一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备论文和设计-胡文斌

全文摘要

本实用新型涉及硅橡胶混炼成型领域，特别是一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其依照硅橡胶的制备工艺顺序依次包括：第一混合搅拌反应釜、热交换器、翻转式啮合型密炼机、第二混合搅拌反应釜和真空储料罐，所述翻转式啮合型密炼机包括：机座、密炼室、转子组件和驱动机构；所述转子组件由两个彼此通过螺纹啮合在一起的转子组成。所述硅橡胶生产设备采用了翻转式啮合型密炼机，两个转子的啮合滚压滚动作用，使得原料在密炼室内密闭混炼；使得混炼过程高效且安全；采用翻转式密炼机代替传统的捏合机生产成型硅橡胶的生产工艺；能实现无死角混炼和剪切炼胶；能保证所述生产设备连续不间歇生产，提高生产效率。

主设计要求

1.一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，用于硅橡胶生产，其特征在于，依照硅橡胶的制备工艺顺序依次包括：第一混合搅拌反应釜、热交换器、翻转式啮合型密炼机、第二混合搅拌反应釜和真空储料罐，且彼此之间通过管道连通；所述热交换器包裹于所述第一混合搅拌反应釜与所述翻转式啮合型密炼机之间连接的管道的外部；所述翻转式啮合型密炼机包括：机座、密炼室、转子组件和驱动机构；所述转子组件由两个彼此通过螺纹啮合在一起的转子组成；所述机座上方设有所述密炼室，所述转子组件转动设置于所述密炼室内，并与所述密炼室外部的所述驱动机构传动连接。

设计方案

1.一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，用于硅橡胶生产，其特征在于，依照硅橡胶的制备工艺顺序依次包括：第一混合搅拌反应釜、热交换器、翻转式啮合型密炼机、第二混合搅拌反应釜和真空储料罐，且彼此之间通过管道连通；所述热交换器包裹于所述第一混合搅拌反应釜与所述翻转式啮合型密炼机之间连接的管道的外部；

所述翻转式啮合型密炼机包括：机座、密炼室、转子组件和驱动机构；所述转子组件由两个彼此通过螺纹啮合在一起的转子组成；所述机座上方设有所述密炼室，所述转子组件转动设置于所述密炼室内，并与所述密炼室外部的所述驱动机构传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述热交换器设有液流冷却腔，所述液流冷却腔的两端分别设有进水口和出水口；所述液流冷却腔内水流方向与硅橡胶在管道中移动方向平行且相反。

3.根据权利要求1所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述翻转式啮合型密炼机与所述热交换器之间设有的管道处还设有第一计量罐；所述翻转式啮合型密炼机与所述第二混合搅拌反应釜之间设有的管道处还设有第二计量罐。

4.根据权利要求3所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述第一计量罐与所述翻转式啮合型密炼机之间的管道，及所述第二计量罐与所述翻转式啮合型密炼机之间的管道，均设有双向控制阀。

5.根据权利要求1所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述真空储料罐与所述第二混合搅拌反应釜之间的管道设有双向控制阀，所述真空储料罐的内腔与外部抽真空设备连通。

6.根据权利要求1所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述真空储存罐的出料口还连接有双螺杆挤出机构；

所述的双螺杆挤出机构包括：机筒、机头、转轴安装座和差速同向螺纹双螺杆组件；所述机筒呈管状，其两端分别为进料端和出料端，所述机筒的顶部外壁设有排气口，所述出料端端设有进料口；所述机头的端面设有出料口；

所述差速同向螺纹双螺杆组件包括：第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和所述第二螺杆均设有螺纹，且所述第一螺杆的圆柱壁设有的螺纹间距比所述第二螺杆的圆柱壁设有的螺纹间距小，所述第一螺杆设有的螺纹和所述第二螺杆设有的螺纹绕向相同，且所述第一螺杆和所述第二螺杆平行设置且通过螺纹啮合传动；

所述机头封堵设置于所述机筒的出料端，所述转轴安装座封堵设置于所述机筒的进料端；所述差速同向螺纹双螺杆组件设置于所述机筒内，所述第一螺杆的两端和所述第二螺杆的两端均转动设置于所述机筒内。

7.根据权利要求6所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述双螺杆挤出机构还包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一减速机和第二减速机；所述第一螺杆的一端转动设置于所述转轴安装座，且通过所述第一减速机与所述第一驱动装置传动连接；所述第二螺杆的一端转动设置于所述转轴安装座，且通过所述第二减速机与所述第二驱动装置传动连接。

8.根据权利要求6所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述机筒设置有液流温控装置；所述液流温控装置包括：液流管道和温控装置；所述液流管道绕制包裹于所述机筒的圆柱壁的外部，且温控装置检测并控制所述液流管道内部水温。

9.根据权利要求6所述的一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，其特征在于，所述出料端和所述进料口之间的机筒的顶部还设有分段进料口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及硅橡胶混炼成型领域，特别是一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备。

背景技术

在国内，凡是具备一定规模、能提供高档产品且质量稳定的生产加成型硅橡胶模具胶的企业中,一般都采用捏合机或开炼机进行混胶炼胶生产。开炼机结构简单，制造比较容易，操作也容易掌握，维修拆卸方便，容易清理，在后期维修和清洗带来了极大的便捷；而采用捏合机混胶可以使白炭黑的含量(以N-20 为例)达到20％以上，而比表面积为200m ^{2<\/sup>\/g的超细沉淀法白炭黑则可以达到25％以上。相应地,对于加成型硅橡胶模具胶的强度也有较好的提高,一般可使其拉伸强度提高到4.5MPa,撕裂强度达到30kN\/m，而且使用捏合机的另一大优点是其工艺稳定可靠。}

开炼机结构简单，制造比较容易，操作也容易掌握，维修拆卸方便，容易清理；但缺点也较为明显，如工人操作体力消耗大，在较高温度环境中需要用手工混炼翻动混炼料，而手工翻转混炼塑料片的次数对原料混炼的质量影响大，且生产效率低、安全性低(非常容易发生工伤事故)、容易造成粉尘飞扬(污染环境及配方料的损失)、人工操作对产品影响大，工艺不稳定等。而捏合机合成的硅橡胶质量可靠，且工艺较为稳定；但其也具备很多缺陷，如工艺流程较长：一般500L的设备从投料到出料约需12h；耗电量也较大：500L的捏合机所配电机一般为22～37kW,必要时需配置双速电机；此外开炼机的设备成本较高。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种基于翻转式啮合型密炼机改进的，生产周期短、成本更低、更安全的硅胶生产设备。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，用于硅橡胶生产，其硅橡胶的依照制备工艺顺序依次包括：第一混合搅拌反应釜、热交换器、翻转式啮合型密炼机、第二混合搅拌反应釜和真空储料罐，且彼此之间通过管道连通；所述热交换器包裹于所述第一混合搅拌反应釜与所述翻转式啮合型密炼机之间连接的管道的外部；所述翻转式啮合型密炼机包括：机座、密炼室、转子组件和驱动机构；所述转子组件由两个彼此通过螺纹啮合在一起的转子组成；所述机座上方设有所述密炼室，所述转子组件转动设置于所述密炼室内，并与所述密炼室外部的所述驱动机构传动连接。

更优的，所述热交换器设有液流冷却腔，所述液流冷却腔的两端分别设有进水口和出水口；所述液流冷却腔内水流方向与管道中的移动方向平行且相反。管道内的原料或硅橡胶移动时，与逆向流动的冷却液体可更加高效迅速的交换热量，并尽最大限度的保证管道内的原料轨硅橡胶经过所述热交换器后整体的温度均匀一致。

更优的，所述翻转式啮合型密炼机与所述热交换器之间设有的管道处还设有第一计量罐；所述翻转式啮合型密炼机与所述第二混合搅拌反应釜之间设有的管道处还设有第二计量罐。两个所述计量罐能在所述翻转式啮合型密炼机的进料和出料两个阶段精准的计量管道内的原料或硅橡胶的量，从而精准的控制所述翻转式啮合型密炼机内混炼加工时密炼室内的原料的量。

更优的，所述第一计量罐与所述翻转式啮合型密炼机之间的管道，及所述第二计量罐与所述翻转式啮合型密炼机之间的管道，均设有双向控制阀。所述真空储料罐与所述第二混合搅拌反应釜之间的管道设有双向控制阀，所述真空储料罐的内腔与外部抽真空设备连通。所述双向控制阀能根据需要精准的控制对应位置管道的开启或关闭，能精准的控制每个工艺步骤中各个工艺单元内的原料或硅橡胶的量，从而保证了硅橡胶生产成型的质量。

更优的，所述真空储料罐的出料口还连接有双螺杆挤出机构；所述的双螺杆挤出机构包括：机筒、机头、转轴安装座和差速同向螺纹双螺杆组件；所述机筒呈管状，其两端分别为进料端和出料端，所述机筒的顶部外壁设有排气口，所述出料端端设有进料口；所述机头的端面设有出料口；所述差速同向螺纹双螺杆组件包括：第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和所述第二螺杆均设有螺纹，且所述第一螺杆的圆柱壁设有的螺纹间距比所述第二螺杆的圆柱壁设有的螺纹间距小，所述第一螺杆设有的螺纹和所述第二螺杆设有的螺纹绕向相同，且所述第一螺杆和所述第二螺杆平行设置且通过螺纹啮合传动；所述机头封堵设置于所述机筒的出料端，所述转轴安装座封堵设置于所述机筒的进料端；所述差速同向螺纹双螺杆组件设置于所述机筒内，所述第一螺杆的两端和所述第二螺杆的两端均转动设置于所述机筒内。所述双螺杆挤出机构设置有两个同向绕制且间隔不等的螺杆，两个螺杆彼此啮合转动带动硅橡胶在机筒内移动，利用两个螺杆的差速作用，硅橡胶在移动过程中会收到两种螺纹的充分挤压，从而将内部的气体排出；更优的是所述双螺杆挤出机构的排气方式是在硅橡胶沿着机筒移动挤出过程中快速排出的，因为排气操作不会影响所述双螺杆挤出机构的连续挤出操作，提高了排气和挤出效率，能更加方便的应用于连续化生产设备中；在所述真空储料罐后增设所述双螺杆挤出机构想模具中注入硅橡胶，能进一步保证硅橡彻底排气，且能提高硅橡胶注入模具中的加工效率。

更优的，所述双螺杆挤出机构还包括第一驱动装置、第二驱动装置、第一减速机和第二减速机；所述第一螺杆的一端转动设置于所述转轴安装座，且通过所述第一减速机与所述第一驱动装置传动连接；所述第二螺杆的一端转动设置于所述转轴安装座，且通过所述第二减速机与所述第二驱动装置传动连接。所述差速同向螺纹双螺杆组件采用两个分离且独立的驱动机构进行驱动，可使得所述双螺杆挤出机构的挤出动力更大，能更加快速干净的排出气泡并完成挤出操作；同时两个驱动机构可以根据需要选择是同时驱动或择一驱动，这样可以更加灵活的控制能耗及螺杆的转速，保证排气效果。

更优的，其特征在于，所述机筒设置有液流温控装置；所述液流温控装置包括：液流管道和温控装置；所述液流管道绕制包裹于所述机筒的圆柱壁的外部，且温控装置检测并控制所述液流管道内部水温。硅橡胶对温度的要求较为苛刻，所述差速同向螺纹双螺杆组件在转动工作时会产生热量，因此需要增设所述液流温控装置对机筒整体进行温度控制，避免硅橡胶失去活性或部分功能收到影响。

更优的，所述出料端和所述进料口之间的机筒的顶部还设有分段进料口。目前采用的挤出机大多属于同速挤出机，且大部分为直接单位置加料，不利于不同区段进料的特点，容易导致某些功能性物质在混合过程中由于部分区段温度过高使硅橡胶失去活性或影响部分功能。增设所述分段进料口后，可以很好的避免上述问题的发生。

本实用新型提出一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，所述硅橡胶生产设备采用了翻转式啮合型密炼机，所述翻转式啮合型密炼机在密闭的密炼室内对原料进行混炼，并采用所述转子组件利用两个转子的啮合滚压滚动作用，使得原料在密炼室内充分混炼；使得混炼过程高效且安全；采用翻转式啮合型密炼机代替传统的捏合机生产成型硅橡胶的生产工艺；能实现无死角混炼和剪切炼胶；增设所述真空储料罐后，可以有效的排气泡提高硅橡胶的质量，且能保证所述生产设备连续不间歇生产，提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的安装结构图；

图2是本实用新型的一个实施例中所述双螺杆挤出机构的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例中所述双螺杆组件的结构示意图。

其中：第一混合搅拌反应釜10，热交换器20，翻转式啮合型密炼机30，第二混合搅拌反应釜40，真空储料罐50，双向控制阀60，计量罐70，机筒110，进料口111，分段进料口112，排气口113，机头120，出料口121，转轴安装座 130，液流温控装置140，第一驱动装置151，第二驱动装置152，第一减速机 153，第二减速机154，机座160，差速同向螺纹双螺杆组件170，第一螺杆171，第二螺杆172。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1所示，一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，用于硅橡胶生产，依照硅橡胶的制备工艺顺序依次包括：第一混合搅拌反应釜10、热交换器20、翻转式啮合型密炼机30、第二混合搅拌反应釜40和真空储料罐50，且彼此之间通过管道连通；所述热交换器20包裹于所述第一混合搅拌反应釜10 与所述翻转式啮合型密炼机30之间连接的管道的外部；所述翻转式啮合型密炼机30包括：机座160、密炼室、转子组件和驱动机构；所述转子组件由两个彼此通过螺纹啮合在一起的转子组成；所述机座160上方设有所述密炼室，所述转子组件转动设置于所述密炼室内，并与所述密炼室外部的所述驱动机构传动连接。

所述热交换器20设有液流冷却腔，所述液流冷却腔的两端分别设有进水口和出水口；所述液流冷却腔内水流方向与硅橡胶在管道中移动方向平行且相反。

所述翻转式啮合型密炼机30与所述热交换器20之间设有的管道处还设有第一计量罐；所述翻转式啮合型密炼机30与所述第二混合搅拌反应釜40之间设有的管道处还设有第二计量罐。

所述第一计量罐与所述翻转式啮合型密炼机30之间的管道，及所述第二计量罐与所述翻转式啮合型密炼机30之间的管道，均设有双向控制阀60。所述真空储料罐50与所述第二混合搅拌反应釜40之间的管道设有双向控制阀60，所述真空储料罐50的内腔与外部抽真空设备连通。

如图2和3所示，所述真空储料罐50的出料口还连接有双螺杆挤出机构；所述双螺杆挤出机构，用于生产硅橡胶，其包括：机座160、机筒110、机头120、转轴安装座130和差速同向螺纹双螺杆组件170；所述机筒110安装于所述机座 160的上方；所述机筒110呈管状，其两端分别为进料端和出料端，所述机筒 110的顶部外壁设有排气口113，所述出料端端设有进料口111；所述机头120 的端面设有出料口121；所述差速同向螺纹双螺杆组件170包括：第一螺杆171 和第二螺杆172，所述第一螺杆171和所述第二螺杆172均设有螺纹，且所述第一螺杆171的圆柱壁设有的螺纹间距比所述第二螺杆172的圆柱壁设有的螺纹间距小，所述第一螺杆171设有的螺纹和所述第二螺杆172设有的螺纹绕向相同，且所述第一螺杆171和所述第二螺杆172平行设置且通过螺纹啮合传动；所述机头120封堵设置于所述机筒110的出料端，所述转轴安装座130封堵设置于所述机筒110的进料端；所述差速同向螺纹双螺杆组件170设置于所述机筒110内，所述第一螺杆171的两端和所述第二螺杆172的两端均转动设置于所述机筒110内。

所述的一种用于生产硅橡胶的双螺杆挤出机构190，其还包括第一驱动装置 151、第二驱动装置152、第一减速机153和第二减速机154；所述第一螺杆171 的一端转动设置于所述转轴安装座130，且通过所述第一减速机153与所述第一驱动装置151传动连接；所述第二螺杆172的一端转动设置于所述转轴安装座 130，且通过所述第二减速机154与所述第二驱动装置152传动连接。

所述机筒110设置有液流温控装置140；所述液流温控装置140包括：液流管道和温控装置；所述液流管道绕制包裹于所述机筒110的圆柱壁的外部，且温控装置检测并控制所述液流管道内部水温。

所述出料端和所述进料口111之间的机筒110的顶部还设有分段进料口 112。

相关解释，密闭式炼胶机简称密炼机，又称利拿机，可用于橡胶的塑炼和混炼。是一种设有一对特定形状并相对回转的转子、在可调温度和压力的密闭状态下间隙性地对聚合物材料进行塑炼和混炼的机械，主要由密炼室、转子、转子密封装置、加料压料装置、卸料装置、传动装置及机座等部分组成。密炼机是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间隙性的混炼设备。自1916年出现真正意义上的Banbury(本伯里)型密炼机后，密炼机的优势逐渐被人们所认识，相比开炼机而言，其具备一系列特征优异，如：混炼容量大、生产周期短、生产效率高；较好的克服粉尘飞扬，减少配合剂的损失，改善产品质量与工作环境；操作安全便利，减轻劳动强度；有益于实现机械与自动化操作；与捏合机相比，由于捏合机<\/u>没有剪切，所以搅拌的时间需要很久才能把胶料打匀，在降低成本做高填充的时候捏合机是没法达到其分散要求的，而密炼机很好的克服了其缺陷；且生产周期短，有利于减低生产成本，其中翻转式密炼机(也称加压式捏炼机)具备更好的优势，基本构造和普通密炼机一致，而不同之处主要在于它没有下顶栓,是将混炼室进行整体翻转卸料。其不仅具有普通密炼机的优点，而且采用“M-W”加压式与浇铸混合槽，不光巩固耐磨,并且确保物料混合平均与物性变化都到达同比混炼的效果非常好。利拿的防漏粉安装采用二次拐角设计,密封和防漏粉功效相对同类属先进水平。

本实用新型提出一种基于翻转式啮合型密炼机的硅橡胶生产设备，所述硅橡胶生产设备采用了翻转式啮合型密炼机，所述翻转式啮合型密炼机在密闭的密炼室内对原料进行混炼，并采用所述转子组件利用两个转子的啮合滚压滚动作用，使得原料在密炼室内充分混炼；使得混炼过程高效且安全；采用翻转式啮合型密炼机代替传统的捏合机生产成型硅橡胶的生产工艺；能实现无死角混炼和剪切炼胶；增设所述真空储料罐后，可以有效的排气泡提高硅橡胶的质量，且能保证所述生产设备连续不间歇生产，提高生产效率。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

设计图