混炼技术新进展:切向型和啮合型密炼机结构设计的改进

概述橡胶工业通用的间歇式橡胶混炼工艺的发展状况,并重点说明切向型和啮合型密炼机的混炼技术,共分下列三个部分:(1)切向型和啮合型密炼机混炼工艺的特点、应用领域状况,提供切向型和啮合型密炼机目前应用范围的具体参数;(2)切向型和啮合型密炼机的密炼技术,讨论两种混炼技术之间的根本区别及两种密炼机各自的混炼机理,并介绍两种密炼机关键部件的机械结构;(3)间歇式密炼机混炼技术的发展,介绍切向型和啮合型间歇式密炼机最新设计开发进展状况,提出新的技术并加以讨论。     

密炼机啮合型转子安装及间隙的分析

简单介绍了啮合型密炼机混炼机理和啮合型转子结构。介绍了啮合型转子的装配过程,以及转子和混炼室、上顶栓、下顶栓间隙对混炼胶的作用。着重介绍了转子端面和耐磨板之间的端面间隙、转子和转子间隙在安装过程中如何调节保证最小间隙。并简单介绍了密炼机装配间隙调节的发展趋势。     

新啮合型密炼机与传统密炼机的比较

从理论和实验两方面比较了非齿式啮合型、齿式啮合型和切向型密炼机的混炼性能及生产率和能耗，论证了非齿式啮合新型密炼机的优越性。     

橡胶混炼技术的现状与发展趋势

主要介绍近几年橡胶间歇式混炼和连续混炼的几种新技术和新设备。间歇式混炼技术包括同步转子技术和功能转子技术，新设备包括可变间隙密炼机和剪切啮合式密炼机。连续混炼技术包括密炼挤出组合式连续混炼和转子螺杆组合式连续混炼。     

密炼机转子的发展及最新技术

Banbury密炼机在近100年的发展中，其转子经过了剪切型、啮合型、啮合间隙可变、等速转子及挤压流转子等一系列的改进和完善，基本满足了轮胎工业尤其是子午线轮胎对混炼胶高产量、高质量的要求，满足了混炼批量小、批次重复多的橡胶制品的质量要求和加工速度要求。本文在概述转子主要变革的同时，归纳了各类型转子的特点。     

大型双转子连续混炼机转子混炼段混合性能的研究

对?450大型双转子连续混炼机转子混炼段混合性能和力学性能进行研究。分析啮合间隙、转子导程、转子正反段长度比等几何参数对混炼机剪切应力分布、转子所承受的轴向力和扭矩的影响。研究表明,转子啮合间隙对转子混合性能和力学性能影响最为显著,随着啮合间隙的增大,剪切应力、转子所受的轴向力和扭矩会逐渐下降;转子导程变化对转子力学性能的影响相对明显;转子正反段长度比不仅影响转子所承受的轴向力,而且还影响剪切应力分布,对转子所受扭矩影响不大。     

可变啮合间隙密炼机

对于意大利Ｔｅｃｈｉｎｔ -Ｐｅｍｉｎｉ公司来说 ,ＶＩＣ 3个英文字头缩写 ,即意味着“可变啮合间隙”密炼机。在 1 998年德国橡胶展览会上 ,该公司展出了上述ＶＩＣ系列中最新型的啮合密炼机。ＶＩＣ系列密炼机既具有开炼机所有的在质量上的优点 ,又具有一般密炼机在产量上高的特点。在单台机器上能兼具上述两方面的优点。主要是两个转子之间的间隙是能变化的。这种技术能使该机器只作单段混炼即能制得混炼胶 ,对于一般正切密炼机须经二段混炼后方能得到各种所需的混炼胶。可变啮合间隙密炼机     

用最佳拉伸啮合型密炼机改善混炼

从双辊开炼机到目前的全自动密炼机,间歇式混炼已经历了很长时间。如今有三种基本的密炼机正在使用。第一种是1916年由F.H.Banbury提出的可变转子长径比(1.40～2.00)、胶料在密炼室内局部单循环的剪切型密炼机。第二种是1934年由R.T.Cooke提出的可变转子长径比(1.26～1.40)、胶料在密炼室内单循环的啮合型密炼机。第三种是由N.O.Nortey提出的固定长径比(大约1.50)、胶料在密炼室内双循环的啮合型密炼机。固定长径比啮合型密炼机被称作最佳的拉伸啮合型密炼机。文中详细讨论了目前用在最佳拉伸啮合型密炼机中的3-凸棱过冷转子的锻造和制造工艺的改进技术,揭示了过冷转子的机械内部通道,能提供最好的对胶料温度的控制。三种混炼技术在混炼质量、生产效率和能耗的改进方面列表进行了对比。     

提高混炼灵活性的可变啮合间隙密炼机

提高混炼灵活性的可变啮合间隙密炼机ＬｕｉｇｉＰｏｍｉｎｉ著吴秀兰译涂学忠校为了提高质量和／或生产率，近年来还为了尽可能使这两个方面在整个加工过程中保持协调，人们在不断地改进混炼技术。人们对此做了许多工作，主要是研制了一些新型转子。大量专利（１００篇以...     

橡胶混炼技术的新发展方向

作为橡胶混炼设备,混炼机在橡胶工业和轮胎工业占主导地位已经一个多世纪。切向式转子和啮合式转子是密炼机的两个基本设计。近十年来,为了解决地球环境问题,已经开发出白炭黑／硅烷补强轮胎胎面胶之类的新材料和新配方。为了提高胶料性能,必须优化各种填充剂在密炼机中密炼的分布和分散。特别是在混炼中的温度控制对控制配合剂的反应和减少在生产中的补充混炼步骤显得越来越重要。因此,为了获得所需的胶料性能。啮合式转子密炼机引人注目。本文对有关啮合式转子密炼机与切向式转子密炼机之间的对比所做的各种研究进行了介绍。啮合式转子密炼机的主要优点是它们较高的冷却和混炼效率。因此,为了提高混炼性能。已经研制出具有现代化转子的啮合式转子密炼机。     

密闭式橡胶混炼机的技术现状及最近发展

叙述了密炼机的发展过程,密炼机橡胶混炼的特点,密炼机发展现状。以及切合式密炼机、啮合式密炼机、翻转式密炼机、螺杆式连续混炼机的最新技术进展。最后介绍了密炼机在我国的发展过程及现状。     

不同转子的双转子连续混炼机混炼效果的比较

采用三维绘图软件PRO/E对双转子连续混炼机的转子进行了结构设计,利用GAMBIT对其进行网格划分及边界条件设定,并运用有限元流体分析软件POLYFLOW对转子部分的混炼过程进行了模拟分析,比较了转子转过不同角度时沿轴向距离的剪切速率、平均速度、黏度以及压力。分析得出,螺棱交汇点位置在其长度方向1/3处的转子存在着很明显的反向压力,即可以产生明显的有利于混炼的反向流动。该研究将有助于优化转子结构,从而进一步提高混炼效果。     

剪切型调距式密炼机的性能研究

对啮合型、剪切型和剪切调距型3种密炼机的混烁实验结果进行了比较分析,对剪切调距型密炼机的性能进行了研究,实验表明：新开发的剪切型调距式密炼机能够混炼均匀,分散度高,能量消耗少,排胶温度低,可通过改变间隙实现优化混炼,尤其适合于快速混烁作业和难以分散而又快速生热的胶料的混烁,应用前景比较广淘.     

啮合式转子密炼机中转子的模拟和设计

对聚合物在啮合式转子密炼机中的流动进行了模拟分析,并分析了4种不同类型啮合式转子的混炼作用,还将模拟分析结果与分离式转子密炼机的实验结果进行了比较,结果表明,啮合式转子密炼机的填充因数比分离式转子密炼机大。     

同步同向转子密炼机性能的研究

首次提出同步同向转子密炼机的混炼原理,并通过在Ｘ（ Ｓ） Ｍ－ １ ．７ 同步同向转子密炼机上的实验来研究和分析同步同向转子对混炼过程的影响。     

填充系数对同步转子密炼机混炼性能的影响

研究了在同步转子密炼机上顶栓压力、冷却水温度和转子转速一定的条件下,改变填充系数对六棱同步转子密炼机混炼性能的影响。结果表明：六棱同步转子有很强的吃胶能力。填充系数（β）存在最佳值。     

双转子连续混炼机混沌型转子混合性能的研究

在提出一种新型混沌型转子结构的基础上,运用Polyflow软件对其混炼过程进行三维非牛顿等温模拟,并借助于粒子示踪法对物料所经历的流场特性进行统计学分析;分析了转子结构和工艺参数对转子混合性能的影响,同时通过共混改性实验,对转子的混合效果进行了评估和表征。结果表明,高混沌型转子的分布混合能力有较大的提高,同时保持着良好的分散混合能力;混沌型转子制备的复合材料力学性能优于经典转子;转子转速的提高可以增强混沌转子的分散及分布混合能力,适当的加料速率是保证取得较好混合效果的关键因素。     

串联密炼机组的研发和应用概况

介绍串联密炼机组的研发和应用概况。串联密炼机组由带压砣的上位机与不带压砣的大容量下位机组成,上位机采用低温转子,下位机采用啮合型转子。串联密炼机组可以实现从原材料投入到终炼胶产出连续一步完成,尤其适用于白炭黑用量大的胶料混炼,可提高混炼质量和生产效率,降低混炼能耗。大连橡胶塑料机械股份有限公司串联密炼机组的结构设计重点:密炼室和转子、传动系统、液压式压砣、冷却系统和过渡翻板门等;系统控制要点:密炼室温度和冷却效果、转子无级调速和压砣位置无级调整等。     

采用新型变间隙转子混炼短纤维/橡胶复合材料

分析短纤维/橡胶复合材料的混炼机理,针对短纤维胶料混炼特点设计新型变间隙六棱同步转子。转子棱峰与密炼室内壁间隙影响短纤维在胶料中的混合和分散以及混炼胶中短纤维的长度。新型六棱同步转子采用变间隙设计,大间隙有助于短纤维的混合,小间隙有助于短纤维的分散。采用新型六棱同步转子可改善短纤维/橡胶复合材料的混炼质量和性能,并能够提高生产效率。     

楔形角对连续混炼机新型转子混合性能的影响

建立了双转子连续混炼机新型三棱转子的模型,运用聚合物加工专用分析软件Polyflow,分别对具有不同楔形角的新型三棱转子的动态流场进行了三维非牛顿等温模拟,用统计学方法得到了各转子流场的停留时间分布、最大剪切应力分布以及分离尺度曲线。结果表明,楔形角较小的转子的分散混合性能较好,但分布混合性能较差,楔形角较大的转子的分布混合性能较好,但分散混合性能较差;当楔形角在15 °附近时,新型三棱转子的分散、分布混合性能最好。