專利名稱：一種葉片擠出機及其葉片的載荷平衡及自潤滑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子材料塑化輸運設(shè)備中葉片的載荷平衡和潤滑方法，具體涉及一種葉片擠出機葉片的載荷平衡及自潤滑方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的葉片泵轉(zhuǎn)子上的葉片其四周和表面都是平面結(jié)構(gòu)，葉片結(jié)構(gòu)裝入轉(zhuǎn)子的葉片槽。葉片泵較高轉(zhuǎn)速下工作時，離心力較大，且泵內(nèi)液體黏度較低，葉片受到的黏滯阻力較小，葉片壓緊泵體的內(nèi)壁，進行從油箱吸油，向出口泵油的工作。但在低轉(zhuǎn)速時，由于離心力下降，內(nèi)漏增加，泵的容積效率便減少，無法實現(xiàn)葉片的載荷平衡及自潤滑。ZL200810026054. X公開了一種基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運方法及設(shè)備， 其工作原理類似于葉片泵的工作原理。利用偏心定子、轉(zhuǎn)子以及安裝在轉(zhuǎn)子上的若干組成對葉片以及與轉(zhuǎn)子同軸的前后擋板圍成具有確定幾何形狀的空間。當(dāng)葉片隨轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，由于定子相對于轉(zhuǎn)子有一定的偏心量，因而上述空間的容積可以依次由小到大再由大到小周期性變化，容積變大時納入物料，容積變小時壓實、塑化并排出物料，實現(xiàn)正應(yīng)力起主要作用的物料塑化輸運。將容積逐漸變小的這部分區(qū)域稱作壓料區(qū)，將容積逐漸變大的這部分區(qū)域稱作吸料區(qū)。在壓料區(qū)，由于容積由大變小，其中的物料受到擠壓作用，物料壓力逐漸增大。葉片推進面(即驅(qū)動擠壓物料的一側(cè))上受到物料的作用力大于葉片的推進面背面(即推進面的相對面)上受到物料的作用力，致使葉片受到的載荷不平衡。另外，相比傳統(tǒng)葉片泵，基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運設(shè)備中，由于成型過程中轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)速較低同時輸送的高分子熔體黏度高，葉片不能依靠離心力在轉(zhuǎn)子軸軸槽內(nèi)滑動，以壓緊定子的內(nèi)壁，在轉(zhuǎn)子直徑上的一對葉片是依靠葉片外側(cè)頂面受定子的內(nèi)表面約束而在軸槽內(nèi)往復(fù)移動。由于葉片兩面所受到的載荷不平衡，因此葉片會由于一面壓力較大而將葉片受力較小的另一面緊壓在轉(zhuǎn)子軸的軸槽面上，致使熔體無法進入葉片上受力較小的面與轉(zhuǎn)子軸的軸槽面之間，造成葉片與轉(zhuǎn)子軸槽之間缺乏潤滑。上述問題容易造成葉片滑動困難且與轉(zhuǎn)子軸軸槽的摩擦磨損較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種葉片擠出機及其葉片的載荷平衡及自潤滑方法，以解決基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運設(shè)備中葉片工作過程中載荷不平衡、葉片滑動困難的問題。本發(fā)明的葉片擠出機，由進料單元、葉片塑化輸運單元、擠出單元依次連接構(gòu)成， 所述葉片塑化運輸單元由圓柱形轉(zhuǎn)子軸5、與圓柱形轉(zhuǎn)子軸5偏心的且具有圓柱內(nèi)腔的空心定子6、置于空心定子6內(nèi)腔的凹葉片對1和3與凸葉片對2和4、布置在空心定子6兩側(cè)的擋料盤13和擋料盤14構(gòu)成，擋料盤13有物料入口 11，擋料盤14上有物料出口 12，凹葉片對1和3與凸葉片對2和4布置在圓柱形轉(zhuǎn)子軸5的徑向矩形截面通孔中，并且沿圓柱形轉(zhuǎn)子軸5圓周方向均勻分布；在凹葉片對和凸葉片對的葉片推進面背面設(shè)置旁路通道7和與旁路通道7相通并貫通至葉片推進面的泄壓孔8。上述旁路通道多于兩條且對稱布置的；泄壓孔數(shù)量小于或等于旁路通道數(shù)且對稱布置。葉片擠出機葉片的載荷平衡及自潤滑方法，是利用壓料區(qū)葉片推進面背面的旁路通道7中流過的物料產(chǎn)生的作用力克服葉片推進面上的物料作用力，利用與旁路通道相通的泄壓孔8使葉片推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中的物料壓力被釋放，減小推進面上的作用力，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡；利用葉片在運行過程中葉片推進面和葉片推進面背面上兩受力面的壓力差，使物料通過葉片推進面背面的旁路通道7和泄壓孔8所形成的通道流向低壓區(qū)，葉片與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中進入熔體形成熔膜，實現(xiàn)葉片表面熔體自潤滑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)本發(fā)明的葉片擠出機的葉片推進面背面旁路通道及泄壓孔的設(shè)置能減小推進面上的作用力，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡。(2)本發(fā)明的葉片擠出機的葉片推進面背面旁路通道及與旁路通道連通的泄壓孔的設(shè)置能減小葉片受到的不平衡載荷，并使推進面背面和推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中進入熔體形成熔膜，保證葉片滑動時的良好潤滑，減少磨損，提高了葉片的耐磨性。


圖1為葉片擠出機的葉片塑化輸運單元的剖視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為凹葉片上旁路通道和泄壓孔的結(jié)構(gòu)形式圖；圖4為凸葉片上旁路通道和泄壓孔的結(jié)構(gòu)形式圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表述的范圍。本發(fā)明的葉片擠出機由進料單元、葉片塑化輸運單元和喂料單元依次連接構(gòu)成。 葉片的載荷平衡和自潤滑方法是通過在所述葉片塑化輸運單元的葉片對背面設(shè)置旁路通道和泄壓孔來實現(xiàn)。圖1為葉片塑化輸運單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A A剖視圖。葉片塑化運輸單元由圓柱形轉(zhuǎn)子軸5、與轉(zhuǎn)子軸5偏心的且具有圓柱內(nèi)腔的空心定子6、置于空心定子 6內(nèi)腔中的凹葉片對1和3與凸葉片對2和4、布置在空心定子6兩側(cè)的擋料盤13和擋料盤14構(gòu)成，擋料盤13有物料入口 11，擋料盤14上有物料出口 12，凹葉片對1和3與凸葉片對2和4布置在圓柱形轉(zhuǎn)子軸5的徑向矩形截面通孔中，并且沿圓柱形轉(zhuǎn)子軸5圓周方向均勻分布；在凹葉片對和凸葉片對的葉片推進面背面設(shè)置旁路通道7和與旁路通道7相通并貫通至葉片推進面的泄壓孔8。凹葉片對和凸葉片對成對安裝在圓柱形轉(zhuǎn)子軸5的徑向矩形截面通孔中，兩組葉片內(nèi)側(cè)底面相互接觸，外部頂面與定子的內(nèi)表面接觸。當(dāng)圓柱形轉(zhuǎn)子軸5逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，在圓柱形轉(zhuǎn)子軸5直徑上的一對葉片(凹葉片對或凸葉片對)由于外側(cè)頂面受定子6 的內(nèi)表面約束，在轉(zhuǎn)子徑向矩形截面通孔內(nèi)往復(fù)移動。圖1中葉片1和葉片2處于容積逐漸減小的壓料區(qū)。葉片1的推進面9上所受到的熔體壓力大于推進面背面10上所受到的熔體壓力，因此葉片1的推進面背面10被緊壓在轉(zhuǎn)子軸的軸槽面上，使得熔體無法進入推進面背面與軸槽的配合面，造成葉面在軸槽內(nèi)滑動過程中的磨損。通過在推進面背面開設(shè)對稱排布的旁路通道7，熔體進入推進面背面與軸槽的配合面，從而克服推進面上的物料作用力，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡，并在推進面背面10與轉(zhuǎn)子軸的軸槽面間形成熔膜， 實現(xiàn)葉片表面熔體自潤滑。葉片2大部分縮入轉(zhuǎn)子軸的軸槽內(nèi)，通過設(shè)置與旁路通道相通并貫通至葉片推進面的泄壓孔8使葉片推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中的物料壓力被釋放，減小推進面上的作用力，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡。葉片3和葉片4處于容積逐漸增大的吸料區(qū)。該區(qū)推進面背面上的作用力大于推進面上的作用力。由于吸料區(qū)的壓力小于壓料區(qū)，在壓力差的作用下物料可以通過葉片推進面背面的旁路通道與泄壓孔所形成的通道，從高壓的壓料區(qū)流向低壓的吸料區(qū)，使處于吸料區(qū)的葉片的推進面背面以及推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中進入熔體形成熔膜，實現(xiàn)葉片表面熔體自潤滑。圖3、圖4分別為凹葉片對、凸葉片對上旁路通道和泄壓孔的結(jié)構(gòu)形式。其結(jié)構(gòu)特點主要是在葉片的推進面背面上開設(shè)有4條對稱排布的旁路通道7和2個泄壓孔8，泄壓孔與旁路通道相通并貫通至葉片推進面，并且也對稱排布。
權(quán)利要求
1.一種葉片擠出機，由進料單元、葉片塑化輸運單元、擠出單元依次連接構(gòu)成，所述葉片塑化運輸單元由圓柱形轉(zhuǎn)子軸(5)、與圓柱形轉(zhuǎn)子軸( 偏心的且具有圓柱內(nèi)腔的空心定子(6)、置于空心定子(6)內(nèi)腔中的凹葉片對(1)和(3)與凸葉片對(2)和0)、置于空心定子(6)兩側(cè)的擋料盤(1 和擋料盤(14)構(gòu)成，擋料盤(1 上有物料入口(11)，擋料盤(14)上有物料出口(12)，凹葉片對⑴和(3)與凸葉片對(2)和⑷布置在圓柱形轉(zhuǎn)子軸(5)的徑向矩形截面通孔中，并且沿圓柱形轉(zhuǎn)子軸( 的圓周方向均勻分布；其特征在于在所述凹葉片對(1)和(3)和凸葉片對(2)和(4)的葉片推進面背面設(shè)置旁路通道(7)和與旁路通道(7)相通并貫通至葉片推進面的泄壓孔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片擠出機，其特征在于所述旁路通道(7)多于兩條且對稱布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片擠出機，其特征在于所述泄壓孔(8)的數(shù)量小于或等于旁路通道(7)的數(shù)量，并且對稱布置。
4.一種權(quán)利要求1 3之一所述葉片擠出機葉片的載荷平衡及自潤滑方法，其特征在于利用壓料區(qū)葉片推進面背面的旁路通道(7)中流過的物料產(chǎn)生的作用力克服葉片推進面上的物料作用力，利用與旁路通道相通的泄壓孔(8)使葉片推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中的物料壓力被釋放，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡；利用葉片在運行過程中葉片推進面和葉片推進面背面的壓力差，使物料通過葉片推進面背面的旁路通道(7)和泄壓孔(8)所形成的通道流向低壓區(qū)，使葉片與轉(zhuǎn)子軸配合的間隙中進入熔體形成熔膜，實現(xiàn)葉片表面熔體自潤滑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種葉片擠出機及其葉片的載荷平衡及自潤滑方法。在葉片塑化運輸單元中，利用壓料區(qū)葉片推進面背面上的旁路通道中流過的物料產(chǎn)生的作用力克服葉片推進面上的物料作用力；與旁路通道連通的泄壓孔使葉片推進面與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中的物料壓力被釋放，減小推進面上的作用力，實現(xiàn)葉片受到的載荷動態(tài)平衡；利用葉片在運行過程中兩受力面的壓力差，使物料通過旁路通道與泄壓孔所形成的通道流向低壓區(qū)，葉片與轉(zhuǎn)子軸配合間隙中進入熔體形成熔膜，實現(xiàn)葉片表面熔體自潤滑。所述泄壓孔小于或等于旁路通道數(shù)量且對稱布置，旁路通道多于兩條且對稱布置。本發(fā)明能減小葉片受到的不平衡載荷，保證葉片滑動時的良好潤滑，減少磨損，提高葉片的耐磨性。
文檔編號B29C47/36GK102173044SQ20111004491
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者馮彥洪, 殷小春, 瞿金平 申請人:華南理工大學(xué), 廣州華新科實業(yè)有限公司