改进型密炼机的翻转系统、送料装置及方法与流程

本发明涉及改进型密炼机及密炼方法，该分案的母案为：2018108413602；申请日：20180727；名称：改进型密炼机及密炼方法。

背景技术：

密炼机是塑料配混用的主要设备之一，按工作原理可分为间歇式和连续式两类。它由密炼室、转子、上顶栓（压料装置）、下顶栓（卸料装置）、加热冷却装置以及传动系统等组成。其工作原理是：混合料由加料斗进入密炼室，在两个相对旋转的转子的间隙、转子与密炼室内壁间隙、转子与上下顶栓的间隙中，受到不断变化的剪切、捏炼和摩擦作用，使塑料生热而塑化，并混合均匀。cn201020158435.6带炭黑粉尘回收装置的电缆屏蔽料用密炼机；cn201520644362.4一种密炼机虽然提供了两种密炼机设计方案，但是其效果不甚理想。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种改进型密炼机及密炼方法；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种改进型密炼机，包括主底座、设置在主底座上的密炼装置、设置在主底座上且用于对密炼装置密封下顶的上顶装置、设置在主底座上且驱动密炼装置对橡胶进行混炼的驱动装置、以及设置在主底座上且带动密炼装置翻转出料的翻转系统。

作为上述技术方案的进一步改进：

密炼装置包括用于存储混炼橡胶的密炼箱体、设置在密炼箱体上且用于添加与输出橡胶的密炼料口、设置在密炼箱体的密炼右侧板、右端固定在密炼右侧板左侧面上的密炼密封调整弹簧、左右活动设置在密炼箱体内且与密炼密封调整弹簧左端连接的密炼密封外挡套、以及反向旋转设置在密炼箱体上的啮合后转子与啮合前转子；啮合后转子与啮合前转子结构相同；

啮合后转子的啮合牙与啮合前转子的啮合牙位于密炼箱体内；

啮合后转子的中心线与啮合前转子的中心线空间异面；

在啮合牙两端设置有密炼密封挡胶板，在密炼箱体内设置有位于密炼密封挡胶板外侧的密炼密封挡胶盘，在密炼密封挡胶板与密炼密封挡胶盘之间以及在密炼密封挡胶盘外侧壁与密炼箱体内腔之间形成密炼密封间隙通道；

在主底座上密炼密封油脂泵，在密炼箱体上设置有与密炼密封油脂泵连接的密炼油脂管，密炼油脂管的出口位于密炼密封挡胶板与密炼密封外挡套之间；

在密炼箱体上分布有密炼冷却管；

在啮合前转子左端设置有啮合冷却中心孔，在啮合牙内侧壁与啮合前转子中部外侧壁之间设置有啮合冷却中间水套，在啮合前转子右端设置有啮合冷却出水孔；

啮合冷却中心孔的右端底孔、啮合冷却中间水套的左端、以及左端底孔依次连通。

翻转系统包括根部设置在主底座上的翻转气缸、设置在主底座与密炼装置的密炼箱体之间的翻转轴承座、连接在翻转气缸与密炼箱体之间的翻转驱动臂、以及分别设置在密炼箱体上两端的翻转旋转接头；

啮合冷却出水孔与啮合冷却中心孔分别与对应的翻转旋转接头连接；

驱动装置包括设置在主底座上的驱动电机、与传动齿式联轴器传动连接的驱动电机、以及键连接在啮合后转子端部的传动速比齿轮；

啮合前转子与传动齿式联轴器的输出端内孔键连接，传动速比齿轮与传动齿式联轴器的输出端外齿轮啮合传动。

在上顶长导向槽中设置有上顶导向转轴，在上顶导向转轴上根部铰接有上顶摆动侧壁，在上顶摆动侧壁上外侧壁设置有上顶台阶；在上顶台阶下端设置上大下小的上顶导向臂、在上顶导向臂下端内壁与上顶活塞杆外侧壁设置有上顶外推弹簧，在上顶栓支架上的横梁上设置有用于通过上顶活塞杆的竖直通孔；

在上顶栓支架的横梁下端横向安装有上顶横向气缸，

当上顶导向臂穿过横梁后，上顶台阶上端面与横梁下端贴合接触，

上顶横向气缸用于将上顶摆动侧壁横向退回；

上顶密封下压座与密炼装置的密炼料口密封接触；

在主底座上设置有护罩气缸，在护罩气缸下端设置有外罩在密炼装置上的护罩体。

在主底座上方设置有送料装置；送料装置包括送料旋转分配盘、以及分别在送料旋转分配盘上的送料存液箱体、送料辅料存储箱体与送料橡胶箱体；

在送料存液箱体下端设置有用于向密炼装置送料的密炼料口加料的送料存液管路，在送料存液管路上依次设置有送料存液流量计与送料存液电子阀门；

在送料辅料存储箱体下端设置有用于向密炼装置送料的送料辅料出料板，在送料辅料存储箱体上设置有带动送料辅料出料板摆动的送料辅料开合气缸；

在送料橡胶箱体下端设置有用于向密炼装置送料的送料橡胶开合门，在送料旋转分配盘上设置有位于送料橡胶箱体上方的送料橡胶横向气缸，在送料橡胶横向气缸上端设置有送料橡胶升降座，在送料橡胶升降座的龙门架上设置有送料橡胶下压气缸，在送料橡胶下压气缸下端设置有用于压入到送料橡胶箱体中的送料橡胶下压头，在送料旋转分配盘下端竖直分布有送料橡胶推动螺杆，在送料橡胶推动螺杆下端活动套装在送料橡胶箱体上的送料橡胶导向框，在送料橡胶导向框下端竖直设置有送料橡胶主动臂，在送料橡胶主动臂下端铰接有送料橡胶从动臂，在送料橡胶开合门上滑动设置有送料橡胶滑座，在送料橡胶开合门上设置有用于对送料橡胶滑座限位的送料橡胶限位块；送料橡胶从动臂的端部与送料橡胶滑座铰接；

在密炼装置送料的密炼料口翻转出料处设置有出料传送带，在出料传送带上设置有出料振动电机。

一种密炼方法，基于改进型密炼机，其包括主底座、设置在主底座上的密炼装置、设置在主底座上且用于对密炼装置密封下顶的上顶装置、设置在主底座上且驱动密炼装置对橡胶进行混炼的驱动装置、以及设置在主底座上且带动密炼装置翻转出料的翻转系统；

步骤一，借助于改进型密炼机的送料装置，首先，将定量的橡胶放入到送料橡胶箱体中，将辅助液体加入到送料存液箱体，将定量的辅助粉料加入到送料辅料存储箱体；然后，驱动送料旋转分配盘，将送料存液箱体旋转到密炼料口上方；其次，送料橡胶推动螺杆通过送料橡胶主动臂带动送料橡胶从动臂驱动送料橡胶滑座在送料橡胶开合门滑动，带动送料橡胶开合门打开，同时，送料橡胶下压气缸带动送料橡胶下压头将橡胶向下推送到密炼料口；再次，驱动送料旋转分配盘，将送料辅料存储箱体旋转到密炼料口上方，送料辅料开合气缸带动送料辅料出料板打开，将辅助粉料加入到密炼料口中；紧接着，驱动送料旋转分配盘，将送料存液箱体旋转到密炼料口上方，送料存液电子阀门打开管道，并通过送料存液流量计尽量流量；

步骤二，借助于上顶装置，首先，上顶栓气缸将上顶密封下压座插入到密炼料口中；然后，启动上顶栓冷却水道与上顶加压管道；其次，上顶导向臂通过通孔，上顶外推弹簧将上顶摆动侧壁外推打开，上顶台阶上端面与横梁下表面压力接触；

步骤三，借助于密炼装置，首先，电机依次通过传动齿式联轴器与传动速比齿轮旋转；其次，啮合后转子与啮合前转子反向旋转，对橡胶混炼；再次，启动啮合冷却中心孔、啮合冷却中间水套、啮合冷却出水孔对啮合后转子与啮合前转子降温冷却；紧接着，通过密炼密封调整弹簧调整密炼密封外挡套与密炼密封挡胶板的间隙，密炼密封油脂泵将油脂注入该间隙，同时，启动密炼冷却管；最后，启动护罩气缸驱动护罩体罩在密炼箱体上，进行混炼；

步骤四，借助于翻转系统，首先，打开护罩体；然后，上顶装置排气，通过上顶横向气缸驱动上顶台阶缩回；其次，上顶活塞杆缩回，上顶密封下压座离开密炼料口；再次，翻转气缸通过翻转驱动臂带动密炼料口翻转，最后，混炼橡胶落入到出料传送带输出。

本发明各系统集成在一个设备底座上，作为一台桌面式的实验机台，占地空间小，零部件结构紧凑。

本发明采用啮合式转子，翻转式密炼机大多采用剪切式转子，本发明采用啮合式转子，转子构型自主研发，填充了啮合式转子在翻转式密炼机上的应用。与传统的翻转式密炼机相比，其优点以及创新点如下：

①混炼系统由后转子，前转子，上顶栓，密炼室左侧板，密炼室，密炼室右侧板组成。每个部件均设置冷却/加热水道，可实现强加压循环冷却，冷却/加热效率高，保证混炼区域温度的一致性，

啮合式转子独立研发，优点一：采用强加压循环冷却，本设备为实验使用设备，对于大型啮合式转子在铸造成型时，已将水道浇筑成型。对于实验设备，单独开设一套磨具作为转子模型费用高，而且外观尺寸不易保证。本设备转子直接由加工中心直接成型，内部冷却水道开设了两种循环冷却/加热的水道，一种为螺旋槽式，另一种为直槽式。两种方式均可实现强加压循环，相对于加工的便捷性，后着更容易实现，成本更低，强加压循环冷却可有效保证混炼室核心部件转子的温度控制。优点二：在炼胶的过程中，修改了啮合的结构，增设了挡胶板，两个短棱与挡胶板之间留有一定的间隙，保证胶料在转子与密炼室之间的流动性。优点三：转子的外边缘设置了挡胶盘，配合转子的外部密封密，封效果更佳。转子的密封采用了弹簧式外压端面密封，同时配备油脂泵，在密封的间隙中注入脂或油进行密封，有效的将橡胶以及炭黑等小料封住；

②该设备的联轴器与速比齿轮进行了结合，将两者结合在了一起。其中速比齿轮由速比齿轮一与速比齿轮二构成，齿式联轴器齿轮与速比齿轮一组合，构成齿式联轴器。结构紧凑，一个结构实现两种功能，一体式速比联轴器放置于速比齿轮箱中，采用油润滑，保证传动效率以及减小翻转时带来的摩擦力；

③该设备驱动体统还是采用常规的三相电机输出动力，由三相电机，弹性注销联轴器，硬齿面加速器，一体式速比联轴器构成，采用了电机＋联轴器＋减速器＋联轴器＋速比齿轮连接方式。在同规格的翻转时密炼机里，有效的提升了功率的输入，保证了塑炼混炼时的工作效率。整机采用直连式，使用寿命更长，动力输出更稳定；

④该设备压料系统主要由-上顶栓气缸与-上顶栓构成，由于翻转式密炼机的加料口也是卸料口，造成了上顶栓比较大，上顶栓与物料接触的面积就比较大，本设备在上顶栓体中钻小孔进行冷却/加热，保证混炼室内混炼温度

⑤翻转部分与压料部分，均采用气动驱动，翻转气缸带动翻转机构，翻转角度可达115°，规避上下两个死点位置。

本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明密炼的结构示意图。

图3是本发明翻转的结构示意图。

图4是本发明上顶的结构示意图。

图5是本发明转子的结构示意图。

图6是本发明上顶外推弹簧的结构示意图。

图7是本发明送料的结构示意图。

其中：1、主底座；2、密炼装置；3、上顶装置；4、驱动装置；5、翻转系统；6、翻转气缸；7、翻转旋转接头；8、翻转轴承座；9、翻转驱动臂；10、传动速比齿轮；11、传动齿式联轴器；12、啮合后转子；13、啮合前转子；15、啮合冷却中心孔；14、啮合冷却中间水套；16、啮合冷却出水孔；17、密炼料口；18、密炼箱体；19、密炼右侧板；20、密炼密封调整弹簧；21、密炼密封外挡套；22、密炼密封挡胶板；23、密炼密封挡胶盘；24、密炼密封油脂泵；25、密炼密封间隙通道；26、密炼冷却管；27、护罩气缸；28、护罩体；29、上顶栓支架；30、上顶栓气缸；31、上顶栓冷却水道；32、上顶密封下压座；33、上顶加压管道；34、上顶活塞杆；35、上顶长导向槽；36、上顶导向转轴；37、上顶摆动侧壁；38、上顶台阶；39、上顶导向臂；40、上顶外推弹簧；41、上顶横向气缸；42、送料旋转分配盘；43、送料存液箱体；44、送料存液流量计；45、送料存液电子阀门；46、送料辅料存储箱体；47、送料辅料出料板；48、送料辅料开合气缸；49、送料橡胶箱体；50、送料橡胶横向气缸；51、送料橡胶升降座；52、送料橡胶下压气缸；53、送料橡胶下压头；54、送料橡胶推动螺杆；55、送料橡胶导向框；56、送料橡胶主动臂；57、送料橡胶从动臂；58、送料橡胶滑座；59、送料橡胶开合门；60、送料橡胶限位块；61、出料传送带；62、出料振动电机。

具体实施方式

如图1-7所示，本实施例的改进型密炼机，包括主底座1、设置在主底座1上的密炼装置2、设置在主底座1上且用于对密炼装置2密封下顶的上顶装置3、设置在主底座1上且驱动密炼装置2对橡胶进行混炼的驱动装置4、以及设置在主底座1上且带动密炼装置2翻转出料的翻转系统5。

密炼装置2包括用于存储混炼橡胶的密炼箱体18、设置在密炼箱体18上且用于添加与输出橡胶的密炼料口17、设置在密炼箱体18的密炼右侧板19、右端固定在密炼右侧板19左侧面上的密炼密封调整弹簧20、左右活动设置在密炼箱体18内且与密炼密封调整弹簧20左端连接的密炼密封外挡套21、以及反向旋转设置在密炼箱体18上的啮合后转子12与啮合前转子13；啮合后转子12与啮合前转子13结构相同；

啮合后转子12的啮合牙与啮合前转子13的啮合牙位于密炼箱体18内；

啮合后转子12的中心线与啮合前转子13的中心线空间异面；

在啮合牙两端设置有密炼密封挡胶板22，在密炼箱体18内设置有位于密炼密封挡胶板22外侧的密炼密封挡胶盘23，在密炼密封挡胶板22与密炼密封挡胶盘23之间以及在密炼密封挡胶盘23外侧壁与密炼箱体18内腔之间形成密炼密封间隙通道25；

在主底座1上密炼密封油脂泵24，在密炼箱体18上设置有与密炼密封油脂泵24连接的密炼油脂管，密炼油脂管的出口位于密炼密封挡胶板22与密炼密封外挡套21之间；

在密炼箱体18上分布有密炼冷却管26；

在啮合前转子13左端设置有啮合冷却中心孔15，在啮合牙内侧壁与啮合前转子13中部外侧壁之间设置有啮合冷却中间水套14，在啮合前转子13右端设置有啮合冷却出水孔16；

啮合冷却中心孔15的右端底孔、啮合冷却中间水套14的左端、以及左端底孔依次连通。

翻转系统5包括根部设置在主底座1上的翻转气缸6、设置在主底座1与密炼装置2的密炼箱体18之间的翻转轴承座8、连接在翻转气缸6与密炼箱体18之间的翻转驱动臂9、以及分别设置在密炼箱体18上两端的翻转旋转接头7；

啮合冷却出水孔16与啮合冷却中心孔15分别与对应的翻转旋转接头7连接；

驱动装置4包括设置在主底座1上的驱动电机、与传动齿式联轴器11传动连接的驱动电机、以及键连接在啮合后转子12端部的传动速比齿轮10；

啮合前转子13与传动齿式联轴器11的输出端内孔键连接，传动速比齿轮10与传动齿式联轴器11的输出端外齿轮啮合传动。

在上顶长导向槽35中设置有上顶导向转轴36，在上顶导向转轴36上根部铰接有上顶摆动侧壁37，在上顶摆动侧壁37上外侧壁设置有上顶台阶38；在上顶台阶38下端设置上大下小的上顶导向臂39、在上顶导向臂39下端内壁与上顶活塞杆34外侧壁设置有上顶外推弹簧40，在上顶栓支架29上的横梁上设置有用于通过上顶活塞杆34的竖直通孔；

在上顶栓支架29的横梁下端横向安装有上顶横向气缸41，

当上顶导向臂39穿过横梁后，上顶台阶38上端面与横梁下端贴合接触，

上顶横向气缸41用于将上顶摆动侧壁37横向退回；

上顶密封下压座32与密炼装置2的密炼料口17密封接触；

在主底座1上设置有护罩气缸27，在护罩气缸27下端设置有外罩在密炼装置2上的护罩体28。在主底座1上方设置有送料装置；送料装置包括送料旋转分配盘42、以及分别在送料旋转分配盘42上的送料存液箱体43、送料辅料存储箱体46与送料橡胶箱体49；

在送料存液箱体43下端设置有用于向密炼装置2送料的密炼料口17加料的送料存液管路，在送料存液管路上依次设置有送料存液流量计44与送料存液电子阀门45；

在送料辅料存储箱体46下端设置有用于向密炼装置2送料的送料辅料出料板47，在送料辅料存储箱体46上设置有带动送料辅料出料板47摆动的送料辅料开合气缸48；

在送料橡胶箱体49下端设置有用于向密炼装置2送料的送料橡胶开合门59，在送料旋转分配盘42上设置有位于送料橡胶箱体49上方的送料橡胶横向气缸50，在送料橡胶横向气缸50上端设置有送料橡胶升降座51，在送料橡胶升降座51的龙门架上设置有送料橡胶下压气缸52，在送料橡胶下压气缸52下端设置有用于压入到送料橡胶箱体49中的送料橡胶下压头53，在送料旋转分配盘42下端竖直分布有送料橡胶推动螺杆54，在送料橡胶推动螺杆54下端活动套装在送料橡胶箱体49上的送料橡胶导向框55，在送料橡胶导向框55下端竖直设置有送料橡胶主动臂56，在送料橡胶主动臂56下端铰接有送料橡胶从动臂57，在送料橡胶开合门59上滑动设置有送料橡胶滑座58，在送料橡胶开合门59上设置有用于对送料橡胶滑座58限位的送料橡胶限位块60；送料橡胶从动臂57的端部与送料橡胶滑座58铰接；

在密炼装置2送料的密炼料口17翻转出料处设置有出料传送带61，在出料传送带61上设置有出料振动电机62。

本实施例的密炼方法，步骤一，借助于改进型密炼机的送料装置，首先，将定量的橡胶放入到送料橡胶箱体49中，将辅助液体加入到送料存液箱体43，将定量的辅助粉料加入到送料辅料存储箱体46；然后，驱动送料旋转分配盘42，将送料存液箱体43旋转到密炼料口17上方；其次，送料橡胶推动螺杆54通过送料橡胶主动臂56带动送料橡胶从动臂57驱动送料橡胶滑座58在送料橡胶开合门59滑动，带动送料橡胶开合门59打开，同时，送料橡胶下压气缸52带动送料橡胶下压头53将橡胶向下推送到密炼料口17；再次，驱动送料旋转分配盘42，将送料辅料存储箱体46旋转到密炼料口17上方，送料辅料开合气缸48带动送料辅料出料板47打开，将辅助粉料加入到密炼料口17中；紧接着，驱动送料旋转分配盘42，将送料存液箱体43旋转到密炼料口17上方，送料存液电子阀门45打开管道，并通过送料存液流量计44尽量流量；

步骤二，借助于上顶装置3，首先，上顶栓气缸30将上顶密封下压座32插入到密炼料口17中；然后，启动上顶栓冷却水道31与上顶加压管道33；其次，上顶导向臂39通过通孔，上顶外推弹簧40将上顶摆动侧壁37外推打开，上顶台阶38上端面与横梁下表面压力接触；

步骤三，借助于密炼装置2，首先，电机依次通过传动齿式联轴器11与传动速比齿轮10旋转；其次，啮合后转子12与啮合前转子13反向旋转，对橡胶混炼；再次，启动啮合冷却中心孔15、啮合冷却中间水套14、啮合冷却出水孔16对啮合后转子12与啮合前转子13降温冷却；紧接着，通过密炼密封调整弹簧20调整密炼密封外挡套21与密炼密封挡胶板22的间隙，密炼密封油脂泵24将油脂注入该间隙，同时，启动密炼冷却管26；最后，启动护罩气缸27驱动护罩体28罩在密炼箱体18上，进行混炼；

步骤四，借助于翻转系统5，首先，打开护罩体28；然后，上顶装置3排气，通过上顶横向气缸41驱动上顶台阶38缩回；其次，上顶活塞杆34缩回，上顶密封下压座32离开密炼料口17；再次，翻转气缸6通过翻转驱动臂9带动密炼料口17翻转，最后，混炼橡胶落入到出料传送带61输出。

使用本发明时，主底座1为基准，密炼装置2进行混炼，上顶装置3实现密封，加压与固定，通过加压，在橡胶与转子之间存在形成气体膜，同时通过加压处理，提高混炼效果。通过驱动装置4实现混炼驱动，通过翻转系统5实现翻转，通过翻转气缸6实现翻转驱动臂9带动箱体旋转，实现橡胶的自动出料，通过翻转旋转接头7、翻转轴承座8实现旋转，通过啮合冷却中心孔15、啮合冷却中间水套14、啮合冷却出水孔16、密炼冷却管26、上顶栓冷却水道31水循环冷却，通过密炼密封调整弹簧20实现柔性密封调整，通过油脂实现密封，密炼密封挡胶板22、密炼密封挡胶盘23阻挡墨粉等泄漏，通过密炼密封间隙通道25实现间隙密封，护罩气缸27、护罩体28实现安全保护作用。上顶栓支架29、上顶栓气缸30、上顶

进一步，通过密封下压座32实现密封与固定，当开始混炼工作的时候，通过在向上压力的作用，上顶台阶38向上顶住横梁，通过上顶长导向槽35，上顶导向转轴36旋转摆动，从而避免转轴承受力，受力更加合理，通过上顶外推弹簧40自动复位。通过上顶横向气缸41从而避免上顶活塞杆34自动缩回。

通过送料旋转分配盘42实现自动旋转送料，通过送料存液箱体43实现存储液体，通过送料存液流量计44实现自动计量，通过送料存液电子阀门45实现自动开合，通过送料辅料开合气缸48驱动摆动，当需要增加橡胶的时候，通过送料橡胶横向气缸50实现送料橡胶升降座51离开箱体，然后通过机械手或天车将橡胶加入箱体。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。