混合攪拌轉子和密閉式混合攪拌機制造技術

一種混合攪拌轉子包括：轉子軸部，在內部形成有冷卻流路；和混合攪拌葉片部，設置在上述轉子軸部的外周部，上述混合攪拌葉片部的各長葉片具有朝向上述混合攪拌轉子的徑向外側的作為該長葉片的端面的齒刃部，上述軸向上的上述各長葉片的長度設定為上述軸向上的上述混合攪拌葉片部的長度的0.6倍以上的長度，上述各長葉片的切入角度設定為31度以下的角度，與上述軸向正交的上述各長葉片的截面中的與上述齒刃部的寬度即齒刃寬度對應的中心角度設定為7度以上的角度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于對塑料和橡膠等高分子材料進行混合攪拌的混合攪拌轉子和密閉式混合攪拌機。
技術介紹
在現有的密閉式混合攪拌機中，在為了提高混合攪拌物的生產率而想要將混合攪拌容量保持得盡可能大的情況下，而采用切線式的轉子（混合攪拌轉子）（例如參照專利文獻1）。在采用該切線式的轉子的現有的密閉式混合攪拌機中，由于難以在短時間內對被混合攪拌材料施加較大的比能（被混合攪拌材料的每單位重量的混合攪拌能量），所以為了使被混合攪拌材料成為所希望的混合攪拌狀態的混合攪拌物，而采用加長混合攪拌時間的方法。但是，在加長混合攪拌時間的方法中，隨著混合攪拌時間的經過，被混合攪拌材料的溫度升高。另一方面，存在不使被混合攪拌材料劣化的溫度及被混合攪拌材料的預定的反應溫度等溫度的限制。因為這樣的情況，所以在使用現有的切線式轉子的密閉式混合攪拌機中，為了防止被混合攪拌材料的溫度超過溫度限制，有時如果混合攪拌時間達到某個時間則然后需要使轉子轉速下降。如上所述，在現有技術中，發生混合攪拌時間的延長及轉子轉速的下降，存在由于其影響而不能如愿地提高生產率的問題。還開發了這樣的混合攪拌轉子：精心設計葉片的形狀及配置等，與專利文獻1所記載的轉子相比，能夠實現被混合攪拌材料的低溫混合攪拌及混合攪拌質量的提高（例如參照專利文獻2）。但是，在該混合攪拌轉子中，在混合攪拌物的生產率方面有改善的余地。具體而言，在現有的切線式的密閉式混合攪拌機中，對于被混合攪拌材料的每單位重量為了增加對被混合攪拌材料施加的混合攪拌能量的量，即使減小向腔室內投入的被混合攪拌材料的重量而想要在短時間內對被混合攪拌材料施加更大的比能，也由于腔室內部的被混合攪拌材料的填充率下降影響，反而難以對被混合攪拌材料作用混合攪拌能量。因此，不僅不能那么縮短混合攪拌時間，而且加上每個批次投入的被混合攪拌材料的重量的減少，使得不能如愿地提高混合攪拌物的生產率。此外，在這樣的切線式的密閉式混合攪拌機中，為了迅速提高腔室內的被混合攪拌材料的均質性而縮短混合攪拌時間，為了使轉子軸向上的被混合攪拌材料的流動變得活躍，還采用了使葉片相對于轉子軸線的扭轉角度增大的方法。但是，如果使扭轉角度增大，則越過葉片的頂部（也稱為齒頂部或齒刃部）向葉片的背面側流動的被混合攪拌材料增加，所以雖然能看到使轉子軸向上的被混合攪拌材料的流動改善的效果，但其效果較小。即，轉子軸向上的被混合攪拌材料的流動沒有那么增大。結果，在這樣的方法中，沒有看到混合攪拌時間的大幅改善。專利文獻1：日本特公昭58－4567號公報專利文獻2：日本特開2002－11336號公報。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種能夠不降低混合攪拌物的混合攪拌質量地比現有提高混合攪拌物的生產率的混合攪拌轉子和密閉式混合攪拌機。根據本專利技術的一個方面的混合攪拌轉子是在密閉式混合攪拌機中使用的混合攪拌轉子，包括：轉子軸部，在內部形成有冷卻流路；和混合攪拌葉片部，設置在上述轉子軸部的外周部，上述混合攪拌葉片部具有在上述轉子軸部的軸向上具有預定長度的短葉片、和具有比上述軸向上的上述短葉片的長度大的上述軸向的長度的至少兩個長葉片，上述各長葉片具有朝向上述混合攪拌轉子的徑向外側的作為該長葉片的端面的齒刃部，上述軸向上的上述各長葉片的長度設定為上述軸向上的上述混合攪拌葉片部的長度的0.6倍以上的長度，上述各長葉片的切入角度設定為31度以下的角度，與上述軸向正交的上述各長葉片的截面中的與上述齒刃部的寬度即齒刃寬度對應的中心角度設定為7度以上的角度。根據本專利技術的另一方面的密閉式混合攪拌機，包括一對根據上述一個方面的混合攪拌轉子，并且包括腔室，所述腔室以在一對混合攪拌轉子旋轉時該各混合攪拌轉子的徑向最外側的部分所描繪的軌跡相互不交叉的狀態，在內部收納所述一對混合攪拌轉子。附圖說明圖1是表示包括本專利技術的實施方式的混合攪拌轉子的密閉式混合攪拌機的正面剖視圖。圖2是本專利技術的實施方式的混合攪拌轉子的說明圖。圖3是圖2所示的混合攪拌轉子的混合攪拌葉片部的繞軸心的展開圖。圖4是表示圖2所示的混合攪拌轉子的混合攪拌葉片部中的設置有長葉片的部分的與混合攪拌轉子的軸向正交的截面的剖視圖。圖5是表示被混合攪拌材料向葉片的背面側的泄漏量與齒刃中心角度的關系的曲線圖。圖6是表示ΔG’值與混合攪拌時間的關系的曲線圖。圖7是表示CV值與混合攪拌時間的關系的曲線圖。圖8是關于齒刃中心角度和切入角度這兩個參數與現有技術比較而總結了能夠在防止被混合攪拌材料過度升溫的同時對被混合攪拌材料施加高比能并且能夠獲得更高的生產率的混合攪拌轉子的形狀的圖。具體實施方式以下，參照附圖對用于實施本專利技術的方式進行說明。圖1所示的本專利技術的實施方式的密閉式混合攪拌機也被稱為批次式混合攪拌機。在圖1中，示意地圖示了本實施方式的混合攪拌轉子。另外，本實施方式的混合攪拌轉子和密閉式混合攪拌機適合于在混合攪拌過程中發生反應的配合的橡膠的混合攪拌，特別適合于以高比例配合有硅石的橡膠的混合攪拌。（密閉式混合攪拌機的構成）如圖1所示，密閉式混合攪拌機1包括在內部具有混合攪拌室2的腔室3、左右一對的混合攪拌轉子4、5、設置有料斗6的材料供給筒7和浮動配重8。混合攪拌室2形成為縱截面為繭型形狀。腔室3具有設置在其上部的上方開口部。該上方開口部內的空間與混合攪拌室2連通。左右一對的混合攪拌轉子4、5以繞各自的軸旋轉自如的方式貫穿插入在混合攪拌室2內。這一對混合攪拌轉子4、5形成為對稱形狀。材料供給筒7立設在腔室3的上方開口部上。浮動配重8以上下運動自如的方式收納在材料供給筒7內。在材料供給筒7的上部連結有氣壓缸9。另外，也可以代替氣壓缸9而將利用空氣以外的流體的壓力的流體壓力缸連結在材料供給筒7的上部。在氣壓缸9內收納有活塞10，該活塞10經由活塞桿11與浮動配重8連結?；钊麠U11以保持氣壓缸9內的氣密的方式貫穿氣壓缸9的下蓋。通過這樣的構成，通過對氣壓缸9內的上部空間加壓而使活塞10下降，能夠使浮動配重8下降，由此，能夠利用該下降的浮動配重8，將從料斗6供給的材料供給筒7內的被混合攪拌材料推入到腔室3內。另一方面，在腔室3的底部設置有排出口，該排出口被升降門12封閉。該升降門12能夠通過旋轉致動器動作來開閉排出口。通過使封閉排出口的升降門12動作而將該排出口開放，能夠將在混合攪拌室2內被混合攪拌了預定時間的混合攪拌物（混合攪拌完成的被混合攪拌材料）向密閉式混合攪拌機1的外部排出。另外，密閉式混合攪拌機1是左右一對混合攪拌轉子4、5不相互嚙合的非嚙合型的混合攪拌機。即，該密閉式混合攪拌機1的一對混合攪拌轉子4、5的軸心間的距離S（以下稱為轉子軸心間距離S）比各混合攪拌轉子4、5的旋轉外徑Dr（參照圖4）大。換言之，在一對混合攪拌轉子4、5旋轉時，各混合攪拌轉子4、5的徑向最外側的部分所描繪的旋轉軌跡不會相互交叉。（第1實施方式的混合攪拌轉子）參照圖1～圖4，對本專利技術的第1實施方式的混合攪拌轉子4、5進行說明。另外，圖2是混合攪拌轉子4的說明用的俯視圖。各混合攪拌轉子4、5包括在內部形成有冷卻流路22的轉子軸部20、和設置在轉子軸部20的外周部的混合攪拌葉片部21。各混合攪拌轉子4、5的混合攪拌葉片部21在該混合攪拌轉子4、5的軸向Z（以下稱為轉子軸向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合攪拌轉子，在密閉式混合攪拌機中使用，其特征在于，該混合攪拌轉子包括：轉子軸部，在內部形成有冷卻流路；和混合攪拌葉片部，設置在上述轉子軸部的外周部，上述混合攪拌葉片部具有在上述轉子軸部的軸向上具有預定長度的短葉片、和具有比上述軸向上的上述短葉片的長度大的上述軸向的長度的至少兩個長葉片，上述各長葉片具有朝向上述混合攪拌轉子的徑向外側的作為該長葉片的端面的齒刃部，上述軸向上的上述各長葉片的長度設定為上述軸向上的上述混合攪拌葉片部的長度的0.6倍以上的長度，上述各長葉片的切入角度設定為31度以下的角度，與上述軸向正交的上述各長葉片的截面中的與上述齒刃部的寬度即齒刃寬度對應的中心角度設定為7度以上的角度。

【技術特征摘要】
2012.01.31 JP 2012-0185561.一種混合攪拌轉子，在密閉式混合攪拌機中使用，其特征在于，該混合攪拌轉子包括：轉子軸部，在內部形成有冷卻流路；和混合攪拌葉片部，設置在上述轉子軸部的外周部，上述混合攪拌葉片部具有在上述轉子軸部的軸向上具有預定長度的短葉片、和具有比上述軸向上的上述短葉片的長度大的上述軸向的長度的至少兩個長葉片，上述各長葉片具有朝向上述混合攪拌轉子的徑向外側的作為該長葉片的端面的齒刃部，上述軸向上的上述各長葉片的長度設定為上述軸向上的上述混合攪拌葉片部的長度的0.6倍以上的長度，上述各長葉片的切入角度設定為31度以下的角度，與上述軸向正交的上述各長葉片的截面中的與上述齒刃部的寬度即齒刃寬度對應的中心角度設定為7度以上的角度。2.如權利要求1所述的混合攪拌轉子，其特征在于，上述各長葉片具有該長葉片中的作為朝向上述混合攪拌轉子的旋轉方向的前側的面的作用面、和由上述齒刃部和上述作用面形成的它們之間的邊界部，上述齒刃部在與上述軸向正交的截面中在上述混合攪拌轉子旋轉時描繪圓形的軌跡，上述各長葉片的切入角度是上述圓形的軌跡在上述邊界部處的切線和與上述軸向正交的截面中的上述作用面在上述邊界部處的切線之間的角度。3.如權利要求1所述的混合攪拌轉子，其特征在于，上述各長葉片的上述切入角度設定為10度以上21度以下的角度。4.如權利要求1所述的混合攪拌轉子，其特征在于，上述各長葉片相對于上述轉子軸部的軸線具有40度以上的扭轉角度。5.如權利要求4所述的混合攪拌轉子，其特征在于，上述各長葉片的上述扭轉角度設定為50度以上65度以下的角度。6.如權利要求1所述的混合攪拌轉子，其特征在于，在設生產率指數為P、能量指數為E、上述切入角度為x、與上述齒刃寬度對應的上述中心角...

【專利技術屬性】
技術研發人員：田中雄介，山田則文，山根泰明，植村正昭，福谷和久，
申請(專利權)人：株式會社神戶制鋼所，
類型：發明
國別省市：日本;JP