[发明专利]温度控制的热动力学混合器

说明书

技术领域

一般地，本发明涉及一种热动力学混合器或热动力学混合器，其在下文中还被称为K-混合器。更具体地，本发明涉及一种轴组件以及一种具有改进的特征的K-混合器，用于在K-混合器运行时控制K-混合器的叶片的温度。

背景技术

K-混合器是可以在其它应用中用于橡胶的机械再生(参见专利US 5,883,140(Fisher等人)、US 7,342,052(Fulford等人)或申请人的申请WO 2011/113148)的高强度混合器(参见Crocker等人的US 4,332,479)。K-混合器与搅拌器和揉捏装置的不同之处在于，其可以在更高的每分钟转数(RPMs)(转/分钟)和高力矩(转矩)下被操作。因此，其部件承受高温，并且在橡胶再生应用中，部件的热惯量阻止K-混合器在半连续的过程环境中运行。半连续过程通常是可以在多批之间不必停止或最小程度地停止设备的情况下被实现的批处理。为了减轻这个问题，可以围绕混合腔设置冷却套管和/或可以使冷却剂在轴中循环。尽管这些措施有助于减轻与K-混合器中的过热相关的问题，但是对于一些应用，特别是对于橡胶的再生，这些措施仍是不足的。

搅拌器、揉捏器、叶片转子或包括温度控制系统的其它种类的装置已经在过去被公开，诸如在美国专利Nos.4,040,768(Christian)；4,856,907(Moriyama)或7,540,651 B2(Matsumoto等人)中。但是，这些美国专利都没有公开适于K-混合器的温度控制系统。

参见Moriyama的US 4,856,907，其公开了揉捏器。揉捏器具有轴5，外构件7配合在轴5上。转子轴5设置有连接至叶片10的空间9的传热通道13、14，其由外构件7一体地形成。如本专利的图2所示，轴5的通道13、14位于轴的中心轴线上，意味着其中没有叶片的轴的外圆周不受传热液体的热控制。此外，叶片的空间9是完全中空的，传热液体自由地在该空间中循环，该空间在叶片内没有提供有效的流体流动。此外，在外构件7内的流体流动不能被调节。

参见Matsumoto等人的US 7,540,651，其公开了特别是适用于搅拌诸如墨水或有颜色液体的流体的搅拌器。该搅拌器包括旋转轴3和平桨叶片4。轴3包括内管道3a和外管道3b以及用于冷却剂介质的与通道12一体形成的桨。通道12在桨中成之字形，这使得冷却剂在桨内在顺时针和逆时针的不同方向上循环。因此，通道的构造需要冷却剂在高压下被循环，以能够有效地冷却桨。此外，叶片4与轴一体形成，并且不适于K-混合器，对于K-混合器，叶片有时必须被更换。此外，搅拌器通常具有单叶片并且在具有在轴的方向上定向的、一体形成在轴端部处的单叶片的情况下遭受低强度负荷。相反地，K-混合器通常具有垂直于以较高的RPMs旋转并且产生高力矩的轴的多个叶片。

鉴于以上所述，因此，需要能够克服或至少最小化上述讨论的顾虑中的一些顾虑的改进的K-混合器。对于改进的K-混合器，将令人满意的是，允许轴和独立的叶片(多个叶片)的温度控制，以改进在轴组件和叶片组件内的传热流体的流动，从而增加传热的交换。此外，还需要在硬化面开始磨损时将有助于叶片的更换并且此外还将允许定制的叶片设计和更换。此外，允许单独地控制每一个叶片的温度的K-混合器将被证明是有利的。

发明内容

根据本发明，提供一种K-混合器的温度控制的轴组件，优选用于橡胶的再生过程。本文公开的K-混合器是申请人的申请WO 2011/113148中所公开的K-混合器的改进，该申请的内容通过引用被并入本文中。

所述改进由嵌入在K-混合器的轴和叶片内的温度控制的轴组件组成，从而在K-混合器工作时有效地控制和改变轴和叶片的温度。