本實用新型涉及橡膠，尤其是天然橡膠的加工設備及其加工方法。

背景技術：

經查，目前國內外天然橡膠生膠生產的工藝流程基本是：膠乳收集→化學酸（甲酸）凝固→壓水→多級清洗壓膠→造粒→洗膠?！b箱→人工推動入烤房→烘烤→自然降溫→分揀→稱量→包裝→入庫，這樣繁瑣的工藝每個工段都需要人工的投人。其中的多級清洗壓膠需要大量的水資源；烘烤要配套燒鍋爐和燒爐工的配合，溫度控制稍有不慎就會烤糊，出現(xiàn)廢膠造成不必要的損失。所以，近年來天然橡膠的生產加工的成本一直居高不下，尤其是勞動力的投人占很大的比例，耗能，環(huán)境污染，產能低，品質不穩(wěn)定。國內最好的天然橡膠生膠品質以SCRWF的品質為代表，與馬來西亞的馬牌煙片一號膠的質量相差懸殊。采用什么樣的加工工藝和設備才能多快好省，低成本開支，減少勞動力投入，無污染清潔生產，保持質量穩(wěn)定是我國橡膠行業(yè)苦苦追求的目標。要改變沿用了100多年的天然橡膠加工工藝，盡管有不少橡膠生產的研究人員的不斷創(chuàng)新，但只是局部革新也未能徹底解決繁瑣工藝和高成本、高污染的難題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種降低成本，清潔生產無污染，低耗能，工藝簡單，提高產品質量的雙螺旋積木式真空加熱低碳天然橡膠加工系統(tǒng)。

為達上述目的，本實用新型的技術方案為：

一種雙螺旋積木式真空加熱低碳天然橡膠加工系統(tǒng)，它包括將凝固成塊狀的天然橡膠加工成小塊/顆粒狀的破碎機，其特征在于還包括：

將小塊/顆粒狀的天然橡膠通過擠壓排水分，實現(xiàn)干燥的錐形擠壓機；

雙螺旋桿與包括加熱、冷卻和抽真空的多節(jié)干燥模塊通過積木式連接，構成將天然橡膠干燥的干燥裝置；

其中，破碎機的出料輸送到錐形擠壓機的進料斗，錐形擠壓機的出料通過出料口送入干燥裝置的入料斗。

所述的錐形擠壓機包括錐形螺桿及其殼體、進料斗、錐形擠壓電機及其減速機；其中，進料斗的側面上設有物料觀察視鏡，錐形螺桿殼體下面設有排水孔。

所述干燥裝置的前端模塊上設有用于加入藥物，改變橡膠品性的加藥口。

所述的干燥模塊為方/圓節(jié)形，多節(jié)干燥模塊以積木式連接構成干燥裝置，它包括模體、電熱體和模體兩端的積木式連接法蘭；其中，在模體中設有縱向貫通的降溫水孔，內側設有電熱體。

所述干燥裝置的前節(jié)模塊上設有入料斗，入料斗的側面上設有物料觀察視鏡。

所述干燥裝置包括與加熱、冷卻和抽真空設備的連接端，其中，干燥裝置中的加熱件為電熱體，電熱體通過電源接線端與電源連接；冷卻為水冷，干燥裝置模體中設置有降溫水孔，降溫水孔通過管道和水閥與降溫水泵連接；抽真空通過抽真空排氣口及管道與真空泵連接，其中，在抽真空排氣口上設有真空窺視鏡。

所述螺旋桿包括螺旋軸、螺旋套和落差排氣節(jié)，其中，螺旋套由套管和螺旋帶組成，螺旋軸主桿外側為鍵槽，螺旋帶與套管的外側固定連接；螺旋套套于螺旋軸外側，并通過鍵槽與螺旋軸外側連接；每段螺旋套和落差排氣節(jié)積木式地套在螺旋軸為一節(jié)，多節(jié)積木式地套在螺旋軸上構成螺旋桿。

所述落差排氣節(jié)為多節(jié)取向不同的對稱突輪組成，相鄰的對稱突輪取向不同，中間為鍵槽孔，并通才鍵槽與螺旋軸連接。

以上結構的雙螺旋積木式真空加熱低碳天然橡膠加工系統(tǒng)，由破碎機將凝固成塊狀的天然橡膠加工成小塊/顆粒狀，用錐形擠壓機擠壓排水分，通過積木式雙螺旋的擠壓加熱抽真空干燥裝置使天然橡膠干燥，然后用花紋壓片機擠壓成片膠，或切粒機制成顆粒膠來完成整個加工，成品。而且，干燥裝置的前端模塊上設有用于加入藥物的加藥口，通過添加藥物能改變橡膠的品性，制成各種用途的產品。本系統(tǒng)中無需安裝鍋爐，排放為清水，環(huán)保安全。徹底改變原有的天然橡膠加工設備和工藝，主要體現(xiàn)在占地面積少，實現(xiàn)一機多用，減少勞動力投入，降低成本，清潔生產無污染，低耗能，簡化工藝，提高產品質量，增加行業(yè)經濟效益和社會效益。推動行業(yè)技術進步。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1中錐形擠壓機的放大結構示意圖；

圖3是圖1中干燥裝置的剖視結構放大示意圖；

圖4是圖1干燥模塊的橫截面放大結構意圖；

圖5是圖1真空泵和放大結構示意圖；

圖6是圖1中螺旋桿的放大結構示意圖；

圖7是圖6中落差排氣節(jié)的立體放大結構示意圖；

圖8是圖6中落差排氣節(jié)的端面放大結構示意圖；

在圖中，機架1，破碎電機2，破碎變速器3，破碎機4，置料斗5，輸送帶6，輸送機架7，輸送輥輪8，擠壓電機9，擠壓變速器10，進料斗11，物料觀察視鏡12，錐形螺桿13，入料斗14，雙螺旋桿15，干燥模塊16，加藥口17，真空窺視鏡18，真空泵19，出料模20，輥輪21，成品機22，成品電機23，電熱線管腳24，電熱連線管25，電熱線管26，電箱27，輸出軸28，螺旋桿變速器29，螺旋桿減速器30，螺旋桿電機31，出料口32，排水孔33，抽真空排汽口34，降溫水孔35，電熱體36，落差排氣節(jié)37，連接法蘭38，螺栓39，模體40，真空電機41，真空變速器42，連接管43、控制閥44，真空貯罐45，排水管46，沉淀物47，外鍵槽48，螺旋套49，套管50，螺旋帶51，對稱突輪52，內鍵槽53。

具體實施方式

下面結合附圖，對本實用新型作進一步說明。

圖1所示，是本實用新型的結構示意圖，從圖中可知，本實用新型包括破碎機4、輸送機、錐形擠壓機、螺旋桿動力機、積木式雙螺旋干燥裝置和成品加工機，其中，破碎機4包括破碎電機2、破碎變速器3和置料斗5，破碎電機2和破碎變速器3為破碎機4提供動力，置料斗5用于置入凝固成塊狀的天然橡膠；輸送機包括輸送帶6、輸送機架7、和輸送帶滾輪8，其作用是將破碎機4加工成的小塊/顆粒狀天然橡膠輸送到錐形擠壓機的進料斗11內；錐形擠壓機包括擠壓電機9、擠壓變速器10、進料斗11、物料觀察視鏡12和錐形螺桿13；螺旋桿動力機包括輸出軸28、螺旋桿變速器29、螺旋桿減速器30和螺旋桿電機31, 動力機通過輸出軸28驅動雙螺旋桿15；雙螺旋積木式干燥裝置包括入料斗14、雙螺旋桿15、干燥模塊16、加藥口17、真空窺視鏡18、真空泵19和出料模20；在干燥裝置的前節(jié)模塊16上設有入料斗14，入料斗14的側面上設有物料觀察視鏡12，通過物料觀察視鏡12能看到入料的情況。在干燥裝置的前端模塊上設有用于加入藥物，改變橡膠品性的加藥口17。該加藥口17通過管道與包括加藥泵的自動計量加藥系統(tǒng)聯(lián)接，能實現(xiàn)機上漂白和密煉加藥的功能，還可通過自動計量加藥系統(tǒng)實現(xiàn)濕法添加白碳黑，生產高品質的輪胎專用膠。在干燥模塊16的下方設有用于通導線的電熱線管腳24、電熱連線管25和電熱線管26，以及控制電源的電箱27。在末端的干燥模塊16的后面是控制出料大小和花式的出料模20，如出料為橡膠片、顆粒膠和膠條等多種形式的橡膠塊。成品加工機在圖中為花紋壓片機，將從出料模20出來的天然橡膠擠壓成片膠成品，或切粒機制成顆粒膠的成品。系統(tǒng)包括四大塊單機聯(lián)合完成天然橡膠的加工，主要工作為：1、將凝固成塊狀的天然橡膠置于置料斗5內，利用破碎機4將凝固膠塊撕碎加工成小塊/顆粒狀；2、無需安裝鍋爐，利用力學原理通過錐形擠壓機對小塊/顆粒狀的擠壓，實現(xiàn)天然橡膠的去水分干燥；3、通過積木式雙螺旋的擠壓、抽真空和加熱的方法抽走蒸汽與水分；4、成品膠通過積木雙螺旋推進至出口處后，由花紋壓片機降溫擠壓成片膠，或切粒機制成顆粒膠來完成整個加工工藝。

圖2所示，是圖1中錐形擠壓機的放大結構示意圖，從圖中可知，擠壓電機9、擠壓變速器10和錐形螺桿及其殼體設置在機座上，擠壓電機9和擠壓變速器10通過其動力輸出軸為錐形螺桿13提供動力。破碎機4輸出的小塊/顆粒狀天然橡膠通過輸送機輸?shù)藉F形擠壓機的進料斗11和錐形螺桿殼體內，轉動的錐形螺桿13對進入的小塊/顆粒狀天然橡膠作錐形螺狀擠壓，天然橡膠被擠壓后排出水分后，從出料口32輸出；錐形螺桿殼體下面設有排水孔33，擠壓后排出的水分從排水孔33排出。由進料斗11側面上的物料觀察視鏡12能看到理料的情況。天然橡膠經錐形擠壓機的錐形螺旋擠壓后排出水分的同時，由于物料由量變和壓縮的過程生產熱能70～80度，并通過熱交換，形成有溫度的壓縮膠塊傳給下一道工序，達到減輕下一工序的耗能。

圖3所示，是圖1中干燥裝置的剖視結構放大示意圖，由圖中可看到，雙螺旋桿15與多節(jié)包括加熱、冷卻和抽真空的干燥模塊16通過積木式連接，構成將天然橡膠干燥的干燥裝置，其中，螺旋桿15由上螺旋桿15-1和下螺旋桿15-2組成，置于多塊干燥模塊16積木式連接體的中間。在干燥裝置中部的干燥模塊16上設有用于抽真空的抽真空排汽口34，該抽真空排汽口34通過管道與真空泵連接，能抽去天然橡膠中的水分和蒸汽，實現(xiàn)干燥。結合圖4一起來看，是圖1干燥模塊的橫截面放大結構意圖，很清楚地看到，所述的干燥模塊16為方/圓節(jié)形，在圖中的外形為方形，多節(jié)干燥模塊16以積木式連接構成干燥裝置，它包括模體40、電熱體36和模體兩端的積木式連接法蘭38。其中，在模體40中設有縱向貫通的降溫水孔35，內側四周設有電熱體36，電熱體35的電源連線通過電熱連線管25接出。相鄰的兩節(jié)干燥模塊16象砌積木那樣，通過積木式連接法蘭38和螺栓39固定連接。同理，在螺旋桿15上也積木式地依序套有多節(jié)螺旋套49和落差排氣節(jié)37。又結合圖6一起來看，圖6是圖1中螺旋桿的放大結構示意圖，在圖中，螺旋桿包括螺旋軸48、螺旋套49和落差排氣節(jié)37，其中，螺旋套49由套管51和螺旋50帶組成，螺旋軸48主桿外側為鍵槽，螺旋帶50與套管51的外側固定連接；螺旋套49套于螺旋軸48的外側，并通過鍵槽與螺旋軸48外側連接；每段螺旋套49和落差排氣37節(jié)積木式地套在螺旋軸48上為一節(jié)，多節(jié)積木式地套在螺旋軸上構成螺旋桿。

所述干燥裝置還包括與加熱、冷卻和抽真空設備的連接端，其中，干燥裝置中的加熱件為電熱體36，電熱體36通過電源接線管25與電源連接；冷卻為水冷，干燥裝置模體40中設置有降溫水孔35，相鄰降溫水孔35中的流向相反，降溫水孔35通過管道和水閥與降溫水泵連接構成水冷卻裝置，水冷卻是在模體40是在模體40超過設定溫度時才啟用，這個設定溫度為110～130度。抽真空通過抽真空排氣口及管道與真空泵連接，其中，在抽真空排氣口上設有真空窺視鏡。為了圖面的清晰和整潔，電源、降溫水泵和真空泵等這些外圍設備沒畫出。

圖5所示，是圖1真空泵和放大結構示意圖，由圖可知，真空泵19包括真空電機41、真空變速器42、連接管43、控制閥44、真空貯罐45和排水管46和真空窺視鏡18，其中，真空電機41和真空變速器42提供抽真空泵的動力，抽真空泵通過管道依序與真空貯罐45、連接管43及其控制閥44和抽真空排汽口34連通，構成抽真空裝置。在連通管上設有用于觀察抽真空情況的真空窺視鏡18。抽真空抽出的水分、蒸汽和雜質落入真空貯罐45中，其中的雜質沉積于底部為沉淀物47。

圖7和圖8所示，分別是圖6中落差排氣節(jié)的立體放大和端面放大結構示意圖，從圖中可知，落差排氣節(jié)37為多個取向不同的對稱突輪51組成，相鄰的對稱突輪51取向不同，中間為鍵槽孔53，并通才鍵槽與螺旋軸48連接。落差排氣節(jié)37的工作原理為：由于相鄰對稱突輪51的取向不同，在圓周上的凹凸落差不同，使兩個突輪有較大空間，并存在著較多的蒸汽和水分；而這個凹凸落差空間正好與抽真空排汽口34相對，在真空泵19的作用下能便捷地抽走其中的蒸汽和水分。同時，各間隔的落差排氣節(jié)37還能對較長的螺旋桿15起到支撐和定位的作用。

所述的破碎機4和成品機22均為現(xiàn)有技術產品，在本實用新型的應用中，破碎機4采用廣東湛江偉達機械制造廠的產品，LF250型螺旋天然塊橡膠粉碎機，用于將凝固成塊狀的天然橡膠加工成小塊/顆粒狀；成品機22也采用該廠生產的花紋壓片機，該機是螺旋粉碎機的一種，能將從出料模20和干燥模塊16排出的橡膠降溫擠壓成片膠；當然，也可使用切粒機制成顆粒膠。

本實用新型的工作原理為：

收集膠乳后凝固后用破碎機4撕碎成小塊狀，通過輸送機輸送到錐形擠壓機的進料斗11，進料情況通過物料觀察視鏡12觀察，利用力學原理通過錐形擠壓機把膠擠壓產生熱的方法，把70%水分擠出并由排水孔33把廢水排出。通過錐形擠壓機擠壓后成為半熟的膠，半熟的膠進入包括干燥模塊16的干燥裝置，并通過入料斗14上的觀察鏡觀察物料量化進程，然后由雙螺旋桿將料向前推進。并由模體40根據(jù)設定的溫度加/減溫。在加溫過程中的物料推進中，如需要漂白，或混煉，濕法添加白碳黑的密煉中需要其他物質時，通過加藥口17根據(jù)設定方案，計量泵強化添加藥物。在系統(tǒng)以及加熱推中因物料的熱交換過程會產生大量的蒸汽和水分的排出，為了生產車間的清潔生產通過真空泵抽走干燥裝置內的蒸汽和廢水，同時通過真空窺視鏡18觀察到各個真空區(qū)域的變化情況或是否在真空孔里冒料阻塞等情況，膠料在雙螺旋桿推進過程中經各個熱區(qū)對物料的熱交換，己經把物料水分通過蒸發(fā)抽真空等排出，根據(jù)客戶需求的產品形狀由出料模20變換擠出俗話說的熟膠，熟膠經成品機22制成片膠，或設定的形狀，就可通過冷卻、計量、打包和入庫。整個工藝不再需要安裝鍋爐消耗然料，該系統(tǒng)從投料到出產品只有兩分鐘，并可任意變換出料口的模頭產出不同形狀的橡膠塊，也可通過物料熱交換中實現(xiàn)加藥漂白生產出純白色的橡膠塊、條、粒。

本實用新型克服了傳統(tǒng)工藝的不足，更體現(xiàn)了理性和人性化，在同樣產量的前提下本加工系統(tǒng)占地面積節(jié)省50%，勞動力僅需傳統(tǒng)工藝的40%，耗能減少60%，產品合格率達到98%，成本投入僅為傳統(tǒng)工藝的40%，無噪音無污染，廢汽、廢水排放僅傳統(tǒng)工藝的30%，給天然橡膠初加工業(yè)帶來了低投入高回報，是我國天然橡膠初加工的一大變革，有明顯的社會效益和經濟效益，推動行業(yè)發(fā)展有著深遠的歷史意義。

本實用新型的加工系統(tǒng)經云南柏昇生物科技有限公司中試車間一年多的中試，運行平穩(wěn)，所生產的產品經國家天然橡膠乳以及橡膠制品質量監(jiān)督檢驗測試中心檢測，所列檢的項目技術指標均達到或超過SCRWF的質量標準，相當于馬來西亞煙片膠的技術指標。