專利名稱：內間歇式混合機及轉子的制作方法
發明的背景本發明涉及內間歇式混合機，它有混合室和驅動一對轉子相反方向轉動以混合物料的驅動機構，本發明還涉及用于這種機器的轉子的結構。
在內間歇式混合機中，要被混合成質量均勻的一批物料通過一個垂直料斗送入混合室，并且是被位于料斗中的一個活塞向下推進混合室。該活塞用液壓、氣動或其他任何合適類型的機構驅動。當該活塞向下移動到其運行位置時，在一批配料混合期間，活塞的下面形成混合室向上的封閉。被混合好的混合配料可以從開在混合室底部的門排放。在下一批物料進入混合室之前，此門被關閉。
內間歇示混合機用一對轉子混合物料，當一批物混合時，該對轉子相互以相反的方向轉動。驅動轉子的驅動機構包括一個馬達、將馬達連接于轉子的齒輪機構和控制馬達停止、起動和速度的控制機構。每個轉子有一個連接于驅動機構的驅動端和一個冷卻液端或水端，冷卻液，如水，通過冷卻液端在轉子內循環。每個轉子有多個用以混合物料的葉片，即伸出轉子最小或較小直徑之外的伸展或凸出。葉片可以是翼片，即通常沿其長度方向有窄頂表面的細長的伸展，或是凸棱，即有平的頂表面的細長伸展。
本發明涉及包括有嚙合式或非嚙合式轉子的內間歇示混合機。嚙合式轉子構造和安裝在這種機器內，使一個轉子的葉片安裝在另一個轉子葉片之間或之內的空間。非嚙合式轉子被構造和安裝，使一個轉子葉片的頂端或主直徑不在另一個轉子葉片之間或之內的空間旋轉。在一種內間歇式混合機中，嚙合式轉子相互必須總是以同樣的速度以同步關系被驅動。非嚙合式轉子每個可以以相同的速度驅動，或者以不同的速度驅動，這有時稱作磨擦率運行模式，為的是對一批配料獲得不同的效果。
用來混合聚合物材料如橡膠的內間歇式混合機是公知的。早期的這種機器之一于1916年公告發布的在美國1，200，070號專利上。基于不同的轉子設計現在已經有許多不同的內間歇式混合機，但仍然需要提供內間歇式混合機和用于這種機器的轉子，以便更徹底地混合其中的物料，更快地達到質量均勻，并因此而提高這種機器的生產率。
發明概要本發明的內間歇式混合機包括一個殼體，有一個混合室位于殼體內，混合室的形狀適合于第一轉子和第二轉子的水平軸平行地安裝。殼體包括一個接收要在混合室內混合的物料的入口和一個從混合室排放已混合好的物料的出口。該混合機還包括一個驅動機構，它能在混合室內驅動兩個轉子以相反的方向轉動。
每個轉子有一個旋轉軸、一個第一軸端和一個第二軸端。兩軸端之一連接驅動裝置，稱作驅動端，另一端接收用于轉子的冷卻液，有時稱作冷卻端。當轉子安裝在混合機內，兩個轉子的第一軸端相互靠近，而兩個轉子的第二軸端相互靠近。每個轉子的圓周被分成第一、第二、第三和第四象限，它們在與轉子的計劃旋轉方向相反的方向依次設置。在本發明的最佳實施例中，這四個象限中的每個象限在轉子的圓周上占有90°。然而，對于本發明的特殊應用，該象限可以是任何希望的大小。
按照本發明的一個方面，每個轉子在轉子的每隔一個的象限里可以有一對分離的葉片位于其中。每個葉片有一個引導端和一個尾端。在本發明的這一結構中，第一轉子在其第一和第三象限分別有一對葉片，而第二轉子在其第二和第四象限分別有一對葉片在其中。每對葉片中的一個長于另一個。按照本發明的另一種結構，第一轉子有一對葉片在第一和第三象限中的一個，并且至少還有一個較長葉片在兩者中的另一個象限，而第二轉子有一對葉片在它的第二和第四象限中的一個，并且至少還有一個較長葉片在兩者中的另一個象限。在本發明的最佳實施例中每對葉片中有一個葉片其引導端在它所在的該轉子的一個軸端，另一個其引導端在該轉子的另一個軸端。最好是，在第一轉子的第一和第三象限的長葉片位于第一轉子的相對的兩端。長葉片始于第一轉子的驅動端還是起始于冷卻端則沒有關系。但是，按照本發明的最佳實施例，即使兩個較長葉片起始于第一轉子的同一端，在混合時也將獲得明顯的益處。
但是，不管那種葉片結構用在本發明最佳實施例的第一轉子上，在第二轉子的第二和第四象限的的長葉片可以使其引導端分別位于第二轉子的軸端，該軸端與第一轉子的第一和第三象限長葉片的引導端所在的軸端相對。在兩個轉子上的每個葉片向著與轉子旋轉方向相反的方向伸展，在該轉子上，葉片與過其引導端的連線成一銳角，該連線與轉子的旋轉軸平行。
進一步按照本發明，每對葉片有其各自的長度、所在轉子象限內的初始位置和螺旋銳角，葉片以該螺旋角延伸，使臨近每對葉片的較長葉片的物料被從轉子較長葉片引導端所在的的軸端推開，并推向該轉子的另一軸端，并在每對葉片的尾端之間形成一個空間，在這里，臨近每對葉片的物料成為匯流。由于尾端之間的空間有一定大小，它使匯流匯物料在每對葉片的兩個葉片尾端之間被擠壓，并流出兩個葉片尾端之間的空間。結果，由于有一對葉片位于其內的每個轉子的每個象限旋轉，當物料從轉子的一個軸端流向另一個軸端時，被混合的物料在經過擠壓之后通過每對葉片尾端之間的空間被釋放，同時附加一個湍流使物料進一步混合。
按照本發明的另一個實施例，每個轉子較長葉片的引導端可以位于轉子靠近的而不是相對的軸端處。在本發明的這個實施例中，每個短葉片的軸向長度應當長于每個長葉片引導端和轉子上該引導端靠近的轉子軸端之間的空間長度。每個短葉片將通過長葉片引導端和轉子上該引導端靠近的轉子軸端之間的物料偏移到物料被擠壓并釋放的空間。
雖然本發明的最佳實施例利用了上面描述的每隔一個象限有一對分離葉片的嚙合式轉子，本發明也可使用其他的轉子結構。例如，從一個或兩個轉子的一個象限中去掉一個短葉也可以構造按照本發明的原理的內間歇式混合機。此時轉子中一個或兩個僅有三個葉片位于其上。這三個葉片中的兩個是位于轉子的一個象限中的一對葉片，該對葉片是按照本發明的原理構造的葉片。而且，按照本發明原理構造的任何轉子結構也可以被用作非嚙合式的轉子，如同用在嚙合裝置中一樣。
因此，本發明既不與在上述內間歇式混合機和轉子中所公開的任何一個單個特征有關，也不與在下述實施例和權利要求中所述的內間歇式混合機和轉子中的任何一個單個特征有關特征，本發明區別于現有技術的是，所公開的內間歇式混合機和轉子之特征的具體組合。在下面的圖示和描述中，本發明的重要特征已經公開在本發明的最佳實施例的詳細描述中，這種公開是為了給出實現本發明的最好方式。
本領域的普通技術人員將認識到，本發明能夠有不同于那些示出的實施例，且內間歇式混合機和轉子的的結構的細節可以以許多不同的方式加以改變而不超出本發明的范圍。因此，附圖和描述應看作是對性質的解釋，而不是對本發明的限制。因此，權利要求應當看作包括不超出本發明原理和范圍的內間歇式混合機和轉子。
圖1是按照本發明構造的內間歇式混合機示意圖的部分截面圖；圖2是圖1的內間歇式混合機沿2-2線的水平截面圖；圖3A-3C是圖2所示的包含轉子翼片的圓周包絡面展開后，葉片在轉子上的定位示意圖；圖4A-4C是圖3所示的展開的轉子葉片的圓周包絡面，包括示意性地表示轉子產生的混合形式；圖5是一混合機的水平截面圖，展示了按照本發明構造的轉子；圖6A-6C是圖5所示的包含轉子翼片的圓周包絡面展開后，葉片在轉子上的定位的示意圖；圖7A-7C是圖6所示的展開的圓周包絡面，并示意性地表示通過使用轉子產生的混合的形式；圖8是按照本發明構造并安裝在混合機內的一對轉子的水平截面圖；圖9是按照本發明構造并安裝在混合機內的一對轉子的水平截面圖；圖10A-10B是包含轉子翼片的圓周包絡面展開后，按照本發明構造的轉子葉片的定位示意圖；圖11A-11B是包含轉子翼片的圓周包絡面展開后，按照本發明構造的轉子葉片的定位示意圖；圖12所示是現有技術的一對轉子上的翼片的布置；圖13A-13B是圖12所示的包含轉子葉片的圓周包絡面展開后，葉片在轉子上的的定位示意圖；圖14所示是現有技術的一對轉子上的翼片的布置；圖15A-15B是圖14所示的包含轉子葉片的圓周包絡面展開后，葉片在轉子上的的定位示意圖；圖16A-16C是與現有技術比較示意地示出本發明的兩種轉子排列在混合機中產生的混合形式；圖17是一個轉子的圓周包絡面展開后的示意圖，示出葉片的銳角和長度變化的大致范圍；圖18是混合機的水平截面圖，示出按照本發明另一種方案構造并安裝在混合機內的一對轉子；圖19A-19C是包含轉子葉片的圓周包絡面展開后，圖18所示的轉子葉片的定位示意圖；圖20A-20C是圖19所示的展開的圓周包絡面，并示意性地表示通過使用轉子產生的混合的形式。
最佳實施例的描述參考附圖，在附圖的若干個圖中，同一個參考數字和字母賦予相同的或相應的零部件。
圖1示出一種上面描述的那種類型的內間歇式混合機20。該混合機20包括一對按照本發明的原理構造的轉子22和24。該混合機20還包括一個活塞26，活塞26可以在虛線所示的上升位置26′和轉子22和24混合物料時所要求的所示低位置之間做垂直往復運動。活塞26將要求混合的物料從混合機20入口處的料斗28向下移動到混合室30。該混合室的形狀可以使轉子22和24分別圍繞水平平行的軸線32和34旋轉。當活塞26處于將混合室關閉的運行位置，物料被轉子22和24徹底地和強有力地混合時，它抵抗混合室內的物料產生的力。
轉子22和24，由于他們分別繞其水平軸32和34相互以相反的方向旋轉，往往被稱作反向旋轉轉子。這一旋轉由箭頭36和38表示。箭頭36表示圖1所示的右轉子22，以反時針方向旋轉，箭頭38表示以順時針方向旋轉的左轉子24。
混合室30安裝在一個殼體40內，并有一個右轉子22安裝在其內的右空腔42和一個左轉子24安裝在其內的左空腔44。空腔42和44通常是圓柱形的，相互靠近水平伸展。一個中心區位于空腔42和44相交的部位。中心區在轉子22和24靠緊并旋轉的平面里形成一個相互作用的窗口。該相互作用的窗口通常在旋轉軸32和34之間，由活塞26的底部和混合室30的門48的頂部之間的空間組成，使物料在混合期間能在左右空腔之間傳輸。
圖1所示的轉子22和24是嚙合式的安裝，即每個轉子的葉片安裝在另一個轉子葉片之間的空間。按照本發明的混合機和轉子的結構最好是安裝成嚙合式的，但按照本發明的原理構造的轉子安裝成非嚙合式也可以獲得本發明的許多益處。在這種形式的安裝中，每個非嚙合式轉子葉片的項部將不在另一個轉子葉片旋轉的空間內旋轉。作為一個例子，按照本發明構造的轉子的非嚙合式結構示于圖8和9。用一對按照本發明原理構造的非嚙合轉子代替一對現有技術的非嚙合轉子來重造和改進已有的內間歇式混合機將會特別有利。
混合機20的殼體40包括一個位于混合室30底部的門48。門48在混合過程中由一個包括插銷52的鎖緊機構50保持在圖1所示的關閉位置。門48安裝在鉸鏈軸54上。門可以由本領域技術人員已知的任何便利機構繞鉸鏈軸54旋轉，分別安裝在鉸鏈軸兩端的液壓力矩馬達是其中的一個例子。當鎖緊機構50將連接于排放門48的插銷52抽出時，排放門48可以從混合室30的底部轉開，使已混合的物料掉出混合室30。
當活塞26在其上升位置時26′時，要被混合的物料起初被送入料斗28。要被混合的物料然后可以通過料斗28進入混合室30的入口并進入混合室30的中心區46。活塞26然后被降低到圖1所示的位置，將要混合的物料向下推入混合室30并將其留在那個混合室內。
活塞26可以由能控制它在上升位置26′和下降位置之間做往復運動的任何便利的機械操作。所示的活塞26由安裝在混合機20的殼體40之上的液力致動的驅動氣缸56操作是其中的一個例子。驅動氣缸56例如，可以是液壓的或氣動的。它具有一個雙作用的活塞58，在它和活塞26之間它有一個用來提升和降低活塞26的活塞桿60。加壓的致動流體如油或空氣經過供給管(圖中未示)輸入驅動氣缸56的上部，迫使活塞58向下，以便將活塞26降低到圖1所示的運行位置。在混合運行完成之后，活塞26被通過位于活塞58下面的供給管(未示)而輸入驅動氣缸56下端的流體返回到其提升位置26′。
圖2除了轉子22和24被整個示出之外，是圖1所示的混合機沿2-2線的一個截面圖。轉子22和24由包括驅動馬達、控制機構64和齒輪機構66的驅動裝置以相反的方向轉動。最好是，齒輪裝置66是以同樣的速度(即同步速度)驅動轉子22和24的同樣的嚙合齒輪組成。作為一種替代，當使用非嚙合轉子時，齒輪裝置66可以由某種程度上節圓直徑不同的的嚙合齒輪組成，用來以不同的速度驅動轉子。驅動馬達的控制機構能夠根據需要停止和起動馬達，并且能夠根據被混合物料的種類、溫度、和粘滯狀態以及由轉子所提供的所需混合的功率，改變馬達的轉動速度，因此也就改變轉子的轉動速度。這種類型的驅動裝置對于從事內間歇式混合機設計和制造的技術人員是已知的。
從冷卻端看混合機，轉子22被驅動裝置62反時針方向轉動，左轉子24順時針方向轉動。這些轉動方向使被混合的物料通過圖1所示活塞26的中心區46向下移動，并移向混合機20底部的門48。被混合的物料被轉子22和24從混合機的底部沿右空腔42和左空腔44的內側表面移動到混合室的項部。這些物料然后通過活塞26底部和門48頂表面之間的相互作用窗口。
本發明的轉子的結構和運行參考圖2和圖3可以得到更好的理解。轉子22有一個有時叫做轉子驅動端的第一軸端72，和經常稱做轉子冷卻端的第二軸端74。轉子24有一個第一軸端或驅動端76，位于靠近轉子22的驅動端72，轉子24也有第二軸端或冷卻端78，它安裝在靠近轉子22的冷卻端74。
轉子22的圓周可以被劃分成順序相連的四個90°的象限，它們在與轉子計劃轉動相反的方向被劃分開。圖3表示具有展開的圓周包絡面并水平布置的轉子22和24。為了圖解的目的，每個轉子上的葉片用表示轉子主直徑的矩形描述。圖3A表示左轉子24，圖3B表示右轉子22，圖3C表示當轉子22和24繞其旋轉軸旋轉時右轉子和左轉子葉片的端部在相互作用的窗口內的相互作用。如此，左轉子24有第一象限80，第二象限82，第三象限84和第四象限86，在反時針方向順序地展開。類似地，右轉子22有第一象限88，第二象限90，第三象限92和第四象限94在順時針方向順序地展開。
圖3C表示當轉子22和24的各象限轉動經過相互作用的窗口時每個象限的左右轉子的葉片的相互作用。示于圖3C的第一象限80/88是兩個轉子的第一象限80和88的組合，該組合發生在當這些轉子的這些象限處在活塞26的底部和門48的頂部之間并且當轉子22的第一象限88接近轉子24的第一象限80時。這是圖1示意地所示的轉子22和24所在的位置。參考圖3C，第二象限82/90是第二象限82和90的組合，第三象限84/92是第三象限84和92的組合，而第四象限84/92是轉子第四象限84和92的組合。
按照本發明的一個方面，每個轉子22和24有分離的葉片對位于該轉子的其他每個象限。如此，圖3B所示的右轉子22有一個長葉片96和一個短葉片98位于它的第一象限并且有一個長葉片100和一個短葉片102位于它的第三象限。葉片96有一個引導端104和一個尾端106，葉片98有一個引導端108和一個尾端110，葉片100有一個引導端112和一個尾端114，并且葉片102有一個引導端116和一個尾端118。類似地，圖3A所示的左轉子24有一個長葉片120和一個短葉片122位于它的第二象限并且有一個長葉片124和一個短葉片126位于它的第四象限86。長葉片120有一個引導端128和一個尾端130，短葉片122有一個引導端132和一個尾端134，長葉片124有一個引導端136和一個尾端138，而短葉片126有一個引導端140和一個尾端142。各葉片的一般形狀示于圖2，用葉片的項部表示葉片本身。示于最佳實施例的葉片是有窄頂部的翼片。所示的葉片或翼片由于是繞轉子22和24的每個圓周形成的，所以通常具有螺狀形或螺旋形。當轉子的圓周被展平時，各葉片的項部基本上成為直線，如圖3所示。能夠用于本發明的葉片的形式究竟是翼片還是凸棱，對于設計和制造內間歇式混合機的本領域的人員是公知的。
轉子22和24的每個葉片的引導端在它所在轉子的一個軸端。參考圖2和3B并且用在轉子22第一象限88中的葉片96和98作為引導的一對葉片，葉片96的引導端104位于轉子22的冷卻端74，而葉片98的引導端108位于轉子22的驅動端72。如果希望的話，引導端104和108和它們各自的長葉片96和100的位置，與短葉片98和102的引導端108和116一道，可以相反。但是，長葉片96和100的引導端104和112最好是位于轉子22的相對的軸端。
無論引導端104和112實際上位于哪個軸端，位于左轉子24第二象限82和第四象限86中的長葉片必須使其引導端分別位于左轉子24的與第一和第三象限的長葉片的引導端相對的軸端。這樣，在右轉子22第一象限88內的長葉片96的引導端104在該轉子的冷卻端74。在左轉子24第二象限82內的長葉片120必須使其引導端128位于轉子的驅動端76。類似地，位于右轉子22第三象限92內的長葉片100使其引導端112在轉子22的驅動端72。這樣，位于左轉子24第四象限86內的長葉片124，其引導端136在該轉子的冷卻端78。
每個葉片96、98、100、102、120、122、124和126在與其所在的轉子計劃旋轉相對的方向伸展。每個葉片的延伸部分與通過該葉片引導端的連線成一銳角，該連線與該轉子的旋轉軸平行。如圖3B所示，長葉片96的銳角L1小于短葉片98的銳角S1。在圖3B所示最佳實施例中，在轉子22上的長葉片96和100在順時針方向以銳角L1伸展，而短葉片98和102在順時針方向以銳角S1伸展。在圖3A所示的轉子24上，每個長葉片120和124在反時針方向以銳角L1伸展，而每個短葉片122和126在反時針方向以銳角S1伸展。
每對葉片中的每個葉片在它所在的轉子的該象限內必須有其各自的長度、起始位置和伸展螺旋銳角，它們將臨近每對葉片的長葉片引導端的物料從長葉片所在軸端推向該轉子的另一軸端。每對葉片各自的長度、起始位置和伸展螺旋銳角也形成這些葉片尾端之間的一個適當大小的空間，使臨近這些葉片引導端兩側的物料在它們之間被擠壓和壓縮。物料然后流出這些葉片尾端之間的空間，并釋放所說的壓縮，引起一個增強物料混合的湍流。
使用按照本發明原理構造的轉子而產生的混合類型參考圖4A-4C和這些圖下面的注釋可以得到很好理解。除了表示在混合機內在按照本發明原理構造的轉子運行中物料流動類型的箭號之外，圖4A-4C與圖3A-3C是一致的。首先參照考圖4B的轉子22的第一象限88，沿著長葉片96的引導面的箭號，該面是該葉片面向旋轉方向的一面，表示通過產生一個從轉子22的冷卻端74到該轉子驅動端72的物料的滾動堆使該葉片產生的分布式混合，它使物料從轉子22冷卻74端移動到該轉子的驅動端72。由于物料堆到達長葉片和短葉片之間的空間，該物料被沿著短葉片98的引導面的物料加入。在這一區域，物料被擠壓和壓縮。物料然后流經葉片96和98尾端之間的空間，在此由于擠壓產生的物料壓縮被釋放，對物料產生一個附加的湍流，增強配料的混合。示于每個葉片頂部的環形箭號，表示在葉片96和98的引導面的物料的某些部分，當它在葉片的頂表面和混合室30的內表面之間通過時，經受強剪切。
從葉片96和98之間伸展的長箭號表示經過這些葉片之間的物料流向靠近驅動端72的葉片100的引導面，這些物料然后成為滾動堆的一部分，當它沿著長葉片100被驅動到轉子22的冷卻端時被進一步混合或摻在一起。當它經過葉片100的引導面和混合室30的空腔42的內表面之間時，某些物料也經受強剪切。在長葉片100和短葉片102之間滾動堆的物料達到平衡。在這個區域，這些物料被沿著短葉片102的引導面流動的物料加入，在這里，物料被擠壓和壓縮。然后物料流過葉片100和102尾端之間的空間。在此由于擠壓產生的物料壓縮被釋放。從而又一次產生增強物料混合的附加湍流。當它轉動到靠近混合室30的內表面時，類似的作用也發生在左轉子24表面上的葉片之間，如圖4A所示。
在右轉子22的葉片和左轉子24的葉片之間的相互作用的窗口內的物料流示于圖4C。物料滾動堆以類似于圖4B所示的方式沿長葉片96的引導面流動。然而，在相互作用的窗口內這些葉片不靠近混合室30的空腔的內表面，因此當某些物料流經葉片項部之上時，也不產生圖4B所示的高強度剪切。然而，在相互作用的窗口內，臨近葉片96引導端的物料滾動堆加入來自臨近葉片98的物料滾動堆，產生上面描述的物料的擠壓和壓縮，當物料經過葉片96和98之間的空間時，這種擠壓和壓縮被釋放。當每個轉子的第二象限進入相互作用的窗口時，這些物料受長葉片120的作用。它成為沿著葉片120的引導面流向這一葉片和短葉片122之間的空間的物料滾動堆。在這個區域內，來自沿葉片120和122的滾動堆的物料經受擠壓流并且當經過這些葉片之間的空間時被釋放。然后在到達葉片100和102之間的空間的區域，它加入第三象限的物料滾動堆。這物料也經受擠壓流并當它通過這些葉片之間的空間時被釋放。
此后，轉子22和24的第四象限進入相互作用窗口。通過葉片100和102之間的空間經受了湍流混合的物料成為物料滾動堆的一部分，它沿著葉片124的引導面移向葉片124和126之間的空間。它通過該空間并經受擠壓流和積累的壓力釋放之后，第一象限再一次進入相互作用的窗口。當每個轉子上的這些葉片轉過相互作用的窗口時，在相互作用的窗口內的高強度混合導致物料完全橫過葉片，這些葉片使物料有效地從一個轉子傳輸到另一個轉子。
物料從轉子22和24的一個軸端到另一個軸端來回流動以及當它通過長葉片和短葉片之間的空間時經受擠壓和釋放，可以用圖17描述的大致長度范圍的葉片和在圖17所示的螺旋θ1和θ2角的大致范圍內定位來實現。正如在圖17可見，長葉片的軸向長度L1不應小于轉子體總長度L的0.6倍，不大于轉子體總長度L的0.95倍。同樣地，短葉片的軸向長度L2不應小于轉子體總長度L的0.05倍，不大于轉子體總長度L的0.4倍。
因此，如圖3B可見，右轉子22的短葉片98和102，和如圖3A可見，左轉子24的短葉片122和126，與旋轉軸的平行線保持螺旋銳角S1。螺旋銳角S1應當等于圖17所示的θ2，并且不應小于10°也不大于60°。還是如圖3B可見，右轉子22的長葉片96和100，和如圖3A可見，左轉子24的長葉片120和124，保持螺旋銳角L1。螺旋銳角L1應當等于圖17所示的θ1，而且不應小于10°也不大于40°。
相應螺旋角的同樣大致范圍和相應長、短葉片相對于轉子總長度的比例的同樣大致范圍用于下面描述的本發明的其他實施例的葉片。
示于圖2-4的每個象限的長葉片和短葉片的引導端在轉子圓周上具有同樣位置，并且它們的引導端都在轉子的一個軸端。但是，本發明的轉子和內間歇式混合機準備用于混合各種不同類型的材料。這樣，本領域的普通技術人員將會發現，使短葉片和長葉片的引導端相互圓周地偏離是非常有利的。此外，每個長葉片的引導端不是必需在該葉片所安裝的轉子的一個軸端。作為一個例子，參見圖19A-19C和20A-20C，在這些圖上，長葉片的引導端不在安裝這些葉片的轉子的軸端。這樣，按照本發明構造的轉子，其每對葉片長葉片的引導端位于該葉片所在象限的兩個軸向一半之一內。該轉子每對葉片的短葉片，其引導端在短葉片所在的象限的兩個軸向一半的第二個內。每對葉片中的每個葉片以螺旋銳角向下游朝該對葉片的另一個葉片伸展。葉片各自的長度、葉片引導端的位置和葉片伸展的螺旋銳角將物料從轉子的一個軸端推向另一個軸端并使靠近每對葉片的每個葉片的物料流匯合。每對葉片尾部之間的空間是匯流的物料在這些尾端之間被擠壓。這使壓力增大，當物料從該空間流過后壓力減小，產生一個增強物料混合的湍流。
圖5示出了用于內間歇式混合機20′的本發明的另一個實施例的部分水平截面示意圖，內間歇式混合機20′有一對轉子22′和24′。轉子22′和24′展開的圓周包絡面示于圖6A-6C和圖7A-7C中，在這些圖中也示出了當轉子22′和24′轉動時產生的流動及混合的類型。
內間歇式混合機20′的右轉子22′和左轉子24′，除了右轉子22′第三象限和左轉子24′第四象限的一對葉片的位置之外，和圖2-4所示的轉子22和24是同樣的。如此，除了位于右轉子22′第三象限和左轉子24′第四象限的一對葉片之外，示于圖5的內間歇式混合機20′所有的零部件用圖2所示的內間歇式混合機20同樣的數字標記。
按照本發明的這個實施例，每個轉子的兩個長葉片，其引導端在該轉子的同一軸端。結果，位于每個轉子上的兩個短葉片，其引導端也在該轉子的同一軸端。如是，長葉片96和100′，其相應的引導端104和112′在右轉子22′的冷卻端74，短葉片98和102′，其相應的引導端108和116′位于右轉子22′的驅動端72。類似地，長葉片120和124′，其各自的引導端128和136′位于左轉子24′的驅動端76，而短葉片122和126′，其相應的引導端132和140′位于左轉子24′的冷卻端78。
如圖6A和6B所示，在一個轉子上的所有長葉片發端于該轉子的一個軸端，所有的短葉片作用于該轉子的另一個軸端，結果是，單個地相對于每個轉子22′和24′是非對稱的流動形式。例如，圖7B示出流過長葉片96和短葉片98之間的空間的物料流，在該空間的物料流由于擠壓流和壓力釋放而經受增強的混合。物料幾乎是直接流向長葉片100′和短葉片102′之間的空間。與圖2-4所示的轉子22和24完成的混合相比，這個流動路徑減小了發生的混合程度。
但是，圖7C示出，在相互作用的窗口內，發生的混合成為比較對稱。在葉片96和98之間的相互作用的窗口內流動的物料然后沿葉片120的引導端向下流向轉子的冷卻端。然后流經葉片120和122之間的空間。此后，沿著葉片102′的引導端流動，并經過葉片100和102′流向葉片124′的引導端。物料然后流向并經過葉片124′和126′的尾端之間的開口。在這個移動過程中，每次物料通過一對葉片時，物料經受擠壓流并釋放，形成一個增強物料混合的湍流。
圖8是圖2所示的那種類型的內間歇式混合機的示意的水平截面圖，轉子22和24以非嚙合形式安裝。除了當轉子切向地轉過相互作用的窗口時，和在中心區46只有部分物料從一個轉子到一個轉子被傳輸之外，這些轉子產生圖2所示嚙合式轉子同樣類型的混合。然而，與現有技術相比，在中心區46經受了增強的混合。這是由于在轉子之間的相互作用的窗口內和在靠近混合室的空腔42和44的內表面時這些轉子轉動平衡過程期間，由非嚙合式轉子帶來的擠壓流和釋放的結果。
圖9是一種內間歇式混合機的示意的水平截面圖，它有一對非嚙合式的轉子，它們是按照圖5所示的葉片結構所構造的。關于圖8所示的非嚙合式的轉子的敘述同樣適用于圖9所示的非嚙合式的轉子。
本發明可用于構造在一個或兩個轉子上有三個葉片的內間歇式混合機。如圖10和11所示，這是從一個或兩個轉子22和24上去掉一個短葉片而實現的。在圖10，短葉片102已經從右轉子22的第三象限被去掉。在圖11，轉子24第四象限的短葉片102和短葉片122已經被去掉。結果，按照本發明在長葉片和短葉片尾端之間發生的擠壓流和釋放只發生在有三個葉片的轉子的一個象限里。然而，由至少在轉子的一個象限里由一對長短葉片引起的擠壓流和釋放的存在，與現有技術的轉子相比，增強了該轉子的運行。
美國4，284，358號專利公開了一種現有技術的采用一對反向轉動轉子的內間歇式混合機，它有圖12描述的翼片結構，該翼片結構展開的圓周包絡面示于圖13A和13B。，由于示于轉子上的翼片的布置和結構，這些現有技術的轉子200和202僅僅能用于非嚙合式的或相切的裝置。轉子200有驅動端204和冷卻端206。在該轉子的第一象限里，一個長葉片208開始于第一象限的冷卻端206。一個短翼片210開始于第二象限的驅動端204，其起始點位于在沿該轉子圓周大約115°處。一個長翼片212開始于右轉子200冷卻端206的第三象限，而短翼片214開始于該轉子200驅動端的第四象限。短翼片214如同從第二象限起始點偏置的短翼片210，從第四象限的起始點偏置同樣大約25°。
轉子202上的翼片相對于該轉子旋轉方向定位的方式與轉子200上的翼片相同。但是，長翼片212和214開始于轉子202的驅動端216，而短翼片218和220開始于冷卻端222。長葉片212位于轉子202的第一象限，而短翼片218位于該轉子的第二象限，長翼片214位于第三象限而短翼片220位于該轉子的第四象限。短翼片218和220，如同圖13B所示的短翼片210和214，分別相對于第二和第四象限的起點同樣偏離約25°圖13A和13B示出的混合類型是當轉子200和202轉動時發生在美國4，284，358號專利所示出的現有技術的混合機內的混合類型。參考圖13B，相對于右轉子200物料滾動堆沿翼片208流向該轉子的驅動端204。環形箭號表示當某些物料通過轉子翼片頂部的上方時發生高剪切混合。然而當物料滾動堆到達驅動端204時，它從驅動端204返回并流向短翼片210，在此它加入沿短翼片210引導面形成的物料滾動堆。然而，當物料從長葉片208的引導面通過并流向短葉片210的引導面時不發生擠壓流和釋放。短葉片被偏置以減小或消除流動的堵塞或阻塞，已經知道，這種堵塞或阻塞發生在現有技術轉子的大翼片和短翼片如翼片208和210之間的區域。本發明的現有技術認為，如果長葉片和短葉片置于轉子相對的兩軸端并且在轉子的同一個象限內或非常靠近，物料流將會被阻塞。轉子200和202就是基于這種概念而開發的。
繼續參考圖13B，離開短翼片210引導面的滾動堆的物料流向長葉片212，在這里它成為靠近該葉片引導面的物料滾動堆的一部分。然后，如同靠近長葉片208引導面的滾動堆中的物料流過驅動端204和短葉片210，這些物料以同樣的方式流過驅動端204和短葉片214。
圖13A示出，關于左轉子202的物料的流動和上面關于右面轉子200的描述是同樣的。結果，過去令人滿意的混合程度，不如按照本發明產生的混合強有力和有效。圖12和13所示的現有技術的轉子，不產生由于使用按照本發明原理設計的一對轉子由擠壓流和釋放引起的增強湍流。此外，由于這些轉子是非嚙合的，因此在轉子200和202之間的中心區物料的傳輸效率不高。
美國4，834，543號專利公開了另一種現有技術的內間歇式混合機。圖14示出一對具有該專利所示翼片結構的反向旋轉轉子。圖13A和13B是描述示于該專利上的葉片的展開的圓周包絡面。這些轉子224和226僅僅能安裝于非嚙合式的裝置中。轉子224有一個驅動端228和一個冷卻端230。在它的第一象限它有一個長翼片232起始于冷卻端230。一個短翼片234起始于冷卻端的第二象限大約中點處，一個長翼片236起始于驅動端的第三象限，和一個短葉片238起始與轉子224驅動端的第四象限大約中點處。
左轉子226的翼片相對于該轉子旋轉方向的定位，與右轉子224翼片的定位是同樣的。然而，位于左轉子各象限的翼片的起始位置在與轉子224相應各象限翼片的起始位置相對的一端。如是，長翼片240起始于轉子226第一象限中的驅動端241，而短翼片242起始于該轉子的同一端，在該轉子第二象限大約中點處。長翼片244起始于左轉子226的冷卻端245，而短翼片246起始于冷卻端245，在該象限的大約中點處。
由于轉子224和226的旋轉而產于在美國4，834，543號專利公開的現有技術的混合機中的混合見圖15A和15B。混合開始于圖15B所示的右轉子224的第一象限，物料滾動堆沿長翼片232的引導面流動并流向該轉子的驅動端228。環形箭號表示由于某些物料通過轉子翼片末端的上方時產生的高剪切混合。在驅動端228的滾動堆使它加入靠近長翼片236的滾動堆。物料滾動堆沿短翼片234引導面流動并流向長翼片236尾端。然而，短翼片234離長翼片236太遠，不能在它們之間產生擠壓流。短翼片234有意地置于第二象限，因為，如果短翼片234置于長翼片所在的第三象限的話，所關心的阻塞可能發生。
物料在左轉子246的翼片之間的流動方式，與上面剛剛描述的關于右轉子224的流動方式一樣。右轉子224和左轉子226提供的混合過去在一定程度上能夠滿足要求。但是這種混合沒有達到強力和有效的混合程度，這種強力和有效的混合程度是由按照本發明的一對轉子產生的擠壓流和釋放引起的增強湍流而產生的。由于轉子224和226是不嚙合的，因此在這些轉子之間的中心區物料傳輸的效率不如本發明的嚙合式轉子之間的效率高。
圖16A-16C示出在混合機中三種轉子裝置產生的混合類型的比較。圖16A示出在混合機中安裝成嚙合轉子的本發明的轉子22和24，圖16B示出用作非嚙和轉子的本發明的轉子22和24，圖16C示出美國4，834，543號專利的轉子224和226，它們必須用作非嚙合結構。圖16A示出包括物料摻合(blending)的高強力混合，它是由于滾動堆加更強力的混合，該更強力的混合由在轉子22和混合空腔之間具有釋放的擠壓流產生的。圖16A還表明，高強力混合是由葉片主直徑末端和混合空腔內表面之間的高剪切產生的。在這個區域，被混合的物料在轉子之間從一個旋轉的轉子到另一個旋轉的轉子高效地傳輸而沒有滯流。
參考圖16B，將本發明的轉子22和24用作非嚙合的或相切的裝置，結果產生一個高度有效的物料混合。然而，這種混合效果不如圖16A所示的同樣的轉子用作嚙合裝置時產生的混合效果。這是由于物料的部分橫穿在相互作用的窗口產生了滯流。與使用圖16C所示的現有轉子相比，在這個區域產生的具有釋放的擠壓流增強了在這里產生的混合。性能上的降低不僅存在于相互作用的窗口，由于沒有產生增強混合的具有釋放的擠壓流，也存在于發生摻合的區域，這個摻合的區域是指現有技術的轉子和混合空腔內表面之間。
在上面描述的本發明的實施例中，轉子22和24的每個葉片的引導端在它所安裝的轉子軸端。在示于圖19和20的本發明的另一個實施例中，長葉片的引導端不在轉子的軸端。將圖19和20與圖3和4相比較，除了圖19和20所示的轉子的引導端不在轉子的軸端之外，圖19和20所示的轉子與圖3和4所示的轉子基本上是一樣的。例如在圖3B，在右轉子22第一象限88中的長葉片96的引導端104位于右轉子22的冷卻端74。然而在示于圖19B的本發明的實施例中，在轉子22第一象限88中的長葉片96的引導端104不在右轉子22的冷卻端74，而是位于右轉子22的冷卻端74的附近。引導端104和冷卻端74之間空間的長度根據希望通過該空間被混合物料的數量而定。
類似地。根據本發明的實施例，在圖19B和20所示轉子24的第二象限82中的長葉片120具有引導端128，該引導端128位于左轉子24的驅動端76的附近，而不在左轉子的驅動端76；位于右轉子22第三象限92中的長葉片100的引導端112位于右轉子22的驅動端72的附近，而不在右轉子的驅動端72；長葉片124位于左轉子24的第四象限86中，且其引導端136位于左轉子24的冷卻端78附近，而不在左轉子的冷卻端78。
每個短葉片98、102、122和126的軸向長度應當長于位于其上游的它的長葉片的引導端和轉子靠近該引導端的軸端之間的空間的長度，以便將通過該空間的物料返回到轉子的中部。這些物料流向該對葉片尾端之間的空間，與此同時，與流近長葉片的物料成為匯流。按照本發明，這些匯流的物料在它流經長葉片和短葉片尾部之間的空間時被擠壓。當這些物料流出該空間時，在該空間在物料上積累的壓力被釋放，因此增強了物料的混合。
參考圖18B，如是，在右轉子22第三象限92中的短葉片102的軸向長度應當長于在右轉子22第一象限88中長葉片96的引導端104和右轉子22的冷卻端74之間的空間的長度。類似地，在右轉子22第一象限88中的短葉片98的軸向長度應當長于在右轉子22第三象限92中長葉片100的引導端112和右轉子22的驅動端72之間的空間的長度；圖19A所示的在左轉子24第二象限82短葉片122的軸向長度應當長于在左轉子24第四象限86中長葉片124的引導端136和左轉子24的冷卻端78之間的空間的長度；短葉片126的軸向長度應當大于在左轉子24第二象限82中長葉片120的引導端128和左轉子24的驅動端76之間的空間的長度。
圖19A-19C所示葉片的物料的流動被描述在圖20A-20C。圖20A-20C所示物料的流動和前面描述的本發明的實施例的圖4所示的物料流動大體上是相同的。如同前面描述的實施例，圖20呈現一個漏斗樣的作用，由此物料匯集在右轉子22的長葉片96和短葉片98之間，右轉子22的長葉片100和短葉片102之間，左轉子24的長葉片120和短葉片122之間，左轉子24的長葉片124和短葉片126之間。然而，另外，物料滑過長葉片的引導端并撞擊在物料流下游的短葉片。
正如在圖20B所見，物料流出長葉片引導端之間的空間并在轉子的同一側撞擊位于物料流下游的短葉片。物料在長葉片100的引導端112和在右轉子22的第三象限92的驅動端72之間流動并撞擊在右轉子22第一象限88中的短葉片98。同樣，在右轉子22中，物料在長葉片96的引導端104和在右轉子22的第一象限88的冷卻端74之間流動并撞擊在右轉子22第三象限92中的短葉片102。類似地，在左轉子24中，如圖20A所示，物料在長葉片120的引導端128和左轉子24的第二象限中的驅動端76之間流動，并撞擊在左轉子24第四象限的短葉片126。同樣，在的左轉子24，如圖20A所示，物料在長葉片124的引導端136和左轉子24的第四象限的冷卻端78之間流動，并撞擊在左轉子24第二象限82中的短葉片122。
本領域的普通技術人員應當明白，對上面描述的本發明的最佳實施例所示的轉子可以作出許多變型而不超出本發明的精神和范圍。每對葉片尾端之間空間的大小可以根據處理的不同類型的聚合物而變化。一般地說，處理制造輪胎的橡膠需要一個較大的空間，而處理制造機器零件的橡膠希望一個較小的空間。此外，圖3A和3B示出，所有的葉片起始于這些葉片所在的象限的開始處。如是，在圖3B所示的右轉子22第一象限中的葉片96和98，其引導端104和108分別位于圓周旋轉的0°處。這些葉片的其中一個或兩個，其引導端可以在該象限內移動到所希望的起始位置，以便當物料在內間歇式混合機內混合時獲得滿意的混合。類似地，長葉片和短葉片的長度也可以根據需要而變化。葉片從離開旋轉方向伸展所形成的銳角也可根據提供的物料的不同類型、黏度和溫度而變化。
本領域的普通技術人員應當明白，上面描述的本發明的各種特征既可用作一對替代轉子來改造現有的混合機，也可以用來制造新的內間歇式混合機。雖然本發明已經針附圖所示的零部件的細節和布置以及某些具體的實施例作了解釋，但是本領域的普通技術人員對這些實施例仍能夠作出不超出本發明之精神和范圍的多種改進。因而，權利要求應當理解為覆蓋了不超出本發明范圍的同等轉子和內間歇式混合機。
權利要求
1．一種用于內間歇式混合機的一對轉子，該內間歇式混合機有一個具有一對空腔的混合室，該對轉子被相互平行地安裝在該對空腔內，一個驅動該對轉子相互反向旋轉以混合物料的驅動裝置，組合的轉子包括一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第一轉子，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子計劃的旋轉相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對由第一象限長葉片和第一象限短葉片組成的葉片位于第一象限內，有一對由第三象限長葉片和第三象限短葉片組成的葉片位于第三象限內；一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第二轉子，所述的第二轉子的第一軸端和第二軸端適合于旋轉，分別靠近所述第一轉子的第一的軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子計劃旋轉相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對由第二象限長葉片和第二象限短葉片組成的葉片位于第二象限內，有一對由第四象限長葉片和第四象限短葉片組成的葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；所說的每對葉片中的長葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限的兩個軸向一半中的一個，所說的每對葉片中的短葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限的兩個軸向一半中的另一個，所說的每對葉片中的每個葉片以一個螺旋銳角向下游伸向該對葉片的另一個葉片；所說的第二象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第二象限的軸向一半，與所說的第一象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第一象限的軸向一半相對，所說的第四象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第四象限的軸向一半，與所說的第三象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第三象限的軸向一半相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度，它們的引導端在它們所在轉子的所說象限的軸向一半內有其各自的位置，并且所說葉片有其各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該轉子的一個軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并在每對葉片所說尾端之間形成有一定大小的一個空間，它使在該空間匯流的物料被擠壓，并流出每對葉片的兩個葉片的尾端。
2．根據權利要求1的一對轉子，其中所說的第一和第二轉子的每個象限在繞轉子旋轉的圓周上占大約90°。
3．根據權利要求1的一對轉子，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端。
4．根據權利要求1的一對轉予，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端的附近。
5．根據權利要求1的一對轉子，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內。
6.根據權利要求1的一對轉子，其中每個短葉片的螺旋角大約在10°-60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角大約在10°-40°的范圍內。
7.根據權利要求1的一對轉子，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內，其中每個短葉片的螺旋角大約在10°-60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-40°的范圍內。
8．根據權利要求1的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
9．根據權利要求1的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
10．根據權利要求1的一對轉子，其中所說的每個葉片是一個翼片。
11．根據權利要求1的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
12．根據權利要求1的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時與另一個所說轉子的葉片不嚙合地運行。
13．根據權利要求1的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的大致相同的圓周位置。
14．根據權利要求1的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的不同圓周位置。
15．一種用于內間歇式混合機的一對轉子，該內間歇式混合機有一個具有一對空腔的混合室，該對轉子被相互平行地安裝在該對空腔內，一個驅動該對轉子相互反向旋轉以混合物料的驅動裝置，組合的轉子包括一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第一轉子，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對由第一象限長葉片和第一象限短葉片組成的葉片位于第一象限內，至少有一個第三象限長葉片位于第三象限內；一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第二轉子，所述的第二轉子的第一軸端和第二軸端適合于旋轉，分別靠近所述第一轉子的第一的軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對由第二象限長葉片和第二象限短葉片組成的葉片位于第二象限內，至少有一個第四象限葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；所說的長葉片的引導端位于所它所在象限中的兩個軸向一半中的一個，所說的每對葉片中的短葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限中的兩個軸向一半中的第二個，所說的每個葉片以一個螺旋銳角向下游伸向與該葉片的引導端所在的軸向一半相對的另一個軸向一半；所說的第二象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第二象限的軸向一半，與所說的第一象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第一象限的軸向一半相對，所說的第四象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第四象限的軸向一半，與所說的第三象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第三象限的軸向一半相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度，它們的引導端在它們所在該轉子的該象限的該軸向一半內有其各自的位置，并且有其各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該轉子的一個軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并形成每對葉片所說尾端之間的有一定大小的一個空間，它使在該空間匯流的物料被擠壓，并流出每對葉片的兩個葉片的尾端。
16．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的第一和第二轉子的每個象限在繞轉子旋轉的圓周上占大約90°。
17．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端。
18．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端的附近。
19．根據權利要求17的一對轉子，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內。
20．根據權利要求17的一對轉子，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
21．根據權利要求1的一對轉子，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
22．根據權利要求17的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
23．根據權利要求17的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
24．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的每個葉片是一個翼片。
25．根據權利要求17的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
26．根據權利要求17的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時與另一個所說轉子的葉片不嚙合地運行。
27．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的大致相同的圓周位置。
28．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的不同圓周位置。
29．根據權利要求17的一對轉子，其中所說的第四象限葉片是一個長葉片。
30．一種用于內間歇式混合機的一對轉子，該內間歇式混合機有一個驅動該對轉子相互反向旋轉以混合物料的驅動裝置，組合的轉子包括一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第一轉子，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成90°的第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對葉片位于第一象限內，有一對葉片位于第三象限內；一個有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的第二轉子，所述的第二轉子的第一軸端和第二軸端適合于旋轉，分別靠近所述第一轉子的第一軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成90°的第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對葉片位于第二象限內，有一對葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；每對葉片中的一個葉片的引導端位于它所在轉子一個軸端上的一個位置，每對葉片中的另一個葉片的引導端位于它所在轉子另一個軸端上的一個位置，所說每對葉片中的一個葉片長于另一葉片；在所說第二轉子的第二和第四象限的每個象限中，所說葉片中的每個長葉片的引導端分別在所說第二轉子一個軸端的一個位置，該軸端與所說第一轉子的第一和第三象限的所說葉片的長葉片的引導端所在的第一轉子相應軸端相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度、所說葉片所在轉子的該象限內的各自的起始位置和所說葉片各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該長葉片的引導端所在的軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并形成所說葉片尾端之間的有足夠大小的一個空間，它使靠近所說的每對葉片的兩個葉片的物料被擠壓，并流出每對葉片的兩個葉片的尾端之間的空間。
31．根據權利要求34的一對轉子，其中每對葉片中的每個短葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.05-約0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.6-0.95倍的范圍內。
32．根據權利要求34的一對轉子，其中每對葉片中的每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
33．根據權利要求34的一對轉子，其中每對葉片中的每個短葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.05-約0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.6-0.95倍的范圍內，每對葉片中的每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
34．根據權利要求34的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
35．根據權利要求34的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
36．根據權利要求34的一對轉子，其中所說的每個葉片是一個翼片。
37．根據權利要求34的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
38．根據權利要求34的一對轉子，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時與另一個所說轉子的葉片不嚙合地運行。
39．根據權利要求34的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的大致相同的圓周位置。
40．根據權利要求34的一對轉子，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的不同圓周位置。
41．一種用于混合物料的內間歇式混合機，包括一個混合機體；一對位于所說混合機體內的空腔；相互平行地安裝在所說一對空腔內的第一轉子和第二轉子；一個控制所說轉子以相反方向轉動，以在所說空腔內混合物料的驅動裝置；所說的第一轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子計劃的旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對由第一象限長葉片和第一象限短葉片組成的葉片位于第一象限內，并有一對由第三象限長葉片和第三象限短葉片組成的葉片位于第三象限內；所說的第二轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的，所述的第二轉子的第一軸端和第二軸端安裝成可旋轉的，分別靠近所述第一轉子的第一的軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對由第二象限長葉片和第二象限短葉片組成的葉片位于第二象限內，并有一對由第四象限長葉片和第四象限短葉片組成的葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；所說的每對葉片中的長葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限中的兩個軸向一半中的一個，所說的每對葉片中的短葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限中的兩個軸向一半中的第二個，所說的每對葉片中的每個葉片以一個螺旋銳角向下游伸向該對葉片的另一個葉片；所說的第二象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第二象限的軸向一半，與所說的第一象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第一象限的軸向一半相對，所說的第四象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第四象限的軸向一半，與所說的第三象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第三象限的軸向一半相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度，它們的引導端在它們所在該轉子的該象限的該半軸內有其各自的位置，并且所說葉片有其各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該轉子的一個軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并形成每對葉片所說尾端之間的有一定大小的一個空間，它使在該空間匯流的物料被擠壓，并流出每對葉片的兩個葉片的尾端。
42．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的第一轉子和第二轉子的每個象限在繞轉子旋轉的圓周上占大約90°。
43．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端。
44．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端的附近。
45．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內。
46．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
47．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
48．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
49．根據權利要求47的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
50．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的每個葉片是一個翼片。
51．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
52．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時與另一個所說轉子的葉片不嚙合地運行。
53．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的大致相同的圓周位置。
54．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的不同圓周位置。
55．一種用于混合物料的內間歇式混合機，包括一個混合機體；一對位于所說混合機體內的空腔；相互平行地安裝在所說一對空腔內的第一轉子和第二轉子；一個控制所說轉子以相反方向轉動，以在所說空腔內混合物料的驅動裝置；所說的第一轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對由第一象限長葉片和第一象限短葉片組成的片位于第一象限內，并且至少有一個第三象限長葉片位于第三象限內；所說的第二轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的，所述的第二轉子的第一軸端和第二軸端安裝成可旋轉的，分別靠近所述第一轉子的第一的軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對由第二象限長葉片和第二象限短葉片組成的葉片位于第二象限內，并至少有一個第四象限葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；所說的每對葉片中的長葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限中的兩個軸向一半中的一個，所說的每對葉片中的短葉片的引導端位于所說的該對葉片所在象限中的兩個軸向一半中的第二個，所說的每對葉片中的每個葉片以一個螺旋銳角向下游伸向該對葉片的另一個葉片；所說的第二象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第二象限的軸向一半，與所說的第一象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第一象限的軸向一半相對，所說的第四象限長葉片的引導端位于所說的第二轉子的第四象限的軸向一半，與所說的第三象限長葉片的引導端所在的第一轉子的第三象限的軸向一半相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度，它們的引導端在它們所在該轉子的該象限的軸向一半內有其各自的位置，并且所說葉片有其各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該轉子的一個軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并形成每對葉片所說尾端之間的有一定大小的一個空間，它使在該空間匯流的物料被擠壓，并流出每對葉片的兩個葉片的尾端。
56．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說的第一轉子和第二轉子的每個象限在繞轉子旋轉的圓周上占大約90°。
57．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端。
58．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說的的每對葉片中的短葉片的引導端在所說轉子的一個軸端，所說的的每對葉片中的長葉片的引導端在所說轉子的另一個軸端的附近。
59．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內。
60．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
61．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中每個短葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.05-0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度大致在它所在轉子軸向長度的0.6-0.95倍的范圍內，其中每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
62．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
63．根據權利要求63的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
64．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說的每個葉片是一個翼片。
65．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
66．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時與另一個所說轉子的葉片不嚙合地運行。
67．根據權利要求63的內間歇式混合機，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的大致相同的圓周位置。
68．根據權利要求47的內間歇式混合機，其中所說的每對轉子的每個葉片的所說引導端在它們所在轉子的不同圓周位置。
69．根據權利要求63的一對轉子，其中所說的第四象限葉片是一個長葉片。
70．一種用于混合物料的內間歇式混合機，包括一個混合機體；一對位于所說混合機體內的空腔；相互平行地安裝在所說一對空腔內的第一轉子和第二轉子；一個控制所說轉子以相反方向轉動，以在所說空腔內混合物料的驅動裝置；所說的第一轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端，所述的第一轉子有一個園周面按順序被分成90°的第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第一轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第一轉子有一對葉片位于第一象限內，并有一對葉片位于第三象限內；所說的第二轉子有一旋轉軸、第一軸端和第二軸端的，所述的轉子的第一軸端和第二軸端安裝成可旋轉的，并分別靠近所述第一轉子的第一軸端和第二軸端；所述的第二轉子有一個園周面按順序被分成90°的第一、第二、第三和第四象限，這四個象限按照與所述的第二轉子的計劃旋轉方向相反的方向被劃分開；所述的第二轉子有一對葉片位于第二象限內，并有一對葉片位于第四象限內；每個葉片有一個引導端和一個尾端；每對葉片中的一個葉片的引導端位于它所在轉子一個軸端上的一個位置，每對葉片中的另一個葉片的引導端位于它所在轉子另一個軸端上的一個位置，所說每對葉片中的一個葉片長于另一葉片；所說第二轉子的第二和第四象限的每個象限中，所說葉片中的每個長葉片的引導端分別在所說第二轉子一個軸端的一個位置，該軸端與所說第一轉子的第一和第三象限的所說葉片的長葉片的引導端所在的第一轉子相應軸端相對；所說的每對葉片中的每個葉片有其各自的長度，所在轉子的該象限內的各自的起始位置和所說葉片各自伸展的螺旋銳角，使靠近每對葉片的所說長葉片的物料從該長葉片的引導端所在的軸端被推開，并推向該轉子的另一軸端，并形成所說葉片尾端之間的有足夠大小的一個空間，它使靠近所說的每對葉片的兩個葉片的物料被擠壓，并流出所說葉片的兩個葉片的尾端之間的空間。
71．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中每對葉片中的每個短葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.05-約0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.6-0.95倍的范圍內。
72．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中每對葉片中的每個短葉片的螺旋角大約在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
73．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中每個短葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.05-約0.4倍的范圍內，長葉片的軸向長度在它所在轉子軸向長度的約0.6-0.95倍的范圍內，每個短葉片的螺旋角在大約10°-大約60°的范圍內，每個長葉片的螺旋角在大約10°-大約40°的范圍內。
74．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端所在的該轉子的軸向一半與另一個長葉片的引導端所在的該轉子的軸向一半相對。
75．根據權利要求80的一對轉子，其中每個轉子上的兩個長葉片中的每個，它的引導端和另一個長葉片的引導端在該轉子的同一個軸向一半。
76．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中所說的每個葉片是一個翼片。
77．根據權利要求80的內間歇式混合機，其中所說每個轉子的葉片構造成當轉子轉動時能與另一個所說轉子的葉片嚙合。
全文摘要
一種內間歇式混合機(20),包括一個混合室,反向驅動的第一轉子和第二轉子(22,24)。第一轉子的第一和第三象限(96,98,100’,102’)分別有一對葉片位于其中,而第二轉子的第二和第四象限(120,122,124’,126’)分別有一對葉片位于其中。每對葉片中的一個葉片(96,98)長于另一個葉片,并以一個螺旋銳角向下游伸向另一個葉片(96,116’)。長葉片的引導端在轉子一個軸端附近,而短葉片的引導端在另一端。臨近長葉片的物料從它的一端被推開,并推向該轉子的另一端。此外,每對葉片的尾瑞形成一個空間,它使匯流的物料在尾端之間被擠壓,因此附加的湍流以進一步混合物料。
文檔編號B01F7/16GK1295494SQ99804580
公開日2001年5月16日 申請日期1999年3月24日 優先權日1998年3月28日
發明者N·O·諾蒂 申請人:斯金納發動機公司