[发明专利]混合机转子和具有该转子的混合机

说明书

本发明涉及一种混合聚合材料例如塑料或橡胶的混合机的转子，以及具有该转子的间歇式混合机和连续混合机(有时也被称作捏合机)。

一种适于捏合橡胶的封闭式间歇混合机(例如，见日本专利公布No.Sho 58-4567，全部引用结合在本文中)以及一种构成塑料的混合/粒化装置的连续混合机(例如，见日本专利公布No.Sho 58-50533，全部引用结合在本文中)已经众所周知。在这些混合机中，借助于一对在混合腔内以不同方向旋转的左右转子将一种强烈剪切作用施加到被混合材料例如塑料或者橡胶上，以便增塑和熔化被混合材料。通过有效地混合和粉碎进入被混合材料的填充物和添加剂，能生产出各种品质的塑料和橡胶产品。在图6A至6C以及7A至7C中显示出用于上述各种混合机的转子实例。

在图6A中所示的间歇式混合机的转子4，分别在外圆周表面上形成一个长叶片12和一个短叶片13，以便允许被混合材料通过对于混合腔内表面的一个顶部间隙，并向该处传递一个剪切力。

为了在混合腔内形成一个轴向材料流16和16′并借此加强被混合材料的混合程度，叶片12和13相互轴向断开，定位在圆周位移的位置并沿相反方向扭转。

另一方面，在图7A所示的连续混合机的转子24，分别在外圆周表面上形成一个进给螺旋35以及一个混合区段36。进给螺旋35包括用来将被混合材料传送到卸料口(图7A左手侧)的多个进给叶片，而混合部分36包括多个进给叶片38和返回叶片39，以便允许材料通过对于混合腔内表面的顶部间隙并向该处传递一个剪切力。

进给叶片38沿一个使被混合材料进给到卸料口侧的方向扭转，而返回叶片39沿一个使该材料返回到卸料口相对侧的方向扭转。叶片38和39连接在一起，以便在混合部分36的接近中心位置相互邻接，因此，已由进给螺旋35传送的材料在该邻接部分附近的填充速度由于叶片38、39而增加，因而一个强剪切力被施加到材料上。

至于叶片12、13、38和39，借助于加大它们相对于轴线方向的扭转角θ，轴向进给能力得到改善，并能增强被混合材料的混合程度。反之，借助于设置小扭转角θ，被混合材料对于顶部间隙的通过量(下文称之为“材料通过量”)增加，并能增加材料的粉碎程度。

在图6A到7C中，符号“a”代表每个转子的转动方向(下文亦然)。

如图6B、6C、7B和7C所示，传统转子4和24被设计成在围绕轴线展开成平面状时它们的展开形状均为直线。因此，每个叶片的扭转角在从起点P到终点Q范围内是不变的。

因此，至今在被混合材料混合程度和粉碎程度之间取得平衡是困难的。

例如，在图6B所示的间歇混合机的每个转子4中，如果长、短叶片12、13在保持它们的展开形状呈直线状的同时扭转角θ设置成较大，被混合材料的轴向流16和16′变大并能增强材料的混合程度，但是，材料在每个叶片12、13的顶部间隙内的通过量减少，而且材料粉碎程度也减少。

反之，如果扭转角θ设置成较小，材料在每个叶片顶部间隙内的通过量增加并能增强材料的粉碎程度，但是被揉搓材料的流16和16′变小，而且材料混合程度减少。

至于连续混合机用的每个转子24的叶片38和39，即使在保持它们的展开形状呈直线形的同时扭转角增大或减小，和上述情况一样，在被混合材料的混合和粉碎之间取得平衡也是困难的。

本发明的目的是提供一种混合机的转子，以及使用该转子的混合机，所述转子能在由一个混合叶片实现的被混合材料混合和粉碎之间有效地获得平衡，还能对材料的混合和粉碎形成相互相容的适当控制。

在根据本发明的转子中，叶片是扭转的，而且在转子围绕其轴线的平面展开状态中，叶片的扭转角在叶片的一起点和一终点之间变化，以便其从叶片的所述起点到终点产生一个基本上非线性的展开形状。

在这种情况下，由于在从叶片起点到终点范围内每个叶片的扭转角改变，在叶片一个确定区段处扭转角增大以便增强混合程度，而在其它区段处扭转角减小以便增强粉碎程度，从而能在由一个混合叶片实现的被混合材料的混合和粉碎之间有效地获得平衡。

在一种间歇混合机的转子中，如果至少一个复数叶片(也就是说，长和短叶片)的扭转角变化，以便其从位于转子的一个轴线端部侧的起点朝其一个轴线中心侧的终点逐渐变小，由位于起点侧的叶片区段产生一个加强材料混合程度的材料流，并且在此同时，在位于终点侧的叶片区段确保在顶部间隙内的一个符合需要的材料通过量，借此加强材料的粉碎程度。因此能进行一种适当控制，使混合和粉碎均能相互相容地实施。