一种密炼机转子组的胶料匀混结构的制作方法

本技术属于密炼机转子组，具体而言，涉及一种密炼机转子组的胶料匀混结构。

背景技术：

1、密炼机作为橡胶、塑料等高分子材料工业中的关键混合设备，其核心部件是转子组，转子组的性能直接决定了混炼胶料的质量；在传统的密炼机设计中，转子叶片通常采用较为简单的几何形状，如单螺旋或双螺旋结构，配合以光滑的转子室壁，这种结构主要依赖于转子高速旋转产生的宏观剪切和翻转作用进行混合；这种传统结构的密炼机在处理高填充量、高粘度或对分散要求极高的胶料时，混合效果往往不尽人意；尤其在添加炭黑、白炭黑、纳米材料等易团聚的配合剂时，简单的叶片形状难以在微观层面提供足够的强剪切力来解聚和均匀分散这些粉体，导致最终混炼胶中出现未分散的团聚物，形成“黑斑”或“白斑”；此外，简单的叶片结构容易在转子叶片与转子室壁之间形成流动死区，使得部分胶料在密炼机内停留时间过长，甚至被过度剪切导致焦烧，而另一些胶料则混合不充分就排出，严重影响了混炼质量的批次稳定性；现有的密炼机技术手段主要是通过增加转子转速、延长混炼时间或多次混炼来弥补结构上的不足，但这些方法均会带来能耗增加、生产效率降低、胶料热降解风险升高等弊端，因此，寻求一种能够有效改善胶料流动模式、增强剪切捏合作用的密炼机转子组胶料匀混结构，是当前高分子材料加工领域亟待解决的关键技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种密炼机转子组的胶料匀混结构，能够解决现有技术中存在密炼机转子组对胶料进行混合分散时，转子叶片的叶片形状和转子室的结构相对简单，导致胶料在密炼机内部的流动模式单一，易形成局部滞留区域，使得胶料中的各种配合剂，特别是炭黑、白炭黑等，无法得到彻底和均匀的分散，从而导致混炼质量不稳定，影响最终产品的性能和批次一致性，现有技术中的密炼机转子组的匀混效果难以满足现代高品质橡胶制品对混炼质量日益提高的要求的问题。

2、本实用新型是这样实现的：

3、本实用新型提供一种密炼机转子组的胶料匀混结构，其中，包括一个转子轴、两个转子叶片、一个转子室，所述转子轴的中心轴线沿水平方向延伸，所述转子叶片套装在所述转子轴的外圆周表面上，所述转子叶片与所述转子轴通过键连接，所述转子叶片具有一个用于与所述胶料直接接触的叶片工作表面，所述叶片工作表面沿着所述转子轴的轴向以及圆周方向延伸，所述转子室设置在所述转子叶片的外侧，所述转子室具有用于容纳所述转子叶片的腔室空间，所述转子叶片在所述转子室的腔室空间内转动，所述叶片工作表面的几何形状为螺旋形，所述转子室的内表面具有用于与所述叶片工作表面形成间隙的转子室工作内表面，所述转子室工作内表面沿着所述转子轴的轴向延伸，所述转子叶片由合金钢材料制造，所述转子轴由结构钢制造，所述转子室由耐磨合金铸铁制造，所述叶片工作表面上沿圆周方向设置有至少两条用于促进胶料混合的螺旋棱线，所述螺旋棱线的高度沿所述转子叶片的轴向逐渐减小，所述转子轴的两端延伸出所述转子室，用于与驱动机构连接。

4、本实用新型提供的一种密炼机转子组的胶料匀混结构的技术效果如下：所述密炼机转子组的胶料匀混结构通过将两个转子叶片套装在所述转子轴的外圆周表面上并通过键连接，实现了转子叶片与转子轴之间的可靠动力传递，从而确保转子叶片能够稳定地在转子室内转动并对胶料施加剪切和混合作用；所述转子叶片的叶片工作表面设计为螺旋形，这种螺旋形状在转子叶片转动时能够对胶料产生连续的轴向推挤和径向翻转作用，有效避免了胶料在密炼机内部的停滞，确保胶料得到充分的运动和混合；所述叶片工作表面上的至少两条螺旋棱线沿圆周方向的设置，增强了胶料在混合过程中的局部剪切和分散效果，促进了配合剂的均匀分散；所述螺旋棱线的高度沿转子叶片的轴向逐渐减小，这种高度变化的设计使得胶料在从进料区向出料区运动过程中，其受到的挤压和剪切强度逐步增加，有利于对不同阶段的胶料进行适应性的混合处理，最终实现了胶料的均匀混合，避免了混合不均的现象，提高了混炼质量。

5、在上述技术方案的基础上，本实用新型的一种密炼机转子组的胶料匀混结构还可以做如下改进:

6、其中，所述螺旋棱线在所述转子叶片上的分布方式为交错排布，使得相邻的螺旋棱线之间的轴向距离沿圆周方向发生变化。

7、采用上述改进方案的有益效果为：所述螺旋棱线在转子叶片上的分布方式为交错排布，使得相邻的螺旋棱线之间的轴向距离沿圆周方向发生变化，这种交错排布打破了胶料流动的单一性，迫使胶料在转子叶片转动时在轴向和圆周方向上进行更加复杂的重新定向和分流合并，增加了胶料内部不同位置之间的相对运动和交替混合的次数；轴向距离的沿圆周方向的变化进一步加剧了局部区域的剪切速率差异和压力波动，显著提高了胶料在微观层面的分散效果，有效避免了单一剪切方向造成的混合死角，从而在不增加复杂零部件的前提下，极大地提升了密炼机转子组对胶料的匀混效率。

8、进一步的，所述转子叶片上设有用于提高胶料剪切力的凹槽，所述凹槽沿所述叶片工作表面的轴向延伸。

9、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子叶片上设有用于提高胶料剪切力的凹槽，所述凹槽沿所述叶片工作表面的轴向延伸，此结构利用凹槽在叶片转动时对胶料形成局部积聚和强力挤压，增加了胶料与转子叶片表面之间的接触摩擦和内部分子间的剪切应力，显著提高了对胶料的剪切和捏合能力；轴向延伸的凹槽能够引导胶料在混合过程中产生额外的涡流和翻转，打破了原有流动模式，有利于将粘附在叶片表面或转子室壁上的胶料重新卷入主体流动中，确保所有胶料都能得到充分的混合和分散处理，有效防止了胶料在密炼机内壁的粘附和滞留，进一步提高了混合均匀度。

10、进一步的，所述凹槽的横截面形状为圆弧形，所述圆弧形的凹槽沿深度方向具有变化的曲率。

11、采用上述改进方案的有益效果为：所述凹槽的横截面形状为圆弧形，且所述圆弧形的凹槽沿深度方向具有变化的曲率，这种圆弧形的横截面设计避免了尖锐棱角对胶料的过度集中应力，使得胶料在凹槽内能够平稳流动，降低了局部过热的风险；沿深度方向变化的曲率使得凹槽对不同厚度胶料层的挤压和剪切作用有所差异，深层胶料受到较缓和的剪切，表层胶料受到较强的剪切，形成了一个梯度剪切场，促进了胶料内部不同组分的分散和均匀化；这种特殊的曲率变化有效地提高了胶料在凹槽内的填充和排空效率，进一步增强了凹槽对胶料的混合和分散能力。

12、进一步的，所述转子叶片的叶片工作表面上设有用于形成剪切作用的阶梯形结构，所述阶梯形结构沿所述转子叶片的径向呈逐渐升高的设置。

13、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子叶片的叶片工作表面上设有用于形成剪切作用的阶梯形结构，所述阶梯形结构沿所述转子叶片的径向呈逐渐升高的设置，这种阶梯形结构在转子叶片转动时，在阶梯的边缘和侧面形成了多级的剪切面，使得胶料在流经这些阶梯时，被迫经历多次的急剧速度和方向变化，产生了强大的多级剪切作用；沿径向逐渐升高的设置确保了剪切作用从叶片根部到叶片尖端有一个递增或递减的强度变化，实现了对胶料的渐进式混合处理，尤其是在阶梯的锐角处形成了高剪切区，有效地将团聚体撕裂和分散，提高了配合剂的分散均匀性，整体上显著增强了密炼机转子组的混合效率和质量。

14、进一步的，所述阶梯形结构沿所述转子叶片轴向的宽度与相邻两个螺旋棱线之间的最小圆周距离之比大于1:3。

15、采用上述改进方案的有益效果为：所述阶梯形结构沿所述转子叶片轴向的宽度与相邻两个螺旋棱线之间的最小圆周距离之比大于1:3，这种尺寸比例关系确保了阶梯形结构在轴向具备足够的宽度来有效地分流和剪切流经的胶料，同时其宽度相对于螺旋棱线间的距离又不至于过度占据胶料的流动通道；大于1:3的比例使得阶梯形结构与螺旋棱线共同作用时，能够形成既有轴向推挤和翻转，又有径向强力剪切的复合运动模式，避免了因阶梯形结构过窄导致的剪切效果不足或过宽导致的流动受阻，从而优化了胶料在转子叶片上的受力状态，最大化了转子组的匀混效率。

16、进一步的，所述转子叶片的外圆周表面上设有用于引导胶料流动的导流槽，所述导流槽沿所述转子叶片的轴向以及圆周方向延伸。

17、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子叶片的外圆周表面上设有用于引导胶料流动的导流槽，所述导流槽沿所述转子叶片的轴向以及圆周方向延伸，此导流槽在叶片转动时，能够捕获部分被叶片推挤的胶料，并将其沿着槽道的特定方向重新导流至转子室的其他区域，增强了胶料在密炼机内部的宏观循环和翻转，有效避免了胶料的局部短路或滞留；轴向和圆周方向的延伸设计使得导流槽能够适应胶料复杂的流动轨迹，形成一个连续的内部循环回路，进一步促进了胶料内部的充分对流混合，显著提高了密炼机对大体积胶料的整体混合均匀度。

18、进一步的，所述转子室工作内表面上设有与所述转子叶片的叶片工作表面相配合的凸起结构，所述凸起结构用于增强对胶料的捏合作用。

19、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子室工作内表面上设有与所述转子叶片的叶片工作表面相配合的凸起结构，所述凸起结构用于增强对胶料的捏合作用，这种凸起结构在转子叶片转动时与叶片工作表面形成了动态的、变化的狭小间隙，当胶料流经这些间隙时，会受到强烈的挤压和揉捏作用，这种作用类似于捏合机的效果，对胶料的内部分子结构和填充剂的团聚体进行高效的解构和分散，从而极大地提高了分散混合的效率；所述凸起结构的存在增加了胶料在转子室内部的停留时间，使得胶料得到更长时间的混合和剪切处理，进一步提升了混合质量。

20、进一步的，所述转子室工作内表面上所述凸起结构的数量为8个，且沿所述转子室的圆周方向均匀分布。

21、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子室工作内表面上所述凸起结构的数量为8个，且沿所述转子室的圆周方向均匀分布，8个均匀分布的凸起结构确保了胶料在转子叶片每一周转动中，都能在8个不同的位置上受到一次强烈的捏合和挤压作用，这种高频率、多点位的捏合处理极大地提高了混合的均匀性和效率，避免了因凸起结构数量不足或分布不均导致的混合死区；均匀分布确保了整个转子叶片长度方向上的胶料都能得到均衡的处理，进一步提升了整体的混合质量。

22、进一步的，所述转子室工作内表面上所述凸起结构的轴向长度大于所述转子叶片上所述凹槽的轴向长度。

23、采用上述改进方案的有益效果为：所述转子室工作内表面上所述凸起结构的轴向长度大于所述转子叶片上所述凹槽的轴向长度，这种轴向长度的设计关系确保了转子室上的凸起结构在轴向上具有足够长的覆盖范围，使得其对流经胶料的捏合作用能够持续较长的一段距离，增强了捏合的彻底性；凸起结构的轴向长度大于凹槽的轴向长度，使得在转子叶片转动过程中，凸起结构不仅与凹槽相互作用，也与叶片工作表面的其他部分发生配合，形成更复杂多变的间隙和流动路径，从而最大化了转子室壁面在促进胶料混合中的作用。

24、与现有技术相比较，本实用新型提供的一种密炼机转子组的胶料匀混结构的有益效果是：本实用新型的密炼机转子组的胶料匀混结构通过引入具有螺旋棱线、凹槽和阶梯形结构的转子叶片，以及设置有凸起结构的转子室工作内表面，共同形成了一个复杂的、多级的剪切和捏合混合场，这种复合结构显著改善了现有技术中胶料流动模式单一、混合不充分的技术问题；螺旋形的叶片工作表面和交错排布的螺旋棱线，使得胶料在轴向和圆周方向上同时受到推挤和翻转，有效避免了胶料的滞留和短路；凹槽和阶梯形结构提供了局部的强剪切区域，尤其是阶梯形结构沿径向逐渐升高的设计，形成了多级剪切，能够高效地撕裂和分散配合剂团聚体；转子室工作内表面上的凸起结构与转子叶片配合，对胶料施加强烈的捏合作用，进一步提高了分散均匀性；通过这些部件形状、尺寸和位置关系的精妙设计，本实用新型的匀混结构不仅增强了对胶料的剪切、挤压和捏合作用，还促进了胶料的宏观对流和微观分散，最终实现了胶料的高效、彻底、均匀混合，显著提高了混炼胶的质量和生产效率，克服了现有技术中混炼不均的难题。