用於塑料的塑化裝置的製作方法

2023-06-29 04:38:26 2

專利名稱：用於塑料的塑化裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於塑料的塑化裝置，其具有機筒和至少一個可旋轉設置在機筒中的螺杆，螺杆具有用於剪切和混合經塑化的塑料的剪切和混合部；其中，該剪切和混合部具有工作部件，工作部件具有多個輸入通道和輸出通道，這些輸入通道和輸出通道在表面上形成槽形的凹陷部並且在切線方向上交替相繼設置；其中，輸入通道在與塑料的輸送方向相反的方向上敞開，而輸出通道在塑料的輸送方向上敞開；在其中一個輸入通道和相鄰的輸出通道之間形成有對於機筒側壁的、使塑料流過的剪切縫隙，而在相反的切線方向上、於輸出通道和下一個輸入通道之間形成有對於機筒側壁的、防止塑料流過的密封縫隙。
背景技術：
在非交聯聚合物的熔融和均質化過程中，至今廣泛地使用這樣的擠出機，該擠出 機作為塑化裝置而在機筒中具有一個或兩個螺杆。特別在螺杆擠出機中，要使用多個混合部和剪切部，這些混合部和剪切部用於使聚合物熔融物儘可能均質地從擠出機中擠出。在此，使熱學和機械方面的均質性都應該在螺杆通道中不僅徑向和軸向、而且還在切線方向上儘可能實現優化，其中，使溫度變化、即由於混合部和剪切部的作用導致熔融物溫度的升高儘可能維持很小。在此，各種混合和剪切部的變換形式為數眾多，例如由文獻DE102006011069A1所公開的那樣。為了提高剪切效率，還公知使用兩個前後設置的剪切部，然而由此通常需要佔用螺杆長度的絕大部分，這樣或者造成塑化區段長度的浪費，或者在提高塑化裝置整個長度的同時因此造成大幅度的耗費增加。

發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種塑化裝置，該塑化裝置在螺杆區域上具有剪切和混合部，該塑化裝置能夠改善分布的混合效應，而不需要隨之產生剪切和混合部的較大長度。為了實現上述目的，根據本發明提供了一種根據權利要求I的技術特徵的塑化裝置的技術方案。本發明優選的結構方案和擴展方案由從屬權利要求給出。根據本發明，使螺杆裝配有至少三個沿著輸送方向形成間隔地相繼設置的工作部件。因此，本發明基於這樣的觀點，S卩，螺杆例如在公知的Maddock剪切部中通過渦流進行旋轉，這樣能夠使剪切部的通道中熔融物出色地分配混合到通道外部的熔融物中。然而，熔融物在各個通道中僅少許進行分配混合。即使在較短的剪切部長度條件下，也能夠實現對於周圍環境良好的分配混合。若以本發明的方式先後排列設置多個、例如這裡根據本發明的技術方案設置至少三個具有前述結構的工作部件，那麼總地能夠實現特別良好的均質性，而不需要增大整個剪切和混合部的構造空間，這是因為各個工作部件能夠非常緊湊地設置。根據本發明，經由在各個工作部件中設定的延伸流實現了出色的分散和分配混合，因此，至少三個工作部件的先後排列實現了所希望的、在各個工作部件中的分配混合與各個工作部件之間的分散混合的交替，從而避免產生溫度峰值。為了進一步提高混合效率，使其中一個工作部件的輸出通道相對於下一個設置的工作部件的輸入通道在切線方向上相互交錯設置，從而使在一個工作部件的輸出通道中分配的混合的熔融物在從輸出通道排出之後、必須完成在剪切和混合部切線方向上的運動，進而首先到達下一個設置的工作部件的輸入通道，由此，與在各個工作部件中實現的分配混合相關地，還分別交替地實現了所期望的熔融物的分配混合。為了確保實現剪切和混合部較短的總的構造長度，本發明塑化裝置的各個工作部件還可以具有在輸送方向上延伸的長度，該長度最大相當於螺杆直徑。根據本發明的塑化 裝置的實際使用情況，可以以優選的方式例如使各個工作部件的長度為ID ；0. 7D ；0. 5D ；O. 3D 或 O. 2D ο各個工作部件表現出特別適宜的長度為O. 5D或更小，如O. 4D至O. 2D。此外，相繼設置的工作部件之間的間隔同樣可以受到限定，而根據本發明的技術方案，使該間隔至少為O. I倍的螺杆直徑D，然而其中，還可以使該間隔為O. 2D ；0. 3D和O. K)。在優化空間需求和功能性方面，特別優選O. 2D。該間隔可以通過相繼設置的工作部件之間的混合腔室來限定，通過該間隔實現一個工作部件的輸出通道與下一個工作部件的輸出通道的溝通。在尺寸方面實現了，本發明提供的具有剪切和混合部的塑化裝置的長度僅略大於剪切和混合部的2倍的長度。經實驗證明，剪切和混合部內部的熔融物僅具有少量粘附，卻實現了所期望的在切線方向上的剪切。


接下來，結合示出實施例的附圖對本發明的擴展方案和具體結構進行詳細說明。圖中示出了圖I為本發明的一種塑化裝置的截面示意圖；圖2為圖I的塑化裝置的剪切和混合部的具體結構示意圖。
具體實施例方式圖I示出了一種用於塑料的塑化裝置，該塑化裝置形成為公知的擠出機，這裡作為螺杆擠出機不出。塑化裝置I包括機筒11，該機筒具有可在該機筒內旋轉設置的螺杆10，該螺杆的一端103從機筒中伸出，在該伸出區域中可連接一個在此未詳細示出的驅動電機，用以旋轉驅動。機筒包括用附圖標記111表示的裝料口，用以裝填待塑化的塑料，該塑料被螺杆捲入並沿著輸送方向F通過與螺杆同步旋轉被輸送到出料口 112，經塑化的塑料從出料口輸出到在此未示出的後續設置的工具中用以進一步處理。螺杆10具有用附圖標記100表示的塑化區，經由裝料口 111給入的塑料首先輸送到該塑化區中，並通過摩擦、散逸和加熱裝置進行塑化處理，緊接著經過用附圖標記101表示的剪切和混合部以及用附圖標記102表示的螺杆機頭。螺杆10的剪切和混合部101在圖2中以精確細節示出。這裡，剪切和混合部101 —共包括四個沿著輸送方向F前後排列設置的工作部件2，各個工作部件相互以一定間隔A設置，其中，間隔A在各個工作部件2之間可以是相等的(如圖所示)，也可以是不相等的。例如間隔A可以為O. ID ;O. 2D ;O. 3D或O. 其中，D為螺杆直徑。
由於間隔A的設置，而在工作部件2之間限定出下文將詳細說明的環形混合腔室M0 各個工作部件2都具有沿著輸送方向F的長度L，該長度的最大值對應於螺杆直徑D，但是優選小於螺杆直徑，例如為ID ；0. 7D ；0. 5D或O. 3D。而且，每個工作部件2還包括多個輸入通道20和輸出通道21，這些通道分別交替設置在工作部件的切線方向上，也就是說，在一個輸入通道20上隨後沿著輸送方向F在順時針方向緊接著設有輸出通道21，然後再設置輸入通道20，接下來是輸出通道21，以此類推。輸入通道20和輸出通道21分別作為槽形凹陷部設置在剪切和混合部101的工作部件2的表面上,其中，輸入通道20在與輸送方向F相反的方向上敞開,而輸出通道21在輸送方向F上敞開。此外，由上文所述的旋轉方向上，也就是指沿著輸送方向F在順時針方向上，於各個輸入通道20和隨後連接的輸出通道21之間分別設有剪切板22，剪切板的頂邊在工作部件2的最大直徑以內延伸，從而當螺杆10應用在塑化裝置I的機筒11中時，在剪切板22和內機筒壁110之間保留有剪切縫隙，該剪切縫隙使沿著輸送方向F輸送的經塑化的塑料熔融物從輸入通道20經由剪切板22過渡到輸出通道21中。通過在此形成的對經塑化的塑料的剪切，實現了對於熔融物的所需的分配式混合。另一方面，在相反方向上、即在逆時針方向上，輸入通道20與相鄰的輸出通道21通過密封板23隔開，密封板的頂邊在工作部件2的最大直徑上延伸，也就是說，在密封板23和機筒側壁110之間形成這樣的密封縫隙，該密封縫隙防止熔融物從密封板上流過。因此，顯而易見，經塑化的塑料熔融物在進入到沿著輸送方向F的第一工作部件的輸入通道20中時，首先經由剪切板22進入到順時針方向上鄰接的輸出通道21中，然後由此進入到位於前後相鄰的工作部件2之間的、由間隔A形成的環形混合腔室M中。因為，由圖2可知，工作部件2的輸出通道21相對於下一個工作部件2的輸入通道20交錯設置，並且在此以精確的寬度設置；所以，促使熔融物由圖2所示的路程經過剪切和混合部IOI，其中，在由一個工作部件2過渡到在輸送方向F上隨後設置的工作部件上時，在剪切和混合部的切線方向上沿著環形混合腔室M的流動是非常重要的。在此，熔融物沒有僅僅流入到下一個工作部件2的接下來的輸入通道20中，而是至少一部分繼續在環形混合腔室M中形成環流，然後再從該混合腔室流入到下一個工作部件2的進一步遠離設置的輸入通道20中。以這種方式使熔融物除了進行所需的分散混勻之外，還實現了良好的分配混合。該過程經過如圖2所示的由一共四個工作部件2構成的排列設置之後，再次重複兩遍，直到使剪切和混合部101的熔融物沿著機筒的出料口 112的方向排出。結果，由此在剪切和混合部101的最短構造形式條件下實現了的經塑化的塑料熔融物的特別有效分配和分散的混合，伴隨這樣的混合實現了在塑化裝置中製成的塑料熔融物的均質性的顯著改善。可以了解到，作為圖2所採用的由一共四個工作部件構成的排列設置的替代，還可以僅採用三個這樣的工作部件或者還可以採用更多的、如五個、六個或七個工作部件 ，用以相互排列地形成剪切和混合部101。
權利要求
1.一種用於塑料的塑化裝置(1)，其具有機筒(11)和至少一個可旋轉地設置在機筒中的螺杆(10)，所述螺杆具有用於對經塑化的塑料進行剪切和混合的剪切和混合部(101);其中，所述剪切和混合部(101)具有工作部件(2)，所述工作部件具有多個輸入通道和輸出通道，這些輸入通道和輸出通道在表面上形成槽形的凹陷部並且在切線方向上交替相繼設置；其中，所述輸入通道(20)在與塑料的輸送方向(F)相反的方向上敞開，而所述輸出通道(21)在塑料的輸送方向(F)上敞開；在其中一個輸入通道(20)和相鄰的輸出通道(21)之間形成有對於機筒側壁(110)的、使塑料流過的剪切縫隙，而在相反的切線方向上、於輸出通道(21)和下一個輸入通道(20 )之間形成有對於機筒側壁(110 )的、防止塑料流過的密封縫隙；其特徵在於，所述螺杆裝配有至少三個沿著輸送方向(F)形成間隔(A)地相繼設置的工作部件(2)。
2.根據權利要求I所述的塑化裝置(1)，其特徵在於，其中一個工作部件(2)的輸出通道(21)相對於下一個設置的工作部件(2)的輸入通道(20)在切線方向上相互交錯設置。
3.根據權利要求I或2所述的塑化裝置(I)，其特徵在於，各個工作部件(2)都具有在輸送方向上延伸的長度(L )，所述長度最大相當於螺杆直徑(D )。
4.根據權利要求I至3中任意一項所述的塑化裝置(I)，其特徵在於，相繼設置的工作部件之間的間隔(A)至少為O. I倍的螺杆直徑(D)。
全文摘要
本發明涉及一種用於塑料的塑化裝置，其具有機筒和至少一個可旋轉地設置在機筒中的螺杆，螺杆具有用於對經塑化的塑料進行剪切和混合的剪切和混合部；其中，該剪切和混合部具有工作部件，工作部件具有多個輸入通道和輸出通道，這些輸入通道和輸出通道在表面上形成槽形的凹陷部並且在切線方向上交替相繼設置；其中，輸入通道在與塑料的輸送方向相反的方向上敞開，而輸出通道在塑料的輸送方向上敞開；在其中一個輸入通道和相鄰的輸出通道之間形成有對於機筒側壁的、使塑料流過的剪切縫隙，而在相反的切線方向上、於輸出通道和下一個輸入通道之間形成有對於機筒側壁的、防止塑料流過的密封縫隙，其中，螺杆裝配有至少三個沿著輸送方向形成間隔地相繼設置的工作部件。
文檔編號B29C47/64GK102814968SQ20121015718
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月18日 優先權日2011年5月18日
發明者J·亨內斯 申請人:萊芬豪舍機器製造公司