差速錐形雙螺杆擠出機的製作方法
2023-12-10 20:27:37 1
專利名稱：差速錐形雙螺杆擠出機的製作方法
技術領域：
本發明差速錐形雙螺杆擠出機，在石油、化工、橡膠、塑料、食品、製藥、炸藥和推進劑等行業有廣泛應用，該擠出機具有良好的混合、塑化、輸送和脫揮能力，適用於塑料、橡膠、食品及炸藥等多種粒料、粉料甚至塊料的混合、造粒、反應加工和擠出成型。
背景技術：
在石油、化工、橡膠、塑料、製藥、食品、炸藥和推進劑等工業中經常涉及到對高黏度流體進行混合、剪切及塑化等混煉作用，擠出機和捏合機是實現這些作用的重要裝備。雙螺杆擠出機在混煉效果及產量方面可明顯好於單螺杆的。雙螺杆擠出機有平行雙螺杆擠出機和錐形雙螺杆擠出機之分。相較前者，後者的螺杆外徑的外錐角和螺槽根徑的內錐角大小不同。與平行雙螺杆擠出機相比，錐形雙螺杆的結構特點決定了它不但具有封閉的螺槽腔、物料的強制輸送、物料停留時間分布窄、自潔性好，還有如下獨特的優點螺杆尾部直徑增大，加料量增大，以提高擠出機擠出產量。螺杆尾部直徑增大也增大了螺杆的承載能力，齒輪和軸承使用壽命長，有利於布置止推軸承和齒輪；加料段螺槽容積大，易加入較大體積的松密度粉料，也有利於熱傳導，更易實現對物料加熱或冷卻；排料段螺杆直徑小，圓周速度較小，產生的剪切較低，摩擦熱也較小，熱損傷的危險性小；螺槽容積沿擠出方向逐漸減小，物料逐漸得到壓縮，從而使螺槽更快充滿物料，保證物料連續平緩地塑化。專利CN201079735Y中提供了一種差速雙螺杆捏合機，既具有傳統捏合設備對高黏度流體的混合、剪切及塑化混煉作用，又具有異向雙螺杆擠出機連續擠出的特點。但是， 該專利中的螺杆沿軸向螺紋結構完全相同，不能適應物料不同加工階段所需要的不同螺紋結構；而且該專利只是一種連續的捏合機，不能很好的適用於物料的擠出成型、造粒、混煉寸。如果將差速雙螺杆捏合機和錐形螺杆擠出機的特點集合，即兩根螺杆全部採用錐形螺杆，形成差速錐形雙螺杆擠出機則優勢明顯，具有更強大功能，從而明顯提高塑煉和節能效果，具有很好的發展前景。
發明內容
本發明差速錐形雙螺杆擠出機，主要由機頭、加熱冷卻裝置、機筒、排氣口、螺杆、 加料裝置、傳動裝置、電機組成，內腔「⑴，，型機筒中有兩根嚙合的螺杆，兩根螺杆全部為錐形螺杆。一根為陽轉子，一根為陰轉子，一般螺稜頭數多的稱為陰轉子，螺稜頭數少的稱為陽轉子。兩根螺杆可以是上下排列，也可以是左右排列，還可以是傾斜方式排列，具體根據需要放置在不同位置。錐形螺杆可以是內外錐角相同的普通錐形螺杆，也可以是內外錐角不同的雙錐形螺杆，還可以是更複雜的高效雙錐形螺杆。螺杆嚙合時至少具有一個螺紋嚙合區，在該區的陰轉子螺稜頭數為陽轉子的整數倍，其轉速比與螺稜頭數比呈反比，可實現差速旋轉。在差速旋轉的螺紋嚙合區，轉子斷面型線由若干段曲線依次連接而成，且陰陽轉子端面型線相互對應，共軛嚙合，差速運動時形成良好的嚙合狀態，保證不幹涉。為了更好的適應物料的加工要求，在螺杆的加料段、熔融段、排氣段和計量段的不同區段上可設置為不同導程和端面型線甚至改變螺杆螺稜頭數的螺紋段或其他形式。在擠出機的排氣段機筒上可設置有排氣口，排氣口接排氣裝置，增加排氣口有利於水分和其他氣體的脫揮，提高製品質量。兩根螺杆安裝時保證至少具有一個差速旋轉的螺紋嚙合區外， 在不同區段可以是嚙合的也可以是不嚙合的，以便實現增強混煉、排氣效果或其他功能。例如，為了進一步增強設備的混合能力並實現穩定擠出，可在一定區段增加銷釘螺杆段或齒形盤等，但必須保證陰陽轉子運動時不幹涉。在差速旋轉的螺紋嚙合區，相鄰陰陽轉子螺旋副的正位移輸送能力和壓力能力很強。在嚙合區處，陰轉子的螺稜和螺槽與對應的陽轉子的螺槽和螺稜之間因螺杆轉速不同形成很大的速度差，這樣具備剪切和拉伸等多種作用，因此明顯增強混合和塑化效果。而且，陰陽轉子相互嚙合過程中，相互剝離黏附在螺杆上的物料，具有自清潔能力。由於兩根錐形螺杆尾部直徑增大，增大了承載能力，提高了產量，有利於布置止推軸承和齒輪。加料段螺槽容積大，易加入較大體積的松密度粉料；排料段螺杆直徑小，產生的剪切和摩擦熱也較小。螺槽容積沿擠出方向逐漸減小，物料逐漸得到壓縮，從而使螺槽更快充滿物料，保證物料連續平緩地塑化，有利於熱敏性材料的加工成型。
圖1為差速錐形雙螺杆擠出機的結構示意圖1-機頭，2-加熱冷卻裝置，3-機筒，4-排氣口，5-螺杆，6_加料裝置，7_安裝座， 8-聯軸器，9-減速箱，10-電機，11-機架。圖2為差速錐形陰轉子和陽轉子的嚙合示意3為陽轉子螺稜頭數為1、陰轉子螺稜頭數為4時的嚙合示意4為陽轉子螺稜頭數為2，陰轉子螺稜頭數為3時的嚙合示意5為螺杆混煉段採用銷釘螺杆時的具有銷釘安裝孔的螺杆斷面6為螺杆混煉段採用嚙合盤元件時的正視7為螺杆混煉段採用嚙合盤元件時的側視圖
具體實施方案實施案例一按照圖1設計差速錐形雙螺杆擠出機，螺杆嚙合如圖2。擠出機中兩根錐形螺杆5 採用圖3排列形式。圖2為圖1中的兩根螺杆，螺杆分為陰陽轉子，圖2中上方螺杆為陽轉子，下方螺杆為陰轉子。其中，在螺紋嚙合區中，陽轉子螺稜頭數為1，陰轉子螺稜頭數為4。 高轉速電機通過減速箱9、聯軸器8將扭矩分配給陰陽轉子，其速度之比為1/4，兩個陽轉子同向旋轉，而陰轉子與陽轉子呈異向旋轉。螺杆5組裝放置在固定於安裝座7的料筒3內， 料筒3上開有排氣口 4，通過外裝加熱冷卻裝置2調節溫度，料筒4、減速箱9和電機10直接安裝在機架11上。從加料口 6中加入所要加工的物料，物料經固體輸送、壓縮熔融之後，由粒料或粉料變為熔融狀態。經過排氣口 4時，物料中的水分和揮發氣體經由排氣裝置排出機筒。螺杆上靠近機頭1設置混煉段，採用圖5中安置銷釘的帶孔螺杆形式。螺杆上銷釘起到分割料流，增加界面，通過多次分流、匯合，再取向而實現分布混合。物料經過混煉和排氣後，通過機頭1擠出。實施案例二類似於實施案例一，形成差速錐形雙螺杆擠出機。不同處在於陽轉子螺稜頭數為 2，陰轉子螺稜頭數為3 (螺杆差動嚙合見圖4)，經減速箱的速度分配，陰陽轉子速度之比為 2/3 ；螺杆在靠近機頭1的混煉段，採用圖6和圖7所示的嚙合盤形式，有利於分布混合。
權利要求
1.差速錐形雙螺杆擠出機，主要由機頭、加熱冷卻裝置、機筒、排氣口、螺杆、加料裝置、 傳動裝置、電機組成，其特徵在於兩根螺杆為錐形螺杆，一根為陽轉子，另一根為陰轉子； 螺杆組合時至少具有一個螺紋嚙合區，在該區的陰轉子螺稜頭數為陽轉子的整數倍，其轉速比與螺稜頭數比呈反比，可實現差速旋轉，運動時不幹涉。
2.根據權利要求1所述的差速錐形雙螺杆擠出機，其特徵在於根據物料加工要求，在螺杆的加料段、熔融段、排氣段和計量段的不同區段上可設置為不同導程和斷面型線的螺紋段或其他形式，螺杆安裝時保證至少具有一個差速旋轉的螺紋嚙合區外，在不同區段可以是嚙合的也可以是不嚙合的，以便實現增強混煉或其他功能。
全文摘要
本發明差速錐形雙螺杆擠出機，主要由機頭、加熱冷卻裝置、機筒、排氣口、螺杆、加料裝置、傳動裝置、電機組成。兩根螺杆為錐形螺杆且螺稜頭數不同，分為陰轉子和陽轉子，其轉速比與螺稜頭數比呈反比；螺杆組合時至少具有一個螺紋嚙合區，在該區的陰轉子螺稜頭數為陽轉子的整數倍，陰陽轉子的旋轉速度比與螺稜頭數比呈反比，可實現差速旋轉，運動時不幹涉。根據物料加工要求，在螺杆的加料段、熔融段、排氣段和計量段的不同區段上可設置為不同導程和斷面型線的螺紋段或其他形式，螺杆安裝時保證至少具有一個差速旋轉的螺紋嚙合區外，在不同區段可以是嚙合的也可以是不嚙合的，以便實現增強混煉或其他功能。該擠出機具有良好的混合、塑化、輸送能力，適用於加工塑料、橡膠、食品及炸藥等多種粒料、粉料甚至塊料的加工成型。
文檔編號B29C47/60GK102205620SQ20111009494
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者王克儉 申請人:北京化工大學