一种搅拌加热主机的制作方法

1.本发明属于废旧硫化橡胶再生技术领域，特别涉及一种搅拌加热主机。


背景技术：

2.以橡胶制品生产中已硫化的废料为原料加工成的、有一定可塑性和粘性、能重新使用的橡胶，简称再生胶。再生胶能部分地代替生胶用于橡胶制品，以节约生胶及炭黑也有利于改善加工性能及橡胶制品的某些性能。再生过程是废胶在增塑剂、氧、热和机械的综合作用下使硫化橡胶的部分分子链和交联点断裂的过程。
3.专利文献cn201810804452.3公开了一种废旧轮胎橡胶处理系统以及工艺，该专利文献公开的技术方案包括了混合、加温送料、循环加温、脱硫塑化、冷却出料以及精炼等工艺步骤以及与各步骤对应的处理系统，工艺和设备复杂，投入成本高，能源消耗大，橡胶再生的效率低下。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明公开了一种搅拌加热主机，以降低设备成本及脱硫能耗。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明一方面提供了一种搅拌加热主机，包括搅拌仓，设置在搅拌仓内的搅拌轴和设置在搅拌轴上的搅拌叶片，其中，搅拌叶片包括扬料叶片和剪切叶片，剪切叶片设置在扬料叶片的扬料侧。
6.可选地，剪切叶片为一个，剪切叶片在搅拌轴的周向上与扬料叶片错开。
7.可选地，剪切叶片为至少两个，相邻两个剪切叶片在搅拌轴的周向上相互错开。
8.可选地，搅拌仓包括仓体和仓盖，仓体成圆筒状，其一端为开口，仓盖盖合在开口上；搅拌轴与仓体同轴设置。
9.可选地，仓盖密封盖合在开口上；仓体或仓盖上设置有进料口，进料口设置有打开或关闭进料口的密闭阀。
10.可选地，仓体或仓盖上设置有排气口，排气口上设置都有向外排气的单向阀片。
11.可选地，排气口设置有过滤网，过滤网的孔径小于30目。
12.可选地，仓体上设置有出料口，出料口设置有打开或关闭出料口的控制阀。
13.可选地，仓体和搅拌轴竖直设置，扬料叶片设置在搅拌轴上靠近仓体底部的位置；剪切叶片设置在搅拌轴上位于仓体中部的位置。
14.可选地，搅拌叶片还包括压料叶片，压料叶片设置在搅拌轴上位于仓体上部的位置。
15.可选地，剪切叶片为两个，扬料叶片、两个剪切叶片和压料叶片中相邻两个叶片在搅拌轴的轴向上按照预设间隔设置，且在搅拌轴的周向上按照90
°
相互交错设置。
16.可选地，仓体和搅拌轴水平设置，扬料叶片设置在搅拌轴上靠近仓体第一端的位置；剪切叶片设置在搅拌轴上位于仓体中部的位置。
17.可选地，搅拌叶片还包括反向扬料叶片，反向扬料叶片设置在搅拌轴上位于仓体
第二端的位置，且反向扬料叶片的扬料方向与扬料叶片的扬料方向相反。
18.可选地，搅拌加热主机的搅拌轴的转速为30-1200转/分，搅拌加热主机的加热温度为120-300摄氏度。
19.可选地，扬料叶片包括轴孔部和固定设置在轴孔部上的多个弧形叶片部；
20.可选地，弧形叶片部为两个，两个弧形叶片部及轴孔部形成s形的扬料叶片，s形的扬料叶片的内弯侧为迎料侧，外弧侧为背料侧；迎料侧由前向后逐渐向上隆起形成扬料面。
21.可选地，扬料面为斜面，且斜面的倾角大于20
°
；或者，扬料面为凹弧形坡面。
22.可选地，背料侧由前向后逐渐向下形成背料面；背料面的宽度大于扬料面。
23.可选地，s形的扬料叶片的两端向上翘起。
24.可选地，s形的扬料叶片的两端弧形向上翘起。
25.可选地，弧形叶片部底面上具有向下凸起的凸筋。
26.可选地，凸筋位于扬料叶片底面后侧边缘延伸。
27.可选地，剪切叶片包括轴孔部和固定设置在轴孔部上的多个平直叶片部；平直叶片部靠近扬料叶片的一面为平面，远离扬料叶片的一面迎料侧由前向后逐渐向上倾斜形成单边刃口。
28.可选地，压料叶片包括轴孔部和固定设置在轴孔部上的倾斜叶片部；倾斜叶片部自轴孔部逐渐径向向外并轴向向上延伸。
29.可选地，倾斜叶片部迎料侧具有刃口。
30.可选地，搅拌轴通过轴承安装在搅拌仓内，搅拌加热主机还包括与轴承配合的冷却夹套。
31.根据本发明的搅拌加热主机，改进现有混合装置，通过在搅拌仓内配合设置扬料叶片和剪切叶片，扬料叶片推动混合胶料与仓体摩擦运动，并将混合胶料扬起，剪切叶片对扬起的混合胶料剪切与碰撞，从而促使机械能转化为内能，使得混合胶料迅速升温，达到脱硫所需温度。相比现有技术中采用电加热的工艺方式，一方面可以去除电加热设备，降低设备成本；另一方面，采用机械能剪切摩擦生热的方式，能够提高整体能量转化效率，有效降低整个设备能耗。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本发明的搅拌加热主机的主视结构示意图；
34.图2为本发明的扬料叶片的俯视结构示意图；
35.图3为本发明的扬料叶片的侧视结构示意图；
36.图4为图2中a-a向剖面的第一剖面示意图；
37.图5为图2中a-a向剖面的第二剖面示意图；
38.图6为本发明的剪切叶片的俯视结构示意图；
39.图7为本发明的压料叶片的侧视结构示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.为了克服现有技术中存在的加热等橡胶再生设备投入高、能源消耗大等问题，本发明提出了一种全新的搅拌加热主机，无需传统电热设备即可以达到橡胶化学解交联所需的温度，简化了设备和工艺，能够显著降低设备成本和使用成本。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
42.第一实施例：
43.如图1所示，本发明的第一实施例提供了一种搅拌加热主机，包括搅拌仓1，设置在搅拌仓1内的搅拌轴和设置在搅拌轴2上的搅拌叶片，其中，搅拌叶片包括扬料叶片10和剪切叶片20，剪切叶片20设置在扬料叶片10的扬料侧。工作时，将橡胶粉、软化剂、活化剂等助剂按照比例投入到搅拌仓中，启动电机驱动搅拌轴2开始工作，扬料叶片10推动胶粉、软化剂、活化剂(下称混合胶料)顺着搅拌仓内壁转动与摩擦，并上扬混合胶料，利用转速在离心力作用下使混合胶料与搅拌仓1内壁、扬料叶片10及混合胶料之间摩擦升热。剪切叶片20设置在扬料叶片10的扬料侧，可以打碎扬起的固态软化剂及结块的橡胶粉，同时对混合胶料运动起到阻挡及剪切，改变混合胶料的运动方向，提升混合胶粉自身发热速度。也即本发明通过改变传统电加热的方式，改进传统用来将胶粉、软化剂、活化剂混合均匀的混合装置，从而利用搅拌轴2的机械能转化促使混合胶料摩擦生热达到脱硫所需温度，有效节约能源，降低使用成本及设备成本。
44.具体地，根据混合胶料的初始温度、加热温度及加热速率的要求，搅拌加热主机的搅拌轴2的转速为30至1200转/分，搅拌加热主机的加热温度为120至300摄氏度，从而达到脱硫所需温度。更优选地，搅拌加热主机的搅拌轴2的转速为500至750转/分，能够较快速地达到所需温度，缩短搅拌时间，提高生产效率，同时能够达到较好能量转化效率。
45.在第一实施例中，剪切叶片20可以为一个，剪切叶片20在搅拌轴2的周向上与扬料叶片10错开，使扬料叶片10和剪切叶片20在轴向和周向均具有一定间距，使得扬料叶片10扬起的混合胶料具有一定抛掷运动空间，混合胶料运动过程中，与剪切叶片20发送碰撞、剪切及摩擦，促使机械能转化为内能。
46.根据搅拌搅拌仓1的容量与大小，剪切叶片20也可以设置为两个或者更多，类似地，相邻两个剪切叶片20在搅拌轴2的周向上相互错开，同样使得相邻的叶片在轴向和周向均具有一定间距，提供一定的抛掷运动空间，扬料叶片10扬起的混合胶料与剪切叶片20碰撞、剪切及摩擦，并再次被扬起而抛掷，从而再次与(其他)剪切叶片20碰撞、剪切及摩擦，促使机械能转化为内能，使得混合胶料迅速升温，达到脱硫所需温度。
47.第二实施例：
48.在第一实施例的基础上，第二实施例对搅拌仓1的结构进行了进一步的改进。具体地，搅拌仓1包括仓体和仓盖，仓体成圆筒状，其一端为开口，仓盖盖合在开口上，搅拌轴2与仓体同轴设置，使搅拌仓1整体呈相对封闭的状态，从而避免工作过程中混合胶料被扬出。同时，设置仓盖，方便内部对内部进行搅拌轴2、搅拌叶片及相关零部件检修更换等。一般
地，搅拌轴2通过轴承安装在搅拌仓1内。由于设备转速较高，加之胶料摩擦升热、连续工作，为了避免轴承中加的润滑脂会化掉、流出，可以设置冷却夹套，冷却夹套与轴承配合，内部可以通过冷却水等方式对轴承降温。
49.优选地，仓盖密封盖合在开口上，也即仓盖盖合后，搅拌仓1整体密封状态，一方面避免在加热过程中，混合胶料脱硫过程中产生的含硫气体或其他臭味废气溢出，促进环保，也优化生产作业环境。另一方面，也避免加热过程中，空气进入到搅拌仓1内部，导致加热脱硫后混合胶料被氧化，提高脱硫后的成品质量。根据需要，进料口设置在仓体或仓盖上，一般设置在仓体上，通过输送装置或其他方式从进料口向仓体内加料，进料口设置有打开或关闭进料口的密闭阀。进料时，密闭阀打开，进料结束后，密闭阀关闭，防止升热后产生废气会从进料口溢出。根据需要，密闭阀可以采用气动阀，电磁阀等装置。
50.优选地，仓体或仓盖上设置有排气口，排气口上设置都有向外排气的单向阀片，排气口设置相应的排气管道，从而对废气进行处理，促进环保。通过设置单向阀片，防止气体回流。当然，搅拌仓1也可以不设置排气口，废气随出料口排出到后续装置再进行处理，同样也可以达到环保要求。更优选地，排气口设置有过滤网，过滤网的孔径小于30目，从而避免混合胶粉从排气扬出。
51.仓体上设置有出料口a，出料口a连接后续处理装置，出料口设置有打开或关闭出料口的控制阀。当达到合适脱硫温度后，打开控制阀排料，根据需要，出料口还可以设置相应的排料装置，例如推料叶片等，来推动加热处理后的混合胶料，保证顺利排料，避免堵塞。
52.第三实施例：
53.在第一或二实施例的基础上，第三实施例中，如果1所示，仓体和搅拌轴2竖直设置，扬料叶片10设置在搅拌轴2上靠近仓体底部的位置，剪切叶片20设置在搅拌轴2上位于仓体中部的位置。扬料叶片10将搅拌仓1底部的混合胶料的扬起，剪切叶片20对扬起的混合胶料剪切及碰撞，混合胶料被再次扬起或者碰撞下落，以及在重力的作用下下落到底部，再次被扬料叶片10扬起，混合胶料形成扬起-剪切-下落-扬起循环，从而被多次碰撞剪切，达到不断升温的效果。
54.优选地，在第三实施例中，搅拌叶片还包括压料叶片30，压料叶片30设置在搅拌轴2上位于仓体上部的位置，压料叶片30相对剪切叶片20的剪切作用较弱，可以不设置刃口或仅设置较小的刃口。压料叶片30设置在剪切叶片20上方，一方面对被剪切叶片20扬起的混合胶料形成碰撞剪切阻挡，有利于其迅速甚至加速下落，从而提高循环速度，加快升温速率；另一方面，在上部设置压料叶片30，也能对压料叶片30没有阻挡而扬起粘连在仓盖上的混合胶料形成清理，防止其聚集，保证所有胶料均被均匀加热，提高产品质量。
55.更优选地，在第三实施例中，剪切叶片20可以为两个，从下至上分别为扬料叶片10、两个剪切叶片20和压料叶片30，四个叶片中相邻两个叶片在搅拌轴2的轴向上按照预设间隔设置，且在搅拌轴2的周向上按照90
°
相互交错设置。一般地，相邻两个叶片在轴向上通过间隔套间隔，从而保持预设间距，周向上通过键槽定位，从而保证相邻两个叶片间隔90
°
，使相邻的两个叶片周向上相互错开。
56.该实施例中，相邻的叶片在轴向和周向均具有一定间距，提供混合胶料一定的抛掷运动空间。工作时，扬料叶片10首先推动混合胶料顺着搅拌仓1内壁转动与摩擦，并上扬混合胶料，扬起的混合胶料与第一个剪切叶片20碰撞、剪切及摩擦后，改变运动方向，一部
分被第一个剪切叶片20再次扬起，从而与上部的第二个剪切叶片20碰撞、剪切及摩擦，一部分会急速下落，从而再次被扬料叶片10扬起。与第二个剪切叶片20碰撞、剪切及摩擦的混合胶料，同样会被一部分扬起，一部分下落，扬起的部分会与上部压料叶片30碰撞，急速下落，或者碰撞到仓盖，自然下落；下落的混合胶料在下落的过程中，部分可能再次与第一或第二个剪切叶片20剪切及碰撞，从而再次扬起或下落，下落到最底部的混合胶料被扬料叶片10再次扬起，从而混合胶料被多次碰撞、下落及扬起运动，促使机械能转化为内能，使得混合胶料迅速升温，达到脱硫所需温度。
57.结合图2至5所示，扬料叶片10包括轴孔部11和固定设置在轴孔部上的多个弧形叶片部12。轴孔部11上设置有键槽，与搅拌轴2固定安装，弧形叶片部12实现扬料，并且能够将混合胶料实现向弧形叶片部12内弯侧推动的作用，从而加强混合胶料的运动与摩擦。
58.优选地，如图2所示，弧形叶片部12为两个，两个弧形叶片部12及轴孔部11形成s形的扬料叶片10，也即两个弧形叶片部中心对称。具体地，s形的扬料叶片10的内弯侧为迎料侧，外弧侧为背料侧；迎料侧由前向后逐渐向上隆起形成扬料面12a，结合图4和5所示，弧形叶片的截面大致呈三角形。也即s形的扬料叶片10推动混合胶料向前并向内弯侧集中，混合胶料与仓体和扬料叶片10摩擦，并由扬料面12a向上扬起。
59.如图4所示，扬料面12a可以为直斜面，且斜面的倾角大于20
°
，从而保证混合胶料可靠扬起；或者，如图5所示，扬料面12a也可以为凹弧形坡面，也即扬料面12a由前到后倾斜角度越来越大，有利于增大摩擦，并更有效地将混合胶料扬起。
60.背料侧由前向后逐渐向下形成背料面12b，从而对混合胶料形成扰动，有利于加强摩擦。一般地，背料面12b的宽度大于扬料面12a，也即背料面12b相对比较平缓，有利于增强摩擦。
61.优选地，如图2和3所示，s形的扬料叶片10的两端向上翘起，也即扬料叶片10的端部向上伸出一定的上翘部12c，有利于推动整个混合胶料相对仓壁转动摩擦，提高升温效果。一般地，s形的扬料叶片10的两端弧形向上翘起，也即可以采用热处理等方式直接弯折成型。
62.更优选地，弧形叶片部底面上具有向下凸起的凸筋12d，一方面可以提高整个s形的扬料叶片10的强度；另一方面，在底部设置凸筋12d，能够减少扬料叶片10与仓体底部的接触面积，加强底部混合胶料通过性；再一方面，底部设置凸筋12d，形成类似于刮刀的效果，能够清理仓体底部粘连的混合胶料。优选地，凸筋位于扬料叶片10底面后侧边缘延伸，对搅拌仓1底部的刮料效果更好。
63.结合图6所示，剪切叶片20包括轴孔部21和固定设置在轴孔部上的多个平直叶片部22，轴孔部21上同样设置有键槽，平直叶片部靠近扬料叶片10的一面为平面，远离扬料叶片10的一面迎料侧由前向后逐渐向上倾斜形成单边刃口22a。相比扬料叶片10，剪切叶片20更主要的作用为剪切，因此，剪切叶片20采用具有刃口的平直叶片，采用上侧(远离扬料叶片10侧)的单边刃口，一方面避免下侧的刃口斜面将混合胶料下压，另一方面，上侧的刃口的斜面也可以起到一定的扬料作用，从而促进混合胶料的混合，比如与更上侧的剪切叶片20剪切碰撞。更优选地，如果有多个剪切叶片20时，从下到上的剪切叶片20的刃口倾角可以逐渐减小，逐渐减小其扬料作用。
64.结合图7所示，压料叶片30包括轴孔部31和固定设置在轴孔部31上的倾斜叶片部
32，轴孔部31上同样设置有键槽，倾斜叶片部32自轴孔部逐渐径向向外并轴向向上延伸，向上延伸的角度趋于混合胶料扬起的角度，从而对扬料起到一定压制作用，从而促进有混合胶料迅速甚至加速下落，避免混乱胶料上升到最顶部甚至粘贴在仓盖上，从而提高循环速度，加快升温速率；压料叶片30向上延伸的端部趋于仓盖，也能够将粘贴到仓盖上混合胶料清理，防止其聚集，使所有混合胶料均匀加热，从而提高质量稳定性。压料叶片30的剪切作用较弱，可以不设置刃口，另外，为了提高清理效果，也可以设置较小的刃口。
65.第四实施例：
66.在第四实施例中，与第三实施例不同的是，在该实施例中，仓体和搅拌轴2水平设置，扬料叶片10设置在搅拌轴2上靠近仓体第一端的位置；剪切叶片20设置在搅拌轴2上位于仓体中部的位置。同样地，扬料叶片10将混合胶料向剪切叶片20扬起，从而与剪切叶片20发生剪切、碰撞和摩擦，从而使混合胶料升温。相比竖直设置，一方面由于水平设置，扬起过程中混合胶料不用克服重力做功，扬料叶片10能够更轻松地将混合胶料扬起，从而可以降低功耗；另一方面，由于重力作用，混合胶料会聚集在仓体下侧，从而使剪切叶片20每次都能充分地与混合胶料接触，提高转化效率。
67.优选地，为了避免混合胶料向一端聚集，搅拌叶片还包括反向扬料叶片10，反向扬料叶片10设置在搅拌轴2上位于仓体第二端的位置，且反向扬料叶片10的扬料方向与扬料叶片10的扬料方向相反，也即两端的扬料叶片10均将混合胶料向中间的剪切叶片20处扬起，从而形成轴向和周向的混合运动，从而使混合胶料混合均匀，并且升温也均匀。
68.第五实施例：
69.与第三和第四实施例不同的是，在第五实施例中，仓体和搅拌轴2倾斜设置，一方面扬料叶片10扬起混合胶料过程中，克服重力做功减少，能够减小功率要求；另一方面，类似于第四实施例中，混合胶料在重力的作用下，也会聚集在仓体下侧，从而使剪切叶片20每次都能充分地与混合胶料接触，提高转化效率。第五实施例的工作原理可以参照第三和第四实施例，不再赘述。
70.综上所述，本发明的搅拌加热主机，改进现有搅拌混合装置，通过在搅拌仓1内配合设置扬料叶片10和剪切叶片20，扬料叶片10推动混合胶料与仓体摩擦运动，并将混合胶料扬起，剪切叶片20对扬起的混合胶料剪切与碰撞，从而促使机械能转化为内能，使得混合胶料迅速升温，达到脱硫所需温度。相比现有技术中采用电加热的工艺方式，一方面可以去除电加热设备，降低设备成本；另一方面，采用机械能剪切摩擦生热的方式，能够提高整体能量转化效率，有效降低整个设备能耗。
71.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。