一種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、脫水裝置和造粒裝置，其中驅動裝置由主電機、彈性聯軸器和減速箱組成；擠出壓縮裝置由螺桿、機筒和銷釘組成；脫水裝置由濾水板和濾水板框架組成；造粒裝置由切粒電機、彈性聯軸器、旋切刀和機頭組成。本方案采用螺桿逐段均勻擠壓技術配合楔形狹縫脫水技術，可使進料含水率由約70％～80％降至20％～30％以下。本實用新型具有脫水效率高、擠出造粒均勻、天然橡膠膠料及其填充成分在擠出脫水過程中損失少和擠出膠料溫度低(對膠料性能無影響)的效果。
【專利說明】
一種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機
技術領域
[0001]本實用新型涉及濕法混煉膠生產技術領域，特別涉及一種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機。
【背景技術】
[0002]橡膠的濕法混煉技術與傳統的將干膠與炭黑、白炭黑等配合劑在密煉機中進行干法混煉完全不同，它是將橡膠膠乳(或橡膠溶液)與經過預先加工的補強填充劑的水(或其它溶劑)分散體在液態下充分混合，再經絮凝、除水(或溶劑)干燥等工序生產混煉膠的方法。其中對于共沉膠的脫水擠出要求脫水后共沉膠的含水率在30%以下，并且在擠出后共沉膠的絮凝狀態成分比例變化要小于2%。
[0003]天然橡膠與白炭黑的濕法混煉技術是橡膠行業節能減排，實現綠色化生產的重要發展方向。但是長期以來，一直受到天然橡膠乳膠特性的制約，無法實現連續工業化規模生產。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型根據濕法煉膠特殊性質進行有針對性地設計研制，提供了一種擠壓脫水造粒機，具有脫水效率高，擠出膠料溫度低(對膠料性能無影響)的優點，為濕法煉膠生產線產業化生產提供了一種性能優良的設備。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0006]—種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、造粒裝置和脫水裝置，其中所述驅動裝置、擠出壓縮裝置和造粒裝置依次連接，所述擠出壓縮裝置包括機筒和設置在其內的螺桿，所述脫水裝置安裝在所述機筒的濾水口處；
[0007]所述螺桿沿著物料運動方向分為多段，且每段螺槽容積逐漸變小;所述機筒的內壁上設置有若干溝槽。
[0008]優選的，所述螺桿包括螺旋葉片和螺旋輥;所述螺旋葉片和所述螺旋輥都分為喂料段、壓縮脫水段和擠出段，且位于所述壓縮脫水段的所述螺旋葉片的螺距沿物料運動方向逐漸變小。
[0009]優選的，位于所述壓縮脫水段的所述螺旋葉片的直徑為A，且50mm <A< 1000mm，螺距依次從0.7?0.8A，縮小為0.6Α、0.5Α、0.4A和0.2?0.3A。
[0010]優選的，位于所述壓縮脫水段的所述螺旋輥的長徑比為5?20。
[0011]優選的，位于所述擠出段的所述螺旋葉片和所述螺旋輥)具有等比壓縮結構，所述螺旋輥的直徑沿物料運動方向均勻變大。
[0012]優選的，位于所述擠出段的所述螺旋葉片相鄰螺距間的壓縮比變化小于10%。
[0013]優選的，所述溝槽的數量為多個，且沿周向均布在所述機筒的內壁上。
[0014]優選的，所述溝槽的截面形狀為矩形。
[0015]優選的，所述擠出壓縮裝置還包括安設在所述機筒筒壁上的若干銷釘。
[0016]優選的，所述脫水裝置包括濾水板和濾水板框架;所述濾水板由多個外小內大的楔形片組合而成。
[0017]從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供的用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，其中脫水裝置中的螺桿每段螺旋螺槽容積根據膠料水分擠出特性逐漸縮小，使膠料水分合理地在各段脫水裝置擠出；機筒內壁開設溝槽，能夠增加膠料和筒壁的摩擦力，減少膠料與筒壁的相對摩擦，使膠料有效向前擠壓脫水而少產生熱量，該特征可以確保膠料在較低溫度脫水并擠出而不影響膠料的性能。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型實施例提供的用于天然橡膠/白炭黑濕法混煉連續化生產線的擠壓脫水造粒機的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型實施例提供的擠出壓縮裝置中螺桿的結構示意圖；
[0021]圖3為本實用新型實施例提供的擠出壓縮裝置中機筒的截面結構示意圖；
[0022]圖4為本實用新型實施例提供的脫水裝置中濾水板的截面結構示意圖。
[0023]其中，I為電機;2為彈性聯軸器;3為減速箱;4為螺桿，41為螺旋葉片，42為螺旋輥，43為喂料段，44為壓縮脫水段，45為擠出段;5為機筒，51為溝槽;6為銷釘;7為機頭;8為旋切刀;9為彈性聯軸器;10為切粒電機;11為濾水板框架;12為濾水板。
【具體實施方式】
[0024]本實用新型公開了一種擠壓脫水造粒機，根據濕法煉膠特殊性質進行有針對性地設計研制，具有脫水效率高，擠出膠料溫度低(對膠料性能無影響)，造粒大小一致性好等優點，為濕法煉膠生產線產業化生產提供了一種性能優良的設備。
[0025]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]請參閱圖1-圖4，圖1為本實用新型實施例提供的用于天然橡膠/白炭黑濕法混煉連續化生產線的擠壓脫水造粒機的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的擠出壓縮裝置中螺桿的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的擠出壓縮裝置中機筒的截面結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的脫水裝置中濾水板的截面結構示意圖。
[0027]本實用新型實施例提供的用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、造粒裝置和脫水裝置，其中驅動裝置、擠出壓縮裝置和造粒裝置依次連接，擠出壓縮裝置包括機筒5和設置在其內的螺桿4，脫水裝置安裝在機筒5的濾水口處；
[0028]其核心改進點在于，螺桿4沿著物料運動方向(即其軸向)分為多段，且每段螺槽容積逐漸變小(沿物料運動方向);機筒5的內壁上設置有若干溝槽51，能夠增加機筒5內壁摩擦系數，利于物料擠壓前進。
[0029]從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供實施例的用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，其中脫水裝置中的螺桿4每段螺旋螺槽容積根據膠料水分擠出特性逐漸縮小，使膠料水分合理地在各段脫水裝置擠出；機筒5內壁開設溝槽51，能夠增加膠料和筒壁的摩擦力，減少膠料與筒壁的相對摩擦，使膠料有效向前擠壓脫水而少產生熱量，該特征可以確保膠料在較低溫度脫水并擠出而不影響膠料的性能。本實用新型實施例主要解決天然橡膠/白炭黑濕法混煉連續化生產線技術中脫水和造粒工序。
[0030]在本方案提供的具體實施例中，螺桿4包括螺旋葉片41和螺旋輥42，螺旋葉片41套設在螺旋輥42上，螺旋輥42能夠帶著螺旋葉片41同步旋轉，兩者一起組成螺桿4，其結構可以參照圖2所示；
[0031]螺旋葉片41和螺旋輥42都分為喂料段43、壓縮脫水段44和擠出段45，螺桿4的上述三個區段中:喂料段43主要起計量和喂料的作用;壓縮脫水段44起壓縮物料進行脫水作用；擠出段54對物料進一步進行均勻壓縮，實現將物料定壓、定量地從擠出口擠出；每一個區段根據功能的不同，采用了不同的螺距和螺旋葉片大小；且位于壓縮脫水段44的螺旋葉片41的螺距沿物料運動方向(即其軸向)逐漸變小，在圖2中物料運動方向為由左至右。
[0032]本實用新型實施例提供的螺桿4，其壓縮脫水段44的螺旋葉片41的螺距設計為漸變式，可以有效地延長絮凝物料在此段壓縮停留的時間，但也不至于使物料過度擠壓打滑。經過設計與實踐驗證，該螺桿設計達到了絮凝物擠壓脫水后含水量在30 %以下以及擠壓脫水后絮凝物成分比例變化小于2%的要求，為實現濕法混煉膠工業化生產提供了技術基礎。
[0033]為了進一步優化上述的技術方案，對壓縮脫水段44內螺旋葉片41的直徑、葉片螺距和螺旋輥2的長徑比經過特殊的計算，可以有效地延長絮凝物料在此段壓縮停留的時間，但也不至于使物料過度擠壓打滑，當該段的螺旋葉片41直徑設計為A(50mm <A< 1000mm)時，葉片螺距設計為漸變式，即螺距依次從0.7?0.8A，縮小為0.6A、0.5A、0.4A和0.2?
0.3A，位于壓縮脫水段44的螺旋輥42的長徑比為5?20，以達到最好效果。
[0034]作為優選，位于擠出段45的螺旋葉片41和螺旋輥42具有等比壓縮結構，其結構可以參照圖2所示，螺旋輥42的直徑沿物料運動方向(即其軸向)均勻變大，此時螺旋葉片41的直徑不發生變化。等比壓縮設計可以使物料的成分比例不發生變化，同時減少擠壓過程中的物料流失率。該設計主要是依據螺桿壓縮比理論計算，使相鄰螺距間的壓縮比變化小于一定范圍(優選為10%)，使物料均勻地受到擠壓。
[0035]本實用新型實施例提供的擠出機螺桿，壓縮脫水段44和擠出段45的螺旋葉片41和螺旋輥42都采用了等比壓縮設計，其結構可以參照圖2所示。該設計可以保證漿料均勻地受到擠壓，壓力的上升也比較平穩，使漿料受到一個較長時間的擠壓脫水，并且防止擠壓過程中的物料成分比例不發送變化。
[0036]為了進一步優化上述的技術方案，溝槽51的數量為多個，且沿周向均布在機筒5的內壁上，以提高脫水效果，其結構可以參照圖3所示。
[0037]在本方案提供的具體實施例中，溝槽51的截面形狀為矩形，且為沿著機筒5的軸向開設貫穿，即順著物料運動方向，以進行更好的摩擦。
[0038]作為優選，擠出壓縮裝置還包括安設在機筒5筒壁上的若干銷釘6，其結構可以參照圖1所示，在擠出脫水過程中可以有效攪拌膠料，一方面可以使膠料內部的水分充分擠出，另一方面可以使天然橡膠和填充劑更充分混煉均勻。
[0039]本實用新型實施例提供的脫水裝置包括濾水板12和濾水板框架11;其中濾水板12由多個外小內大的楔形片平行組合而成，其結構可以參照圖4所示，可以理解的是在這里膠料側即為內側，出水側即為外側;濾水板框架11主要用于把濾水板12組件可靠地箍在機筒5各段濾水口處。通過采用上述楔形狹縫結構，利于水分擠出，并且便于清理。
[0040]進一步的，機筒5的底部沿物料運動方向開設有多個濾水口，相應的安裝有多個脫水裝置，物料在機筒5內通過螺桿4的擠壓，將水由濾水板12排出。濾水板12楔形狹縫寬度根據各段出水率及膠料壓力大小來設置。具體的，沿著物料的運動方向，上述楔形狹縫寬度越來越小。
[0041]在本方案提供的具體實施例中，驅動裝置包括主電機1、彈性聯軸器2和減速箱3。作為優選，本實用新型實施例的驅動裝置由變頻電機驅動，該特征可以滿足螺桿轉速在線無級調速，可以根據實際產量要求調整主機轉速。
[0042]造粒裝置包括切粒電機10、彈性聯軸器9、旋切刀8和機頭7;其中切粒電機10采用變頻調速，可以在線無級調整旋切刀8，以便配合螺桿4轉速來控制膠料切粒大小。
[0043]下面結合【具體實施方式】對本方案作進一步介紹:
[0044]圖1示意性地顯示了一種用于天然橡膠/白炭黑濕法混煉連續化生產線的擠壓脫水造粒機設備。如圖所示，該設備包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、脫水裝置和造粒裝置，其中驅動裝置由主電機1、彈性聯軸器22和減速箱3組成;擠出壓縮裝置由螺桿4、機筒5和銷釘6組成;脫水裝置由濾水板12和濾水板框架11組成;造粒裝置由切粒電機10、彈性聯軸器9、旋切刀8和機頭7組成。
[0045]其中主電機I和減速箱3由彈性聯軸器2連接在一起，螺桿4和機筒5安裝在減速箱3上，銷釘6安裝在機筒5上的預留孔里，脫水裝置安裝在機筒5濾水口處，機頭7安裝在機筒5端頭，切粒電機10和旋切刀8由彈性聯軸器9連接在一起，以上所有裝置安裝在底座上形成統一的整體。
[0046]使用時，先要啟動主電機I，通過彈性聯軸器2驅動減速箱3使速度降至設置速度，再由減速箱3輸出端驅動螺桿4，螺桿4在機筒5里按設置轉速均勻轉動；同時還要啟動切粒電機10，使旋切刀8在機頭7端面按照設置速度高速旋轉；然后從機筒5上的進料口加入膠料，膠料通過螺桿4輸送擠壓，并結合機筒5內壁溝槽摩擦和銷釘6攪拌，膠料體積不斷縮小，膠料初始含水率約70%?80%，因此開始脫水裝置出水量比較大，通過三段脫水裝置后，膠料含水率逐步降至20%?30%以下，隨著膠料含水率的降低，膠料的壓力也越來越大，在膠料擠壓至機頭7時壓力最大，通過機頭7孔板把膠料擠出后，高速旋轉的旋切刀8把膠料切割成大小一致的顆粒狀膠粒，為后序膠料干燥提供良好條件。
[0047]綜上所述，本實用新型實施例公開了一種用于天然橡膠/白炭黑濕法混煉連續化生產線的擠壓脫水造粒機，包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、脫水裝置和造粒裝置，其中驅動裝置由主電機、彈性聯軸器和減速箱組成;擠出壓縮裝置由螺桿、機筒和銷釘組成;脫水裝置由濾水板和濾水板框架組成;造粒裝置由切粒電機、彈性聯軸器、旋切刀和機頭組成。本方案采用螺桿逐段均勻擠壓技術配合楔形狹縫脫水技術，可使進料含水率由約70 %?80 %降至20%?30%以下。本實用新型具有脫水效率高、擠出造粒均勻、天然橡膠膠料及其填充成分在擠出脫水過程中損失少和擠出膠料溫度低(對膠料性能無影響)的效果。
[0048]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0049]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1.一種用于濕法混煉膠生產的擠壓脫水造粒機，包括驅動裝置、擠出壓縮裝置、造粒裝置和脫水裝置，其中所述驅動裝置、擠出壓縮裝置和造粒裝置依次連接，所述擠出壓縮裝置包括機筒(5)和設置在其內的螺桿(4)，所述脫水裝置安裝在所述機筒(5)的濾水口處； 其特征在于，所述螺桿(4)沿著物料運動方向分為多段，且每段螺槽容積逐漸變小；所述機筒(5)的內壁上設置有若干溝槽(51)。2.根據權利要求1所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，所述螺桿(4)包括螺旋葉片(41)和螺旋輥(42);所述螺旋葉片(41)和所述螺旋輥(42)都分為喂料段(43)、壓縮脫水段(44)和擠出段(45)，且位于所述壓縮脫水段(44)的所述螺旋葉片(41)的螺距沿物料運動方向逐漸變小。3.根據權利要求2所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，位于所述壓縮脫水段(44)的所述螺旋葉片(41)的直徑為A，且50mm < A< 1000mm，螺距依次從0.7?0.8A，縮小為0.6A、0.5八、0.4厶和0.2?0.3八。4.根據權利要求3所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，位于所述壓縮脫水段(44)的所述螺旋輥(42)的長徑比為5?20。5.根據權利要求2所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，位于所述擠出段(45)的所述螺旋葉片(41)和所述螺旋輥(42)具有等比壓縮結構，所述螺旋輥(42)的直徑沿物料運動方向均勻變大。6.根據權利要求5所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，位于所述擠出段(45)的所述螺旋葉片(41)相鄰螺距間的壓縮比變化小于10%。7.根據權利要求1-6任意一項所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，所述溝槽(51)的數量為多個，且沿周向均布在所述機筒(5)的內壁上。8.根據權利要求7所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，所述溝槽(51)的截面形狀為矩形。9.根據權利要求1所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，所述擠出壓縮裝置還包括安設在所述機筒(5)筒壁上的若干銷釘(6)。10.根據權利要求1所述的擠壓脫水造粒機，其特征在于，所述脫水裝置包括濾水板(12)和濾水板框架(11);所述濾水板(12)由多個外小內大的楔形片組合而成。
【文檔編號】B29B9/06GK205522073SQ201620117179
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月5日
【發明人】朱業勝, 姜承法, 韓炳坤, 李光
【申請人】北京萬向新元科技股份有限公司