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法雷尔本伯里密炼机的转子凸棱功能

供稿:工控网 2006/7/21 9:25:00

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大功率密炼机很难在不破坏聚合物基本性能的前提下将各种组份混入到聚合物内。这种工艺过程要求分布理想混炼分散聚集体粒子,并有理想的温度控制,确保加工材料的均匀性。近几年来,有关切向型和啮合型密炼机转子结构的研究日趋引人注目,目的是为提高密炼机的生产效率和混炼效果。为此,不同的机器制造商采用了不同的密炼机转子结构设计方法。而所有的转子结构都是按照这一基本工作原理设计的,即使混炼胶料反复通过高剪切区,使受剪切材料完全混合而达到混炼目的。各机器制造厂家的普遍方法是,增加辅助凸棱个数,或重新排列现有的转子凸棱,在任何情况下,转子凸棱的基本几何结构不变。
当研制用于本伯里系列密炼机的新转子系列时,法雷尔(Farrel)使用了一种新方法,将密炼机的混炼过程简化为基本加工功能。即分散与高强度混炼,随后将这些功能分配给转子中结构不同的各部分。转子是由数条凸棱组成的,凸棱始于转子两端中任意一端,这种基本设计原理不变,但现在给转子的每一条凸棱均分配了专门的工艺功能,并用该功能优化转子的几何结构。基于这些原理的指导,设计一个或多个凸棱引导材料流动,着重促进分散混炼,即促进剪切、捏合和拉伸流动(即由转子凸棱完成),设置的凸棱引导材料在混炼室内分布,使材料破碎并重新组合(即由推动凸棱完成)。由于把加工功能分配给每一条凸棱,故人们对这些转子称为"凸棱功能技术转子"(WFT)。
  图1表示出4棱WFT转子结构的一般凸棱排列方式。图1中还包含了法雷尔(Fane1)ST转子结构,用于对比。



图2表示出双棱靠近凸棱末端区域的详细情况。
  本文根据由实验型本伯里密炼机混炼粒状橡胶母炼胶的最终混炼研究结果,结合F270生产密炼机的数据定量分析WFT转子组的特性。在不同的密炼机设置和操作条件下,、混炼均匀性由选定区域取得胶料试样评价;硫化均匀性同振荡圆盘硫化仪扭矩曲线评定。


实验设备
  设计、制造了1组两棱WFT转子,并安装在实验型密炼机上。由40马力的变频马达驱动转子,最大转速为225r/min。通过封闭回路水循环体系,控制密炼室壁和转子的温度。该密炼机还安装了直径为4英寸的气缸,该气缸带有上顶栓位置显示器(RPI)。以转子几何结构为基准计算的密炼室净体积为1.55L。该密炼机安装有均速传动装置。
实验用胶料含229份轮胎胎面粒状合成胶料, 1.6份硫磺和1.8份复合促进剂。最终胶料的密度为1.13。
采用这一特殊的配方,做了一组试验,目的是检验胶料内成分的分布均匀性。在第1组试验中,用加工胶料中随机选取的5个试样测得的0DR曲线确定成分的均匀性。在第2组实验中,每车胶料质量确定为1200g,按顺序加料,混炼结束时,将胶料从密炼机中整体取出,试样从规定的密炼室区域内提取。从加料口处取一个样品,从转子端部取两个样品,其他样品随机从胶料内提取,然后分析这些胶料的硫化剂分布状态。
  结论
  本文介绍并讨论了在BR本伯里型密炼机上分别使用标准转子组和新WFT转子组的最终混炼研究数据。由于0DR测试结果确定的胶料质量,证明新WFT转子组使每车胶料和各车胶料之间的均匀性大大提高。对此研究用实验型密炼机对新转子组和标准本伯里型转子进行的比较表明,使用新WFT转子组显著地缩短了混炼时间,同时保持了胶料均匀性。
配有WFT转子组的F270生产密炼机的试验结果也显示出胶料均匀性明显提高,合成橡胶和天然胶胎面胶料的0DR值标准偏差分别降低28%和69%,生产能力分别提高了大约14%和10%。 信息来源于:中国硫化机网

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