的出口上安裝密閉所述出口的封口法蘭，將待混合的原材料供給到所述錐形螺桿的配料腔內(nèi)，起動(dòng)傾卸式擠出機(jī)運(yùn)行所需時(shí)間以在所述腔內(nèi)獲得原材料的混合，拆除所述封口法蘭并使傾卸式擠出機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，直到混合物的擠出。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在引入所述原材料的工序后，還實(shí)施以下工序在原材料被引入的開(kāi)口上提供密封蓋，在整個(gè)混合時(shí)間內(nèi)使所述配料腔處于真空條件下。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，在拆除所述封口法蘭后，安裝具有所需形狀的開(kāi)放式拉模板的法蘭。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于橡膠基和硅酮基塑性材料的混合和擠出的機(jī)器及其方法，所述機(jī)器包括具有布置在配料腔(12)內(nèi)的錐形會(huì)聚雙螺桿(10)的傾卸式擠出機(jī)，其中傾卸式擠出機(jī)的出口暫時(shí)通過(guò)可拆除的封口法蘭(11)密閉，配料腔還作為混合腔。
文檔編號(hào)B29C47/40GK1860010SQ200380110598
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2003年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者U·科隆博 申請(qǐng)人:科爾梅克股份公司