专利名称：胶料在线动态取样设备及其方法
技术领域：
本发明提供一种在橡胶生产过程中进行混炼胶料在线动态取样设备及其方法，属于橡胶机械和自动化生产控制领域。
背景技术：
随着橡胶制造技术的不断创新，组织多种配方的胶料进行混合生产已经得到普及。为提高混炼过程中的品质、以及提升助剂分散性和胶料整体均勻性，需对指定车次的胶料进行定位取样、送检以混炼胶质量的评判，以期获得改进原料、提高炼胶工艺和胶料稳定性的数据支持。炼胶是多种橡胶制品生产过程的第一道工序，混炼胶的生产品质直接决定了橡胶制品的质量，且通常炼胶的能耗约占橡胶制品总能耗的70%左右。在混炼胶综合质量参数中，门尼粘度(Mooney Viscosity)是关键指标之一，其反映了混炼胶加工性能和均勻分布程度。目前国内、外橡胶制品的门尼粘度检测，普遍地采用实验室门尼粘度仪进行离线测量，检测数据延迟一般在8 10小时以上，对于生产现场的质量控制就显得较为滞后，无法为工艺优化和提高生产品质提供实时信息。而且，现场取样主要依靠人工经验实施定时、 定温取样，通过手写方式对胶样进行标识，待胶样达到一定数量后方才送往快检处进行检测处理。由于现场取样设备简陋、取样手段落后，易导致判断失误、造成较大的误差而失去取样送检的验证参考作用。而且，整个过程中人工参与程度较大、纠错效率较低，往往已经出现质量问题而继续混炼一段时间，造成整体生产能耗增加、甚至发生焦烧等现象而形成废胶。
发明内容
本发明所述的胶料在线动态取样设备及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而采用在线动态取样技术，即在胶料从混炼机排出后、被送至冷却处理前即采用取样设备按工艺要求取样。在不影响炼胶速度、无需停机待检的前提下，及时地将胶料送往检验。本发明的目的是，实现在线动态取样控制工艺，能够有选择地、准确地获取各种胶料，包括取样定位、时间和频次均可按照混炼胶的配方、生产工艺等条件实现自动化控制。另一发明目的在于，炼胶工艺与取样、送检互不影响，即在不停机状态下实施取样，提高整体生产效率和自动化水平。发明目的还在于，采用门尼在线测量技术，解决炼胶质量的均一性和生产能耗过大的问题。为实现上述发明目的，所述胶料在线动态取样设备，设置在胶片生产线的密炼机与冷却机之间，主要包括有设置在胶片输送线上方的机架，
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在机架上设置有至少1个垂直于胶片输送线安装的胶料取样装置，在胶片输送线下方设置有胶样输送线，所述的胶料取样装置，具有安装在机架上的冲切气缸，以及由冲切气缸驱动的、端口具有环形切口的上凸模，在胶样输送线上方设置有，与上凸模垂向相对地、用于与上凸模相切时在胶片表面切取胶样的下凹模。如上述基础方案，从密炼机排出的混炼胶通过胶片输送线被输送至胶料取样装置下方，在不影响胶片正常输送速度的前提下，冲切气缸向下驱动上凸模与下凹模相切，此时利用上凸模的环形切口从胶片表面切取下胶样，胶样向下落入下凹模下方的胶样输送线， 最终被送至检验处进行混炼胶质量的检验。在上述取样设备中，取样方向与胶片输送方向不相同，并且上凸模与下凹模之间的相切取样瞬间完成，因此取样动作并不会影响到整体炼胶生产工艺的运行。鉴于针对胶样的检测指标具有多项，不同配方胶料混炼所需检测的胶样大小、数量、胶料在胶片整体的位置、每车胶料取样的次数等参数也各不相同。因此，本发明所提供的胶料在线动态取样设备可以配置多个胶料取样装置，各个胶料取样装置的取样动作可以同时或分开执行。还可以通过调换上凸模与下凹模的口径大小来解决、调节胶样大小等问题。基于本发明的设计构思，本领域技术人员可以选择同类型的多种取样执行机构。 为进一步减小取样时对于胶片输送速度的影响，可采取如下细化改进方案，在所述的胶料取样装置中，冲切气缸的驱动杆连接一推杆，一环形的滚模通过辊轴轴设于推杆的底端，在滚模表面设置有至少1个上凸模。采用所述冲切气缸驱动滚模下压取样的执行机构，滚模在推杆的带动下向下冲压时，滚模与上凸模仅具有向下的冲力而不具有与胶片输送相同或相反的旋转作用力。当上凸模与下凹模相切取样的瞬间动作完成时，滚模受到胶片的摩擦力而按胶片输送相同的方向向前翻转，此时滚模受到胶片向前输送的作用力而获得同样速度的惯性转动，从而带动上凸模从下凹模表面脱离。滚模与上凸模不再与胶片接触，胶片正常输送方向和速度不受影响。为保证切取胶样动作的连贯性，防止出现粘胶、切取不彻底等问题的发生，同时促使胶样顺利地下落于胶样输送线，可采取如下优化措施在滚模的内腔设置有连通于上凸模、且用于在上凸模与下凹模相切时向胶样表面喷吹高压气体的气体导入口，气体导入口连接于外部供气管路。在上凸模与下凹模相切取样的瞬间、即在滚模受力惯性翻转前，通过将高压气体从气体导入口喷出而瞬时地提供足够促使切取下的胶样脱离下凹模的冲力，实现胶样按设计要求顺利地下落于胶料输送线。当切取胶样的瞬间，胶样两侧的胶片会发生不同程度的浮空现象或是翘起，为停止出现此类影响胶样切取的不利因素，可在所述推杆的底端两侧设置有，通过辊轴轴设的、 且能绕辊轴轴心旋转的一对压辊。当滚模带动上凸模下压切取胶样时，压辊也同时向下压住胶样两侧的胶片，则使得在切取胶样的短暂过程中使胶片整体上处于静止状态。
当胶样切取完成后，压辊随同滚模瞬间提升而较小地影响到胶片向前的输送速度。为避免一次取样完成后，滚模过度翻转而导致静止位置的不确定性、影响到下一次取样时上凸模与下凹模之间的相切对中精度，需采取如下改进实施方式在所述滚模的侧部设置有，用于在切取胶样后将上凸模复位于垂向相对于下凹模的弹性复位机构。弹性复位机构可以将包括滚模的主要取样部件进行复位、对中，较为有效的优选实施例是，所述的弹性复位机构包括在推杆内侧设置一复位槽，在复位槽内部设有一复位弹簧和定位弹珠。在推杆静止状态下，定位弹珠抵靠于滚模侧部的定位孔中。在切取胶样后，滚模瞬间提升、翻转，滚模压迫定位弹珠从定位孔中弹出，但是定位弹珠受到复位弹簧的弹力而起到阻止滚模继续旋转和复位作用，最终促使滚模停止在初始位置，即保证上凸模恢复至与下凹模垂向相对的静止状态，为下一次切取胶样做好准备。为防止胶片输送、取样过程中因输送力不足而导致胶片堆积等问题的发生，可在胶片输送线下方设置，通过电机驱动旋转并带动胶片向前输送的电动滚筒。同时，在胶片输送线上方设置，通过一个压实气缸推至胶片表面并辅助胶片向前输送的压辊。在电动滚筒与压辊的共同作用下，可以保证胶片勻速地向前输送。基于上述取样设备的结构特征，本发明还实现了如下胶料在线动态取样方法从密炼机排出的胶片在进行冷却之前采取在线取样，沿胶片输送的垂向方向，通过胶片输送线上方的胶料取样装置，由冲切气缸驱动上凸模与下凹模垂向相切而在胶片表面切取胶样；切取胶样时，胶片在胶片输送线上不间歇地向前输送。为保证切取胶样动作的连贯性，可在上凸模与下凹模垂向相切切取胶样时，从上凸模的上方引入高压气体而喷吹于所切取胶样的上表面，将胶样吹落于在下凹模下方的胶样输送线。针对提高切取胶样动作精度的控制方式是，冲切气缸的驱动杆连接一推杆，一环形的滚模通过辊轴轴设于推杆的底端，在滚模表面设置有至少1个上凸模；冲切气缸带动推杆向下推出，滚模沿垂向下落而驱使上凸模与下凹模垂向相切并切取胶样时，上凸模同时受到胶片的摩擦力而带动滚模向前翻转、滚模脱离与胶片的接触；在所述侧部弹性复位机构的作用下，滚模停止旋转并静止，此时上凸模恢复至与下凹模垂向相对的初始位置。综上内容，本发明胶料在线动态取样设备及其方法具有如下优点和有益效果1、采用在线动态取样技术，在不影响炼胶速度、无需停机待检的前提下，准确地完成切取胶料与送检，解决生产现场质量控制的滞后问题，为生产高品质胶料提供实时信肩、ο2、能够按照混炼胶的配方、生产工艺等条件实现自动化控制取样，取样精度较高、 具备较明显的验证参考价值。
有利于优化炼胶工艺、降低整体生产能耗，提高生产效率和自动化水平
现结合附图对本发明做进一步的说明图1是所述胶料在线动态取样设备的示意图；图2是取样设备侧向示意图；图3是胶料取样装置的示意图；图4是图3的A部放大示意图；如图1至图4所示，冲切气缸1，导套2，推杆3，滚模4，辊轴套6，压辊7，辊轴8，气体导入口 9，上凸模10，压实气缸11，机架12，压辊13，胶片15，下凹模16，落料口 17，胶片输送线18，电机19，电动滚筒20，胶样输送线21，复位槽30，复位弹簧31，定位弹珠32，定位孔40。在图2中，箭头F表示的是胶片15在胶片输送线18上的输送方向，箭头H表示的是推杆3带动滚模4沿垂直方向上、下冲切的方向，箭头R表示是滚模4在上凸模10与下凹模16相切时受到胶片15的作用力而向前翻转的方向。
具体实施例方式实施例1，如图1至图4所示，所述胶料在线动态取样设备，设置在胶片生产线的密炼机与冷却机之间，主要包括有设置在胶片输送线18上方的机架12，在机架12上设置有3个并列的、各自独立工作的垂直于胶片输送线18安装的胶料取样装置。在胶片输送线18下方设置有胶样输送线21。所述的胶料取样装置具有，安装在机架12上的冲切气缸1，冲切气缸1的驱动杆连接推杆3，环形的滚模4通过辊轴8轴设于推杆3的底端，在滚模4表面设置上凸模10，上凸模10具有端部的环形切口。在胶样输送线21上方设置有，与上凸模10垂向相对地、用于与上凸模10相切时在胶片15表面切取胶样的下凹模16。在推杆3上套设有导套2，以提供冲切气缸1推动推杆3向下推出的导向。在滚模4的内腔设置有连通于上凸模10、且用于在上凸模10与下凹模16相切时向胶样表面喷吹高压气体的气体导入口 9，气体导入口 9连接于外部供气管路。在推杆3的底端两侧设置有，通过辊轴8轴设的、且能绕辊轴8轴心旋转的一对压辊7。在辊轴8上套设有辊轴套6，以提供滚模4带动压辊7翻转的导向。在滚模4的侧部设置有，用于在切取胶样后将上凸模10复位于垂向相对于下凹模 16的弹性复位机构。在推杆3内侧设置一复位槽30，在复位槽30内部设有一复位弹簧31 和定位弹珠32。在推杆3静止状态下，定位弹珠32抵靠于滚模4侧部的定位孔40中。在胶片输送线18下方设置有，通过电动滚筒旋转带动胶片15向前输送。在胶片输送线18上方设置有，通过一个压实气缸11推至胶片15表面并辅助胶片15向前输送的压辊13。基于上述胶料在线动态取样设备而实现如下取样方法从密炼机排出的胶片在进行冷却之前采取在线取样；沿胶片15输送的垂向方向，通过胶片输送线18上方的胶料取样装置，由冲切气缸 1驱动推杆3向下推出，滚模4沿垂向下落而驱使上凸模10与下凹模16垂向相切并切取胶样；在上凸模10与下凹模16垂向相切切取胶样时，从上凸模10的上方引入高压气体而喷吹于所切取胶样的上表面，将胶样通过落料口 17落于在下凹模16下方的胶样输送线 21上；上凸模10与下凹模16垂向相切、切取胶样的同时，上凸模10同时受到胶片15的摩擦力而带动滚模4向前翻转、滚模4脱离与胶片15的接触；在切取胶样的过程中，胶片15 在胶片输送线18上不间歇地向前输送；在上述侧部弹性复位机构的作用下，滚模4停止旋转并静止，此时上凸模10恢复至与下凹模16垂向相对的初始位置，为下一次取样做好准备。
权利要求
1.一种胶料在线动态取样设备，设置在胶片生产线的密炼机与冷却机之间，其特征在于包括有设置在胶片输送线(18)上方的机架(12)，在机架(12)上设置有至少1个垂直于胶片输送线(18)安装的胶料取样装置，在胶片输送线(18)下方设置有胶样输送线01)，所述的胶料取样装置具有，安装在机架(1 上的冲切气缸(1)，以及由冲切气缸(1)驱动的、端口具有环形切口的上凸模(10)，在胶样输送线上方设置有，与上凸模(10)垂向相对地、用于与上凸模(10)相切时在胶片(15)表面切取胶样的下凹模(16)。
2.根据权利要求1所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于所述的胶料取样装置， 冲切气缸(1)的驱动杆连接一推杆(3)，一环形的滚模(4)通过辊轴(8)轴设于推杆(3)的底端，在滚模(4)表面设置有至少1个上凸模(10)。
3.根据权利要求2所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于在滚模(4)的内腔设置有连通于上凸模(10)、且用于在上凸模(10)与下凹模(16)相切时向胶样表面喷吹高压气体的气体导入口(9)，气体导入口(9)连接于外部供气管路。
4.根据权利要求2或3所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于在推杆(3)的底端两侧设置有，通过辊轴(8)轴设的、且能绕辊轴(8)轴心旋转的一对压辊(7)。
5.根据权利要求1、2或3所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于在滚模的侧部设置有，用于在切取胶样后将上凸模(10)复位于垂向相对于下凹模(16)的弹性复位机构。
6.根据权利要求5所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于所述的弹性复位机构包括有，在推杆(3)内侧设置一复位槽(30)，在复位槽(30)内部设有一复位弹簧(31)和定位弹珠(32)，在推杆⑶静止状态下，定位弹珠(32)抵靠于滚模⑷侧部的定位孔GO)中。
7.根据权利要求1、2或3所述的胶料在线动态取样设备，其特征在于在胶片输送线 (18)下方设置有，通过电动滚筒20旋转带动胶片(1 向前输送；在胶片输送线(18)上方设置有，通过一个压实气缸(11)带动压辊13推至胶片(15) 表面并辅助胶片(15)向前输送。
8.一种胶料在线动态取样方法，从密炼机排出的胶片在进行冷却之前采取在线取样， 其特征在于沿胶片(1 输送的垂向方向，通过胶片输送线(18)上方的胶料取样装置，由冲切气缸(1)驱动上凸模(10)与下凹模(16)垂向相切而在胶片(15)表面切取胶样；切取胶样时，胶片(15)在胶片输送线(18)上不间歇地向前输送。
9.根据权利要求8所述的胶料在线动态取样方法，其特征在于在上凸模(10)与下凹模(16)垂向相切切取胶样时，从上凸模(10)的上方引入高压气体而喷吹于所切取胶样的上表面，将胶样吹落于在下凹模(16)下方的胶样输送线01)。
10.根据权利要求8或9所述的胶料在线动态取样方法，其特征在于所述的胶料取样装置，冲切气缸(1)的驱动杆连接一推杆(3)，一环形的滚模(4)通过辊轴(8)轴设于推杆 (3)的底端，在滚模⑷表面设置有至少1个上凸模(10)；冲切气缸(1)带动推杆(3)向下推出，滚模(4)沿垂向下落而驱使上凸模(10)与下凹模(16)垂向相切并切取胶样时，上凸模(10)同时受到胶片(15)的摩擦力而带动滚模⑷向前翻转、滚模⑷脱离与胶片(15)的接触；在所述侧部弹性复位机构的作用下，滚模(4)停止旋转并静止，此时上凸模(10)恢复至与下凹模(16)垂向相对的初始位置。
全文摘要
本发明所述胶料在线动态取样设备及其方法，采用在线动态取样技术，即在胶料从混炼机排出后、被送至冷却处理前即采用取样设备按工艺要求取样。在不影响炼胶速度、无需停机待检的前提下，及时地将胶料送往检验。取样设备设置在胶片生产线的密炼机与冷却机之间，包括设置在胶片输送线上方的机架，在机架上设置有至少1个垂直于胶片输送线安装的胶料取样装置，在胶片输送线下方设置有胶样输送线，所述的胶料取样装置，具有安装在机架上的冲切气缸，以及由冲切气缸驱动的、端口具有环形切口的上凸模，在胶样输送线上方设置有，与上凸模垂向相对地、用于与上凸模相切时在胶片表面切取胶样的下凹模。
文档编号G01N1/02GK102374937SQ20101026198
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者孙培峰, 朱可辉, 李志华, 杜广华, 杨殿才, 杭柏林, 焦清国, 王正风, 董兰飞, 高彦臣 申请人:软控股份有限公司