关于橡胶双转子连续密炼机工作原理及设计理念和参数得探讨 - 副本.docxVIP

关于橡胶双转子连续密炼机工作原理及设计理念和转子参数的探讨著作者：（大连）王继善2015年5月27日目前我国橡胶制品行业对混炼胶的制备基本是采用间歇式密炼机加工而成。但在一些发达国家也试用连续密炼机制取混炼胶。（如美国FarreL法勒尔公司双转子连续密炼机Fcm的推用。）由于理念的不同，造成一些误区 {如：产量完全由喂料机构控制—（法勒尔（中国）公司销售工程师）、不适宜配合剂组分较高的胶料混炼—（国内（xx橡塑机械公司）广告辞）、物料流场有限元分析—按混炼腔充满物料的假设—（某大学硕士论文）。等}；所以就存在设计地毗瑕，但连续密炼机在我国塑料制品行业中已有使用。塑料的混炼与橡胶的密炼又有所不同。对塑料的混炼还可以部分补救现在转子设计的毗瑕，上述几种说法也可以成立的。对于橡胶的密炼是不可用的。但本人相信改进后的连续式密炼机取代间歇式密炼机制取混炼胶也将是橡胶制品行业的一个发展趋势。连续式密炼机对比间歇式密炼机密封条件要好处理得多，它不存在混炼腔转子轴端密封的问题。因此无漏油、漏胶、漏粉之说。连续密炼机的工作原理和转子的几何构形与间歇式密炼机的差异决定了连续式密炼机能量消耗较稳定，没有空载电耗，大小峰值差小，节电。机械构件应力副较稳定，机械体积就小，结构紧凑，节省材料、节省厂房空间。下面我们就双转子连续密炼机工作原理及转子几何构形参数加以探讨：首先我们先看一下连续密炼机密炼工作段的密炼腔构形，（图1）是密炼腔的轴截面图。它是由俩个相互平行的圆柱筒相贯而成。（相贯部去掉，是为了可使被混物料做俩腔的相互流动。是否流动要看压差。）再看双转子（一左旋、一右旋）密炼工作段的几何构形。（图2）密炼段是由：（1）螺旋喂料段。（2），（4），（6）密炼塑化段，（各段剪切速率不同、前工作面曲率也不尽相同，物料的切入角（投射角）也就不同，各段俩组旋向向反首尾相连的螺旋凸棱螺旋角不同，并设计尾端（出料端）有切送料入（3），（5）挤出混炼段和（7）出料段的凸棱段叠加而成。）专利转子（X—WJS）转子。现在我们再来推研它能够对高聚物混（密）炼的原理。对于一些假设应符合实际。越符合客观实际越接近科学。图1对于橡胶这个高聚物（非牛顿流体）的混炼——在介绍密炼机的工作原理的科技资料中已经剖析的比较清楚。只是在解析密炼室混炼中的物料流场（流动方向）不够清析。本人认为在地球这个参考系中，密炼室中的物料地运动还需用牛顿定律来解析才能比较清析。 我们已知橡胶，填充剂，助剂在密炼机中混炼时由转子轴、密炼室、上栓体的联合作用和各参入混炼物料的内力、重力、摩擦（因数）共同作用产生的各个方向力对物料—特别是橡胶产生了剪切、撕拉、搓捏、捲折、挤压等作用。每种作用对于橡胶混炼中的主功能各有所突出。如：剪切、撕拉利于将橡胶块由大变小再变成更细小以获得更多断链和可塑度，挤压、搓捏利于吃粉，捲折、搓捏利于溶质均匀分布，捲折推动物料流动。等。至所以能产生各种作用，是因为各种大小不同，方向不同的（矢量）力（包括物料内力）相加而至。物料（各质点）的流向就应取决于其合力方向与物料的摩擦因数来定。掌握物料的流场（流向）对于连续密炼机的设计更为重要！！！它不同于间歇式密炼机可把每个锅次所需要的物料全部投入混炼室，只要留有空间（必须的填充系数），混炼胶的质量与效率就主要看转子几何构形设计地好坏。国内一些密炼机专家都在研发高效转子。综合高效转子的研发要经过多次试验才能选优。本人在设计胶粉专用脱硫密炼机四棱转子（(4WHS转子（专利）)时深有感触。连续密炼机投送料的方式和出料方式与间歇式密炼机不同。它要求被混物料连续从投料端向出料端运动，在运动中被混炼好。它不需要上栓体对物料施压，它有自己的完整混炼腔。施压本就是错误概念。此点在另一专利设计：全液压翻斗密炼机的工作中已得到印证。 （橡胶混炼当剪切应力超过破碎填充剂二次聚集体的吸附力之后，填充剂分散匀度取决于所获总剪切应变量。∑τ=τmax ×t ）为了混炼胶的密炼质量。特设计了 七段叠加连续密炼机左、右旋双转子——（X-WJS）转子。它的第2、4、6、段是按间歇式密炼机转子工作原理来设计的。为了便易加工和截面惯性矩的考虑及对剪切速率、物料切入角、控制物料流向的要求，所以每段都设计有两组螺旋方向相反首尾相连尾端有切送料段的凸棱。至所以各段的凸棱宽度不同、螺旋角方向不同、螺旋角大小不同、工作直径不同、前工作面曲率不同（密炼时的物料高压区）。是因为对各段工作时突出工作性能要求的不同而定的。无论如何这三个密炼段都应在橡胶混炼时保持有一定的流动空间。为了达到此目的，为了把在各混炼段完成自己混炼阶段的混炼胶输送到下一个密炼段。我们特设计了螺棱尾端有一段切送料给（3）、（5）挤出密炼段的凸棱。挤出密炼段对混炼胶的密炼作用不大，但他可以阻止混炼胶回流。切送料段的设计是为