用于混合弹性体材料的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于混合弹性体材料的机器，其包括：混合单元(100)、驱动单元(20)，所述混合单元包括：混合室(110)，其设置在驱动单元(20)的下游并通过后壁(125)朝向上游封闭；排放室(120)，其设置在混合室(110)的下游，利用混合室将其朝向上游连通，并且其设有用于排放混合物的开口(121)；一对互穿且反向旋转的锥形的转子(131、132)，其分别在上游与驱动单元(20)连接，并且其顶点位于排放室(120)的口部(121)处；每个转子包括相对于另一个镜像颠倒的相应的进料螺杆(131a、132a)；其中，混合室(110)具有朝向外部的至少一个开口(110a)，其被设计成使混合室连接至外部环境，从而确保混合室内部压力保持在大致大气压值，并且其中，转子被设计成通过驱动单元(20)在第一方向(RPM+)上旋转，能够使混合物被推向混合室的后壁(125)，从而在混合步骤期间仅在混合室内保持有效混合，并且在与第一方向相反的旋转的第二方向中，能够使混合物在排放步骤期间被推向室(120)和排放开口(121)。放开口(121)。放开口(121)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合弹性体材料的设备和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于混合弹性体材料的机器，该机器具有在环境压力下操作的混合室。

技术介绍

[0002]在与橡胶和/或塑料基化合物的生产相关的
中已知存在对弹性体材料进行混合的需求，通过所述混合，使用合适的工艺，将多种异质的(例如，橡胶、矿物填料、树脂、各种添加剂)、不同的且彼此分离的原材料(组分)转化为均质产品，即所谓的“化合物”，其包含在工艺开始时引入的所有基础成分，其在混合完成后均质。
[0003]众所周知，在混合过程期间通常发生的动作可以概括如下：
[0004]将组分掺入聚合物基质中；
[0005]分散，即从颗粒的团聚体转变为聚集体；这基本上在于减小引入聚合物基质中的填料(例如炭黑)的尺寸；
[0006]分布/均质化所有主要材料。
[0007]还已知所有这些动作都取决于通过混合机器的运动表面(圆柱体、螺杆、转子)的运动而赋予被处理材料的运动范围(速度和压力)。特别是，已知虽然分散取决于运动范围的特性、例如切削力和变形梯度，但聚合物基质中各种组分的分布取决于速度范围的效率，即，使混合物运动而不会使混合物具有存在压力峰值的停滞点或停滞区的可能性。
[0008]然而，在混合高粘度材料的过程期间要处理的主要问题之一是需要控制混合物的温度，该温度必须保持在一定极限内，以防止引发不希望的降解或预交联反应。
[0009]在那些涉及在所谓的封闭室中混合的技术中，更明显地出现较高的温度，因为处理是在进而相对较高的压力下进行的。
[0010]混合期间不希望的温度升高也发生在通过通常称为“倾卸挤出机”类型的机器进行混合期间，即所谓的锥形、互穿、反向旋转的双螺杆挤出机，其中机器的用于排放/输出混合物的排放/输出区必须：
[0011]——在第一混合步骤期间封闭，以允许组分和正在形成的混合物再循环，所述混合物被使得前进抵靠用于封闭排放开口的封闭门；以及
[0012]——然后通过所述门沿轴向方向打开，以允许排放混合物。
[0013]这种机器的示例例如从US 2007/0159916中已知。
[0014]然而，在封闭室内部，混合导致混合物的温度不受控制和不希望地升高，因而产生上述缺点。
[0015]从WO2017
‑
093849已知封闭室混合的另一个示例，其描述了用于生产弹性体化合物的方法，包括：
[0016]——与弹性体聚合物、至少10phr(重量份数)的二氧化硅增强填料和至少一种硅烷偶联剂一起供应到分批混合器中，该分批混合器包括容纳在混合室内部的一对转子和布置在转子上方的活塞；
[0017]——在分批混合器内部混合弹性体聚合物、二氧化硅增强填料和硅烷偶联剂以获得一批中间混合物；
[0018]——将该批中间混合物从分批混合器供应到双螺杆锥形混合器，该双螺杆锥形混合器具有设置有输入口部和输出口部的混合室，其中第一室部分靠近输出口部(排放室)并布置在第二室部分的下游，第二室部分设有所述输入口部、两个朝向输出口部会聚的反向旋转的锥形螺杆以及设计成具有用于封闭和打开输出口部的配置的门；
[0019]——在双螺杆锥形混合器内部混合中间混合物，其中门被封闭，同时控制温度保持在135和145℃之间以获得弹性体化合物(108)；
[0020]——从打开的输出口部排放弹性体化合物。
[0021]在根据WO2017
‑
093849的方法中，几乎完全在双螺杆混合器室的靠近封闭的输出口部的部分内部进行混合，其中锥形螺杆以第一旋转方向旋转以推动混合物抵靠封闭输出口部的门。
[0022]双螺杆锥形混合器内部的压力大于环境压力，因为混合器与分批混合器的输出口密封连接，在分批混合器内部，压力由于活塞的作用较高，输出口部封闭并且温度必须保持很高(135
‑
145℃)，使得至少50％的量的硅烷偶联剂与双螺杆锥形混合器内部的增强填料发生反应。
[0023]为了改善混合，该文献建议在短时间段内颠倒锥形螺杆的旋转方向，但是混合物不会离开在封闭的输出口部近侧的混合室部分。
[0024]在WO2017
‑
093849中，为了将温度保持在希望的范围内，在室内部测量温度，并且基于该测量，在混合物朝向输出口部并抵靠其封闭门的向前运动的方向上调整锥形螺杆的旋转速度。

技术实现思路

[0025]因此，所提出的技术问题是提供通常称为“倾卸挤出机”类型的混合机器，其能够解决或至少部分克服所述的现有技术的问题，允许弹性体材料的混合而不改变其性质或仅对其有限地改变，并且特别是允许混合物的温度保持受控，防止在混合过程中不希望地增加温度。
[0026]与该问题相关，还要求该机器应该具有小尺寸、容易且成本低廉地生产和组装并且还能够容易地安装在任何用户位置。
[0027]这些结果根据本专利技术通过根据权利要求1的特征的用于混合基于弹性体的材料的机器获得。
[0028]该机器包括混合单元和驱动单元，混合单元包括：
[0029]——混合室，其布置在驱动单元的下游并由后壁朝向上游封闭；
[0030]——排放室，其布置在混合室的下游，利用混合室其朝向上游连通，并且其设有用于排放混合物的排放开口；
[0031]——一对互穿且反向旋转的锥形的转子，其分别与驱动单元在上游连接，并且其顶点位于排放室的排放开口处；每个转子包括相对于另一个镜像颠倒的相应的进料螺杆。
[0032]根据本专利技术的机器的特征在于，混合室具有朝向外部环境的至少一个开口，该开口适于使混合室与外部保持连接，从而确保混合室内部压力保持在大致大气压值，并且，为
了混合，转子被使得通过驱动单元仅在第一旋转方向上旋转，能够致使混合物被推向混合室的后壁，从而在混合步骤期间仅在混合室内部保持有效混合。为了在随后的排放步骤期间排放混合物，转子可以被使得在与第一方向相反的第二方向上旋转，能够致使混合物被推向室和排放开口。
[0033]利用这种配置，被混合的组分基本上总是保持在混合室内部，该混合室朝向周围环境打开并因此在大致大气压下，不会致使混合物的压力和/或温度不希望的增加，避免对混合物的损坏影响、例如改变填料的化学物理特性和/或混合物本身的预交联；此外获得最佳的混合程度。利用根据本专利技术的机器，因此可以以简单的方式获得高质量的混合物。
[0034]有利地，该机器不需要用于封闭排放口部的门，其可以在混合期间保持打开，从而更容易保持混合室内部的环境压力并导致该机器的结构和配置的简化。
[0035]优选地，混合室和排放室为截头圆锥形的并轴向连接在一起。
[0036]该机器优选地包括用于装载待混合的组分的装载开口，该装载开口特别是可以是用于连接到混合室的外部环境的所述至少一个开口之一。
[0037]根据优选实施例，驱动单元包括至少一个马达和传动装置，所述马达具有用于使两个转子中的一个转子运动的轴，所述传动装置被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于混合弹性体材料的机器，包括——混合单元(100)，——驱动单元(20)，所述混合单元包括：————混合室(110)，所述混合室设置在驱动单元(20)的下游并由后壁(125)朝向上游封闭；————排放室(120)，所述排放室设置在混合室(110)的下游，利用所述混合室，所述排放室朝向上游连通，并且所述排放室设有用于排放混合物的排放开口(121)；————一对互穿且反向旋转的锥形的转子(131、132)，所述转子分别在上游连接到驱动单元(20)，并且所述转子的顶点位于排放室(120)的排放开口(121)处；每个转子包括相对于另一个镜像颠倒的相应的进料螺杆(131a、132a)；其特征在于：混合室(110)具有朝向外部的至少一个开口(110a)，所述至少一个开口被设计成使所述混合室与外部环境连接，从而确保所述混合室的内部压力保持在大致大气压值，并且该机器被配置为使得：——在用于混合弹性体材料的混合物的步骤期间，所述转子通过驱动单元(20)仅在第一旋转方向(RPM+)上旋转，以致使所述混合物被推向所述混合室的后壁(125)，从而在混合步骤期间仅在所述混合室内部在大致大气压下保持有效混合，——并且，在随后的混合物排放步骤期间，所述转子仅在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，以致使所述混合物被推向排放室(120)和排放开口(121)。2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述混合室(110)和所述排放室(120)为截头圆锥形的并且轴向连接在一起。3.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于，该机器包括用于装载待混合的组分的装载开口(123)。4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于，所述装载开口(123)是朝向所述混合室的外部环境的所述至少一个开口(110a)之一。5.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述驱动单元(20)包括用于使所述两个转子中的一个转子(131；132)运动的带有驱动轴(21a)的至少一个马达(21)，并且所述驱动单元包括传动装置(22)，所述传动装置被设计为反转驱动轴(21a)的旋转方向并连接到所述两个转子中的另一个转子(132；131)。6.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，该机器包括用于控制和致动该机器的运动部件的控制装置(500)，所述控制装置被设计为执行该机器的自动操作。7.根据前一项权利要求所述的机器，其特征在于，所述控制装置(500)被配置为在完成混合步骤时、特别是在预定义的混合时间(t1)之后自动地向驱动单元(20)发送用于反转所述转子(132；132)的旋转方向的反转命令。8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：波米尼橡胶及塑料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：