專利名稱：真空捏合和擠出的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空捏合和擠出的方法和設備，更具體地說，本發(fā)明涉及用于捏合，減壓和按預定形狀，化學材料進行擠出的真空捏合和擠出方法的改進，所說的化學材料，例如皂料或各種油類和脂肪，本發(fā)明還涉及實施上述方法的設備。
在傳統(tǒng)的真空捏合和擠出的方法和設備中，如圖6所示，待處理的多種材料利用分批式計量裝置1進行單獨地和間歇地計量。在混合裝置31中適當?shù)鼗旌嫌嬃康牟牧?。然后，在大氣壓條件下將混合物供到捏合裝置32，該裝置由兩級造粒機構成，專門用于捏合混合物。用輸送裝置33將捏合的混合物輸送到真空捏合和擠出裝置34，該裝置包括兩級真空擠出機。然后，再捏合該混合物，并按預定的形狀擠出，即經由成形機4。利用自動切割機5切割擠出的產品，并利用自動打印機6打上印記。
上述的傳統(tǒng)的真空捏合和擠出設備，直至擠出階段均使用大型的裝置和機器。這些包括用于計量各種材料的計量裝置，用于混合材料的混合裝置，捏合裝置，輸送裝置和真空擠出機。因此，總的來說該設備需要非常大的裝配空間。該設備的另外缺點是，需要延伸的輔件，例如電線，空氣和水的管道系統(tǒng)。
此外，由于相互獨立的安裝各種裝置，在從一裝置輸送到另一裝置期間，處理中的材料會大量的消耗，或外來物質和大量空氣會混合到材料中。
本發(fā)明的目的是提供一種真空捏合和擠出的方法，和真空捏合和擠出的設備，它具有總體上緊湊的結構以便實施上述的方法，它可以避免外來物質的和大量空氣混入正在處理中的材料內，從而，經由真空操作可以獲得質量均勻的壓制品。
按照本發(fā)明，利用包括以下步驟的真空捏合和擠出的方法以實現(xiàn)上述的目的分別地和連續(xù)地計量多種材料，并將材料連續(xù)地供入捏合和脫氣罐;
捏合供入的多種材料，并使容納材料的空間減壓至真空，使材料脫氣;
在減壓條件下通過多級捏合機捏合和輸送材料，和按預定的形狀成形和擠出已捏合的材料。
本發(fā)明的另一方面，利用真空捏合和擠出設備來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所說的設備包括計量裝置，用于分別地和連續(xù)地計量和輸出各種材料;捏合和減壓罐，用于捏合從計量裝置輸送來的材料，并使容納材料的空間減壓;與捏合和減壓罐連通的研磨和捏合裝置，用于接受在減壓條件下從捏合和減壓罐輸送來的材料，并用于捏合和輸送材料;成形機，置于研磨和捏合裝置的終端，用于按預定的形狀成形和擠出已捏合的材料。
本發(fā)明具有下列效果(1)在單獨的設備中連續(xù)地進行從計量到成形的所有步驟。在處理過程中材料消耗于外界和從外部進來外出物的可能性是最小的。
(2)連續(xù)地計量多種材料，并將其連續(xù)地供到捏合和脫氣罐。因此，與分批計量材料，然后將其輸送到捏合步驟的情況相比，本發(fā)明可以連續(xù)和有效地進行生產。
(3)從捏合到脫氣步驟到擠出步驟在真空條件下進行，特別是進行捏合步驟。在研磨和捏合步驟期間，排除混入在處理中的材料內的空氣。在減壓的條件下進行研磨和捏合，更確切地說從處理中的材料排出空氣，從而捏合的材料已受到嚴格的研磨。
(4)為實現(xiàn)從計量至擠出的各種裝置成為一體，以省去傳統(tǒng)的捏合裝置，造粒機和輸送機。因此，整個設備具有緊湊的結構。
(5)用于實現(xiàn)從計量到擠出步驟的簡單和緊湊的設備，需要較少的線路和管道系統(tǒng)，便于保養(yǎng)。
上述的真空捏合和擠出的方法，從計量步驟至研磨和捏合步驟排除材料的消耗和外來物質及空氣混入材料內。因此，連續(xù)地捏合材料和有效地形成具有嚴格研磨的高質量的壓制品。
按照本發(fā)明的真空捏合和擠出設備，除了上述的效果外，還具有總體結構緊湊和簡單的優(yōu)點。因此，該設備需要的裝配空間減少，以及減少線路和管路系統(tǒng)的費用。
下面更詳細地描述如附圖所示的本發(fā)明的最佳實施例，的將會更清楚理解本發(fā)明的上述和其它的目的，特征和優(yōu)點。


圖1是真空捏合和擠出設備以及后處理裝置的說明性的總圖;
圖2是真空捏合和擠出設備的說明性的總圖;
圖3是研磨和捏合裝置的局部放大圖;
圖4是捏合裝置的局部截面圖;
圖5表示捏合裝置的過濾器部分，其中(a)是正視圖，(b)是側視圖;和圖6是傳統(tǒng)的真空捏合和擠出設備以及后處理裝置的說明性的總圖。
參照附圖更詳細地描述按照本發(fā)明的真空捏合和擠出的方法和設備。首先描述按照本發(fā)明的真空捏合和擠出的方法。用該方法處理的可用的材料包括皂基和各種油類和脂肪。在這里總的說將此種材料稱為正在處理的材料A。
如圖1所示，按照本發(fā)明的方法包括計量步驟，用于分別地和連續(xù)地計量多種材料，并將其連續(xù)地供入捏合和脫氣罐2;捏合和脫氣步驟，用于捏合被連續(xù)地供入的多種材料，并使容納材料的空間減壓至真空，使材料脫氣;研磨和捏合步驟，在減壓的條件下通過多級捏合裝置捏合和輸送材料;和成形步驟，用于按預定的形狀成形和擠出已捏合的材料。上述的步驟及相繼的步驟在下述(1)至(6)的程序中完成(1)計量步驟(Ⅰ)根據(jù)正在處理的材料A的供入方向，在捏合和脫氣罐2的上游，有用于計量和供給基本原料的第一計量裝置7和用于計量和供給添加劑例如香料和染料的第二計量裝置8，計量裝置7和8各自連續(xù)地計量預定量的基本原料，香料和類似料，并連續(xù)地將其供到捏合和脫氣罐2。
(2)捏合和脫氣步驟(Ⅱ)如圖2所示，供入到捏合和脫氣罐2的材料A被捏合螺桿17捏合，捏合螺桿17作為捏合裝置安裝在捏合和脫氣罐2內。然后，材料A輸送到從捏合和脫氣罐2的下端延伸出的研磨和捏合裝置3。在第一捏合機械裝置19的下面設有真空室16，所說的第一捏合機械裝置19位于捏合和脫氣罐2內的捏全螺桿17的下端。真空室16與延伸到真空泵的通道連通，所以，真空室16限定一減壓的空間。因此，在這種減壓空間內，由于真空泵的減壓作用，將正在處理的材料A脫氣，小氣泡和類似物從被捏合的材料中除去。研磨和捏合步驟(Ⅲ)如圖2所示，研磨和捏合裝置3包括安裝在輸送管20內的輸送螺桿21，和沿著輸送管20內的輸送通道設置的多個捏合機械裝置9。輸送管20內的空間與真空室16連通，而真空室16位于捏合和脫氣罐2的下端。因此，由輸送螺桿21輸送正在處理的材料A，同時是在減壓條件下受到研磨和捏合作用的。擠出步驟(Ⅳ)成形模30與輸送管20固定連接，以限定輸送螺桿21的輸送通道的下游端。由輸送螺桿21按預定的條形擠出正在處理的材料A。切割步驟從成形模30擠出的條形材料A，用切割裝置5按預定的尺寸切割，根據(jù)材料的輸送方向，切割裝置設置在真空捏合和擠出設備的下游。壓印步驟正在處理的材料A的每一切塊都壓印商標，商品名和類似標記。按照本發(fā)明的真空捏合和擠出設備如圖1至4所示。
真空捏合和擠出設備包括計量裝置1，用于分別地和連續(xù)地計量各種材料，捏合和脫氣罐2，用于接受從計量裝置1供入的材料A;研磨和捏合裝置3以及成形機械裝置4。另外，串聯(lián)設置自動切割裝置5和自動壓印裝置6，作為成形制品的后處理裝置。
根據(jù)正在處理的材料A的供入方向，位于捏合和脫氣罐2的上游的計量裝置1，包括用于連續(xù)地計量和供給基本原料的第一計量裝置7，和用于連續(xù)地計量和供給香料，染料和類似的添加劑的第二計量裝置8。
第一計量裝置7包括供料漏斗11，通過傳感元件10，例如計力傳感器吊掛在外殼9上;和螺旋輸送器12，它與供料漏斗11的底部開孔連通。從上面供入的材料A，例如，皂基原料得到連續(xù)地計量，并以固定的量通過螺旋輸送器12被連續(xù)地供到捏合和脫氣罐2內。
第二計量裝置8包括一原料罐13，用于貯存香料，染料和類似料，即作為被處理的添加材料;和一計量泵14，用于從原料罐13的底部抽取這些材料，并將其供入捏合和脫氣罐2內。
捏合和脫氣罐2包括接受料斗15，它限定一捏合區(qū)，用于捏合在處理中的材料A;和真空室16，它限定一脫氣區(qū)，用于使朝向研磨和捏合裝置3輸送的已捏合的材料A減壓，以便從正在處理的材料A內除去氣體。
材料接受料斗15具有捏合螺桿17，它安裝在脫氣罐2的中心并在其中垂直延伸，以捏合供入的材料A，并推動材料A從底部出口輸出。捏合螺桿17具有驅動馬達18和捏合機械裝置19，驅動馬達18安裝在其上端，捏合機械裝置19安裝在其下端，它與研磨和捏合裝置3的捏合機械裝置19相類似。該捏合螺桿17用力地將正在處理的材料A經捏合裝置19向下喂入。
在控制料面的情況下從計量裝置1和從捏合和脫氣罐2供入材料A，從而材料A以預定的量恒定地存放在捏合和脫氣罐2的接受料斗15內。雖然沒有表示出，料面的控制是利用料面?zhèn)鞲衅?，它用于探測供入到接受料斗15的材料A的料面的上限和下限，并利用一控制裝置，以便根據(jù)料面?zhèn)鞲衅魈綔y的結果控制螺旋輸送器12，計量泵14和捏合螺桿17。
與接受料斗15的底部連通的真空室16與真空泵連接，未示出。接受料斗15的底部由往那里輸入的材料A封閉。因此，真空室16可作為減壓空間。
如圖2至圖4所示，研磨和捏合裝置3包括輸送螺桿21和多個捏合機械裝置19，輸送螺桿21安裝在輸送管20內，而多個捏合機械裝置19沿輸送管20內的輸送通路設置。與真空室16連通的輸送管20內的空間，置于捏合和脫氣罐2的下面。這樣，由于真空泵的作用輸送管20也保持減壓狀態(tài)。因此，由輸送螺桿21輸送材料A，同時該材料在減壓條件下受到研磨和捏合作用。
輸送螺桿21包括第一螺桿21a，第二螺桿21b和第三螺桿21c，以形成多級螺桿。輸送管20包括第一、第二和第三圓筒20a，20b和20c，用于相應地容納螺桿21a，21b和21c。在相鄰的螺桿21a，21b和21c和圓筒20a，20b和20c之間設置第一、第二和第三捏合機械裝置19。
以置于第一螺桿21a和第三螺桿21b之間的第一捏合機械裝置10為例，描述捏合裝置19的結構。如圖3和4所示，捏合裝置19包括轉盤22和固定盤23，轉盤22連接于第一螺桿21a的尾端，隨之旋轉，并具有許多孔，沿螺桿21的軸向延伸，而固定盤23置于轉盤22和第二螺桿21b之間，具有許多孔，沿螺桿21的軸向延伸。固定盤23的許多孔的直徑小于轉盤22上孔的直徑。當正在處理的材料A被推過固定盤23和相對于固定盤23旋轉的轉盤22之間時，受到強有力的研磨和捏合作用。
第一、二和三螺桿21a、21b和21c固定一起同步旋轉。第一螺桿21a和轉盤22也固定在一起。
固定盤23被固定地支承于容納第一螺桿21a的圓筒20a和容納第二螺桿21b的圓筒20b之間的接合處。固定盤23通過塑料軸承可旋轉地支承第一螺桿21a。
圖2所示的標號24代表支架，用于支承第二和第三圓筒20b和20c。標號25代表冷卻水通道。
圖3至圖5所示的標號26代表盤狀篩網(wǎng)，用于過濾材料，標號27代表孔板，該孔板上的孔大于盤狀篩網(wǎng)26上的網(wǎng)眼，而小于固定盤23上的孔，如圖3至5所示?？装?7相對于固定盤23的孔來說使盤狀篩網(wǎng)26得到加強，并與盤狀篩網(wǎng)26結合以過濾正在處理的材料A。
根據(jù)正在處理的材料A的輸送方向，過濾器與固定盤23的前表面方向相反，盤狀篩網(wǎng)26被置于孔板27的上游。過濾器與置于其上游的轉盤22之間的間距為大約1至3mm。盤狀篩網(wǎng)26由金屬材料(例如SUS304)構成，適用于捏合皂基材料的網(wǎng)目為大約＃20至＃50。＃20指的是具有每英寸有20根細絲交叉排列所限定的密度的篩網(wǎng)?？装?7由類似的金屬材料構成(例如SUS304)，厚度為大約1.0mm，具有的孔徑為大約0.8mm，其開孔率大約30%，或是孔徑為大約1.5mm，其開孔率大約40%。盤狀篩網(wǎng)26和孔板27在它們的周邊用合適的連接方式，例如釬焊連接。
如上所述確定盤狀篩網(wǎng)26的網(wǎng)目，孔板27的厚度，孔徑和開孔率和過濾器與轉盤22之間的間距，如果皂基材料作為正在處理的材料A，上述的值易于使皂基材料中Omega晶體和beta晶體間的比值范圍處于很適合于皂基的范圍內。也就是說，如果網(wǎng)目，孔徑，開孔率和間距所給定的值與上述的值十分不同，正在處理的材料A可能捏合的不足，以致缺少beta晶體，或是捏合的過度，以致缺少Omega晶體。含有大量Omega晶體的皂基材料不易溶解，而含有大量beta晶體的皂基材料的泡沫多。因此，根據(jù)優(yōu)選的皂型材料在上述的范圍內選擇上述的值。有利的是可以制備不同值的過濾器，用于選擇以滿足要求的兩種類型晶體之間的比值。
正如圖2所示，成形裝置4包括縮管28，多孔分流板29和成形模30，縮管28連接到輸送管20的第三圓筒20c的尾端，在開啟位置和關閉位置之間可圍繞著垂直軸線擺動，而多孔分流板29置于縮管28的上游，成形模30置于縮管28的下游。
自動切割裝置5置于真空捏合和擠出設備的下游。這是公知的切割裝置，用于將從成形模30擠出的條形材料A切割成尺寸均勻的塊料。
自動壓印裝置6是公知的壓印裝置，它位于自動切割裝置5的下游，以便將輸送到那里的材料A壓印商標，商標名和類似的名稱。
上述的實施例可有以下變形。
在上述的實施例中，磨碎和捏合裝置3包括輸送管20和輸送螺桿21，每一個具有三級，即第一到第三。這是不受限制的，研磨和捏合裝置3可以是兩級，即具有第一和第二圓筒20a和20b，以及第一和第二螺桿21a和21b，或是可以四級或更多。
此外，研磨和捏合裝置3可以包括具有兩(或更多)排輸送管20和輸送螺桿21的雙螺桿型，所說的兩排輸送管和輸送螺桿平行排列以處理從捏合和脫氣罐2送來的材料A。在這種情況下，兩個圖5所示的單螺桿型的過濾器，在其周邊位置互相連接以構成雙螺桿型。
按照本發(fā)明的真空捏合和擠出設備，可以用于處理皂料，油類和脂肪，塑料、糧食或藥物。
權利要求
1.一種真空捏合和擠出方法，包括以下步驟分別地和連續(xù)地計量多種材料，并連續(xù)地將材料供入捏合和脫氣罐；將容納材料的空間減壓至真空，在真空下捏合供入的多種材料，并使材料脫氣；在減壓條件下通過多級捏合裝置捏合和輸送材料；和按預定的形狀成形和擠出已捏合的材料。
2.按照權利要求1限定的真空捏合和擠出方法，其特征在于用第一計量裝置計量和供給基本原料，根據(jù)處理中材料的供入方向，所說的第一計量裝置置于捏合和脫氣罐的上游，而利用第二計量裝置計量和供給添加劑，例如香料和染料，第二計量裝置也置于捏合和脫氣罐的上游，利用各計量裝置按預定的量連續(xù)地計量基本原料，香料和類似料，并將其連續(xù)地供入捏合和脫氣罐。
3.按照權利要求1限定的真空捏合和擠出方法，其特征在于，按預定形狀擠出的材料用切割裝置將其切成預定的均勻的尺寸，根據(jù)材料輸送的方向，所說的切割裝置置于下游，切塊的材料按預定的商標打上印記。
4.一種真空捏合和擠出設備，包括計量裝置，用于分別和連續(xù)地計量和輸出多種材料;捏合和脫氣罐，用于捏合從計量裝置輸送來的材料，并以減壓的空間容納送來的材料;研磨和捏合裝置，與捏合和脫氣罐連通，用于接受在減壓條件下從捏合和脫氣罐送來的材料，并用于捏合和輸送該材料;和成形裝置，置于研磨和捏合裝置的終端，用于按預定的形狀成形和擠出已捏合的材料。
5.按照權利要求4限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于，根據(jù)處理中材料的供給方向，將包括第一計量裝置和第二計量裝置的計量裝置置于捏合和脫氣罐的上游，第一計量裝置用于連續(xù)地計量和供給基本原料，而第二計量裝置用于連續(xù)地計量和供給香料，染料和類似的添加劑。
6.按照權利要求5限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于，第一計量裝置包括供料漏斗和螺旋輸送器，所說的供料漏斗通過傳感元件，例如計力傳感器吊掛在外殼上，而螺旋輸送器與供料漏斗的底部開孔連通。
7.按照權利要求5限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于第二計量裝置包括一原料罐和一計量泵，原料罐貯存作為被處理的添加材料的香料、染料和類似料，計量泵用于從原料罐的底部抽取這些材料，并將其供入捏合和脫氣罐。
8.按照權利要求4限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于捏合和脫氣罐包括接收料斗和真空室，接收料斗限定一捏合區(qū)，用于捏合正在處理的材料，真空室限定一脫氣區(qū)，用于使朝向研磨和捏合裝置輸送的已捏合的材料A減壓，以便從正在處理中材料內除去氣體。
9.按照權利要求8限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于接受料斗具有捏合螺桿，它中心地設置和垂直地延伸，以捏合供入的材料，并推動材料從底部出口輸出，捏合螺桿具有驅動馬達和捏合裝置，驅動馬達安裝在捏合螺桿的上端，而捏合裝置安裝在其下端，它與研磨和捏合裝置的捏合裝置相類似，該捏合螺桿用力地將正在處理的材料經捏合裝置向下喂入。
10.按照權利要求4限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于研磨和捏合裝置包括輸送螺桿和多個捏合裝置，輸送螺桿安裝在輸送管內，而多個捏合裝置在輸送管內沿著輸送通道設置，與真空室連通的輸送管所限定的空間，置于捏合和脫氣罐的下面，由于真空泵的作用輸送管也保持減壓狀態(tài)。
11.按照權利要求10限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于，每個捏合裝置包括轉盤，它連接于輸送螺桿的尾端，隨之旋轉，并具有許多孔，沿著輸送螺桿的軸向延伸;盤狀篩網(wǎng)和孔板，它們置于轉盤和固定盤之間，盤狀篩網(wǎng)的網(wǎng)目為＃20至＃50，根據(jù)處理中材料的輸送方向，孔板置于盤狀篩網(wǎng)的下游。
12.按照權利要求4限定的真空捏合和擠出設備，其特征在于，成形裝置包括縮管，多孔分流板和成形模，縮管連接在輸送管的圓筒的尾端，在開啟位置和關閉位置之間可繞著垂直軸線擺動，而多孔分流板置于縮管的上游，成形模置于縮管的下游。
全文摘要
一種真空捏合和擠出的方法，包括的步驟是，分別地和連續(xù)地計量多種材料，并連續(xù)地將材料供入捏合和脫氣罐；將容納材料的空間減壓至真空，捏合供入的多種材料，并使材料脫氣；在減壓條件下，通過多級捏合裝置捏合和輸送材料；按預定的形狀成型和擠出已捏合的材料，同時也公開了實施該方法的設備。
文檔編號B29C47/50GK1102612SQ94102619
公開日1995年5月17日 申請日期1994年2月2日 優(yōu)先權日1993年11月10日
發(fā)明者佐藤琢也 申請人:株式會社佐藤鐵工所