雙螺桿擠出的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙螺桿擠出機(jī)，包括機(jī)筒和兩個螺桿單元，兩螺桿單元均位于機(jī)筒內(nèi)，兩螺桿單元中的一段螺桿單元嚙合形成嚙合段，且嚙合段的末端為出料口，還包括獨立段和加注段，機(jī)筒內(nèi)分為兩個獨立貫通的流道，獨立段、加注段和嚙合段沿螺桿單元輸送方依次設(shè)置，獨立段和加注段的兩根螺桿單元均為非嚙合狀態(tài)，且獨立段和加注段的兩螺桿單元均各自分別位于流道內(nèi)，機(jī)筒上全段設(shè)有加熱器，加注段上設(shè)有加注器。本發(fā)明獨立段和加注段相當(dāng)于兩根單獨的單螺桿，螺桿螺槽內(nèi)熔融狀態(tài)的物料具有較好的密封效果，避免了加入其中的氣體和超臨界流體的流失，嚙合段對物料有較好的分散混合作用，適合聚合物熔體發(fā)泡加工。
【專利說明】雙螺桿擠出機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于擠出成型的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]螺桿是指外表面切有螺旋槽的圓柱或者切有錐面螺旋槽的圓錐。現(xiàn)有的擠出機(jī)常常會用到螺桿結(jié)構(gòu)，使物料隨螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動逐漸變?yōu)橹本€運(yùn)動，向機(jī)頭方向推移，并與機(jī)身相配合,壓縮生熱、軟化攪拌,混合物料。
[0003]常見的螺桿擠出機(jī)的為單螺桿擠出機(jī)以及輸送段、混合段均為兩根相互嚙合的雙螺桿擠出機(jī)。單螺桿擠出機(jī)依靠物料和機(jī)筒之間產(chǎn)生的摩擦力，使物料以充滿螺槽的方式向前輸送。雙螺桿擠出機(jī)主要是在一個“ ”字形筒體內(nèi)，雙螺桿擠出機(jī)中物料是以非完全充滿螺槽方式向前輸送，有強(qiáng)制物料推向前進(jìn)的作用，同時，雙螺桿擠出機(jī)在兩根螺桿的嚙合處還對物料有較好的分散混合作用。雙螺桿又分為非嚙合型和嚙合型，非嚙合型雙螺紋擠出機(jī)由于兩螺桿不嚙合，它們之間的徑向間隙很大，存在較大的漏流。嚙合型雙螺紋擠出機(jī)中一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿要把物料從間隙中推出，使物料從一根螺桿轉(zhuǎn)到另一個螺桿，呈“①“形前進(jìn)。
[0004]發(fā)泡是指使物料的內(nèi)部形成氣泡孔，聚合物材料擠出發(fā)泡常用的設(shè)備是雙螺桿擠出機(jī)，通過雙螺桿將熔融狀態(tài)的物料推動前進(jìn)，再將超臨界(每種物質(zhì)都有一個特定的溫度，在這個溫度以上，無論怎樣增大壓強(qiáng)，氣態(tài)物質(zhì)不會液化，這個溫度就是臨界溫度)的氣體和液體加注至熔融狀態(tài)的物料中，使氣體在物料中成核，并成長成氣泡孔。但是因為雙螺桿擠出機(jī)兩螺桿螺槽與機(jī)筒之間物料熔體是非充滿式的，存在著間隙，當(dāng)在熔體中加注入超臨界的氣體和液體時，不能對加注進(jìn)去的流體(即氣體和液體)保持密封。容易導(dǎo)致流體的流失和空氣的混入，使發(fā)泡的成品達(dá)不到設(shè)計的要求，使發(fā)泡成本的次品率較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種雙螺桿擠出機(jī)，以解決現(xiàn)有的雙螺桿擠出機(jī)在進(jìn)料時存在間隙的問題。將單螺桿擠出良好的密封性和雙螺桿擠出機(jī)優(yōu)良的分散混合性綜合起來，提供了一種高效、優(yōu)良的、特別適合于材料進(jìn)行發(fā)泡加工的新型結(jié)構(gòu)的擠出加工設(shè)備。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種雙螺桿擠出機(jī)，包括機(jī)筒和兩個螺桿單元，兩螺桿單元均位于機(jī)筒內(nèi)，兩螺桿單元中的一段螺桿單元嚙合形成嚙合段，且嚙合段的末端為出料口，螺桿單元還包括獨立段和加注段，機(jī)筒內(nèi)通過隔層將機(jī)筒分為兩個獨立貫通的流道，獨立段、加注段和嚙合段沿螺桿單元輸送方向依次設(shè)置，獨立段和加注段的兩根螺桿單元均為非嚙合狀態(tài)，且獨立段和加注段的兩螺桿單元均各自分別位于機(jī)筒兩個獨立貫通的流道內(nèi)，機(jī)筒上設(shè)有加熱器，加注段上設(shè)有加注器，加注器的出料口位于加注段的機(jī)筒內(nèi)。
[0007]本發(fā)明的原理如下:獨立段和加注段的兩螺桿單元均各自位于機(jī)筒兩個獨立貫通的流道內(nèi)相當(dāng)于兩根單獨的單螺桿，物料熔體在單螺桿內(nèi)不像在雙螺桿內(nèi)那樣存在間隙，單螺桿在流道內(nèi)形成一個熔體密閉的空間，可對螺桿螺槽內(nèi)加注了氣體或者超臨界發(fā)泡流體的物料進(jìn)行較好的密封，但單螺桿擠出機(jī)的分散混合性能較差，難以滿足將超臨界流體加注入物料熔體后迅速分散混合和溶解進(jìn)熔體。嚙合段為相嚙合的兩螺桿，有強(qiáng)制將物料推向前進(jìn)的作用，同時，還對物料有較好的分散混合作用，可對多種物料進(jìn)行充分的混合。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:獨立段上的加熱器可將物料加熱至熔融狀態(tài)。獨立段和加注段相當(dāng)于兩根單獨的單螺桿，可對螺桿螺槽內(nèi)的熔融狀態(tài)的物料進(jìn)行較好的密封，避免了加注入其中的氣體和超臨界流體的流失。在加注段的機(jī)筒上設(shè)有加注器是為了方便加注流體。嚙合段對物料有較好的分散混合作用。本發(fā)明使發(fā)泡成品更容易達(dá)到設(shè)計的要求，降低了發(fā)泡成品的次品率。
[0009]進(jìn)一步，所述嚙合段的兩螺桿單元為平行雙螺桿或者錐度雙螺桿。在嚙合段只要能實現(xiàn)兩螺桿嚙合即可，平行雙螺桿和錐度雙螺桿都可以使用。
[0010]進(jìn)一步，所述螺桿單元由位于獨立段內(nèi)的第一螺桿、位于加注段內(nèi)的第二螺桿和位于嚙合段內(nèi)的第三螺桿組成。該螺桿單元可拆分呈三段，在需要更換時，不用整體更換，只需更換相應(yīng)段即可。
[0011]進(jìn)一步，所述螺桿單元由位于獨立段和加注段內(nèi)的第一螺桿、位于嚙合段內(nèi)的第二螺桿組成。獨立段和加注段的相同的特點較多，在需要更換不同的螺桿，對獨立段和加注段的要求也非常相近，可以作為一根螺桿來更換。
[0012]進(jìn)一步，所述螺桿單元由兩根位于獨立段、加注段和嚙合段內(nèi)的螺桿本體組成。螺桿單元中的螺桿為一整桿，整體性和剛度較好，高速轉(zhuǎn)動和低速轉(zhuǎn)動的工況都可以很好的適應(yīng)。
[0013]進(jìn)一步，所述嚙合段的螺桿上設(shè)有捏合塊，可對嚙合段螺桿螺槽內(nèi)的物料進(jìn)行攪拌，有助于加強(qiáng)嚙合段處的均勻的混合。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明雙螺桿擠出機(jī)實施例1的主視圖。
[0015]圖2是本發(fā)明雙螺桿擠出機(jī)實施例1的俯視圖。
[0016]圖3是沿圖1A-A向的剖視圖。
[0017]圖4是沿圖1B-B向的剖視圖。
[0018]圖5是沿圖1C-C向的剖視圖。
[0019]

【具體實施方式】
說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括:電機(jī)1、減速分配箱2、料斗3、加熱器4、機(jī)筒5、加注器6、小支架7、底座8、螺桿9、獨立段10、加注段11、嚙合段12。
[0020]實施例1
如圖1和圖2所示，本實施例中的一種雙螺桿擠出機(jī)，包括機(jī)筒5和平行雙螺桿9，機(jī)筒5內(nèi)通過隔層將機(jī)筒5內(nèi)部的一段分為兩個獨立貫通的流道，兩螺桿9均位于機(jī)筒5內(nèi)，包括沿螺桿9輸送方向(從左至右)依次設(shè)置的獨立段10、加注段11和嚙合段12。如圖3和圖4所示，獨立段10中的兩根螺桿9為非嚙合狀態(tài)，兩根螺桿9分別位于機(jī)筒5兩個獨立貫通的流道內(nèi)，機(jī)筒上全段設(shè)有電加熱器4。加注段11中的兩根桿也為非嚙合狀態(tài)，兩根螺桿9分別位于機(jī)筒5兩個獨立貫通的流道內(nèi)，注段上設(shè)有加注器6，加注器6的出料口位于加注段11的機(jī)筒5內(nèi)。如圖5所示，嚙合段12上兩根螺桿9為嚙合狀態(tài)，嚙合段12上的兩根螺桿9位于機(jī)筒5合并的流道內(nèi)，且嚙合段12的末端為出料口。
[0021]除此之外，本實施例的一種雙螺桿9擠出機(jī)還包括電機(jī)1、減速分配箱2、料斗3和小支架7。
[0022]上述部件的功用如下:
電機(jī)1:提供系統(tǒng)驅(qū)動動力。根據(jù)需要可以配置不同的電機(jī)1，以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
[0023]減速分配箱2:實現(xiàn)以一定的減速比降低轉(zhuǎn)速，并決定兩螺桿9的轉(zhuǎn)動方向，即兩螺桿9可根據(jù)需要實現(xiàn)相同轉(zhuǎn)動方向，S卩“同向轉(zhuǎn)動”，和不同轉(zhuǎn)動方向，即“異向轉(zhuǎn)動”。同時還實現(xiàn)兩螺桿9的支承。
[0024]料斗3:由于盛裝原料，底部以通孔方式與機(jī)筒5相貫通，使所盛裝的原料可通過其通孔輸入機(jī)筒5內(nèi)，落入螺桿9的螺槽內(nèi)。
[0025]加熱器4:可根據(jù)不同需要設(shè)置不同的加熱方式，本實施例選用的是電加熱。
[0026]機(jī)筒5:與螺桿9 一起完成物料輸送、熔融、混合功能。
[0027]加注器6:用于加注氣體、液體，或者其它可流動之物質(zhì)。
[0028]小支架7:用于支撐機(jī)筒5。
[0029]底座8:是整個機(jī)器的安裝基礎(chǔ)件。
[0030]螺桿9:實現(xiàn)物料輸送、混合的功能。
[0031]機(jī)器啟動以后，加熱器4加熱，電機(jī)I轉(zhuǎn)動，其動力通過減速分配箱2分為兩路輸出軸(屬于減速分配箱2內(nèi)零件)輸出，驅(qū)動兩根螺桿9轉(zhuǎn)動。減速分配箱2的兩路輸出轉(zhuǎn)動方向根據(jù)需要可設(shè)計成“同向”和“異向”，從而驅(qū)動兩根螺桿9根據(jù)需要進(jìn)行“同向”或者“異向”轉(zhuǎn)動。需要加工的物料(聚合物原料、食品原料)由料斗3加入，落入到機(jī)筒5內(nèi)的螺桿9螺槽中，在兩根螺桿9和機(jī)筒5作用下往前輸送，在輸送的過程中先是分別在獨立段10輸送并加熱，此狀態(tài)與兩個單獨的單螺桿9擠出機(jī)相同。物料在往前輸送的過程中在外加熱和剪切摩擦熱作用下溫度升高逐漸熔融為熔體，在加注器6前已經(jīng)完全熔融為熔體。在加注器6處，需要添加的氣體、超臨界流體等可流動性物料在此加入進(jìn)熔體中，此時加注器6之前的熔體可形成對添加物(氣體、超臨界流體等可流動性物料)的密封。隨后，加入了添加物的混合熔體輸送至雙螺桿9嚙合區(qū)進(jìn)行均勻混合和捏煉，這個過程可使加入進(jìn)去的添加物與熔體實現(xiàn)分散、混合和細(xì)化。隨后已經(jīng)充分分散混合后的混合熔體從機(jī)筒5輸出端輸出。輸出端可根據(jù)不同的需要配置不同的過濾網(wǎng)，分流孔板和擠出口模等部件。
[0032]物料從料斗3加入后落在螺槽中，先經(jīng)過獨立段10，物料以全充滿機(jī)筒5斷面的方式往前輸送，即物料的以“完全充滿”的方式往前輸送，在此處與普通單螺桿9擠出機(jī)具有相同的作用，熔融的物料熔體就能夠完全充滿輸送斷面，實現(xiàn)密封。再經(jīng)過加注段11，在達(dá)到加注段11之前物料完全熔融，形成熔體。在加注段11需要添加的添加相(添加相為添加的微小的粒子)，如氣體、液體，或者其它可流動材料由加注器6加入進(jìn)熔體中，此時，上游的熔體對添加相具體密封作用，可以稱為“熔體前置密封”，然后混合熔體往嚙合段12輸送。最后進(jìn)入嚙合段12，兩螺桿9形成嚙合，在機(jī)筒5中處于貫通的“8”形孔中，由獨立段10和加注段11兩個獨立機(jī)流道輸送來的加入了添加相的兩股獨立熔體流在進(jìn)入嚙合段12后開始匯入一起，在兩根嚙合的雙螺桿9作用下，一方面往前輸送，同時實現(xiàn)添加相的分散、混合和捏合等多種作用，最后經(jīng)過充分分散混合后的熔體從最右端的出料端輸出。而在嚙合段12處，加入了添加相的混合熔體又在嚙合雙螺桿9作用可以實現(xiàn)非常好的分散混合，充分利用了雙螺桿9的特性，克服了單螺桿9分散混合性能不及雙螺桿9的特點。
[0033]實施例2
與實施例1不同之處在于:實施例1中的螺桿9為整體式的；而實施例2中的螺桿9為組合式的:由位于獨立段10內(nèi)的第一螺桿9、位于加注段11內(nèi)的第二螺桿9和位于哨合段12內(nèi)的第三螺桿9組成。
[0034]這樣設(shè)置的好處是:可根據(jù)物料混合的情況更換不同的螺桿9時，當(dāng)相應(yīng)段的螺桿9發(fā)生損壞時，只需更換發(fā)生損壞的那段螺桿9，而不用其他段的螺桿9。
[0035]實施例3
與實施例1不同之處在于:實施例2中的螺桿9式三段式的，而實施例3中的螺桿9為兩段式的，即由位于獨立段10和加注段11內(nèi)的第一螺桿9、位于嚙合段12內(nèi)的第二螺桿9組成。
[0036]因為我們發(fā)現(xiàn)，獨立段10和加注段11的相同的特點較多(如都是不需要嚙合的，并且都是位于機(jī)筒5兩個獨立貫通的流道內(nèi))，在需要更換不同的螺桿9，對獨立段10和加注段11的要求也非常相近，可以作為一根螺桿9來更換。
[0037]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。
【權(quán)利要求】
1.一種雙螺桿擠出機(jī)，包括機(jī)筒和兩個螺桿單元，兩螺桿單元均位于機(jī)筒內(nèi)，兩螺桿單元中的一段螺桿單元嚙合形成嚙合段，且嚙合段的末端為出料口，其特征在于:螺桿單元還包括獨立段和加注段，機(jī)筒內(nèi)通過隔層將機(jī)筒分為兩個獨立貫通的流道，獨立段、加注段和嚙合段沿螺桿單元輸送方向依次設(shè)置，獨立段和加注段的兩根螺桿單元均為非嚙合狀態(tài)，且獨立段和加注段的兩螺桿單元均各自分別位于機(jī)筒兩個獨立貫通的流道內(nèi)，機(jī)筒上設(shè)有加熱器，加注段上設(shè)有加注器，加注器的出料口位于加注段的機(jī)筒內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于:所述嚙合段的兩螺桿單元為平行雙螺桿或者錐度雙螺桿。
3.如權(quán)利要求1所述的雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于:所述螺桿單元由位于獨立段內(nèi)的第一螺桿、位于加注段內(nèi)的第二螺桿和位于嚙合段內(nèi)的第三螺桿組成。
4.如權(quán)利要求1所述的雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于:所述螺桿單元由位于獨立段和加注段內(nèi)的第一螺桿、位于嚙合段內(nèi)的第二螺桿組成。
5.如權(quán)利要求1所述的雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于:所述螺桿單元由兩根位于獨立段、加注段和嚙合段內(nèi)的螺桿本體組成。
6.如權(quán)利要求1所述的雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于:所述嚙合段的螺桿上設(shè)有捏合塊。
【文檔編號】B29C47/60GK104309095SQ201410615548
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】徐舒 申請人:徐舒, 嚴(yán)航