一種高轉(zhuǎn)速高剪切高分散的雙階擠出造粒機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于改性塑料機(jī)械裝備領(lǐng)域，涉及一種高轉(zhuǎn)速高剪切高分散的雙階擠出造粒設(shè)備，特別是涉及一種利用雙階螺桿法將改性助劑與塑料粒子實現(xiàn)高混合高分散，后直接進(jìn)行擠出造粒得到高度分散均勻的改性塑料粒子。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，雙螺桿擠出機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠領(lǐng)域，特別是同向平行雙螺桿擠出機(jī)所具備優(yōu)秀混煉效果和高的加工效率，是改性塑料加工最有效的手段。雙螺桿擠出機(jī)能夠?qū)⒏叻肿恿Ａ匣蚱系裙腆w原料經(jīng)進(jìn)料口加入到螺桿部分，經(jīng)加熱和螺桿的擠壓力等綜合作用將高分子材料塑化為熔融狀態(tài)，以備用。因雙螺桿比單螺桿擠出機(jī)有更好的混煉、排氣和自潔功能而得到廣泛的應(yīng)用和重視。
[0003]長期以來，作為擠出成型裝備主要性能指標(biāo)的“高扭矩、高轉(zhuǎn)速、高產(chǎn)量”，一直是擠出成型機(jī)發(fā)展的主要方向，尤其是聚合物納米復(fù)合材料的快速發(fā)展對擠出成型裝備提出了更高要求。但是傳統(tǒng)的擠出機(jī)螺桿大致分為加料段、熔融段、混合段、排氣段和計量段等，為保證其熔融塑化、混合分散、壓實擠出等，螺桿必須保證足夠的長度。因此傳統(tǒng)的擠出機(jī)其轉(zhuǎn)速和扭矩都無法很好的提高，這樣往往無法有效的實現(xiàn)物料均勻混合分散，目前還沒有一種擠出機(jī)可以實現(xiàn)將熔融態(tài)物料完美混合的先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于目前雙螺桿擠出機(jī)存在的問題，本實用新型的目的是提供一種高轉(zhuǎn)速高剪切高分散的雙階擠出造粒機(jī)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:本實用新型所述的一種高轉(zhuǎn)速高剪切高分散的雙階擠出造粒機(jī)，包括:一階單螺桿注射系統(tǒng)、二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)和循環(huán)共混分散系統(tǒng)；其特征在于:
[0006]所述的一階單螺桿注射系統(tǒng)，包括機(jī)座、一階驅(qū)動電機(jī)、一階減速箱、液壓缸、加料裝置、螺桿傳動齒輪、注射單螺桿、注射機(jī)機(jī)筒、注射系統(tǒng)出料口、一階加熱系統(tǒng)和一階排氣系統(tǒng)，所述液壓缸的外殼的底部安裝在機(jī)座上，一階減速箱安裝在液壓缸的外殼的頂部上，一階驅(qū)動電機(jī)安裝在一階減速箱側(cè)面，所述的注射機(jī)機(jī)筒一端與液壓缸的外殼連接或制成一體、另一端設(shè)有注射系統(tǒng)出料口，在注射機(jī)機(jī)筒內(nèi)設(shè)置有注射單螺桿，所述的注射單螺桿與液壓缸連接，實現(xiàn)液壓傳動注射，所述的注射單螺桿通過齒牙齒槽與螺桿傳動齒輪的內(nèi)齒牙齒槽嚙合，螺桿傳動齒輪通過一階減速箱與一階驅(qū)動電機(jī)嚙合傳動；所述的注射機(jī)機(jī)筒上開設(shè)有排氣系統(tǒng)及加料裝置，所述的加料裝置包括:加料機(jī)、料斗、加料電機(jī)和加料電機(jī)驅(qū)動器，加料電機(jī)連接加料電機(jī)驅(qū)動器，加料電機(jī)驅(qū)動器連接加料機(jī)，加料機(jī)的出料口對準(zhǔn)料斗設(shè)置；所述的注射機(jī)機(jī)筒外部安裝有一階加熱系統(tǒng)；
[0007]所述二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)，包括機(jī)座、二階驅(qū)動電機(jī)、傳動皮帶、傳動皮帶輪、中間齒輪、螺桿主動齒輪、螺桿從動齒輪、擠出機(jī)螺桿、擠出機(jī)機(jī)筒、液壓機(jī)箱、二階減速箱、二階排氣系統(tǒng)和二階加熱系統(tǒng)，所述的擠出機(jī)機(jī)筒和二階減速箱安裝在機(jī)座上，擠出機(jī)機(jī)筒由固定在機(jī)座上的二階支架支撐；所述的二階驅(qū)動電機(jī)安裝于機(jī)座壁上、并通過傳動皮帶帶動傳動皮帶輪，傳動皮帶輪經(jīng)二階減速箱帶動設(shè)于二階減速箱內(nèi)的中間齒輪轉(zhuǎn)動，中間齒輪帶動擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)動；所述的擠出機(jī)機(jī)筒上開設(shè)有二階排氣系統(tǒng)，擠出機(jī)機(jī)筒外部安裝有二階加熱系統(tǒng)；所述的擠出機(jī)螺桿與液壓機(jī)箱中的液壓油缸連接；
[0008]所述的循環(huán)共混分散系統(tǒng)包括擠出機(jī)機(jī)筒、熔體進(jìn)料口、循環(huán)出料口、循環(huán)料槽、循環(huán)進(jìn)料口、擠出機(jī)出料口、熔體出料泵、口模加熱套和出料模頭，所述的熔體進(jìn)料口開設(shè)于擠出機(jī)機(jī)筒的側(cè)面中間位置處且與注射系統(tǒng)出料口連接，實現(xiàn)其側(cè)面注塑喂料；所述的位于擠出機(jī)螺桿的頭部處的擠出機(jī)機(jī)筒上設(shè)有循環(huán)出料口，循環(huán)出料口與擠出機(jī)機(jī)筒的側(cè)面設(shè)有的擠出機(jī)出料口連通；在擠出機(jī)機(jī)筒的中間處開設(shè)一循環(huán)料槽，循環(huán)料槽一端與擠出機(jī)機(jī)筒中部所設(shè)有的循環(huán)進(jìn)料口連通、另一端與循環(huán)出料口連通；所述的擠出機(jī)出料口處安裝一熔體出料泵，實現(xiàn)熔體物料從擠出機(jī)出料口的抽出；所述的熔體出料泵處安裝有出料摸頭，實現(xiàn)熔體物料的擠出造粒，出料模頭上安裝有口模加熱套，防止出料口物料的冷凝。
[0009]所述擠出機(jī)機(jī)筒中的擠出機(jī)螺桿采用平行設(shè)置的主動螺桿和從動螺桿，所述主動螺桿和從動螺桿分別與液壓機(jī)箱中的液壓油缸連接實現(xiàn)主動螺桿和從動螺桿的軸向運(yùn)動，設(shè)于二階減速箱內(nèi)的中間齒輪與設(shè)于主動螺桿上的螺桿主動齒輪和設(shè)于從動螺桿上的螺桿從動齒輪同時嚙合而能同時帶動主動螺桿和從動螺桿的同步同向轉(zhuǎn)動。
[0010]所述的注射單螺桿的螺距為逐漸減小。
[0011]所述的注射單螺桿的頭部上安裝有止逆環(huán)，防止筒體腔內(nèi)物料逆流。
[0012]所述擠出機(jī)機(jī)筒的循環(huán)料槽的槽口比循環(huán)出料口(的料口大，可以起到儲存物料及防止物料過熱的作用。
[0013]所述的主動螺桿和從動螺桿均為圓柱型和可拆卸式螺桿。
[0014]本實用新型與傳統(tǒng)的雙螺桿擠出機(jī)不同的是，本實用新型采用雙階式雙螺桿擠出機(jī)，其第一階為單螺桿注射系統(tǒng)。所述的單螺桿注射系統(tǒng)的螺桿螺距為逐漸減小，且單螺桿注射系統(tǒng)的機(jī)筒體上開設(shè)有排氣系統(tǒng)，這樣在塑料粒子熔融推進(jìn)過程中將不斷被壓實，壓實過程中擠出的氣體及揮發(fā)物將通過排氣系統(tǒng)排出。所述的注射單螺桿頭上安裝止逆環(huán)，防止筒體腔內(nèi)物料逆流。所述的單螺桿注射系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)來精確控制其物料出料量，通過單螺桿注射系統(tǒng)機(jī)頭注射到二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)中進(jìn)行深度共混。
[0015]經(jīng)過一階單螺桿注射系統(tǒng)的物料經(jīng)注射機(jī)頭注射到二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)的側(cè)喂料中，進(jìn)而進(jìn)行深度共混。所述的雙螺桿擠出機(jī)筒體側(cè)面開設(shè)物料流道，與單螺桿注射系統(tǒng)機(jī)頭相對配合。所述的機(jī)筒尾部開設(shè)循環(huán)出料口。循環(huán)出料口經(jīng)循環(huán)流道分為擠出機(jī)出料口和循環(huán)料槽兩條流道。經(jīng)擠出機(jī)出料口的料流通過熔體泵抽出經(jīng)出料口模后牽引造粒。經(jīng)循環(huán)料槽的物料通過循環(huán)進(jìn)料口回流到二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)中。所述機(jī)筒的循環(huán)料槽尺寸大于循環(huán)出料口，可以起到儲存物料及防止物料過熱的作用。所述的二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)的螺桿螺距為逐漸減小，物料在擠出推進(jìn)過程中再次被壓實，同過排氣系統(tǒng)將壓實過程中的氣體及揮發(fā)物排出。所述的雙螺桿包括一根主動螺桿和一根從動螺桿。所述的二階驅(qū)動電機(jī)通過傳動皮帶帶動中間齒輪轉(zhuǎn)動，中間齒輪再同時帶動主動螺桿和從動螺桿。這樣就不存在提速過程中因力矩過大，而使傳動過程中最脆弱的部分齒輪齒牙崩斷。所述的主動螺桿通過螺桿主動齒輪，從動螺桿通過螺桿從動齒輪，同時與中間齒輪進(jìn)行嚙合，從而實現(xiàn)兩根螺桿的同步同向轉(zhuǎn)動。所述的機(jī)筒出料口安裝熔體泵，熔體泵上安裝出料口模，通過熔體泵抽料實現(xiàn)雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒腔物料的排出，后經(jīng)口模擠出造粒。所述的二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)通過液壓系統(tǒng)可實現(xiàn)雙螺桿的縱向運(yùn)動，使物料更好地得到剪切。所述的雙螺桿為圓柱型、可拆卸雙螺桿，可根據(jù)剪切的需要相應(yīng)地安裝捏合盤和螺紋塊等不同模塊。
[0016]本實用新型的優(yōu)點為:本實用新型采用雙階雙螺桿法來替代傳統(tǒng)的單階雙螺桿進(jìn)行共混擠出造粒，并且開設(shè)循環(huán)料槽，使物料進(jìn)行循環(huán)共混。雙階共混使傳統(tǒng)螺桿的加熱段、熔融段、壓縮段在單螺桿注射系統(tǒng)中進(jìn)行，并以注射的形式注射到二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)中；而共混段則主要在二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)中進(jìn)行，螺桿的長度與傳統(tǒng)相比則可以減少一半甚至以上，傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)所面臨的低轉(zhuǎn)速、低扭矩問題則可以迎刃而解。另外，雙螺桿機(jī)筒上開設(shè)循環(huán)料槽，使物料混合分散不夠均勻的可以循環(huán)再混，直到混合均勻為止。雙階造粒不但大大提高了物料的混合分散均勻性，而且更大程度降低了物料的含水率，使獲得的材料更加密實光滑飽滿，集合了多道物料的加工工序于一體，提高了工作效率，更提高了物料的出料質(zhì)量。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0018]圖2是圖1中的二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)的左視放大圖。
[0019]圖3是圖1中的循環(huán)共混分散系統(tǒng)的剖視放大圖。
[0020]圖1中，1.機(jī)座、2.出料口模、3.口模加熱套、4.熔體出料泵、5.注射系統(tǒng)出料口、6.注射機(jī)機(jī)筒、7.—階加熱系統(tǒng)、8.止逆環(huán)、9.一階排氣系統(tǒng)、10.注射單螺桿、11.加料裝置、12.—階減速箱、13.—階驅(qū)動電機(jī)、14.螺桿傳動齒輪、15.液壓缸。
[0021]圖2中，21.二階驅(qū)動電機(jī)、22.二階支架、23.擠出機(jī)機(jī)筒、24.二階加熱系統(tǒng)、
25.擠出機(jī)螺桿、26.二階排氣系統(tǒng)、27.二階減速箱、28.傳動皮帶輪、29.液壓機(jī)箱、30.中間齒輪、31.傳動皮帶。
[0022]圖3中，41.擠出機(jī)出料口、42.循環(huán)料槽、43.循環(huán)進(jìn)料口、44.從動螺桿、45.螺桿從動齒輪、46.螺桿主動齒輪、47.主動螺桿、48.熔體進(jìn)料口、49.循環(huán)出料口。
【具體實施方式】
[0023]如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型所述的一種高轉(zhuǎn)速高剪切高分散的雙階擠出造粒機(jī)，該設(shè)備主要包括了一階單螺桿注射系統(tǒng)，二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)，循環(huán)共混分散系統(tǒng)。
[0024]I) 一階單螺桿注射系統(tǒng)主要由機(jī)座1、一階驅(qū)動電機(jī)13、一階減速箱12、液壓缸15、加料裝置11、螺桿傳動齒輪14、注射單螺桿10、止逆環(huán)8、注射機(jī)機(jī)筒6、注射系統(tǒng)出料口5、一階加熱系統(tǒng)7、一階排氣系統(tǒng)9等主要部件組成。所述的液壓缸外殼的底部安裝在機(jī)座I上，一階減速箱12安裝在液壓缸外殼的頂部上，一階驅(qū)動電機(jī)13安裝在一階減速箱12側(cè)面，所述的注射機(jī)機(jī)筒6 —端與液壓缸外殼連接或制成一體、另一端設(shè)有注射系統(tǒng)出料口5，在注射機(jī)機(jī)筒6內(nèi)設(shè)置有注射單螺桿10，所述的注射單螺桿10與液壓缸外殼內(nèi)的液壓缸15連接，實現(xiàn)液壓傳動注射，所述的注射單螺桿10通過齒牙齒槽與螺桿傳動齒輪14的內(nèi)齒牙齒槽嚙合，螺桿傳動齒輪14通過一階減速箱12最終與一階驅(qū)動電機(jī)13嚙合傳動；所述的注射機(jī)機(jī)筒6上開設(shè)有排氣系統(tǒng)9及加料裝置11，所述的加料裝置包括:加料機(jī)、料斗、加料電機(jī)和加料電機(jī)驅(qū)動器；所述的注射機(jī)機(jī)筒6外部安裝有一階加熱系統(tǒng)7。所述的注射單螺桿10的螺紋螺距為漸漸減小，起到壓實排氣的作用；所述的止逆環(huán)8安裝于注射單螺桿10頭部。
[0025]2)二階雙螺桿深度共混擠出系統(tǒng)主要由機(jī)座1、二階驅(qū)動電機(jī)21、傳動皮帶31、傳動皮帶輪28、中間齒輪30、螺桿主動齒輪45、螺桿從動齒輪44、擠出機(jī)螺桿25、擠出機(jī)機(jī)筒23、