20101112第4课 密炼机.pptVIP

第3节 密闭式炼胶机 RUBBER INTERNAL MIXER 3.1 概述 密闭式炼胶机（internal mixer）简称密炼机，是在开炼机的基础上发展起来的一种高强度间歇式混炼设备。它是一种有一对特定形状并相对回转的转子，在可调压力和温度的密闭状态下间歇性地对聚合物进行塑炼和混炼的机械。 由于它在很大程度上是凭经验发展起来的，因而在发展早期曾出现过认为塑炼效率低，不能用它来塑炼的说法，但已经为生产实践所否定。因此，密炼机的出现是炼胶机械的一项重要成果，至今仍然成为塑炼和混炼中的典型设备，并处于不断发展完善中。据国外资料统计，在橡胶工业中有88％的胶料是由密炼机制造的，塑料、树脂行业亦广泛应用密炼机。 现代密炼机发展的标志之一是高速、高压和高效能机台。通常将转子转速为20rpm的称为低速密炼机，30～40rpm的称为中速密炼机，60rpm以上的称为高速密炼机。 近年来，出现了转速达80rpm甚至更高的密炼机，亦有对工艺和效能有广泛适应性和处理手段的双速、三速、变速密炼机，也有转子速比可调节的密炼机。其操作时间大大缩短，从过去慢速机台的8～15min缩短至1.5～3.5min，甚至有的达1～1.5min（包括采用密炼法与补充混炼法配合的工艺过程等）。 密炼机的结构也在不断发展。密炼机工作过程及整个机组的机械化、自动化水平也在不断提高，采用了程序控制，现在大型引进机台均采用计算机控制。 总之，此种发展是在大大强化混炼过程，提高机台效能，减轻体力劳动和改善工作环境等。 在这种剧烈的混炼过程中，当然会带来许多新问题，因此，对机械研究设计来说，从机台的捏炼系统、冷却系统、密封系统、加料及压料系统、卸料系统、传动系统、控制系统、主要零部件、材料到各种参数的技术决定以及理论，都需要相应的发展，以使机台性能优良，为生产过程提供可能的适应性和调节性。 密炼机发展方向： 3.1.1 用途与类型 (1)用途 密炼机主要用于橡胶的塑炼和混炼，也可用于塑料、沥青料、油毡料、搪瓷料及各种合成树脂料的混炼。 (2) 分类 ①按转子端面形状不同（Rotor Section Form） 目前规范使用的式椭圆形转子密炼机，圆筒形可作为对前者工作方式的补充和发展。椭圆形密炼机的代表是美国Farrel Co制造的F系列密炼机和德国WP Co生产的GK-N系列密炼机；圆筒形密炼机的代表是英国Francis Shaw Co研制的K系列密炼机与德国WP Co生产的GK-N系列密炼机。本章主要以椭圆形转子密炼机为例介绍密炼机的基本概况。 3.1.2 基本结构 密炼机主要由转子、密炼室、密封装置、加料及压料机构、卸料装置、传动装置、气动控制系统、液压系统、加热冷却系统、润滑系统及电控系统等部分组成。 整体结构  3.1.3 工作原理 在密炼室内，生胶的混炼和混炼胶的混炼过程，比开炼机的塑炼和混炼要复杂的多，物料加入密炼室后，就在由两个具有螺旋棱、有速比、相对回转的转子与密炼室壁，上、下顶栓组成的混炼系统内受到不断变化反复进行的强烈剪切和挤压作用，使胶料产生剪切变形，进行了强烈的捏炼。由于转子有螺旋棱，在混炼时胶料反复地进行轴向往复运动，起到了搅拌作用，致使混炼更为强烈。 密炼机的炼胶过程是比较复杂的，我们可以从下面的图简单地表示炼胶过程。 混炼过程 胶料在密炼室中的混炼过程示意图 密炼机对物料的捏炼作用可分为转子突棱顶与密炼室内壁之间及两个转子之间两方面的四种作用来讨论。 （1）转子外表面与密炼室内壁之间的高剪切作用 （2）转子间的搅拌、折卷作用 （3）转子的轴向往返切割、搅拌作用 （4）上下顶栓分流、剪切和交换作用 （1） 转子外表面与密炼室内壁间的捏炼作用 （ 椭圆型转子密炼机尤为明显） 转子表面与密炼室内壁间形成了一个环形间隙，当胶料通过此环形间隙时，则受到捏炼作用。 由于转子表面制有螺旋突棱，它与密炼室形成的间隙是变化的（如XM-50密炼机间隙为4-80mm,XM-250密炼机间隙为2.5-120mm），最小间隙在转子棱峰与密炼室内壁之间。当胶料通过此最小间隙时，受到强烈的挤压、剪切、拉伸作用，这种作用与开炼机两辊距的作用相似，但比开炼机的效果要大的多。这是由于转动的转子与固定不动的室壁之间胶料的速度梯度比开炼机大的多，而且，转子突棱与密炼室壁所形成的透射角尖锐。胶料在转子突棱尖端与密炼室内壁之间边捏炼，边通过，同时，还受到转子其余表面的类似滚压作用。 (2) 两转子之间的混合搅拌、折卷作用（啮合型密炼机尤为明显） 两转子的椭圆形表面各点