用于在密闭式混合机中喷射液体组分的喷射器及相关方法与流程

1.本发明致力于一种喷射器，所述喷射器允许将液体产品引入至密闭式混合机的腔室中。更具体地，本发明致力于通过同一喷射口喷射不同的液体产品，而不使它们彼此间混合。


背景技术：

2.众所周知，在橡胶混合物的制造领域中，班伯里式(及其等效物)的批量密闭式混合机用于制造橡胶混合物。在通过密闭式混合机实现的混合周期中，各种原材料可以供应至混合机中。原材料包括制造从混合周期获得的产品所必需的材料，包括但不限于弹性体材料(例如，天然橡胶、合成弹性体及其组合、等效物)和诸如一种或多种加工剂、保护剂、增强填料和/或交联剂或硫化剂的一种或多种成分。所有的成分根据从混合周期获得的产品(例如，轮胎)的期望性能来引入不同的数量。原材料还可以包含一种或多种液体产品，包括但不限于硅烷、抗氧化剂(例如，6ppd)、蜡和硬脂酸。因此，市场上存在同时将多种不同液体产品引入至密闭式混合机的腔室中的多路喷射器。然而，大多数的这些喷射器在将液体产品引入至密闭式混合机之前会引起液体产品的不期望的混合。
3.此外，市场上存在一些防止液体产品混合的解决方案。例如，由泽普林集团(“zeppelin”)在自动化产品定量给料系统(或“液体定量给料系统”，或“lds”)中提出了这样一个多路喷射器的解决方案(该系统的实施方案可以在网站https://www.zeppelin-systems.com/videos.html上找到)。在由泽普林集团提出的系统中，每种液体产品储存在各自的罐体中，所述罐体保持连接至用于定量给料的相应液体产品的喷射点。喷射点成倍增加的同时保持小的直径，但是不能够容易且迅速地实现不同液体产品的同时喷射。因此通过这种系统实现的流速仍然存在限制。
4.相比于现有解决方案，为了控制液体产品更快地喷射，本发明允许同时喷射多种不同的液体产品而不使其混合。本发明还设置有用于传热流体的循环通道，所述传热流体允许根据待处理的液体产品来对喷射腔室的温度进行控制(因此根据所使用的液体产品来控制加热或冷却)。这使得可以在混合机的同一孔口处调配产品，所述产品不相容并且不能在将产品引入密闭式混合机的混合腔室之前使产品相互接触的喷射器中使用。


技术实现要素：

5.本发明致力于一种将橡胶混合物的不同液体产品引入至安装有喷射器的密闭式混合机的腔室中的喷射器，其特征在于，所述喷射器包括：
[0006]-圆柱形壳体，其具有在喷射器的喷射端和相对端之间的预定长度，壳体包括至少两个喷射导管，每个喷射导管致力于液体产品的流动以形成混合物，每个喷射导管在喷射导管的出口和相对的入口之间延伸，并且每个喷射导管包括限定在出口附近的座，所述喷射导管的出口与壳体的喷射端共同延伸；
[0007]-阀，其设置在每个喷射导管中以计量相应的液体产品，并且所述阀包括在尾部和
头部之间延伸的纵向阀杆，所述尾部设置在喷射导管的入口附近，所述头部设置在喷射导管的座附近；
[0008]-复位弹簧，其围绕阀的阀杆布置并控制阀在闭合位置和开启位置之间相对于喷射导管的滑动移动，在所述闭合位置头部与座接合并且阻塞喷射导管的出口，在所述开启位置头部不再与座接触并且使喷射导管的出口不再被阻塞；
[0009]-喷射装置，其与壳体成一体并包括供应导管，所述供应导管将液体产品从储存有液体产品的储罐输送至相应的喷射导管，每个供应导管垂直于相应的喷射导管布置，以将液体产品引入至喷射导管的入口；
[0010]-温度控制回路，其在喷射器的内部。
[0011]
在喷射器的某些实施方案中，温度控制回路包括：
[0012]-至少两个控制通道，其沿着壳体的长度的一部分轴向延伸至喷射装置的内部；
[0013]-至少一个控制导管，其设置在喷射装置中并将相应的温度控制流体传输至喷射器，控制通道与控制导管连接；
[0014]-喷射装置的管道，其将温度控制流体从温度控制流体源引入至相应的控制导管。
[0015]
在喷射器的某些实施方案中，壳体包括至少三个喷射导管，喷射装置包括与每个喷射导管相对应的供应导管。
[0016]
在喷射器的某些实施方案中，喷射器包括至少三个控制通道。
[0017]
在喷射器的某些实施方案中，控制通道和管道相连接，以使温度控制流体在喷射器内部的温度控制回路中连续流动。
[0018]
本发明还致力于一种实现橡胶混合物混合周期的混合系统，所述系统包括所公开的喷射器和安装有喷射器的密闭式混合机。
[0019]
本发明还致力于由公开的混合系统实现的混合周期，其包括以下步骤：
[0020]-通过喷射器将液体产品喷射至密闭式混合机中的步骤，在这一步骤中液体产品根据所选择的橡胶混合配方来进行定量给料；
[0021]-温度控制步骤，其包括将一种或多种温度控制流体引入至喷射器内部的温度控制回路中的步骤；
[0022]-混合步骤，在密闭式混合机中将通过喷射器喷射的不同液体产品和其他原材料混合以形成混合物。
[0023]
在周期的某些实施方案中，温度控制步骤在喷射液体产品的步骤之前进行。
[0024]
在周期的某些实施方案中，在混合周期反复执行喷射液体产品步骤和温度控制步骤中的至少一个步骤。
[0025]
在周期的某些实施方案中，在混合步骤期间引入的原材料包括至少一种弹性体材料。
[0026]
通过如下详细描述，本发明的其它方面将变得明显。
附图说明
[0027]
通过结合附图阅读以下详细描述，本发明的性质和各种优点将变得更加明显，各个附图中相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：
[0028]
图1显示了本发明的喷射器的实施方案的立体图。
[0029]
图2显示了沿着图1中的线a-a的截面图。
[0030]
图3显示了图1中的喷射器的部分透明视图，图4显示了图1中的喷射器的部分截面图。
[0031]
图5显示了图1中的喷射器的温度控制回路的部分去除视图。
具体实施方式
[0032]
现在参考附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，图1和图2显示了将液体产品引入至密闭式混合机的腔室中的多路喷射器(或“喷射器”)10的实施方案。喷射器10适于安装在公知的用于制造橡胶混合物的密闭式混合机中。术语“密闭式混合机”(或“混合机”，或“mi”)指的是班伯里式混合机及其等效物。喷射器10包括带有至少两个通道的多路喷射器，每个所述通道用于相应的液体产品。“多路”表示喷射器在混合周期能够将至少两种不同的液体产品定量给料至密闭式混合机中。在本发明的某些实施方案中，喷射器10能够将至少三种不同的液体产品从它们各自的储存装置定量给料至安装有喷射器的密闭式混合机中。众所周知，并不强制在同一时间对所有不同的液体产品进行定量给料。任何可用的液体产品都可以根据所选择的橡胶混合配方来进行定量给料。还应当理解，液体产品的定量给料可以根据所选择的橡胶混合配方以优选顺序或同时进行。
[0033]
喷射器10包括具有在喷射器的喷射端12a和相对端12b之间预定长度的圆柱形壳体(或“壳体”)12。壳体12包括至少两个喷射导管14，每个喷射导管14用于来自储存有液体产品的储罐的液体产品的流动。每个喷射导管14在喷射导管的出口14a和相对入口14b之间延伸，所述喷射导管的出口14a与壳体12的喷射端12a共同延伸。座14c朝向出口14a限定。
[0034]
在如图所示的喷射器10的实施方案中，喷射器10具有三个喷射导管14。应当理解，喷射导管的数量可以根据所选择的橡胶混合物和/或根据所使用的密闭式混合机而变化(例如，可以预计两个、三个或更多个的喷射导管)。因此，喷射器10可以在同一时间容纳多种不同的液体产品，无论液体产品的性质如何(例如，不同的粘度)。
[0035]
每个喷射导管14都布置有阀16，以定量给料相应的液体产品。阀16包括在尾部16b和头部16c之间延伸的纵向阀杆16a，所述头部16c位于喷射导管14的座14c附近。围绕阀16的阀杆16b设置有复位弹簧18，所述复位弹簧18控制阀在闭合位置(如图1和图2所示)和开启位置(未示出)之间相对于喷射导管14的滑动移动，其中，在所述闭合位置头部16c与座14c的形状一致并且阻塞喷射导管14的出口14a(阻止液体产品供应至密闭式混合机)，在所述开启位置头部16c不再与座14c接触并且喷射导管14的出口14a未被阻塞(允许将液体产品定量给料至密闭式混合机)。
[0036]
应当理解，内部布置有阀16的喷射导管14的构造已作为示例示出。喷射器10的其他喷射导管和阀具有如图1和图2所示的相同构造，因此它们以相同的方式运行。可以理解，喷射导管14的横截面直径可以根据所选择的橡胶混合配方进行调整。这些尺寸的选择确保了密闭式混合机中的正确定量。此外，复位弹簧18的张紧力可以根据供应至密闭式混合机的液体产品的粘度和定量来选择或调整(例如，通过已知的调整弹簧张紧力的螺旋系统)。
[0037]
再次参考图1和图2，以及图3至图5，喷射器10还包括喷射装置20。喷射装置20以允许喷射不同液体产品的方式与壳体12相关联，并且在喷射器10中还包括使温度控制流体(或“控制流体”)循环的装置。“温度控制”表示冷却或加热液体产品以实现期望的液体产品
粘度。温度控制流体的温度在混合周期可以是变化的，以确保液体产品通过喷射导管14时的连续流动，还确保了将液体产品完全喷射至密闭式混合机中。
[0038]
为了引入制造选定橡胶混合配方所需要的液体产品，喷射装置20包括与喷射器10的每个喷射导管14相对应的供应导管22。在如图所示的喷射器10的实施方案中，喷射装置20包括三个供应导管22(一个供应导管22与一个喷射导管14相关联)。应当理解，供应导管的数量可以根据喷射导管的数量来变化。
[0039]
每个供应导管22将相应的液体产品(例如，但不限于硅烷、抗氧化剂(例如，6ppd)、蜡和硬脂酸)从储存有待输送的液体产品的储存罐(未示出)输送至喷射导管14(通过管道或已知的等效装置将液体产品从罐输送至供应线路)。根据所选择的在密闭式混合机中混合的混合物，每种液体产品在其离开储存罐时开始定量。利用已知的定量装置(例如，利用泵和诸如质量流量计的控制装置)，使得精确定量的液体产品在其被引入至喷射器10之前到达供应导管22。
[0040]
每个供应导管22相对于相应的喷射导管14垂直布置，以在喷射导管14的入口14b处引入液体产品，所述入口在尾部16b和头部16c之间相对阀16定位。液体产品离开供应导管22产生的压力足以克服复位弹簧18的力，从而使头部16c从喷射导管14的座14c脱离。阀16从闭合位置移动至开启位置，以将定量的液体产品喷射至密闭式混合机的混合腔室中(参见图2的箭头a)。当液体产品的喷射结束时，复位弹簧18使头部16c回到座14c，从而使得阀16可以回到闭合位置。通过喷射器10来确保液体产品的精确定量。因此，确保了混合周期内液体产品在密闭式混合机中的精确喷射。
[0041]
再次参考图1至图5，喷射器10具有温度控制通道(或“控制通道”)26，所述温度控制通道26沿着壳体12的长度的一部分轴向延伸进入喷射装置20的内部。控制通道26沿壳体12布置(参见图4)，所述控制通道26与设置在喷射装置20中的温度控制导管(或“控制导管”)28连接。对于示出的实施方案，喷射器10具有三个控制通道26，但是控制通道的数量可以根据需要进行调整。
[0042]
每个控制导管28将相应的控制流体传输至喷射器10(更具体地，传输至喷射装置20和壳体12)(参见图4和图5)。控制流体通过管道30，从利用已知控制流体(诸如水、蒸汽、气体或其他已知的温度控制流体)的温度控制系统(未示出)引入至单个的控制导管28。控制通道26、控制导管28和管道30一同形成喷射器10内部的温度控制回路，以在混合周期控制待喷射的液体产品的温度。
[0043]
参见图5，作为实施例给出了代表性的控制流体的流动。第一管道30a(如图3所示)将控制流体引入至相应的第一控制导管28a(参见图5的箭头c)。第一控制导管28a将喷射装置20中的控制流体传输至相应的控制通道26a。控制流体流经控制通道26，直至其到达第一控制导管28a和第二控制导管28b之间的连接通道29(参见图5的箭头b，其对应于图4的箭头b)。控制流体继续流经控制通道26至塞头32，所述塞头32引导流体从连接通道29流动至第二控制导管28b(参见图5的箭头d)。在该实施例中，流经第二控制导管28b的控制流体(参见图5的箭头e)进入第二管道30b(如图3所示)。最后，控制流体离开第二管道30b进入第三管道(未示出)，并且再次被引导至喷射器10(例如，通过在第二管道和第三管道之间安装控制线路)。
[0044]
在喷射器10的一些实施方案中，当相同体积的控制流体可以流经整个回路(“回
路”表示控制通道26、控制导管28和管道30)时，温度控制回路被称为“串联”。在喷射器10的其他实施方案中，控制流体的单个体积可以引入至喷射器10，并且可以通过单一控制导管28流出控制系统。喷射器10的构造允许在这些模式之间进行快速地调整。
[0045]
本发明的混合系统(或“系统”)包括喷射器10和安装有喷射器的密闭式混合机。所述系统执行橡胶混合物的混合周期，并且该混合周期包括通过喷射器10在密闭式混合机中喷射液体产品的步骤。在这一步骤中，液体产品根据所选择的橡胶混合配方来进行定量给料。
[0046]
由所述系统执行的混合周期进一步包括温度控制步骤，所述温度控制步骤包括将温度控制流体(或“控制流体”)引入至控制通道26的步骤。这一步骤可以在喷射液体产品之前执行，以使控制通道26可以在将液体产品引入至喷射导管14之前调节壳体12的温度。因此，壳体12在将液体产品引入之前已根据液体产品的功能调节至期望的温度。应当理解，此步骤可以在喷射液体产品的步骤之后或同时进行。
[0047]
喷射液体产品的步骤和温度控制步骤可以在混合周期反复地进行。在混合系统的某些实施方案中，控制导管28和管道30可以进行连接，从而使控制流体在喷射器10内部的温度控制回路中连续流动。
[0048]
通过所述系统实现的混合周期还包括在密闭式混合机中将通过喷射器10喷射的不同液体产品和不同原材料混合以形成混合物的步骤。在这一步骤中，所有的成分根据从混合周期获得的产品(例如，轮胎)的期望性能来引入不同的数量。在混合周期结束时，产品完成混合并且可用于下游工艺(例如，可以是粒化工艺、成形工艺和/或其他混合工艺和/或挤出工艺)。
[0049]
液体产品的定量给料和其至密闭式混合机中的喷射可以作为混合周期的一部分来完成。液体产品的定量给料和其在密闭式混合机中的喷射可以通过plc来控制完成，并且可以包括管理信息的预编程序。例如，周期的设定可以与供应至混合机的液体产品(包括但不限于它们各自的粘度和定量给料体积)和离开混合机的混合物性质相关联。
[0050]
对于所有的实施方案，可以设定监控系统以确保密闭式混合机中不同液体产品的正确定量。此外，可以设定这样的一个系统来确保在由混合系统执行的混合周期内液体产品喷射的同步性。至少部分的监控系统可以设置在诸如移动网络装置(例如，手机、笔记本电脑、便携网络附接装置(包括“增强现实”和/或“虚拟现实”装置、网络附接可穿戴衣物和/或任意组合和/或等效物))的便携装置中。
[0051]
在本发明的一些实施方案中，喷射器10(和/或带有喷射器10的混合系统)可以接收诸如表示开始或停止供应液体产品的语音指令或其他音频数据。请求可以包括对混合周期的当前状态(包括但不限于液体产品的喷射状态)的请求。生成的响应能够以听觉、视觉、触觉(例如，利用触觉界面)和/或虚拟方式或增强方式来呈现。
[0052]
在一个实施方案中，混合周期可以包括训练喷射器10(或训练带有喷射器10的混合系统)以识别出离开喷射器的液体产品的代表性数值(例如，温度、粘度和体积值)并与目标值进行比较的步骤。这个步骤可以包括训练喷射器10以识别出被比较数值之间的不对等的步骤。每个训练步骤包括由自学习装置所生成的分类。
[0053]
喷射器10可以喷射多种不同的液体产品而不使它们彼此有任何的混合，从而避免了液体产品彼此污染的风险。因此，喷射器10(以及带有喷射器10的混合系统)缩短了液体
产品在混合机中的喷射时间，从而实现在混合周期时间上的增益。因此，本发明保持了同时喷射的所有优点而没有流动损失。
[0054]
术语“至少一个”和“一个或多个”可互换地使用。表示为“a和b之间”的范围包括数值“a”和“b”。
[0055]
尽管已经显示和描述了所公开装置的具体实施方案，但是应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、增加和修改。因此，除了所附权利要求书中所述之外，本文公开的发明的范围不受限制。