[发明专利]内分批搅拌机的双叶片非啮合转子

说明书

本发明与高强度内分批式搅拌机有关，这种搅拌机具有一个混合室，该混合室制成能容纳二个反向旋转的非啮合的带叶片的转子，将打算拌和成均匀物质的配料组分通过一个竖直的滑槽、在装在滑槽中的推料杆的压力作用下将其向下推移。这个推料杆是液压或气压驱动的。在搅拌配料过程中，当推料杆向下推进至其工作位置时，推料杆的下表面组成了混合室的上部。所生产出的均匀的混合料从混合室通过位于混合室底部的出料孔排出，随后，与该出料口相连的舱门关闭，为通过滑槽向下输入的下一次配料作好准备。

某些内分批搅拌机设计成带有非啮合的转子，另一些则设计成具有啮合的转子。相互啮合的转子必须始终以同一转速同步驱动，而非啮合的转子即可以以同一转速驱动又可以以不同转速驱动，以达到不同的搅拌和搓揉效果。本发明涉及非啮合式转子。转子的叶片具有一般的螺旋形结构，如下文所述，依靠它们不同的强有力的动力效应的配合作用，产生高强度的搅拌和均化作用。关于这种具有非啮合转子的内分批搅拌机更详细的资料可参阅美国专利1，200，700号和3，610，585号，本受让人的原权利人已公开的这些专利，本文已结合作为背景资料。

本发明通过装设一对双叶片非啮合的新型转子改善了这种高强度内分批式搅拌机的搅拌性能和生产率，除了它们提高效率的优点之外，这些双叶片转子还可用于大扭矩负载的条件下工作，这种大扭矩负载将会在提高了性能的高强度内分批搅拌机中遇到，这种搅拌机可用于搅拌更粘稠的橡胶和可塑性材料。

本发明总的目的是依靠反向旋转的转子之间的动力相互作用的新的顺序和新的特性，提高这种搅拌机中的一对双叶片非啮合转子的输出效率、性能、生产率和均匀性，并且与二个转子是否以下列转速无关：

（a）同步旋转，即以一速度（等速）或（b）非同步，即以略有不同的转速（不等速）常称之谓“摩擦比”速度。

此外，本发明总的目的还包括不显著增大新转子的体积和外壳的结构来实现这些优点，以便：（1）不需要改装就能将这些新型双叶片转子装入现有的内分批搅拌机的混合室中。用一对新的双叶片转子装入现有的搅拌机中能够改善性能并提高生产率;（2）这些新的转子与现有的转子相比不占用更大的容积，以便使搅拌机中现有的有用的空间（“自由容积”）真正地可用于上述同样的配料容积中;（3）将这些转子用于新的内分批搅拌机中，其混合室的容积与现用的各种尺寸的搅拌机的混合室的容积相似，但明显地增加了输送给新转子的动力，以克服将被混合均匀的粘稠橡胶和塑性材料所产生的较大的力。

根据本发明的目的提供一对用于内分批搅拌机的双叶片非啮合转子，这种转子与Inoue等人的4，456，381号美国专利所公开的一对转子相比改善了搅拌性能、均匀性和生产率。Inoue等人的专利公开了一对转子，每一个转子都有一个起始于转子相对一端的长叶片。每个转子上的长叶片上具有相同的螺旋角，这二个长叶片的螺旋角的范围是10°至40°，这些叶片的轴向长度与转子总轴向长度的比值是0.6至0.9。这个比值范围意味着叶片在每个转子上的重叠量是0.2至0.8倍的转子总长度。从Inoue等人的专利说明书中图10可见：每个叶片的扭转角（包角）是14°至90.6°。因为全部叶片的螺旋角在该专利中全都相同，所以在混合室的中心的二个反向旋转的转子之间相互作用时，一个转子的叶尖经过另一个转子的叶尖的“擦扫”能力较小。因此，不希望有的相等的角度关系妨碍子在所述的转子间相互作用的中心处横向搅拌作用，必须导致搅拌的不均匀性。

因为Inoue等人的转子叶片叶尖的扭转角（包角）仅有90.6°或低于90.6°，所以叶尖在混合室中心处停留的时间较短，因此使较大体积的物料有可能在搅拌机的中心附近一搅拌循环的主要部分停滞不动。在搅拌机中心附近停滞不动的许多物料与其它部分被搅拌的配料相比传热不良，并明显降低了有效的搅拌作用。

依照本发明的某些方面，如本发明说明书所述，提供了一对供高强度内分批式搅拌机使用的非啮合双叶片转子，每一个转子都具有一个被驱动端和冷却液端以及二个具有普通螺旋形状叶尖的长叶片，这二个长叶片起始于每个转子的相对的端部，也就是这二个长叶片叶尖的引导端位于该转子的相对的端部，并绕该转子的轴线以彼此成176°至184°的角度位置取向。每一个转子上的第一个长叶片的叶尖具有一个介于25°至40°之间的较小的螺旋角（A₁），这第一个叶片的叶尖具有一个介于80°至110°之间的扭转角（包角）。叶片轴向长度比值，即叶片轴向长度与转子轴向长度的比值是在0.6至0.85之间。这第一个叶片轴向长度比下文将要阐述的第二个叶片长。