密炼机转子
专利汇可以提供密炼机转子专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种与现有密炼机 转子 和已有技术不相同的一种新型的带有封闭圆盘的密炼机转子。由于封闭圆盘的加入，转子短螺旋凸棱 螺旋 角 的增大以及长螺旋凸棱与短螺旋凸棱轴向长度比值改变，楔入角的减小，使得本转子不仅通用于 橡胶 、塑料的混合和塑化，也适用于橡胶、塑料的共混。经试验表明，装有该转子的密炼机的生产效率、混合 质量 、密封效果都优于现有密炼机。另外，本转子还可用于现有密炼机的更新和改造以及其它行业的物料的混合和 破碎 。，下面是密炼机转子专利的具体信息内容。
1、一对相对回转、平行安装由长螺旋凸棱(3)和短螺旋凸棱(4)构成的密炼机转子(2)，其特征在于它是一对设计有对称封闭圆盘(10)、转子短螺旋凸棱角β2可在46°至58°、转子工作面与非工作面曲率半径比值可在0.5至0.75、转子长螺旋凸棱与短凸棱棱长比L1/L2可在10至12范围间设计和选取的密炼机转子。
2、按照权利要求1所述的密炼机转子，其特征在于封闭圆盘（10）是分别设计在转子（2）的工作段L的两端，其径向尺寸可在大于转子（2）基圆直径D1和等于或大于转子（2）最大回转直径D2范围内选取，基圆直径D1及转子螺旋凸棱（4）和（3）与封闭圆盘（10）相过渡处应采用适合的圆角过渡。
3、按照权利要求1或2所述的密炼机转子。其特征在于转子（2）的短螺旋凸棱（4）的螺旋角β2在48°至55°之间为最佳，转子（2）的工作面（9）与非工作面（8）曲率半径比值设计在0.6至0.7之间为最佳，转子（2）长螺旋凸棱（3）与短螺旋凸棱（4）棱长比L1/L2设计在10至11之间为最佳。
4、按照权利要求3所述的密炼机转子，其特征在于转子（2）的结构及几何参数的设计、选取适用于每个转子长、短螺旋凸棱条数相等的转子，也适合每个转子上长、短螺旋凸棱条数不等的转子。
本发明涉及一种可单独用于橡胶或塑料加工用的密炼机转子，特别是一种既可用于橡胶加工，又可用于塑料加工，既可用于橡塑共混，又可用于橡塑与其它物料共混用的密炼机的转子。
图3所示箭头位置是物料加入的加料口（6），一般密炼机工作时都是把各种物料分数次加入到混炼室（7）中进行混合的。混炼室（7）是由一个组配在一起的封闭的混炼室壁（1）与一对相对回转的转子（2）组成。每个转子（2）上都至少有两条螺旋凸棱（3）和（4），其中长螺旋凸棱（3）的螺旋角一般为30°，它主要起周向、径向混合、剪切物料的作用。短螺旋凸棱（4）的螺旋角一般为45°，它主要起轴向混合及径向剪切胶料的作用。因为短螺旋凸棱（4）的螺旋角选取一般都大于物料与转子表面的摩擦角φ所以物料才会沿转子（2）的轴向运动。Q为物料的楔入角，楔入角Q角越小，物料吃入越有利。图3所示的（9）为转子工作面，（8）为转子非工作面。（9）面的曲率半径越小，（9）面的曲线就越弯曲，即形成的楔形区域就越明显。因此减小（9）面的曲率半径，增加（8）面的曲率半径是有利于提高混合效果的。参见图1-3。
密炼机使用性能，混合质量的好坏，除了与混炼室壁的冷却，转速的范围，整机控制水平，上下压铊的压力和结构有关外，则主要取决于转子的结构、造型及几何参数的设计，选择和优化。
国产密炼机大都是两条凸棱的旧式密炼机。主要缺点是能耗大，效率低、混合质量较差、漏料较为严重，其关键就在于密炼机的主要工作部件转子结构及几何参数选择设计的不太合理。
由日本小平市的佐藤，八王子市的宫冈等9个发明人在1979年6月22日向美国提出的申请号为51001号专利申请，在1981年8月18日被授予4284358号美国专利中第1-10页中公开的及其引证的法国2429087号专利中第15页中公开的技术及有关附图还存在着以下不足。
参见图1-3。原发明中转子（2）的工作段两端是自然过渡或结构需要而自然过渡到轴阶的。因此，当物料在密闭且有压力的混炼室（7）中被混合时，由于转子的转动及压力的作用，物料将被挤压到转子（2）与混炼室壁（1）之间的空隙（5）中去。这样，既容易造成物料由间隙（5）中漏出，也容易在间隙（5）中堆积形成死区，最终将影响物料混合的均匀性，或使转子（2）卡死。
另外，原发明给定的转子（2）的长螺旋凸棱（3）和短螺旋凸棱（4）的轴向长度的比值范围2.5-10之内并不是最佳的。因为长螺旋凸棱（3）越长，其周向、径向混合效果就越好，即相当于加长了主工作段的工作长度L1。
由于转子工作时接触的物料温度一般在35°-170°之间，温度变化范围较大，对物料粘度即摩擦系数φ（φ＝37°-42°）的影响很大，这将直接关系到物料能否沿转子的轴向进行混合。如果不能确保物料沿转子轴向混合，对物料的混合质量的影响是不可避免。参看图6的受力分析可知，R 为物料对转子即转子对物料的垂直作用力，P为转子对物料的轴向力，T为摩擦力，β2为转子（2）短螺旋凸棱（4）的螺旋角。从受力图可知，T＝R·tgφ，P＝R·tgβ2，要使物料能轴向混合，则必须使P＞T，即R·tgφ＜R·tgβ2。由此可得出，只要满足β2＞φ，物料就可以沿转子轴向进行混合。但由于温度和物料品种的不同而产生的对φ的影响，（因为摩察力T＝R·μ＝R·tgφ·μ为摩擦系数）使得β2＞φ的条件在混合过程中不能确保。因此，本发明对原发明中的β2做了一定增加，以此来提高混合效果和扩大密炼机的使用范围以及对不同物料的适应性。
本发明的任务在于克服现有技术所存在的上述缺点和不足，而提供一种混合效果好、生产效率高、强剪切、低能耗、适用范围广、适应性强的密炼机转子。
本发明是由一对结构相同，相反安装，能相对回转的转子（2）构成。每个转子（2）上各有两条沿转子轴向和周向延伸展开的螺旋凸棱，其中（4）为短螺旋凸棱，（3）为长螺旋凸棱。在每个转子（2）的工作段L的两端，各有一对称的封闭圆盘（10）。
附图1-3是原发明的主视图和剖视图。
附图4和5是本发明的主视图和剖视图。
附图6是受力分析的示意图。
下面将接合附图对本发明做进一步的详细描述。
附图4和5是本发明的具体结构，几何参数图。在转子（2）的工作段L的两端，设计的封闭圆盘（10）可有效地防止或大大减轻物料直接推挤到混炼室壁（1）与转子（2）的之间的间隙中去。这样的一个封闭圆盘（10）的加入，不仅减轻了密炼机工作时由转子（2）的间隙（5）中漏料的压力，即减少了漏料，提高了转子（2）的轴端的密封效果，减少了对环境的污染。而且，也有效防止了物料在间隙（5）中易造成死角区域不利于物料混合的现象的出现。因为，当物料在压力及温度，搅拌的复杂作用下，会逐渐粘接，堆积在间隙（5）的环形空隙中，时间稍长就会造成物料的焦烧、结晶，容易造成转子（2）与混炼室内壁（1）的卡死。同时，也有利于物料混合质量的提高，因为密炼机工作时是间歇式的，如果上一次混合的物料卡在间隙（5）中在后来的混合过程中才掺入的话，则会影响后来的混合物料的质量，最终将影响到产品的质量。另外，结晶、焦烧的物料硬块夹入混合物料中也易造成产品质量的下降。封闭圆盘（10）的加入，还可以减小物料对混炼室壁（13）的冲刷和磨损，延长密炼机的使用寿命。因为，转子（2）的修复，要比混炼室壁（13）的维修补焊容易，所以延长混炼室壁（13）的使用寿命也是至关重要的。另外，封闭圆盘（10）的加入，不仅实现了物料在一对转子（2）上的搅拌混合循环，加速了物料的混合，节省了混合时间，而且，能使物料被集中限制在一对转子（2）的工作段长度L上被有效地混合和剪切。因为，封闭圆盘（10）阻止了物料向非工作段的移动，其结果也将提高混合效率和混合质量。封闭圆盘（10）的径向尺寸可在大于转子基圆直径D1至等于或大于转子最大回转直径D2的范围内选取。封闭圆盘（10）与转子基圆直径D1的相对过渡的部分的圆弧r不宜过大或过小。因为，过大易使物料滑出封闭圆盘（10），过小易产生死角区域影响混合。封闭圆盘的径向尺寸最好在大于转子（8）的最大回转直径D25mm至小于转子（2）的最大回转直径D235mm之间选取。
本发明还把原发明关于转子长短螺旋凸棱的轴向长度比值范围做了扩大，扩大后的转子（2）的长螺旋凸棱（12）的轴向长度L1与短螺旋凸棱（11）的轴向长度L2之比值范围为 (l1)/(l2) 在10至12之间。因为 (l1)/(l2) 比值的增大，就等于加长了长螺旋凸棱（12）的轴向工作长度L1，这样就可以使螺旋凸棱（12）与混炼室壁（13）之间形成的弧形剪切段在轴向加长，从而加速了剪切混合的效果。
为了扩大转子（2）对不同物料，不同温度的适应范围，为了确保物料在工作条件变化以后仍能完成物料的轴向混合，本发明把转子（2）的短螺旋凸棱（11）的螺旋角β2由原来的45°增加到46°-58°而经过试验表明β2的范围在48°-55°之间最佳，而在49°-53°之间为更佳。参见图4。
为了强化混合、剪切效果，提高转子（2）对不同物料的适应性，缩短混合时间，本发明针对现有技术中楔入角Q较大和工作面b侧与混炼室壁（13）内壁之间楔形区域不明显的不足，而采取了 减小转子（2）的工作面一侧（9）的曲率半径，（9）侧曲率半径的减小，导致了（9）侧曲率的增大，使得转子侧面（9）的曲面变得更加弯曲，使（9）侧的楔形区域更明显。按流变学固体输送理论来分析，楔形区域明显，物料越容易被带入强剪切区d。而且，楔形度的增加，可使物料逐渐、尽早地受到越来越大的压缩后再进入强剪切区d，这样不但剪切效果好，而且也避免了由于物料较硬、较粘情况下较快进入强剪切区对机器造成的瞬时冲击和过载。使密炼机的工作更加稳定，安全性提高。减小Q＝tg-1(e)/(h) ，就意味着减小h值或加宽螺旋凸棱顶端的宽度e，因为h越小，e越宽，物料通过就越困难，所受到的剪切效果就越好。同理，增大非工作面一侧（8）的曲率半径，就等于把转子的侧面（9）的曲线变直，使（8）侧曲线表面与混炼室壁（1）之间的空间增大，这样有利于经过d区强剪切后的物料有足够的应力松驰空间和时间对提高剪切混合效果是很有利的。因此本发明转子（2）的工作面（9）的曲率半径与非工作面（8）的曲率半径的比值为0.55到0.75之间，较佳范围为0.60-0.70之间。
以上结构、几何参数的设计、改进、优化及搭配不仅经过了流变学、传热学的理论分析和推导，也是经过了多次试验后优选、综合出来的最佳技术解决方案。因此，它不仅适用于两棱转子，也适用于四棱转子，不仅适用于每个转子上螺旋凸棱条数相等的转子，也适用于每个转子上螺旋凸棱条数不相等的转子。
通过对难混的高冲击聚苯乙烯（HLPS）的共混实验表明，在φ400高温开炼机上需要混30-40分钟，其冲击强度仅达8Kg-cm/cm2，而在装有本转子（2）的密炼机混炼仅需1-1.5分钟，其冲击强度可达到11Kg-cm/cm2。
本发明的转子（2）可用于现有密炼机的旧机改造和更新。把本发明的转子（2）经过放大，缩小设计后可直接替换现有密炼机的旧式转子。也可以把本发明转子（2）的设计方案、几何参数的选择应用到现有密炼机现有转子中去。这样不仅省时、省经费，也能发挥现有密炼机的巨大生产潜力。因此，本发明具有较大的实用价值。
因此，本发明的转子（2）是一种适应性强、使用范围广、生产效率高、混合质量好、省时、节能、易于推广使用的新型的强剪切密炼机转子。它除了适用于橡塑行业外，还适用于轻工、化工、建材等行业的各种物料的混合、搅拌和破碎。更适用于现有密炼机的更新和改造。
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