一種多向混合式控溫四螺杆結構的製作方法

2023-05-09 08:13:11

專利名稱：一種多向混合式控溫四螺杆結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種四螺杆結構，特別涉及一種多向混合式控溫四螺杆結構。
背景技術：
隨著對食品的營養的要求的日益增加，各種複合營養素的穀物產品及其生產方法 也迅速地發展著，從早期的酸預蒸法工藝、直接浸吸法和塗膜法等工藝，發展到如今比較完 備的；從穀物粉碎一預處理一與營養素混合一擠壓一切割成型一乾燥一篩選一按比例配 米，最後得到營養素強化複合穀物的工藝流程。而其中的擠壓-切割成型的步驟是生產過程中的重要環節，一般採取的單螺杆或 者雙螺杆擠壓機，將穀物粉末的水合物擠壓後通過一定的形狀模具，經切割而得到所需要 的形狀、尺寸的穀物類食品，並在相應的傳送帶上進行輸送，直至檢驗和包裝步驟。同時，由於擠壓成型過程的技術流程，能夠將穀物加工成具有一定膨化度和鬆軟 度的產品，適用於各種食品、營養添加劑、動物飼料等產品。參見附圖1，國際公開文本W001/72151公開了一種一體化的複合穀物混合、擠壓、 成型設備。包括原料混合裝置，雙螺杆擠壓機，擠出裝置，切割成型設備。其中的原料混合 裝置與雙螺杆擠壓機，通過連通的垂直輸送管道相連，並且在管道中設有控制閥，以調整預 混原料進入擠壓機的速度以及產品效率。雙螺杆擠壓機中平行布置有兩個螺紋相互咬合的 螺杆，相向轉動，使由上而下輸送的物料能夠進行充分地壓實和輸送。在擠壓機的末端具有 擠出盤，擠出盤上開設有多個擠出孔，緊貼擠出孔處設置有切割裝置，能夠將擠壓出的條狀 物料切割成所需要的長條狀、粒狀或片狀產品，以符合各種穀物複合產品的需要。參見附圖2，美國專利US5350585公開一種擠壓機的雙螺杆結構。所述的雙螺杆結 構分為多段，其螺紋密度均不一致，以配合擠壓過程中的各個階段的需要。同時，螺杆中也 開設有空洞，以便於物料在螺杆擠壓機中充分混合。然而，傳統的螺杆擠壓切割成型機仍有一些不足1、傳統的擠壓切割設備得到的產品直接進行加熱烘乾步驟，然而卻往往會在烘乾 步驟中，由於含有水分的產品驟然失水導致產品表面破裂或粉碎，致使成品率降低。2、傳統的擠壓成型設備的產量和產率難以得到較大的提高。3、傳統的螺杆擠壓機的螺杆直接放置於橢圓形或圓形截面的腔體中，再擠壓和輸 送過程中，物料易於在某些部位產生堆積，從而使擠壓效果降低。4、於螺杆腔體內經常有堆積現象，而長期未能得到充分擠壓的這些堆積物，經過 一段時間後會凝結成塊，從而影響整體產品產出效率以及產品的均勻程度，需要經常清理。 然而傳統的雙螺杆擠壓機的螺杆更換過程困難，且在停機之後，螺杆因相互咬合的結構，依 然會產生機械轉動，容易造成事故。5、最後，在製備復原米的過程中，水和米粉混合的物料在加熱條件下會發生膠凝 化，現有的傳統擠壓機不僅無法產生合適的膠凝化程度也無法解決膠凝化所帶來的物料粘 度增大的問題。
5
鑑於上述不足之處，本發明公開了一種擠出機四螺杆結構，其具有如下文所述之 技術特徵，以解決現有技術問題。

發明內容
本發明公開了一種多向混合式控溫四螺杆結構，包含第一螺杆、第二螺杆、第三螺 杆和第四螺杆，四者都具有以下結構至少2個連接段；至少2個絕熱隔離段；至少1個第一混合段；至少1個第二混合段；至少1個第三混合段；1個出料段。所述絕熱隔離段是由絕熱材料製成的螺紋結構，所述第一混合段、第二混合段、第 三混合段和出料段是由導熱材料製成的螺紋結構。所述出料段是由導熱材料製成的螺紋結 構、位於螺杆的末端並與1個連接段相連，且所述出料段從與連接段相連的位置向末端逐 漸變細。所述第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆的各連接段、絕熱隔離段、第一混 合段、第二混合段、第三混合段和出料段同軸且直徑相等。所述第一螺杆和第二螺杆相互嚙合對轉，所述第二螺杆和第四螺杆相互嚙合對 轉，所述第四螺杆和第三螺杆相互嚙合對轉，所述第三螺杆和第一螺杆相互嚙合對轉。所述第一螺杆和第二螺杆的各相應連接段、各相應絕熱隔離段、各相應第一混合 段、各相應第二混合段、各相應第三混合段、各出料段相互嚙合。所述第二螺杆和第四螺杆 的各相應連接段、各相應絕熱隔離段、各相應第一混合段、各相應第二混合段、各相應第三 混合段、各出料段相互嚙合。所述第四螺杆和第三螺杆的各相應連接段、各相應絕熱隔離 段、各相應第一混合段、各相應第二混合段、各相應第三混合段、各出料段相互嚙合。所述第 三螺杆和第一螺杆的各相應連接段、各相應絕熱隔離段、各相應第一混合段、各相應第二混 合段、各相應第三混合段、各出料段相互嚙合。所述第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆的圓心位於正方形的四個頂點上。 所述第一螺杆和第二螺杆相切，所述第二螺杆和第四螺杆相切，所述第四螺杆和第三螺杆 相切，所述第三螺杆和第一螺杆相切。所述第三螺杆和第四螺杆為主動螺杆，第一螺杆和第二螺杆為從動螺杆，或者四 者都為主動螺杆。所述的連接段進一步包含第一齒輪和第二齒輪。所述第一齒輪和第二齒輪具有 6 16個齒，且相互交錯11. 25° 30°。所述第一螺杆和第二螺杆的各相應第一齒輪相互 嚙合且各相應第二齒輪相互嚙合。由於第一齒輪和第二齒輪相互交錯一定角度，這就導致 第一螺杆的第一齒輪只能和第二螺杆的第一齒輪相互嚙合，而無法與第二螺杆的第二齒輪 相互嚙合，所以這就保證了第一螺杆和第二螺杆的第一齒輪相互嚙合、第二齒輪相互嚙合， 從而將第一螺杆和第二螺杆進行鎖合以固定其相對位置，避免第一螺杆和第二螺杆在對轉 的過程中發生錯位和位移，從而保證第一螺杆和第二螺杆之間嚙合完好。同理，所述第二螺杆和第四螺杆、第四螺杆和第三螺杆、第三螺杆和第一螺杆的各相應第一齒輪相互嚙合且 各相應第二齒輪的相互嚙合，也避免第二螺杆和第四螺杆、第四螺杆和第三螺杆、第三螺杆 和第一螺杆在對轉的過程中發生錯位和位移，從而保證第二螺杆和第四螺杆、第四螺杆和 第三螺杆、第三螺杆和第一螺杆之間嚙合完好。所述各連接段、絕熱隔離段、第一混合段、第二混合段、第三混合段和出料段為中 空結構，其內部分別具有相互連通且同軸的軸腔。所述連接段和絕熱隔離段的軸腔的直徑 相等。所述第一混合段、第二混合段、第三混合段和出料段的軸腔的直徑相等。所述絕熱隔 離段軸腔的直徑小於混合段軸腔的直徑。所述在各軸腔內部設有加熱系統。所述加熱系統包含位於各軸腔軸心並依次穿過 各軸腔的通路，所述通路是由絕熱絕緣材料製成的中空結構，其內部設置有與外界相連的 多組加熱電路，用於向位於通路外側並與其相互連接的各加熱電阻供電。所述加熱電阻包 括分別位於第一混合段、第二混合段、第三混合段和出料段內部的加熱電阻。所述各加熱電 阻在與外界相連的多組加熱電路的控制下，分別相對獨立地對第一混合段、第二混合段、第 三混合段和出料段進行加熱。各混合段的溫度從小到大為，第一混合段、第二混合段、第三混合段，其中出料段 的溫度略低於第三混合段。各混合段的螺紋密度從小到大為，第二混合段、第一混合段、第三混合段，其中出 料段的螺紋密度與第三混合段的螺紋密度相等。所述第二混合段的長度大於第一混合段和第三混合段的長度。所述出料段為圓臺 結構，其直徑從與連接段相連的位置向末端逐漸減小，其圓臺結構的母線與軸向的夾角β 為 15° 35°。所述第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆可以包括至少2個長度和螺紋密 度相同、溫度不同的第二混合段、至少2個長度和螺紋密度相同、溫度不同的第三混合段。 其中，各第二混合段的溫度沿物料流向依次增加，各第三混合段的溫度沿物料流向依次降 低。所述出料段的溫度低於相鄰第三混合段的溫度。這樣會使得四螺杆結構中的各混合段 具有更加多變的溫度，以適應不同的需要。所述第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆的直徑為40mm 300mm、螺杆有效 長徑比12 72、螺杆中心距40mm 300mm、軸腔直徑IOmm 160mm、螺紋嚙合深度IOmm 50mm、螺距5mm 400mm。所述第一螺杆和第二螺杆對轉，並且第一螺杆沿順時針轉動、第二 螺杆沿逆時針轉動。所述第一螺杆沿順時針方向轉動、第二螺杆沿逆時針方向轉動、第三螺 杆沿逆時針方向轉動、第四螺杆沿順時針方向轉動。以下，將通過具體的實施例做進一步的說明，然而實施例僅是本發明可選實施方 式的舉例，其所公開的特徵僅用於說明及闡述本發明的技術方案，並不用於限定本發明的 保護範圍。


圖1是具有本發明的四螺杆結構的擠出機的整體結構示意圖。圖2是具有本發明的四螺杆結構的擠出機的沿圖1A-A』方向的縱截面示意圖。圖3是本發明的四螺杆結構的轉向以及物料流向示意圖。
圖4是本發明的四螺杆結構的螺杆嚙合關係示意。圖5是本發明的四螺杆結構的螺杆側視圖。圖6是本發明的四螺杆結構的螺杆的沿軸向的縱截面剖視圖。
具體實施例方式根據本發明的權利要求和說明書所公開的內容，本發明的技術方案具體如下所 述實施例一如圖2和圖4所示，一種具有多段控溫加熱功能的擠出機四螺杆結構，包含第一螺 杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)。所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)相互嚙合對轉，所述第二螺杆(42)和第四螺 杆(44)相互嚙合對轉，所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)相互嚙合對轉，所述第三螺杆 (43)和第一螺杆(41)相互嚙合對轉。所述第一螺杆(41)沿順時針方向轉動、第二螺杆(42)沿逆時針方向轉動、第三螺 杆(43)沿逆時針方向轉動、第四螺杆(44)沿順時針方向轉動。所述第三螺杆(43)和第四螺杆(44)為主動螺杆，第一螺杆(41)和第二螺杆(42) 為從動螺杆，或者四者都為主動螺杆。所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)相切，所述第二螺杆(42)和第四螺杆(44)相 切，所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)相切，所述第三螺杆(43)和第一螺杆(41)相切。所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)的圓心位於 正方形的四個頂點上。沿物料流向方向，所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆 (43)分別具有依次相互連接的、等直徑且同軸的第一混合段53、絕熱隔離段52、連接段51、 第二混合段54a、絕熱隔離段52、連接段51、第二混合段54b、絕熱隔離段52、連接段51、第 三混合段55a、絕熱隔離段52、第三混合段55b、連接段51、出料段56。第二混合段54a和第二混合段54b屬於第二混合段54，二者的長度和螺紋密度相 同、但溫度不同。第三混合段55a和第三混合段55b屬於第三混合段55，二者的長度和螺紋 密度相同、但溫度不同。各混合段的溫度從小到大為，第一混合段53、第二混合段54a、第二混合段54b、第 三混合段55b、第三混合段55a，其中出料段56的溫度略低於第三混合段55b。各混合段的螺紋密度從小到大為，第二混合段54(包括54a和54b)、第一混合段 53、第三混合段55 (包括55a和55b)，其中出料段56的螺紋密度與第三混合段55的螺紋密
度相等。所述第二混合段54 (包括54a和54b)的長度大於第一混合段53和第三混合段55 的長度(包括55a和55b)。所述的連接段51進一步包含第一齒輪511和第二齒輪512。所述第一齒輪511和 第二齒輪512具有6 16個齒，且相互交錯11.25° 30°。所述第一螺杆41和第二螺 杆42的各相應第一齒輪511相互嚙合且各相應第二齒輪522相互嚙合。由於第一齒輪511 和第二齒輪512相互交錯一定角度，這就導致第一螺杆41的第一齒輪511隻能和第二螺杆42的第一齒輪511相互嚙合，而無法與第二螺杆42的第二齒輪512相互嚙合，所以這就保 證了第一螺杆41和第二螺杆42的第一齒輪511相互嚙合、第二齒輪512相互嚙合，從而將 第一螺杆41和第二螺杆42進行鎖合以固定其相對位置，避免第一螺杆41和第二螺杆42 在對轉的過程中發生錯位和位移，從而保證第一螺杆41和第二螺杆42之間嚙合完好。同 理，所述第二螺杆42和第四螺杆44、第四螺杆44和第三螺杆43、第三螺杆43和第一螺杆 41的各相應第一齒輪511相互嚙合且各相應第二齒輪522的相互嚙合，也避免第二螺杆42 和第四螺杆44、第四螺杆44和第三螺杆43、第三螺杆43和第一螺杆41在對轉的過程中發 生錯位和位移，從而保證第二螺杆42和第四螺杆44、第四螺杆44和第三螺杆43、第三螺杆 43和第一螺杆41之間嚙合完好。所述絕熱隔離段52是由絕熱材料製成的螺紋結構，並且所述第一螺杆(41)、第二 螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)的各相應絕熱隔離段52相互嚙合。所述絕熱隔 離段的左右兩側分別與具有一定溫度的混合段相連，該絕熱隔離段起到隔熱作用，保證其 左右兩側的混合段的溫度不同，形成溫度分區，避免各區的溫度混淆。如圖4和圖5所示，所述第一混合段53、第二混合段54、第三混合段55和出料段56 是由導熱材料製成的螺紋結構，並且所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和 第四螺杆(43)的各相應第一混合段53相互嚙合、各相應第二混合段54相互嚙合、各相應 第三混合段55相互嚙合。其中，所述出料段56位於螺杆的末端，為圓臺結構，其直徑從與連 接段51相連的位置向末端逐漸減小，其圓臺結構的母線與軸向的夾角β為15° 35°。如圖6所示，所述各連接段51、絕熱隔離段52、第一混合段53、第二混合段54、第 三混合段55和出料段56為中空結構，其內部分別具有相互連通且同軸的軸腔61、軸腔62、 軸腔63、軸腔64、軸腔65和軸腔66。所述連接段51和絕熱隔離段52的軸腔61和62的直 徑相等。所述第一混合段53、第二混合段54、第三混合段55和出料段56的軸腔63、64、65 和66的直徑相等。所述軸腔61和62的直徑小於軸腔63、64、65和66的直徑。如圖6所示，所述在各軸腔內部設有加熱系統7。所述加熱系統7包含位於各軸腔 軸心並依次穿過各軸腔的通路70，所述通路70是由絕熱絕緣材料製成的中空結構，其內部 設置有與外界相連的多組加熱電路，用於向位於通路70外側並與其相互連接的各加熱電 阻供電。所述加熱電阻包括分別位於第一混合段53、第二混合段54、第三混合段55和出料 段56內部的加熱電阻73、74、75和76。所述各加熱電阻73、74、75和76在與外界相連的多 組加熱電路的控制下，分別相對獨立地對第一混合段53、第二混合段54、第三混合段55和 出料段56進行加熱。所述所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)的直徑 為40mm 300mm、螺杆有效長徑比12 72、螺杆中心距40mm 300mm、軸腔直徑IOmm 160mm、螺紋嚙合深度IOmm 50mm、螺距5mm 400mm。通過上述各混合段的溫度、螺紋密度和長度的設定，沿著物料流向，物料在所述第 一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)中間被不同螺紋密度的混合 段進行不同程度的擠壓混合，並被加熱至不同的溫度，從而達到充分混合併被加熱到適合 的溫度。以下進一步闡述，物料在四螺杆結構的擠壓機中，進行擠壓混合的過程。圖1所示的是一種製備復原米中常見的擠壓機，包含進料系統1、擠壓腔體2和出料系統3。其中進料系統1進一步包括存料器11和進料口 12，擠壓腔體2進一步包括腔殼 21和腔體22，出料系統3進一步包括出料口 31、切割刀32和模具33。如圖2所示，在所述腔體22內，設有4個螺杆，即所述第一螺杆(41)、第二螺杆 (42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)。如圖3所示物料從存料器11處下落，通過進料口 12進入腔體22內，隨後被對轉的第一螺杆41和第二螺杆42擠壓混合，並形成物料流92和 92』。所述物料流92和93匯合併被對轉的第一螺杆41和第三螺杆43擠壓混合，形成物料 流94和95。所述物料流92，和93，匯集並被對轉的第二螺杆42和第四螺杆44擠壓混合， 形成物料流94，和95，。物料流94和94，分別在第一螺杆41和第二螺杆42的轉動帶動 下，分別沿著方向81和82做順時針方向轉動和逆時針方向轉動，被帶回第一螺杆41和第 二螺杆42的上部，形成物料流96和96，。所述物料流96和96，匯合，並連同加入的物料 流91，一起被對轉的第一螺杆81和第二螺杆82再次擠壓混合，形成物料流92和92』。物 料流95和95，分別在第三螺杆43和第四螺杆44的轉動帶動下，分別沿著方向83和84做 逆時針方向轉動和順時針方向轉動，被帶回第三螺杆43和第四螺杆44的下部，形成物料流 97和97，。所述物料流97和97，匯合，一起被對轉的第三螺杆43和第四螺杆44再次擠壓 混合，形成物料流93和93，。根據上述對於四螺杆結構中物料流向的描述，四螺杆結構不同於而雙螺杆結構之 處在於1、在雙螺杆結構中，進入的物料流被分成左右兩股，在其後的雙螺杆對轉過程中， 雖然這兩股物料流有被擠壓混合，但是只有很少的一部分物料會從左側的一股匯入右側的 一股，同樣，右側的一股也只有很少一部分匯入左側的一股，即兩股物料流之間的物料交換 較少；2、在四螺杆結構中，進入的物料流首先在第一螺杆41和第二螺杆42的擠壓混合 下，被分成兩股物料流92和92，，第三螺杆43和第四螺杆44下方的兩股物料流97和97， 在第三螺杆43和第四螺杆44的擠壓混合下，形成兩股物料流93和93』。物料流92、92』、 93,93'在四個螺杆的中間位置混合，並相互交換，再分別被第一螺杆41和第三螺杆43、第 二螺杆42和第四螺杆44擠壓混合，分別形成物料流94和95、物料流94，和95，。物料流 94,94'、95和95，分別被第一螺杆41、第二螺杆42、第三螺杆43和第四螺杆44轉動帶動， 回到上部和下部，相應形成物料流96、96』、97和97』，隨後再次被擠壓混合，並循環，這就導 致了四螺杆結構中，物流不再僅僅分成相互之間交換較少的兩股，而是個物料流不斷的被 分流混合，各個物料流之間不斷的交換物料。從上述分析可知，利用四螺杆結構可以使得混合的物料被不斷的相互交換，待混 合的各物質不斷的被重新分配，從而使得物質混合更加，並且彌補了混合中的兩股物料之 間的物質組成的差異，使得出料口處擠出的各物料成分含量相同，避免差異。如圖6所示，接通外界電路，對加熱系統7通電，通過位於通路70內部的各個電線 及電路，分別對位於第一混合段53、第二混合段54a、第二混合段54b、第三混合段55a、第三 混合段55b和出料段56內部的加熱電阻73、74a、74b、75a、75b和76通電加熱，並對各相對 應的混合段加熱升溫。首先物料從進料口 12進入與其相鄰的第一混合段53，並在相互嚙合的第一混合 段53的對轉下，被擠壓混合。為了使得進入的物料可以被快速充分的混合，將第一混合段53設計具有較大的螺紋密度，以增強剪切力，同時為了避免物料在加熱條件下被膠凝化過 度，此時僅對物料進行初步加熱，故設計第一混合段53的溫度較低。隨後物料進入第二混合段54區域，在溫度較高、螺紋密度較小、長度較長的2個第 二混合段54a處擠壓混合，這一過程中，物料可以在較長的螺杆上進行充分的換熱，被螺杆 加熱並進一步擠壓混合，此時由於加熱過程中會帶來物料的膠凝化，故設計密度較低的第 二螺杆以使得物料內部的氣體以及水蒸氣等可以擴散出去，進行換氣，從而避免物料內部 具有較多氣體，在出口處氣體擴散過快，帶來製成顆粒的破裂以及裂紋。隨後物料通過螺紋 密度較高的絕熱隔離段51被快速剪切混合好，並被向後傳送，被溫度更高的2個第二混合 段54b擠壓混合，進一步被膠凝化，再次被螺紋密度較高的絕熱隔離段51快速剪切混合好， 並被向後傳送。具有一定溫度和膠凝化程度的物料進入第三混合段55區域，在溫度高、螺紋密度 大、長度較短的2個第三混合段55a處擠壓混合，此時，加熱溫度最高，以使得物料進行進一 步的膠凝化，同時螺紋密度最大，使得物料被迅速且充分的剪切混合，使得物料混合均勻， 由於此時膠凝化程度較大，物料粘度增大，故設計較短的第三混合段55以避免加熱時間過 長、膠凝化過度，並使得物料可以迅速離開第三混合段55避免粘黏。隨後物料被絕熱隔離 段51送入下一組第三混合段55b，其溫度較低，從而使得物料被進一步的再次擠壓混合，並 逐步降溫。被擠壓的物料，在螺杆的擠壓作用下，以螺旋線的方式，沿著圖1和圖4所示的物 料流向運動，從第一螺杆41和第二螺杆的前端向末端運動，最後，物料被送入出料段56，稍 加擠壓後被傳送至出料口 31。物料從出料口 31被擠壓至出口處的模具33處，從該模具33 的擠壓孔處擠壓處，並被切割刀32迅速切割，形成顆粒。通過上述螺杆結構和擠壓過程，物料被充分擠壓混合，並根據需要被加熱至所需 的膠凝化程度。各混合段的加熱溫度獨立可控，可以根據實際需要加以調整。上述過程中的技術參數如下
螺杆直徑螺杆有效長徑β螺杆 41、42、43 和 4440mm~300mm12 7215° 35。
螺杆中心距螺杆41和4240mm 300mm螺杆42和4440mm~300mnn螺杆44和4340mm 300mm螺杆43和4140mm~300rrim
實施例二
採用以下技術參數改進實施例-
實施例三
採用以下技術參數改進實施例-
實施例四
採用以下技術參數改進實施例-
實施例五 採用以下技術參數改進實施例一 實施例六採用以下技術參數改進實施例一
螺杆直徑螺杆有效長徑比β螺杆 41、42、43 和 44160mm5525°螺杆中心距螺杆41和42160mm螺杆42和44160mm螺杆44和43160mm螺杆43和41160mm
軸腔直徑螺紋嚙合深度螺距溫度
連接段20mm30mm絕熱隔離段20mm30mm90mm
第一混合段5370mm30mm90mm82 0C第二混合段54a70mm30mm120mm87 0C第二混合段54b70mm30mm120mm94 °C第三混合段55a70mm30mm60mm98 °C第三混合段55b70mm30mm60mm96 °C出料段5670mm30mm60mm88 0C實施例七 採用以下技術參數改進實施例一螺杆直徑螺杆有效長徑比β螺杆 41、42、43 禾口 44160mm5527°螺杆中心距螺杆41和42220mm螺杆42和44220mm螺杆44和43220mm螺杆43和41220mm
實施例九採用以下技術參數改進實施例一
實施例十 採用以下技術參數改進實施例一 上述內容為本發明的具體實施例的例舉，對於其中未詳盡描述的設備和結構，應 當理解為採取本領域已有的通用設備及通用方法來予以實施。
權利要求
一種多向混合式控溫四螺杆結構，其特徵在於，包含第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)，四者都具有以下結構至少2個連接段(51)；至少2個絕熱隔離段(52)；至少1個第一混合段(53)；至少1個第二混合段(54)；至少1個第三混合段(55)；1個出料段(56)；所述絕熱隔離段(52)是由絕熱材料製成的螺紋結構，所述第一混合段(53)、第二混合段(54)、第三混合段(55)和出料段(56)是由導熱材料製成的螺紋結構；所述出料段(56)是由導熱材料製成的螺紋結構、位於螺杆的末端並與1個連接段(51)相連，且所述出料段(56)從與連接段(51)相連的位置向末端逐漸變細；所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)的各連接段(51)、絕熱隔離段(52)、第一混合段(53)、第二混合段(54)、第三混合段(55)和出料段(56)同軸且直徑相等；所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)相互嚙合對轉，所述第二螺杆(42)和第四螺杆(44)相互嚙合對轉，所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)相互嚙合對轉，所述第三螺杆(43)和第一螺杆(41)相互嚙合對轉；所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)的各相應連接段(51)、各相應絕熱隔離段(52)、各相應第一混合段(53)、各相應第二混合段(54)、各相應第三混合段(55)、各出料段(56)相互嚙合；所述第二螺杆(42)和第四螺杆(44)的各相應連接段(51)、各相應絕熱隔離段(52)、各相應第一混合段(53)、各相應第二混合段(54)、各相應第三混合段(55)、各出料段(56)相互嚙合；所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)的各相應連接段(51)、各相應絕熱隔離段(52)、各相應第一混合段(53)、各相應第二混合段(54)、各相應第三混合段(55)、各出料段(56)相互嚙合；所述第三螺杆(43)和第一螺杆(41)的各相應連接段(51)、各相應絕熱隔離段(52)、各相應第一混合段(53)、各相應第二混合段(54)、各相應第三混合段(55)、各出料段(56)相互嚙合；所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)的圓心位於正方形的四個頂點上；所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)相切，所述第二螺杆(42)和第四螺杆(44)相切，所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)相切，所述第三螺杆(43)和第一螺杆(41)相切；所述第三螺杆(43)和第四螺杆(44)為主動螺杆，第一螺杆(41)和第二螺杆(42)為從動螺杆，或者四者都為主動螺杆。
2.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、 第三螺杆(43)和第四螺杆(43)進一步包括至少2個長度和螺紋密度相同、溫度不同的第 二混合段(54)；所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)進一步包括至少 2個長度和螺紋密度相同、溫度不同的第三混合段(55)。
3.如權利要求2所述的四螺杆結構，其特徵在於，沿物料流向，所述第一螺杆(41)、第 二螺杆(42)、第三螺杆(43)和第四螺杆(43)分別依次具有相互連接的第一混合段(53)、 絕熱隔離段(52)、連接段(51)、第二混合段(54a)、絕熱隔離段(52)、連接段(51)、第二混合 段(54b)、絕熱隔離段(52)、連接段(51)、第三混合段(55a)、絕熱隔離段(52)、第三混合段 (55b)、連接段(51)、出料段(56)；所述第一螺杆(41)沿順時針方向轉動、第二螺杆(42)沿逆時針方向轉動、第三螺杆 (43)沿逆時針方向轉動、第四螺杆(44)沿順時針方向轉動。
4.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於所述第一螺杆(41)、第二螺杆(42)、第 三螺杆(43)和第四螺杆(43)的直徑為40mm 300mm、螺杆有效長徑比12 92、螺杆中心 距40mm 300mm、軸腔直徑IOmm 160mm、螺紋嚙合深度IOmm 50mm、螺距5mm 400mm。
5.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述各連接段(51)、絕熱隔離段 (52)、第一混合段(53)、第二混合段(54)、第三混合段(55)和出料段(56)為中空結構，其 內部分別具有相互連通且同軸的軸腔(61)、軸腔(62)、軸腔(63)、軸腔(64)、軸腔(65)和 軸腔(66)；所述連接段(51)和絕熱隔離段(52)的軸腔(61)和(62)的直徑相等；所述第一混合段(53)、第二混合段(54)、第三混合段(55)和出料段(56)的軸腔(63)、 (64)、(65)和(66)的直徑相等；所述軸腔(61)和(62)的直徑小於軸腔(63)、(64)、(65)和(66)的直徑。
6.如權利要求5所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述在各軸腔內部設有加熱系統 (7)；所述加熱系統(7)包含位於各軸腔軸心並依次穿過各軸腔的通路(70)，所述通路(70) 是由絕熱絕緣材料製成的中空結構，其內部設置有與外界相連的多組加熱電路，用於向位 於通路(70)外側並與其相互連接的各加熱電阻供電；所述加熱電阻包括分別位於第一混合段(53)、第二混合段(54)、第三混合段(55)和出 料段(56)內部的加熱電阻(73)、(74)、(75)和(76)。
7.如權利要求6所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述各加熱電阻(73)、(74)、(75)和 (76)在與外界相連的多組加熱電路的控制下，分別相對獨立地對第一混合段(53)、第二混 合段(54)、第三混合段(55)和出料段(56)進行加熱；所述第一混合段(53)的溫度低於第二混合段(54)的溫度，所述第二混合段(54)的溫 度低於第三混合段(55)的溫度；所述各第二混合段(54)的溫度沿物料流向依次增加，所述各第三混合段(55)的溫度 沿物料流向依次降低；所述出料段(56)的溫度低於相鄰第三混合段(55)的溫度。
8.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述所述第二混合段(54)的長度大 於第一混合段(53)和第三混合段(55)的長度；所述出料段(56)為圓臺結構，其直徑從與連接段(51)相連的位置向末端逐漸減小，其 圓臺結構的母線與軸向的夾角β為15° 35°。
9.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述第二混合段(54)的螺紋密度小於第一混合段(53)的螺紋密度；所述第一混合段(53)的螺紋密度小於第三混合段(55)的螺紋密度； 所述出料段(56)的螺紋密度與第三混合段(55)的螺紋密度相等。
10.如權利要求1所述的四螺杆結構，其特徵在於，所述的連接段(51)進一步包含第一 齒輪(511)和第二齒輪(512)；所述第一齒輪(511)和第二齒輪(512)具有6 16個齒； 所述第一齒輪(511)和第二齒輪(512)相互交錯11. 25° 30° ； 所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)的各相應第一齒輪(511)相互嚙合且各相應第二 齒輪(522)相互嚙合；所述第一螺杆(41)和第二螺杆(42)的各相應第一齒輪(511)相互嚙合且各相應第二 齒輪(522)相互嚙合；所述第二螺杆(42)和第四螺杆(44)的各相應第一齒輪(511)相互嚙合且各相應第二 齒輪(522)相互嚙合；所述第四螺杆(44)和第三螺杆(43)的各相應第一齒輪(511)相互嚙合且各相應第二 齒輪(522)相互嚙合；所述第三螺杆(43)和第一螺杆(41)的各相應第一齒輪(511)相互嚙合且各相應第二 齒輪(522)相互嚙合。
全文摘要
本發明公開了一種多向混合式控溫四螺杆結構，包含第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆，四者都具有以下結構至少2個連接段；至少2個絕熱隔離段；至少1個第一混合段；至少1個第二混合段；至少1個第三混合段；1個出料段。所述第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆的圓心位於正方形的四個頂點上，且其各連接段、絕熱隔離段、第一混合段、第二混合段、第三混合段和出料段同軸且直徑相等；所述第一螺杆和第二螺杆、第二螺杆和第四螺杆、第四螺杆和第三螺杆、第三螺杆和第一螺杆分別相互嚙合對轉。
文檔編號A23P1/12GK101878948SQ200910050769
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月7日 優先權日2009年5月7日
發明者劉 英 申請人:上海亦晨信息科技發展有限公司