专利名称：连续式塑料混合机三段式转子的快卸式联合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及连续式双转子塑料混合机，更具体地说，涉及快卸式联合器，这种联合器可使三段式转子的转子主体段快速而方便地与位于转子主体段一端的驱动轴颈和位于转子主体段另一端的从动轴颈脱开。各转子的转子主体脱开后，就可将其从启开的连续式混合机筒体内提出。
用于连续式双转子塑料混合机的三段式转子为同期提出专利申请中的一项发明，对此在下面还要细述。这种三段式转子具有一转子主体段，在转子主体段的一端装有一驱动轴颈，在转子主体段的另一端装有一从动轴颈。转子主体段在连续混合机的一混合筒体内转动。
本发明提供快卸式联合器，用以使转子主体与其驱动轴颈和从动轴颈脱开，从而可以将脱开的转子主体从启开的连续式混合机筒体内提出。
连续式双转子塑料混合机三段式转子的快卸式联合器可使各转子的转子主体段(或“转子主体”)与位于转子主体段一端的驱动轴颈和位于转子主体段另一端的从动轴颈脱开。这种快卸式联合器具有以下特征(1)联合器采用导向结构以保持同心度;(2)联合器采用键接结构以传递转矩;(3)联合器使三段式转子可快卸快装;(4)联合器可用螺钉与转子主体段相应端联结在一起;(5)因此，转子主体与装在其两端的快卸式联合器组合成一完整而功能更好的转子组件;(6)在各联合器和各轴颈之间可分开的接合面上装有导向件和键;(7)快卸式联合器组件具有同心度和传递转矩的功能;(8)卡装在轴颈上的带螺纹的锁紧套圈用以将可分开的接合面锁紧在一起，从而形成一种方便的锁紧和松开的装置;(9)用板手拧紧锁紧套圈可对接合面连接构件预加一个负荷;(10)带螺纹的锁紧套圈不会咬住，因在各接合面上是通过键接构件传递转矩的;(11)需卸开时，使锁紧套圈反转，转子主体及其联合器即与轴颈在导向和键接的接合面上脱开。
作为本发明的一个实施例，在连续式塑料混合机的三段式转子上采用快卸联合器。这种三段式转子具有两个各绕一轴线旋转的轴颈和一个绕一轴线旋转而装在两轴颈之间的转子主体。快卸式联合器具有第一接合面形成机构和第二接合面形成机构，第一接合面形成机构与转子主体的一端连接，第二接合面形成机构与一轴颈的一端连接，第一接合面形成机构具有与转子主体旋转轴线同心的第一同心导向机构，第二接合面形成机构具有与轴颈旋转轴线同心的第二同心导向机构，第一和第二同心导向机构以可松开的方式连接以使转子主体的轴线与轴颈的轴线在第一和第二同心机构接合时作直线对准;第一接合面形成机构具有第一键接机构，第二接合面形成机构具有第二键接机构，第一和第二键接机构以可松开的方式连接以便在转子主体和轴颈传递转矩;可松开的锁紧机构用以将第一和第二接合面形成机构可松开地锁合在一起，因而使第一、第二同心导向机构彼此作可松开的连接以使所述轴线作直线对准，并使第一和第二键接机构作可松开的连接以传递转矩。
本发明的其他目的、特征、优点和情况可以从以下结合附图所作说明得到更清楚的了解，附图并不按比例作出，主要在于示明本发明的原理。各附图中对相同的构件采用相同的标号。
图1为一紧凑型塑料加工机的侧视图，此机具有组合的混合和挤压系统。此紧凑型加工系统具有一装在一构架的上层用以按用户要求复合和混合塑料的连续式双转子混合机。加工出的熔融的塑料从连续式混合机中卸出，作绳状下垂而通过一直槽进入热进料挤压机，此挤压机装在构架的中层，挤压机的驱动马达装在构架的底层。
图2为图1中塑料加工机2-2剖面的放大图。
图3A和图3B合成图3，将图3A直接置于图3B的左侧即得图3(为便于辨明，两图稍有重叠)。由图3A、3B合成的图3为图4中连续式混合机沿线段3-3的剖面图，也就是图4中左侧的混合转子沿其轴线的剖面图。图3A、3B同时示出驱动和从动轴颈的轴承壳体组件，这两个轴承壳体组件便于成为与转子主体分开的部件。
图4为图3A中沿线段4-4的剖面图，示出一个混合室内两个转子主体的混合叶片部分。
图5为透视图，示有双转子混合机的各种新型构件。
图6为冷却循环机构带有局部剖视图的正视图，此机构使冷却液进入装在连续式混合机转子开孔内的冷却液供送管(有时在塑料混合机领域内称作“虹吸管”)并使回流的冷却液从中放出。
图7为图中沿线段7-7的剖面图，示有一冷却液供送管的阻流件。
图8为沿转子主体轴线的纵剖面图，示有一新型的管路装置，用以沿转子主体内孔设置交替布置的冷却和非冷却区，一内部冷却液供送管和一些同心的外管及其循环路线转向嵌装件造成交替布置的冷却和非冷却区。为改变冷却和非冷却区的位置和相对长度，可卸去冷却液供送管和相应外管，再装入第二套同类管件，从而按要求改变冷却液的循环路线。通过改变各转向嵌装件在第二套管件中的位置就可改变冷却液的循环路线。为图示简明，在图8中转子主体简化为一直筒形构件。
图8A为图8的局部放大图。
图9为图8中的沿线段9-9的剖面的放大图。
图10为图8中沿线段10-10的剖面的放大图。
如图1所示，一种紧凑型塑料加工机20具有组合的混合和挤压系统，以便对塑料进行混合和挤压加工。这种组合的加工系统具有装在一构架24上层23上的连续式双转子混合机22。按箭头26将塑料、填充料、添加剂、着色剂以及诸如此类需与塑料混合的各种组分装入连续式混合机22的供料口(也称为喂料口)内。加工出的熔融塑料通过重力作用从连续式混合机22中自流出来而在一垂直的直槽28内作绳状下垂，进入一热供料挤压机30。由挤压机30加工出的料按用户要求通过装在挤压头32上的各式挤压装置33输出。
为驱动混合机22的两个转子，如图所示设有一合适的驱动系统34，例如，可采用一台直流马达35，此马达具有适当的反馈速度和转矩控制，一般用以使混合机转子最好在预定的恒速下旋转。此马达34与一合适的减速器36连接，例如，可采用一全螺旋齿轮式减速器，使其两个输出轴与两个三段式转子连接而使此两转子以相反方向绕其纵轴线旋转。在本实施例中，此两转子以相反方向和相同速度旋转。
混合机22具有一驱动端机座38(也称作“驱动轴承壳体组件”)，用以对一驱动端轴颈(图1中未示出)作旋转支承。此驱动端机座38及其轴颈将在以后细述。此混合机具有一从动端机座39(也可称作“供水端机座”，还可称作从动轴承壳体组件)，用以对一从动端轴颈(图1中未示出)作旋转支承。此从动端机座39及其轴颈也将在以后细述。在驱动和从动端机座38、39之间装有一混合机筒体或壳体40，此筒体具有一上半体41和一下半体42。
为驱动一热供料挤压机30内的挤压机供料螺杆44(图1)，如图所示，在构架24的底层48上装有一电动马达46。此马达46通过一合适的减速器50与挤压机螺杆44连接。
融熔塑料51(图2)从混合机22卸出而通过连接直槽28下流，此直槽具有一带护栅的工作窗口52(图1)，以便对经此直槽下流的融熔塑料进行观察和温度感测。直槽28上设一工作门，此门可通过一门把53(图2)将其启开。热供料挤压机30将塑料51从装在挤压头32上的挤压装置33中挤出。
构架24为一组合式结构，具有六个直立的构件54，每边三个，对上层23和底层48作刚性连接。构架上层23和底层48在适当的部位设有横梁以支承机械部件和加强整个构架24。为便于运输和安装，此构架24具有四个吊耳56，每边两个，从构架上层23外侧伸出。
现参照图3A、3B、4和5对本发明为在连续式混合机22中快速方便地靠近可启开的混合室60以便清理混合室及其两个转子和进行维修所作出的实施例进行说明。如图4所示，可启开的混合室60具有两个沿混合机筒体40中部互通的大体上呈圆筒的腔体61、62。第一和第二转子主体63、64(也称作“转子分段”或“转子”)分别装在其相应的腔体61和62中，绕其旋转轴线65旋转如箭头58所示。混合室筒体40(也称作“混合室壳体”)具有一水平分开线66，筒体40的上半体和下半体41、42按一般情况彼此铰接以便上半体41在卸去筒体锁闭螺钉67(图4)后可向上作蛤壳状转离下半体42。
混合室60由上衬体和下衬体68和69形成，衬体用螺钉70(图4)固定在相应的筒体40的上半体和下半体41、42内。
如图3B所示，混合机筒体40具有一供料口71，向下穿过上半筒体和上衬体68。塑料和其他组分通过此供料口71如箭头26所示进入混合室60。在图3A、3B中仅示出转子主体63，实际上各转子主体63、64(图4)具有一螺旋片72(图3B)，螺旋片具有若干圈数以便将塑料推向下游，在图3A、3B中就是推向左方。各转子主体63、64还具有若干混合叶片73(图3A)。各混合叶片73具有一尖角74。加工出的融熔塑料51从位于混合机筒体40下游端的一卸料口75卸出。此卸料口75从混合室60向下穿过下衬体69和下半筒体42。
为对从卸料口75卸出的融熔塑料51进行控制，设有可用一机械连接机构77使之转动的可调挡板76。为控制混合机筒体40的上下半体41、42的温度，设有水冷通道78和筒状加热器的通道79。为进行混合动态的调节，设有若干可卸和可更换的不同厚度的嵌体81、82、83、84。这些嵌体用螺钉86固定而可卸下(图4)。如图4所示，在不可卸的端部嵌体80、85和可卸嵌体81-84上可设有一供排放挥发物或投入添加剂的开口87。这些嵌体80-85装在向下穿过上半筒体41和上半衬体68的出入口88内。此外，设有提升衬体的螺孔89(图3B)，用以从相应半筒体41、42中卸出衬体68、69。
如图3A、3B所示，转子主体63为三段式转子组件90的中段，三段式转子组件具有一驱动轴颈91(图3B)、一从动轴颈92(图3A)，而转子主体63位于其驱动和从动轴颈91、92之间，并具有与驱动和从动轴颈91、92相应旋转轴线65作直线对准的旋转轴线65。说明中的这一点参见图5较为有利，图5示有包括位于其驱动和从动轴颈91、92之间的转子主体63在内的整个三段式转子90。
如图5所示，第二转子主体64为第二三段式转子组件94的中段，第二三段式转子组件具有第二驱动轴颈95、第二从动轴颈96，而第二转子主体64位于其驱动和从动轴颈95、96之间，并且有与驱动和从动轴颈95、96相应旋转轴线作直线对准的旋转轴线65(图4)。
第一和第二驱动轴颈91、95(图5)在驱动端机座38内分别通过轴向分开设置的两球面滚柱轴承97、98彼此分开而平行地作旋转支承，此两轴承由一种分隔套筒99隔开。轴承98的外座圈通过一顶靠在端部机座38内环形凸肩上的环形分隔环100和一密封壳体102的延伸体101保持在端部机座38内的一轴向固定的位置上。因此，此两轴承97、98在端部机座38内保持在其相应的轴向固定的位置上。对另一轴承97也设有一密封壳体104。端部机座38的顶部105在卸去螺钉107后可以从底部106上沿一分开线(图中未示出)卸下，此分开线与轴线65处于同一水平面内。
为将转矩从减速器36的两输出轴(图1)传递到第一和第二驱动轴颈91、95(图5)上，这两驱动轴颈如图3B中108处所示分别与减速器36的两输出轴用键连接。
第一和第二驱动轴颈91、95分别通过转矩传递连接机构与第一和第二转子主体63、64作可卸式连接，这在以后还要细述，此转矩传递连接机构具有一可松开的带扳手开口(图中未示出)的锁紧套圈110和固定螺钉111。
在混合室筒体40的下游端，在转子主体63上套装一粘质密封组件，此组件具有一外套筒112和一个带有螺旋形外表面的内套筒113。由于各转子90、94(图5)是由三段构成的，各转子主体的粘质密封件113可便于如图所示以整体构件的形式套装在各转子主体上，从而可明显地减少费用，减少复杂程度。在各转子主体的下游端设有一切口119，用以装入一键而与套筒密封件113用键连接。一挠性夹紧管件109套装在粘质密封外套筒112的一个凸缘上。在整体转子的现有技术中，必须采用部分的粘质密封组件以便装在各整体转子上。第一和第二转子主体63、64的下游端通过连接机构与其相应的第一和第二从动轴颈92、96(图5)作可卸式连接，这在以后还要细述，此连接机构具有另一可松开的带扳手开口(图中未示出)的套圈117和固定螺钉111。
第一和第二从动轴颈92、96在从动端机座38内分别用轴向分开设置的两球面滚柱轴承114、115彼此分开而平行地作旋转支承，此两轴承由轴承分隔套筒116隔开。可以看出，各从动轴颈92、96(图5)的轴承114、115的外座圈在从动端机座39内可作轴向偏移以适应两三段转子组件90、94(图5)的热胀冷缩。对轴承114、115设有密封壳体104(图3A)。一锁紧螺母118夹住密封环120、轴承115、114及其分隔件116和密封环124，此环顶靠在各从动轴颈92、96(图5)的扩大的轴颈头部142上。从动端机座39的顶部121在卸去螺钉107后可从底部122沿分开线(图中未示出)卸去，此分开线与轴线65处于同一平面内。
靠近轴承114设有一密封环124(图3A)，靠近轴承97设有一相同的密封环124(图3B)。靠近轴承98的密封环125(图3B)具有一切口126，用以为装在键槽108内的键(图中未示出)留出一空隙。在混合室筒体40的上游端，设有合适的密封件128(图3B)，例如，可采用含石墨编织密封件以与一密封磨损套筒129配接，并用一密封压盖130将其压紧，用螺钉(图中未示出)将压盖固定在压盖座圈132上，此座圈132用一夹紧件134夹住，并用穿过一定位孔插入夹紧件134的暗销133使座圈132定位。
在图5中仅示出两个可松开的套圈110、117，实际上设有两个驱动端套圈110和两个从动端套圈117。为简化图5，各示出其中之一。
在用户需清理混合室60和第一和第二转子主体63、64，或需对这些部件进行维修时，就可方便地使第一和第二转子主体63、64分别与其第一、第二驱动轴颈91、95和第一、第二从动轴颈92、96脱开。换言之，使四个轴部连接脱开，从而将转子90、94(图5)各分成三个分开的零件。在驱动轴承组件38和混合室筒体40的上游端之间留有足够的间隔，在从动轴承组件39和混合筒体40的下游端之间也留有足够的间隔，如果需要的话，不用启开混合筒体40便可使转子90、94都能分成三个分开的零件。
在蛤壳状启开此筒体40如图中箭头139所示(图4)时，脱开的转子主体63、64都可提取出来，从而可方便无阻地靠近下衬体69内两腔体61、62的整个内部表面135。此外，也可方便无阻地靠近经蛤壳状启开的筒体40(图4)后完全外露的上衬体68的整个内部表面136。由于脱开的转子主体63、64这时已取出，必要时就可方便地取出和更换下衬体69。取出的转子主体63、64就可方便地运送到车间近处的清理或维修区。在驱动和从动端机座38、39内的轴承组件可便于整个地保持组装状态，也就是，轴承组件在转子主体63、64从其相应的轴颈上脱开并从混合室筒体40中取出时基本上可保持原状。
为使三段式转子90、94(图5)具有方便快卸的性能，在连续式双转子混合机22中采用了新型快卸联合器140、141。在图5中，为图示简明仅示出了一个驱动联合器140和一个从动端联合器141，实际上各有两个。
这些快卸联合器具有以下特点(1)采用导向接合以保持各转子主体和驱动、从动轴颈同心对准;(2)采用键接结构以传递转矩;(3)便于快速连接和脱开;(4)保持整体牢固的接合;(5)将联合器用螺钉固定在转子主体的两端上，从而形成完整、有效的转子主体组件。在将脱开的转子主体从启开的混合机筒体中提出时，这些联合器可保持其原有用螺钉固定在转子主体63、64上的相应状态;(6)在各联合器和各轴颈之间通过导向结构和键接结构形成可脱开的接合面;(7)快卸式联合器组件具有同心和传递转矩的性能;(8)卡装在轴颈上的带螺纹的锁紧套圈可用以将联合器接合面锁紧在一起;(9)可用扳手通过扳手开口在带螺纹的锁紧套圈上预加一个负荷，从而保持接合的完整性;(10)由于其中整个强力的转矩是由各接合面上的键接结构承受的，故带螺纹的锁紧套圈不会咬住;(11)为卸开三段式转子90、94，用户只需松开和反转带螺纹的锁紧套圈，再分开导向和键接的接合面就可方便地卸下转子主体及其联合器。
在图3B中示有其中一个驱动端快卸联合器140。带螺纹的锁紧套圈110通过在驱动轴颈91的一个扩大的头部或凸缘142的后面搭接在轴颈上的一内凸缘145卡装在驱动轴颈91上。此扩大的头部142具有一朝下游方向伸出的同心圆形导向凸缘143，此凸缘在驱动轴颈头部142上形成一杯形接合插口。如图所示，一圆筒形转子导向体144用四个穿过导向体144螺钉孔147(图5)的螺钉146(仅示出其中三个)固定在转子主体63的上游端。此导向体144具有朝向上游的同心环形导向表面，此导向表面作插头状配接在驱动轴颈头部142上形成接合插口的导向凸缘143内。导向体144还有一沿直径延伸、朝向上游的键150，此键可配接在驱动轴颈头部142朝向下游的表面内的沿直径延伸的键槽148内。
导向体144除其朝向上游的键150外还具有朝向下游的沿直径延伸的键152(图5)，此键配接在转子主体63上游端表面上的沿直径延伸的键槽154内。转子主体63的上游端表面具有一朝向上游伸出的同心圆形导向凸缘156。导向体144具有一朝向下游的同心环形导向表面158(图5)，此导向表面体插头状配接在导向凸缘156内如图3B所示。
锁紧套圈110具有内螺纹160(图5)，用以与导向体144上的外螺纹162(图5)配接。在导向体144和轴颈头部142下游面之间的接合面上通过用扳手旋紧锁紧套圈110预加一压紧负荷。
就靠近混合机筒体40下游端的快卸联合器141(图3A)来说，锁紧套圈117具有一在从动轴颈92的扩大头部或凸缘142后面搭接在轴颈上的内凸缘145，从而使此套圈卡紧在从动颈上。扩大的头部142具有一同心的圆形导向凸缘143，此凸缘朝向上游伸出而在轴颈42上形成一杯形接合插口。
一圆筒形转子导向体164(图3A)用四个穿过导向体164螺钉孔147(图5)的螺钉146(仅示出其中一个)固定在转子主体63的下游端。在导向体164和转子主体63下游端之间装入一隔热环166，其原因在以后加以说明。隔热环上的四个螺钉孔147与导向体164上的螺钉孔147(图5)对准。除四个螺钉146外，两个传递转矩的驱动销168(仅示出其中之一)从转子主体63的下游端穿过隔热环166上合适的孔伸入导向体164上的插口170(仅示出其一)内。由于从动端具有较小的转矩负荷(与驱动端相比)，故对导向体164可采用驱动销168作为键接构件。
导向体164具有一朝向下游的同心环形导向表面165(图5)，用以作插头状配接在从动轴颈头部142形成接合插口的导向凸缘143内。导向体164还具有一沿直径延伸的键172，此键朝向下游伸出，可与从动轴颈92扩大的头部142上的沿直径延伸的键槽174配接。可以看出，在导向体164中设有一轴向通孔，其原因在以后加以说明，因此，在图5中，键172形成两个径向部分。
工作中，在用户需使两转子主体63、64(图5)与其相应的驱动和从动轴颈91、92和95、96(图5)脱开时，可用扳手使四个锁紧套圈110、117在相应的两个驱动端导向体144和两个从动端导向体164的螺纹162上反向转动。由于转矩负荷有利地只是由转子主体63、64上游端的驱动键150、152承受，所以锁紧套圈的螺纹部分不会出现咬住现象。在转子主体的下游(从动)端，转矩负荷有利于仅由两个驱动销168和键172承受。
在锁紧套圈110、117反转后，使从动轴颈92、96(图5)向下游偏移以便通过使轴承114、115(图3A)自由浮动的外座圈在从动端机座39内向下游滑移而形成一端部游隙。在从动端机座39内离一环形凸肩175约有1/2寸的自由浮动间隙如双向箭头176(图3A)所示。从动轴颈92、96的这种朝向下游约1/2寸的偏移使从动轴颈头部142的凸缘143脱离其在导向体164导向表面165(图5)上的套接关系，而且还可使转子主体63、64朝向下游偏移约1/4寸。转子主体63、64的这种朝下游的偏移使上游的转子导向体144(图3B)的环形导向表面脱离其与驱动轴颈头部142上套接凸缘143的插头状接合。这样，就使转子主体63、64完全松开其与驱动和从动轴颈的同心导向连接。
于是，可方便地将转子主体63、64从下衬体69中提取出来，键150易于向上滑动，从而从其键槽148中脱出，键172也易于向上滑动，从而从其键槽174中脱出。
这时就可将向上提起的转子主体63、64从混合机筒体40中完全取出来。在下衬体69中混合腔体61、62的内表面135完全外露而可方便无阻地进行清理和/或维修。比较有利的是不必卸开端部机座38、39内的轴承组件。换言之，这些轴承组件基本上保持原状。而且，导向体144、164在其相应转子主体的上游和下游端保持完全组装的状态。对这些转子主体63、64也可毫无阻碍地进行清理和/或维修。
本发明转子区的冷却方法和装置使连续式双转子混合机内两个转子的预定区域得到应有的冷却而使其他预定的区域保持不受冷却，也就是无明显的冷却。尽管在本发明的实施例中将其装用于三段式转子，当然也完全可以有效地装用于连续式双转子混合机中的单体转子。
在各转子90、94(图5)中装有一特长的轴向内孔180(图3A)。内孔180从转子的下游端(也称作“进水端”)一直延伸到其终端182(图3B)，终端182位于转子上套装密封件128的部分内。事实上在图3B中内孔180的这个终端182向上游越过了混合机筒体40及其衬体68、69的上游端。内孔180的终端182轴向离导向体安装螺钉146下游端不到1寸。内孔180的进口184如图3A和图5所示在转子90、94的下游端。
为将冷却液，一般为水，供送到转子的特长内孔180中，采用一细长的冷却水供送管186(图8)，此管延伸到离孔终端182不到1寸处。冷却液如箭头188所示穿过此管186的通道189。供液管186和全部其他图8中所示构件均与转子一起旋转，这在以后加以说明，因此，在图8中所示任意构件之间无相对运动。冷却液相对于这些不同的构件流动，正如下面还要说明的。冷却液188如流动箭头190所示一直流动到供液管186的排放端187，由此而冲刷内孔终端182以及冲刷在转子中第一冷却区192内转子内孔180的壁面，形成有效的冷却液流191。
为造成一个第一非冷却区194，原来沿转子内孔180壁面流动的冷却液流191通到第一隔离管段195的内部。此管段195焊接在一对支撑环196、197上，从而受到与供液管186同心的支撑，各支撑环的周边紧贴在转子内孔180的壁面上。为使供液管186相对于内孔180作同心支撑，采用一带辐支撑环198(图9)，其周边紧贴在转子内孔180的壁面上。此带辐环198具有若干(图示为四个)向内延伸的焊在供液管186上的径向支臂200(图9)，这样，在这些径向支臂200之间形成四个通路202。带辐环198与相邻隔离支撑环196之间隔有一具有一周边凸肩205(图8A)的带榫环形件204，此凸肩搭接在带辐环198的轴向凸缘201上。环形件204一般具有一宽T形截面如图8A所示，其另一周边凸肩205搭接在支撑环196上与此凸肩相邻的一个轴向凸缘208上。为形成用以装入一密封件206如一O形环或密封唇的V形槽，带辐环198和环形件204与其邻接的部分具有斜切边缘如图8A所示。同样，为形成另一用以装入另一密封件206的V形槽，环形件204和支撑环196的与其相邻部分也具有斜切边缘。
这对密封件206紧贴在转子内孔180的壁面上使冷却液流脱离内孔壁面而穿过带辐环的通路202(图9)如箭头203(图8)所示。液流203在穿过带辐环的通路202后，即限制在管段195内侧的一个隔离通道199内。此隔离管段195向内与转子内孔壁面隔开，因此，在第一非冷却区194内基本上不产生转子的冷却。
这种冷却-非冷却-冷却-非冷却…的管件组装技术(其中一部分在图8A中作了放大图示)采用一种T形件204，其周边凸缘205搭接在相邻支撑环的凸缘上。这种有利的技术可沿转子内孔180的长度重复地使用。因此，在这种组合技术中，对于隔离管段195来说，支撑环197和另一支撑环196具有镜面对称的构型。支撑环197在组装中以其凸缘搭接在第二T形环形件204的凸肩上，而此环形件204可以其另一凸肩搭接在另一相邻的管件支撑环196的一凸缘上。另一同心管段207由第二支撑环196支撑而向内与转子内孔180壁面隔开。
但是，此管段207的功用与隔离管段195相反，因为此管段207用作加强冷却的构件(增冷器)而迫使冷却液流210紧贴在转子内孔180的壁面上。为使冷却液如箭头210所示流入紧靠内孔壁面180的环形通道212，设有一套装在供液管186上并焊在其上的堵流件214。同时在增冷管段207上设有若干开口216(图10中为四个开口)。相对于管段195内冷却隔离通道199中的冷却液流的203来看，这些开口216位于堵流件214的上游近处，从而使液流如箭头210所示转入增冷通道212。因此，形成一第二转子冷却区218。
在此冷却区218的下游端，增冷管段207具有另外一些径向开口220，用以使液流(箭头222)进入另一隔离管段195内的另一冷却隔离通道199。由一T形件204、相邻两管件支撑环197、196和一对紧贴内孔壁面的密封件206构成的组件使冷却液从增冷管道212向内(箭头222)转入冷却隔离通道199。因此，形成一第二非冷却区226。
因此，不难理解，可以设置一系列交替的冷却-非冷却-冷却-非冷却-冷却-非冷却各区，其中各区的长度可以不同，交替各区的数量可以不同。在用户需改变这些区的相对位置、相对长度或数量时，可以从转子内孔180内取出整套的冷却液供送管186及其有关的冷却隔离管段195和增冷管段207，并换用另一套具有所需新的液流通道方式的冷却液供送管组件。
这样，用户在处理有关冷却和非冷却区的方式、各区沿各转子内孔的相对位置、各区的相对长度和数量方面具有多种选择，从而可以按塑料的不同组成来确定各区的分布，与此同时要求在沿混合室60(图3A、3B)长度的不同区域内具有不同的混合温度。例如，在螺旋片72附近的区域内产生的主要是塑料的压送作用，在螺旋片72的下游，尖角74的上游、沿混合叶片73的上游部分这一高压区域内产生的往往主要是分散性的混合，而在尖角74的下游、沿混合叶片73的下游部分产生的往往主要是分布性的混合，对冷却和非冷却区可有利地进行选型以便在沿转子长度的各区域内产生最理想的塑料加工过程。
为将冷却液228(图6)供送到供液管186内，设有一供液管接头230，此接头通入一旋转连接机构232。此机构232具有一可旋转的联合器234，此联合器具有一装在一管件236内的带螺纹的接头，此管件具有一凸肩238，此凸肩在从动轴颈内孔180的进液口184(图3A)处紧贴在一从动轴颈92、96上。从动轴颈内的轴向内孔180如图3A所示与导向体164内的一轴向孔连通，此孔又与隔离环166的轴向孔连通，此孔再与转子内孔180连通。因此，形成一完整的轴向通道，用以装入供液管组件186、195、207而从进液口184(图3A)一直延伸到在内孔终端182近处供液管186的排放端187(图8)。
可以看出，在图6中隔离管段195是在240处焊在新型管件236的端部上的。这样，在最后一个隔离通道199内的回流242通过管件236内的一环形通道244进入联合器234，此联合器可与相应的转子组件90、94(图5)作协调一致的转动58(图4)。在环形通道244内的回流冷却液通过旋转连接机构232如箭头248所示从出口246流出。
如图7所示，一阻流件250在252处留有空隙，可使回流冷却液绕过此阻流件250进入联合器234，一压簧254与旋转连接机构232连接。如图8所示，另一压簧236顶在内孔终端182上，并压靠在带辐环198上，用以产生压缩负荷而使所有相应的带榫头的各连接组件和各环形件204紧相搭接。
在双转子塑料混合机中不采用常用的笨重而昂贵的加压循环油润滑系统，一种新型的系统和方法是采用加有油脂的端部机座轴承组件。由于采用了新型的隔热和局部冷却结构，可以成功地在本发明双转子塑料混合机轴颈轴承组件中采用高温油脂。
如图3A、3B所示，在从动轴颈端机座39相对两端的密封壳体104中设有用以润滑轴承114、115的油脂润滑装置260。同样，在驱动轴颈端的机座38相对两端的密封壳体102、104中设有用以润滑轴承98、97的油脂润滑装置260。例如，在图示双转子混合机22中，用于驱动轴颈91、95(图5)的四个轴承98、97(图3B中仅示出其中两个)为球面滚柱轴承，用于从动轴颈92、96的四个轴承114、115(图3A中仅示出其中两个)也为球面滚柱轴承。
将一种合适的高温油脂通过油脂装置260注入轴承。例如，在本发明实施例中较成功地采用了市场上可以购得的一种较合适的由纽约州Davis-Howland油料公司生产的LUBRIPLATE630-2号高温油脂。
为抑止热量从混合机筒体40传导到从动轴颈端机座39，在各转子主体下游端和导向体164之间装入具有较高抗压强度的合适的隔热环166。例如，一种用以制造这种隔热环166的合适的具足够抗压强度的隔热材料为由位于佛罗里达州的Ziecar Boducts公司生产的无石棉“ZIRCAR”100型陶瓷纤维耐火材料，这种耐火隔热材料的热导率约为4.40-4.42Btu/(hr·°F·ft2/in)，这一热导率范围产生于约390-1100°F的温度范围内。
为在隔热环166处取得更好的隔热性能，对穿过此环的四个螺钉146和两个驱动销168采用不锈钢的成分，这与相同尺寸和形状的普通钢的螺钉和销相比具有明显为小的热导率。
此外，为取得从动轴颈端机座39轴承对混合机筒体40的更好的隔热性能，至少在各从动轴颈92、96内孔180中的大部分长度上采用上述转子区的冷却以取得加强的冷却而在其中形成一散热区。
为取得驱动端机座38(图3B)对混合机筒体40的隔热条件，需特别加长转子内孔180如上所述，其终端182位于混合机筒体40及其衬体68、69上游端的上游。换言之，此终端182的位置实际上与混合机筒体40及其衬体68、69相比更靠近端部机座38。刚从供液管186排放端187放出、冲刷终端182如箭头190所示的冷却液流188(图8)具有很强的冷却作用。这种刚放出的冷却液流188、190的有效冷却作用在很靠近转子主体上游端的部位形成一用以冷却驱动轴颈91、95(图5)的散热区，因此，对驱动轴颈端机座38相对于混合机筒体40进行了隔热。
此外，各端部机座38、39距混合机筒体40较远，使在混合机筒体和相应端部机座之间的外界空气也产生一定的冷却作用。
熟悉本专业的人员可以看到，根据不同的操作要求和环境可以作出其他一些改变，故本发明不限于为便于说明所提出的实例而还包括并不脱离本发明如以下权利要求书所提出的实质和范围方面的一些改变。
权利要求
1.用于连续式塑料(24)混合机(22)中三段式转子(90、94)的快卸式联合机构(140、141)，其中，三段式转子(90、94)各具有两个轴颈(91、92、95、96)和一转子主体(63、64)，各轴颈具有一旋转轴线(65)，转子主体具有一旋转轴线(65)并可装在两轴颈(91、92、95、96)之间，所述快卸式联合机构(140、141)具有第一接合面形成机构(144、164)，此机构与转子主体(63、64)的一端连接；第二接合面形成机构(142)，此机构与一轴颈(91、92、95、96)的一端连接；所述第一接合面形成机构(144、164)具有第一同心导向机构(165)，此机构与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)同心；所述第二接合面形成机构(142)具有第二同心导向机构(143)，此机构与轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)同心；所述第一和第二同心导向机构(165、143)可作可松开的连接以使转子主体(63、64)的轴线(65)与轴颈(91、92、95、96)的轴线(65)在连接所述第一和第二同心导向机构(163、143)时作直线所述第一接合面形成机构(144、164)具有第一键接机构(150、152、172)；所述第二接合面形成机构(142)具有第二键接机构(143、154、174)；所述第一和第二键接机构(150、152、172、148、154、174)可作可松开的连接以在转子主体(63、64)和轴颈(91、92、95、96)之间传递转矩；可松开的锁紧机构(110、117)，用以使所述第一和第二接合面形成机构(144、164、142)可松开地锁合在一起，因而使所述第一和第二同心导向机构(165、143)彼此作可松开的连接以使所述轴线(65)作直线对准，并使所述第一和第二键接机构(150、152、172、148、154、174)彼此作可松开的连接以传递转矩。
2.按权利要求1所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述接合面形成机构中有一个(144、164)带有螺纹;所述锁紧机构(110、117)带有螺纹以与带有螺纹的接合面形成机构(144、164)作可松开的螺纹连接;对所述锁紧机构(110、117)可将其旋紧以与带螺纹的接合面形成机构(144、164)作可松开的螺纹连接而在所述第一和第二接合面形成机构(144、164、142)上彼此预加一负荷。
3.按权利要求2所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一接合面形成机构(144、164)带有螺纹;所述锁紧机构(110、117)卡装在轴颈(91、92、95、96)上。
4.按权利要求3所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第二接合面形成机构(142)具有一在轴颈上的扩大的头部(142);所述锁紧机构(110、117)卡装在所述扩大的头部(142)上。
5.按权利要求4所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一接合面形成机构(144、164)带有外螺纹;所述锁紧机构(110、117)为一环绕在所述扩大的头部(142)上带有内螺纹的套圈;所述套圈(110、117)具有一位于所述扩大的头部后面的内凸缘(145)，用以将套圈(110、117)卡装在所述轴颈(91、92、95、96)上的扩大的头部(142)上。
6.按权利要求1所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一接合面形成机构(144、164)为一固定在转子主体(63、64)上的导向件(144、164)。
7.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一同心导向机构(165)为导向件(144、164)上的一个圆筒形表面(165)，此表面与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)同心;所述第二同心导向机构(143)为所述第二接合面形成机构(142)上的一个圆筒形凸缘(143)，此凸缘与轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)同心;导向件(144、164)上所述圆筒形表面(165)可作插头状可松开地插入所述圆筒凸缘(143)。
8.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一同心导向机构(165)为导向件(144、164)上的一个圆筒形表面(165)，此表面与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)同心;所述第二同心导向机构(143)为所述第二接合面形成机构(142)上的一个圆筒形表面(143)，此表面与轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)同心;所述圆筒形表面中有一个为一外表面(165);所述圆筒形表面中另一个为一内表面(143)，此内表面可紧贴在所述外表面(165)上，用以使转子主体(63、64)和轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)彼此作直线对准。
9.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述圆筒形外表面(165)在第一接合面形成机构(144、164)上;所述圆筒形内表面(143)在第二接合面形成机构(142)上。
10.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一键接机构(150、152、172)垂直于转子主体(63、64)的旋转轴线(65)延伸;所述第二键接机构(148、154、174)垂直于轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)延伸;所述第一和第二键接机构(150、152、172、148、154、174)中另一个一般为凹形(148、154、174);所述凸形键接机构(150、152、172)可紧密地装在所述凹形(148、154、174)键接机构内。
11.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述凸形键接机构(150、152、172)在所述第一接合面形成机构(144、164)上;所述凹形键接机构(148、154、174)在所述第二接合面形成机构(142)上。
12.按权利要求6所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一同心导向机构(165)为一在所述第一接合面形成机构(144、164)上的一个圆筒形表面(165)，此表面与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)同心;所述第二同心导向机构(143)为一在所述第二接合面形成机构(142)上的一个圆筒形表面(143)，此表面与轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)同心;所述圆筒形表面中有一个为一圆筒形外表面(65);所述圆筒形表面中另一个为一圆筒形内表面(143);所述第一键接机构(150、152、172)垂直于转子主体(63、64)的旋转轴线(65)延伸;所述第二键接机构(148、154、174)垂直于轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)延伸;所述第一和第二键接机构中有一个(150、152、172)一般为凸形的;所述第一和第二键接机构中另一个(148、154、174)一般为凹形的。
13.按权利要求12所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述凸形键接机构(150、152、172)和所述圆筒形外表面(165)在同一接合面形成机构(144、164)上。
14.按权利要求13所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述凸形键接机构(150、152、172)和所述圆筒形外表面(165)在第一接合面形成机构(144、164)上。
15.按权利要求12所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述圆形内表面(143)在接合面形成机构中的一个(142)的上面形成一杯形插口;所述圆筒形外表面(165)在接合面形成机构中的另一个(144、164)的上面形成一插头形凸起，此凸起可紧密地装在所述杯形插口内;所述凹形键接机构(148、154、174)沿直径方向横过所述杯形插口延伸，并在沿直径方向的相对两处穿过这圆筒形内表面(143);所述凸形键接机构(150、152、172)沿直径方向横过所述插头凸起。
16.快卸式联合机构(140、141)，用于连续式塑料(24)混合机(22)的三段式转子(90、94)，这种三段式转子(90、94)各具有三个构件，即各具有一旋转轴线(65)的两个轴颈(91、92、95、96)和一个具有一旋转轴线(65)的转子主体(63、64)，其中，转子主体(63、64)位于两轴颈(91、92、95、96)之间，所述快卸式联合机构(140、141)具有一个导向件(144、164)，固定在所述构件中的一个构件的一端上;所述导向件(144、164)具有一圆筒形表面(165、158)，此表面与所述一个构件的旋转轴线(65)同心;所述导向件(144、164)具有沿直径方向横过导向件的键接机构(150、152、172);所述构件中另一构件具有一与其联结的圆筒形表面(143、156)，此表面与所述另一构件的旋转轴线(65)同心;所述另一构件具有与其联结的沿直径方向延伸的键接机构(148、154、174);所述圆筒形表面中有一个为一圆筒形外表面(165、158);所述圆筒形表面中另一个(143、156)为一圆筒形内表面(143、156)，用以在其内装入所述圆筒形外表面(165、158)以使所述一构件与所述另一构件的旋转轴线(65)彼此作直线对准;所述键接机构中有一个为凸形(150、152、172);所述键接机构中另一个为凹形(148、154、174)，用以在其中装入所述凸形键接机构(150、152、172)，以便在所述一个和另一个构件之间传递转矩;锁紧机构用以将所述圆筒形外表面(165、158)可松开地装在所述圆筒形内表面(143、156)内，并将所述凸形键接机构(150、152、172)可松开地装在凹形键接机构(148、154、174)内。
17.按权利要求16所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述圆筒形外表面(165、158)在所述导向件(144、164)上。
18.按权利要求16所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述凸形键接机构(150、152、172)在所述导向件(144、164)上。
19.按权利要求16所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述圆筒形外表面(165、158)在所述导向件(144、164)上;所述凸形键接机构(150、152、172)在所述导向件(144、164)上。
20.按权利要求16所述快卸式联合机构(140、141)，其中在其一端固定有所述导向件(144、164)的一个构件为转子主体(63、64)。
21.按权利要求20所述快卸式联合机构(140、141)，其中导向件(144)用螺钉固定在转子主体(63、64)的一端上;导向件(144)键接(152)在转子主体(63、64)的端部以传递转矩;在转子主体(63、64)端部和导向件(144)上的同心机构(156)彼此接合以使导向件(144)与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)保持同心对准。
22.按权利要求16所述快卸式联合机构(140、141)，其中在其一端固定有所述导向件(144、164)的一个构件为转子主体(63、64);所述导向件(144、164)用螺钉(146)固定在转子主体上。所述在导向件(144、164)上的圆筒形表面(165、158)为一圆筒形外表面(165、158);所述与轴颈(91、92、95、96)联结的圆筒形表面(143)为一圆筒形内表面(143)，用以可松开地在其内装入所述圆筒形外表面(165)以使转子主体(63、64)和轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)彼此作直线对准;所述凸形键接机构(150、152、172)在所述导向件(144、164)上;所述导向件(144、164)键接在转子主体(63、64)的端部以传递转矩;转子主体(63、64)的所述端部具有一圆筒形表面(156)，此表面与转子主体(63、64)的旋转轴线(65)同心;所述导向件(144、164)具有一圆筒形表面(165)，此表面与导向件(144、164)的一旋转轴线(65)同心;在转子主体(63、64)端部和导向件(144、164)上的所述圆筒形表面中的一个为一圆筒形外表面(165)，另一个为一圆筒形内表面(143)，用以在其内装入圆筒形外表面(165)以使转子主体(63、64)和导向件(144、164)的旋转轴线(65)彼此作直线对准。
23.按权利要求22所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述圆筒形外表面(165)在导向件(144、164)上;所述圆筒形内表面(156)在转子主体(63、64)的端部上。
24.按权利要求22所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述导向件(144、164)具有一带外螺纹的表面(162)，此表面与其旋转轴线(65)同心;所述锁紧机构具有一带内螺纹的套圈(110、117);所述套圈(110、117)卡装在轴颈(91、92、95、96)上;所述带内螺纹的套圈(110、117)与导向件(144、164)的所述带外螺纹的表面(164)作可松开的连接，以使所述导向件(144、164)在轴颈(91、92、95、96)上预加一负荷。
25.快卸式联合机构(140、141)，用于连续式塑料(24)混合机922)的三段式转子(90、94)，其中，三段式转子(90、94)具有一转子主体(63、64)和第一和第二轴颈(91、92、94、96)，转子主体(63、64)具有一旋转轴线(65)，装在第一和第二轴颈(91、92、95、96)之间，其旋转轴线(65)与各轴颈的旋转轴线(65)彼此作直线对准;所述快卸式联合机构(140、141)具有第一和第二导向件(144、164)，各具有一旋转轴线(65);所述第一和第二导向件(144、164)可以装在所述转子主体(63、64)的相对两端，以其相应的旋转轴线(65)与转子主体键接以在转子主体(63、64)和相应的导向件(144、164)之间传递转矩;所述第一和第二导向件(144、164)在其上分别具有第一和第二键接机构(150、152、172)，用以分别与在第一和第二轴颈(91、92、95、96)上的第一和第二键接机构(148、154、174)作可松开的配接，以便分别在第一、第二导向件(144、164)和第一、第二轴颈(91、92、95、96)之间传递转矩;所述第一和第二导向件(144、164)各在其上具有与其旋转轴线(65)同心的圆筒形表面(65);所述第一和第二轴颈(91、92、95、96)各在其上具有一与其旋转轴线(65)同心的圆筒形表面(143);在所述第一和第二导向件(144、164)上的圆筒形表面(165)可与所述第一和第二轴线颈(91、92、95、96)上相应的圆筒形表面(143)作可松开的连接，以使第一和第二导向件(144、143)的旋转轴线(65)与相应的第一和第二轴颈(91、92、95、96)的旋转轴线(65)作直线对准;所述第一和第二导向件(144、164)在其上具有带螺纹的表面(162);第一和第二锁紧套圈(110、117)卡装在所述第一和第二轴颈(91、92、95、96)上;所述第一和第二锁紧套圈(110、117)在其上具有带螺纹的表面(160)，此表面可与相应的第一和第二导向件(144、164)上的带螺纹的表面(164)作可松开的连接，以使第一和第二导向件(144、164)在相应的第一和第二轴颈(91、92、95、96)上预加一负荷。
26.按权利要求25所述快卸式联合机构(140、141)，其中所述第一和第二轴颈(91、92、95、96)在其上分别具有第一和第二杯形接合面(143);所述第一和第二杯形接合面(143)在其上具有第一和第二凸缘(143);在第一和第二轴颈(91、92、95、96)上的所述圆筒形表面(143)分别为所述第一和第二凸缘(143)的内表面;在所述第一和第二导向件(144、164)上的所述第一和第二圆筒形表面(165)为圆筒形外表面(165)，此外表面可与相应的第一和第二凸缘(143)作可松开的嵌接;所述第一和第二锁紧套圈(110、117)使所述第一和第二导向件(144、164)分别在第一和第二杯形接合面(143)上预加一负荷。
27.按权利要求26所述快卸联合机构(140、141)，其中所述第一和第二轴颈(91、92、95、96)在其上分别具有第一和第二扩大的头部(142);所述第一和第二杯形接合面(143)分别在所述第一和第二扩大的头部(142)上。
28.按权利要求27所述快卸式联合机构(140、141)，其中在第一和第二轴颈(91、92、95、96)上的所述第一和第二键接机构(148、174)分别为沿直径方向横过所述第一和第二杯形接合面(143)的第一和第二键槽。所述第一和第二键槽(148、174)分别穿过所述第一和第二凸缘(143);在第一和第二导向件(144、164)上的所述第一和第二键接机构(150、172)分别为沿直径方向横过所述第一和第二导向件(144、164)的第一和第二键(150、172);所述第一和第二锁紧套圈(110、117)分别具有卡装在所述第一和第二扩大的头部(142)上的第一和第二内凸缘(145)。
全文摘要
一种连续式双转子塑料混合机三段式转子的快卸式联合器，此联合器可使各转子的一转子主体与位于转子主体两端的轴颈脱开。此联合器具有导向结构，用以保持同心度，具有键接结构，用以传递转矩，还具有卡装在轴颈上的带螺纹的锁紧套圈，用以将可分开的接合面锁紧在一起，从而形成一种方便的锁紧和松开的装置。
文档编号B29C47/40GK1067605SQ92103878
公开日1993年1月6日 申请日期1992年6月6日 优先权日1991年6月7日
发明者老约瑟夫·R·皮卡欧罗, 小威廉·H·斯威林, 迈克尔·R·卡尼, 道格拉斯·E·莫舍 申请人:法莱尔公司