一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于粉體加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合。
【背景技術(shù)】
[0002]納米粉體母粒所包含的碳纖維材料是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品。它由超細(xì)粉末材料和聚丙腈碳纖維兩種成份混合組成，強(qiáng)度可高達(dá)250?560MPa，而一般普通粉末材料通常只有12MPa，這種粉末材料還具有重量輕、耐熱性、阻燃性能好等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種土木建筑工程，是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，還可用于航天工程。碳纖維材料工藝流程是:破碎及預(yù)均化;生料制備、磨粉;生料均化、篩選和分級(jí);預(yù)熱分解、干燥;粉末材料熟料的燒成;粉末材料粉磨;粉末材料包裝。
[0003]目前，碳纖維材料生產(chǎn)用的原料在機(jī)筒內(nèi)所受螺桿嚙合剪切作用不是很穩(wěn)定，原料混合和塑料質(zhì)量都比較低，嚴(yán)重影響該原料的性能。
[0004]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，故需要進(jìn)行改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種原料在機(jī)筒內(nèi)所受螺桿嚙合剪切作用穩(wěn)定均勻，原料混合和塑料質(zhì)量比較好，并且能保證力學(xué)性能不受影響的一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合，包括雙螺桿擠壓機(jī)，和設(shè)置在該雙螺桿擠壓機(jī)上的機(jī)筒;該機(jī)筒內(nèi)設(shè)有兩根平行的螺桿，每根螺桿上均安裝有多個(gè)不同規(guī)格的螺旋件;該螺桿對(duì)稱(chēng)布設(shè)于機(jī)筒內(nèi)，且轉(zhuǎn)向相同，該螺桿的一端連接螺桿軸承，并由該螺桿軸承帶動(dòng)該螺桿轉(zhuǎn)動(dòng);所述螺桿包括帶有花鍵的花鍵軸、螺紋元件和捏合元件;該螺紋元件和捏合元件的內(nèi)孔帶有與花鍵軸上花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽;多個(gè)不同正、反向的螺紋元件和多個(gè)不同正、反向的捏合元件按順序排列在花鍵軸上，花鍵軸的兩端將排列好的螺紋元件和捏合元件固定，所述螺桿的一端設(shè)有與花鍵槽槽口相匹配的螺桿頭，螺桿的另一端通過(guò)螺桿軸承固定連接;該螺桿頭的外徑小于該螺桿的外徑。
[0007]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，每根螺桿可分為:輸送段、熔融段、混煉段、排氣段及均化段共5段，裝配時(shí)，兩根螺桿相位相差90°相位角。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，以Z/Y、XZ/Y、GDZ/Y表示螺紋元件為正向螺紋，Z/YL表示螺紋元件為反向螺紋，其中Z表示螺紋元件的導(dǎo)程，其單位為mm，Y表示螺紋元件的長(zhǎng)度單位為mm，XZ/Y中的X表示Z的1/Y的導(dǎo)程;而GDZ/Y中的的GD表示螺紋元件的螺槽的槽深由深向淺過(guò)度。
[0009]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述的以Z/Y、XZ/Y和Z/YL表示的多個(gè)不同的正、反向的螺紋元件中Ζ/Υ、ΧΖ/Υ和Z/YL有各種不同的具體數(shù)據(jù)為:28/14，68/34，Χ68/34，GD34/34，44/22，L22/22，34/34。
[00?0]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，以@/n/m表示正向捏合元件，@/n/mCZ表示該捏合元件的缺口與螺桿整體在一條直線上，而@/n/mCF表示該捏合元件的缺口與螺桿方向是斜的；@表示捏合元件的錯(cuò)位角，η表示捏合塊的個(gè)數(shù)，m表示整個(gè)捏合元件的長(zhǎng)度;其具體數(shù)據(jù)為:44/5-45°，44/4-60°，28/4-60°，40-45°/5-54，40-90°/5-32，28/5-45° 30/5-45°，40-44-44-CZ，40-45° /5-32，40-44/44-CF;其中，捏合元件為40-45° /5-54，@/n/m/Q 表示規(guī)格相同的正、反向捏合元件為Q個(gè)。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述螺桿還可以分為11個(gè)加熱區(qū)，即第一加熱區(qū)、第二加熱區(qū)、第三加熱區(qū)、第四加熱區(qū)、第五加熱區(qū)、第六加熱區(qū)、第七加熱區(qū)、第八加熱區(qū)、第九加熱區(qū)、第十加熱區(qū)、第i^一加熱區(qū)；其中
[0012]第一加熱區(qū)包括以下元件:28/14，68/34，68/34;
[0013]第二加熱區(qū)包括以下元件:28/14，X68/34，X68/34;
[0014]第三加熱區(qū)包括以下元件:X68/34，⑶34/34，68/34
[0015]第四加熱區(qū)包括以下元件:68/34，44/5-45°,44/4-60° ,28/4-60° ；
[0016]第五加熱區(qū)包括以下元件:44/22，40-45°/5-54，40-90° /5-32，28/5-45°，L22/22 ；
[0017]第六加熱區(qū)包括以下元件:44/22，44/22，28/14，30/5-45°,28/5-45° ；
[0018]第七加熱區(qū)包括以下元件:40-44-44-CZ，30/5-45°，40-45°/5-32，40-90° /5-32 ；40-44/44-CF；
[0019]第八加熱區(qū)包括以下元件:44/22，44/22，28/14，44/5-45°，
[0020]第九加熱區(qū)包括以下元件:44/4-60°，40-45°/5-54，L22/22，68/34[0021 ] 第十加熱區(qū)包括以下元件:68/34，34/34，44/22
[0022]第^^一加熱區(qū)包括以下元件:44/22，44/22，28/14，28/14。
[0023]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述螺桿長(zhǎng)度為1897.5mm，直徑為30mm。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果是:采用雙螺桿旋轉(zhuǎn)擠壓的方式，原料被擠出過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱量少;原料所受螺桿嚙合剪切作用穩(wěn)定均勻;原料混合和塑料質(zhì)量比較好;雙螺桿嚙合旋轉(zhuǎn)工作，使得螺桿組合對(duì)原料的力學(xué)性能不受影響，而且節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本實(shí)用新型一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2是本實(shí)用新型螺紋元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3是本實(shí)用新型捏合元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中附圖標(biāo)記:螺桿6，花鍵軸6-1，螺紋元件6-2，捏合元件6_3，花鍵槽6_4，螺桿頭6-5，螺桿軸承7。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例一:如圖1所示:一種用于納米粉體母粒加工的螺桿組合，包括雙螺桿擠壓機(jī)，和設(shè)置在該雙螺桿擠壓機(jī)上的機(jī)筒;該機(jī)筒內(nèi)設(shè)有兩根平行的螺桿6，每根螺桿6上均安裝有多個(gè)不同規(guī)格的螺旋件;該螺桿6對(duì)稱(chēng)布設(shè)于機(jī)筒內(nèi)，且轉(zhuǎn)向相同，
[0031]該螺桿6的一端連接螺桿軸承7，并由該螺桿軸承7帶動(dòng)該螺桿6轉(zhuǎn)動(dòng)所述螺桿6包括帶有花鍵的花鍵軸6-1、螺紋元件6-2和捏合元件6-3 ；該螺紋元件6-2和捏合元件6-3的內(nèi)孔帶有與花鍵軸6-1上花鍵相對(duì)應(yīng)的花鍵槽6-4;多個(gè)不同正、反向的螺紋元件6-2和多個(gè)不同正、反向的捏合元件6-3按順序排列在花鍵軸6-1上，花鍵軸6-1的兩端將排列好的螺紋元件6-2和捏合元件6-3固定，所述螺桿6的一端設(shè)有與花鍵槽6-4槽口相匹配的螺桿頭6_5，螺桿6的另一端通過(guò)螺桿軸承7固定連接;該螺桿頭6-5的外徑小于該螺桿6的外徑。
[0032]每根螺桿6可分為:輸送段A、熔融段B、混煉段C、排氣段D及均化段P共5段，裝配時(shí)，兩根螺桿6相位相差90°相位角。
[0033 ]輸送段A，一般為輸送物料，防止溢料。
[0034]熔融段B，此段通過(guò)熱傳遞和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
[0035]混煉段C，使物料組分尺寸進(jìn)一步細(xì)化與均勻，形成理想的結(jié)構(gòu)，具分布性與分散性混合功能。
[0036]排氣段D，排出水汽、低分子量物質(zhì)等雜質(zhì)。
[0037]均化段P，輸送和增壓，建立一定壓力，使?？谔幬锪嫌幸欢ǖ闹旅芏龋瑫r(shí)進(jìn)一步混合，最終達(dá)到順利擠出造粒的目的。
[0038]以Z/Y、XZ/Y、⑶Z/Y表示螺紋元件6-2為正向螺紋，Z/YL表示螺紋元件6-2為反向螺紋，其中Ζ表示螺紋元件6-2的導(dǎo)程，其單位為mm，Y表示螺紋元件6-2的長(zhǎng)度單位為mm，XZ/Y中的X表示Z的1/Y的導(dǎo)程;而GDZ/Y中的的GD表示螺紋元件6-2的螺槽的槽深由深向淺過(guò)度。[0039 ] 以Z/Y、XZ/Y和Z/YL表示的多個(gè)不同的正、反向的螺紋元件6_2中Z/Y、XZ/Y和Z/YL有各種不同的具體數(shù)據(jù)為:28/14，68/34，X68/34，GD34/34，44/22，L22/22，34/34，
[0040]以@/n/m表示正向捏合元件6-3，@/n/mCZ表示該捏合元件6-3的缺口與螺桿整體在一條直線上，而@/n/mCF表示該捏合元件6-3的缺口與螺桿方向是斜的；@表示捏合元件6-3的錯(cuò)位角，η表示捏合塊的個(gè)數(shù)，m表示整個(gè)捏合元件6-3的長(zhǎng)度；其具體數(shù)據(jù)為:44/5-45。,44/4-60°,28/4-60°，40-45°/5-54，40-90°/5-32，28/5-45°30/5-45°,40-44-44-CZ,40-45° /5-32，40-44/44-CF;其中，捏合元件 6_3 為40-45° /5-54，@/n/m/Q 表示規(guī)格相同的正、反向捏合元件為Q個(gè)。
[0041 ] 螺桿6長(zhǎng)度為1897.5mm，直徑為30mm。
[0042]本實(shí)用新型的工作原理:在操作過(guò)程中，對(duì)于螺紋元件6-2的使用分為正向和反向螺紋，正向螺紋主要用于物料的輸送，反向螺紋主要起到增壓及物料的返混作用，螺紋元件6-2的幾何參數(shù)主要有導(dǎo)程及螺槽深度，可分為大、中、小導(dǎo)程;螺槽深度有深、中、淺之分；
[0043]大導(dǎo)程，指螺距為1.??2D，小導(dǎo)程，指螺距為0.4D左右。
[0044]其使用規(guī)律:隨著導(dǎo)程增加，螺桿擠出量增加，物料停留時(shí)間減少，混合效果降低。
[0045]選用大導(dǎo)程螺紋的場(chǎng)合，以輸送為主的場(chǎng)合，利于提高產(chǎn)量;熱敏性聚合物，縮短停留時(shí)間，減少降解;排氣處選用(也有選用淺槽)，增大表面積，利于排氣，揮發(fā)等。
[0046]選用中導(dǎo)程螺紋場(chǎng)合，以混合為主的場(chǎng)合，具不同的工作段逐漸縮小的組合，用于輸送和增壓。
[0047]選取用小導(dǎo)程螺紋的場(chǎng)合，為一般是組合上逐漸減小，用于輸送段和均化計(jì)量段，起到增壓，提高熔融;提高混合物化程度及擠出穩(wěn)定。
[0048]對(duì)于捏合元件6-3是雙螺桿擠壓機(jī)的關(guān)鍵元件，其主要作用是提供強(qiáng)剪切力，物料通過(guò)捏合元件6-3的剪切力的剪切作用實(shí)現(xiàn)高度分散，物料通過(guò)捏合區(qū)時(shí)，其界面與剪切方向不同，由于剪切作用使物料不斷更新界面，使物料細(xì)化和均勻。
[0049]方向，分正向和反向。反向，對(duì)物料的輸送有阻礙作用，起到延長(zhǎng)時(shí)間，提高填充增大壓力，大大提高混煉效果的作用。
[0050]角度，一般有“30°、45°、60 °、90 °”之分，其作用與效果:正向時(shí)，增大交錯(cuò)角，將降低輸送能力，延長(zhǎng)停留時(shí)間，提高混煉效果，但越易漏流。對(duì)于分布混合與分散混合而言，分布混合隨著角度大而更加有效，分散混合在角度45。時(shí)最好，其次是30。，最差是6