[发明专利]从渐缩式锥形双螺杆混合器排出的橡胶混合物的温度管理

说明书

一种混合和冷却系统(1)，包括混合螺杆挤出机器(10)，所述混合螺杆挤出机器(10)具有：混合器(12)，其具有渐缩式锥形双螺杆；柱塞(30)，其沿着机器的引入料斗(24)的内部移动；辊鼻型系统，其就设置在混合器的出口(25)的下游，以形成离开混合器的混合物的片材(112)；以及一个或多个移动套筒(34)，其相对于出口以线性移动的方式移动。该系统还包括冷却系统，所述冷却系统具有：喷洒设备(102、104)，其以预定分配率向离开机器的片材传送水；抽吸设备，其与每个喷洒设备相称；以及至少一个输送装置(114、116)，其沿预定方向输送片材。

技术领域

本发明涉及在橡胶生产的领域中使用的混合器。更具体地，本发明涉及与渐缩式锥形双螺杆混合器相关的冷却功能，以管理从混合器排出的橡胶产品的温度。

背景技术

在生产橡胶混合物的领域，已经存在双螺杆挤出机，每一双螺杆挤出机均具有机架，所述机架具有常用的组装部件。组装部件可以包括但不限于护套螺杆组件(带有或不带有任选的加热和冷却配件)、驱动单元(齿轮箱和联轴器)、主电机、用于供应材料的装置(例如计量器或料斗)或用于材料处理的装置(例如脱气装置)、用于挤出的材料的切割或成形装置，以及如果适用的话，连接电机驱动器、启动和安全装置以及控制、命令、显示和测量装置的控制柜。在Bruno Vergnes和Marc Chapet的出版物“Extrusion–Twin-ScrewExtrusion Processes”(在2001年1月10日由Techniques de l'Ingénieur,traitéPlastiques et Composites出版(“the Vergnes/Chapet reference”))中描述有双螺杆挤出机的示例。

机架通常包括手动或辅助套筒打开装置，使得容易接近螺杆以进行清洁、检查和/或维护。最常用的打开系统包括使套筒相对于螺杆滑动的滑动装置(例如由Colmec和Pomini TDE商业提供的类型)。还存在其中围绕横向铰链铰接有护套的“组合式”打开系统(通常称为Farrel连续混合器，或“FCM”)。套筒螺杆组件是能动部分，确保材料的处理。护套是外壳。套筒由加热系统(通常是电动的，由温度控制探头控制)与冷却系统(通常是利用水循环)的组合进行温度调节。在套筒内，两个旋转螺杆吞入材料并将其向前移动。

通常使用的螺杆混合挤出机器由转子(即螺杆)和定子(即套筒)组成。公开文件WO2005039847描述了这种机器，其示出渐缩式锥形双螺杆机器的示例，该双螺杆机器具有关闭出口的可移动门。由于出口处的可移动门(该可移动门布置在螺杆的端部)，这种类型的混合器使得可将原材料的混合阶段与混合物的排出阶段结合起来。可移动门在混合周期的过程中关闭并锁定，从而防止混合物离开机器。当混合周期完成时，可移动门解锁并打开。然后旋转螺杆可以使机器内的产品(也称为“橡胶”或“混合物”)向前移动。

当用这种类型的混合器混合橡胶产品时，产品将受到明显的剪切，这会促进产品的加工和均匀化。因此，通常需要管理产品的温度上升。

这种温度上升是由与螺杆旋转相关的剪切能提供的。因此这种类型的双螺杆混合器通常配备有水循环冷却系统。这样的系统使冷水循环通过螺杆(并且在一些实施例中，通过套筒)以控制与产品接触的混合器元件(例如，调节的金属壁)的温度上升。通过接触，这些元件会在混合过程中冷却产品。然而，因为产品并不总是与这些元件接触，并且在壁处产品与元件之间的交换系数不是很高，所以产品的冷却效率是有限的。

为了获得具有恰当性质的混合物，温度控制很重要。在某些情况下，例如，在混合周期的期间添加硫化剂只能在产品温度低于预定值(例如低于100℃)时进行。存在这样的解决方案，其使用水喷洒橡胶片材的冷却系统进行温度控制(参见韩国公开文件10-0513504和公开文件FR3045173)。这些类型的系统与外部辊式混合器组合，用于生产厚度有限的橡胶片材。然后，该片材循环通过电动传送带并且穿过喷水器和排风罩下方，这将使得快速降低温度。