異徑螺杆冷餵料排氣擠出機的製作方法

2023-06-30 06:00:06

專利名稱：異徑螺杆冷餵料排氣擠出機的製作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠冷餵料排氣擠出機，特別是一種異徑螺杆冷餵料排氣擠出機。
背景技術：
冷餵料排氣擠出機是橡膠加工過程中常用的一種設備，採用常壓硫化、無模硫化的橡膠製品如橡膠密封條、電線、內胎及部分電纜、膠管等多採用冷餵料排氣擠出機進行連續化生產。隨著輪胎加工工藝的發展以及輪胎部件預硫化技術的應用，部分輪胎部件也表現出對排氣擠出技術的需求。冷餵料排氣擠出機多採用二階等徑螺杆，由兩根普通螺杆串聯而成，第一階為普通冷餵料螺杆，通過帶有餵料輥的餵料座進行強制餵料後，膠料經過塑化、增溫，然後通過第一計量段和薄通段進入第二階；第二階為熱餵料螺杆，通過調整排氣段螺杆的結構，增加 螺槽深度、增大螺紋導程，使得膠料在排氣段並不充滿螺槽，在排氣段的機筒設置排氣口進行抽真空，在較高的溫度和負壓共同作用下，膠料中的水分蒸發為氣態、一些溶劑和易揮發的單體也同時氣化，連同膠料中本來夾雜的少量空氣被真空泵抽走，從而實現了膠料排氣，然後膠料經過壓縮，通過第二計量段穩定進入機頭，再通過機頭口型擠出成型橡膠製品。由此可見，排氣擠出機正常工作的基本條件是第一階螺杆和第二階螺杆的產能相同。普通二階等徑螺杆由於第一階為強制冷餵料，第二階相當於自由熱餵料，且為保證排氣效率，其第二階螺杆相當於不充足餵料，故前後兩階螺杆理論最大產能有著巨大的差異，只能通過限制第一階螺杆的產能來實現前後兩階產能平衡，使得排氣擠出機的產能只有同規格同轉速下銷釘冷餵料擠出機的50% 60%，且當膠料更換或機頭模具更換引起機頭壓力改變時，前後兩階產能平衡很容易被打破，出現冒料或擠出波動現象，若追求產能提升則排氣效率無法保證，排氣效果不穩定。

發明內容
本發明提供一種異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其目的是解決排氣擠出機產能低，適應能力差，排氣效果不穩定的問題，以提高和擴大現有排氣擠出機的應用水平和範圍。能夠實現上述目的的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，包括由二階螺杆或多階螺杆構成的擠出螺杆、以及配合擠出螺杆工作的機筒和餵料座、和驅動擠出螺杆旋轉的傳動機構，所不同的是為實現產能平衡，所述擠出螺杆的工作段螺紋外徑分階改變，與其配合的機筒內徑也相應改變。所述擠出螺杆常規為二階螺杆，二階螺杆包括第一階冷餵料螺杆和第二階熱餵料螺杆，所述機筒包括擠出機筒、排氣機筒和塑化機筒，所述排氣機筒和塑化機筒之間設置薄通環；按擠出方向，所述冷餵料螺杆工作段分別為對應於餵料座的餵料段、對應於塑化機筒的塑化段和和第一計量段，對應於薄通環的薄通段(薄通環與薄通段形成配合，控制膠料進入排氣段的形態，可通過改變薄通環的結構來改變膠料進入排氣段的形態)，所述熱餵料螺杆工作段分別為對應於排氣機筒的排氣段、對應於擠出機筒的壓縮段和第二計量段；所述熱餵料螺杆工作段的螺紋外徑大於冷餵料螺杆工作段的螺紋外徑，即在冷餵料螺杆工作段的螺紋外徑保持不變的情況下，加大熱餵料螺杆工作段的螺紋外徑。由於加大了熱餵料螺杆的直徑，使其最大產能與冷餵料螺杆相同，實現產能平衡，因此排氣擠出機的最大產能就與同直徑強制餵料的冷餵料擠出機相同，產能可比同規格普通排氣擠出機提高50%以上，並且由於熱餵料螺杆的生產能力得到釋放，前後兩階螺杆都在一種穩定狀態下運行，產能平衡也更穩定。所述冷餵料螺杆工作段螺紋外徑的三次方與熱餵料螺杆工作段螺紋外徑的三次方的比值為O. 5 O. 7。所述冷餵料螺杆工作段螺紋外徑的三次方與熱餵料螺杆工作段螺紋外徑的三次方的優選比值為 O. 5,0. 55,0. 6,0. 65,0. 7。
所述擠出螺杆為整體結構；或擠出螺杆為各階螺杆可拆卸單獨更換的分體結構(可在膠料特性或其它外部條件發生較大改變時更換其中一階螺杆，滿足適應性要求)，分體結構中，各階螺杆之間採用螺紋連接，連接處設計有保證相鄰兩階螺杆外徑同軸度的定位段，並採用軸向密封和端面密封形式保證連接處螺杆水道的密封性。所述擠出螺杆的最後一階螺杆的螺桿頭焊接或螺紋連接在該螺杆前段的螺杆體上，便於在前段螺杆體加工出更大的螺杆水道，從而更好的控制膠溫，減輕螺杆重量。所述擠出機筒和排氣機筒可設計為整體結構或設計為分體結構。分體結構的擠出機筒和排氣機筒中，設計有(在膠料特性等外部條件發生重大改變時)配合螺杆進行更換的可拆卸擠出機筒襯套和排氣機筒襯套。所述薄通環可採用單體結構，也可採用定環與動環組合的結構。當採用定環與動環組合的結構時，可通過伸出機筒外的旋臂，使動環旋轉一定的角度，改變膠料通過的截面積，調節膠料的流量，實現在線動態調節，更好地平衡兩階螺杆的產能。所述傳動機構為電機驅動的減速箱。本發明的優點I、本發明異徑螺杆冷餵料排氣擠出機改變傳統的調節冷餵料螺杆產能適應熱餵料螺杆產能的模式，通過調整熱餵料螺杆的直徑來實現產能平衡，最大限度的釋放排氣擠出機的生產能力，提高生產效率，降低單位能耗。2、本發明中，二階螺杆可採用整體結構，也可採用分體結構，前後兩階採用螺紋聯接；擠出機筒和排氣機筒可採用整體結構，也可採用分體結構，設計可更換的襯套。使得膠料特性等外部條件發生重大改變時，設備可通過更換少量部件來適應。3、本發明中，熱餵料螺桿頭部採用分體式結構，加大熱餵料螺杆的計量段螺杆水道截面積，有利於控制進入機頭的膠料溫度，有利於提高擠出穩定性。4、本發明中採用可更換的薄通環設計，有利於控制膠料進入排氣段的形態，增大膠料的自由表面積，提高排氣效率。5、本發明中採用的薄通環亦可設計為定環與動環的組合，實現在線動態調節膠料通過的截面積，從而調節膠料的流量，更好地平衡兩階螺杆的產能，消除冒料或擠出波動。


圖I是本發明一種實施方式的結構示意圖。
圖2是圖I實施方式中機筒的分體式結構圖。圖3是圖I實施方式中的擠出螺杆的結構示意圖。圖4是圖3擠出螺杆結構中，前、後兩階螺杆連接處的結構。 圖5是圖3擠出螺杆結構中，熱餵料螺桿頭部的結構圖。圖號標識1、二階螺杆；2、擠出機筒；3、排氣機筒；4、塑化機筒；5、餵料座；6、薄通環；7、排氣機筒襯套；8、擠出機筒襯套；9、冷餵料螺杆；10、熱餵料螺杆；11、螺杆體；12、螺桿頭；13、定位段；14、螺杆水道；15、密封圈；16、電機；17、減速箱。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明本發明異徑螺杆冷餵料排氣擠出機包括二階螺杆I、機筒、餵料座5、電機16和減 速箱17。所述餵料座5固裝於減速箱17的輸出端，減速箱17輸入端的輸入軸連接電機16的輸出軸，所述機筒末端連接餵料座5 (餵料座5上帶有旁壓輥，具有強制餵料功能)，機筒前端連接擠出機頭，所述二階螺杆I置於機筒和餵料座5內，二階螺杆I的軸端連接減速箱17輸出端的輸出軸，所述電機16的動力通過減速箱17傳遞給二階螺杆1，二階螺杆I的旋轉完成橡膠膠料的擠出過程，如圖I所示。所述二階螺杆I採用分體結構，沿擠出方向，二階螺杆I由第一階冷餵料螺杆9和第二階熱餵料螺杆10螺紋連接而成。所述冷餵料螺杆9從餵料開始，其工作段(採用產能高、塑化效果好、擠出穩定、適應能力強的銷釘式結構)依次可分為餵料段、塑化段、第一計量段和薄通段；所述熱餵料螺杆10的工作段依次可分為排氣段、壓縮段和第二計量段；冷餵料螺杆9與熱餵料螺杆10的螺紋連接處設於薄通段，連接處設計有保證前、後兩階螺杆外徑同軸度的定位段13，並採用軸向密封圈15和端面密封圈15保證連接處螺杆水道14的密封性，如圖3、圖4所示。為便於在熱餵料螺杆10的前段，即熱餵料螺杆10第二計量段處的螺杆體11內加工出更大的螺杆水道14 (大螺杆水道14可以減輕螺杆重量，降低螺杆自重的影響，也有利於控制膠料溫度，提高擠出穩定性)，熱餵料螺杆10的螺桿頭12與第二計量段的螺杆體11採用分體結構，所述螺桿頭12可焊接在螺杆體11上，也可以通過螺紋旋接在螺杆體11上(需通過採取密封措施來保證兩者之間的密封面不漏水)，如圖5所示。所述機筒由擠出機筒2、排氣機筒3和塑化機筒4同軸連接構成(其中擠出機筒2和排氣機筒3採用分體結構)，所述塑化機筒4連接餵料座5，排氣機筒3和塑化機筒4連接處設置薄通環6 ;冷餵料螺杆9配合於塑化機筒4與餵料座5，冷餵料螺杆9的餵料段位置對應於餵料座5，塑化段和第一計量段位置對應於塑化機筒4，薄通段位置對應於薄通環6，薄通環6與薄通段形成環形狹縫；熱餵料螺杆10配合於擠出機筒2和排氣機筒3，熱餵料螺杆10的排氣段位置對應於排氣機筒3 (排氣機筒3上開設有抽氣孔，可通過真空泵抽真空，實現排氣擠出)，壓縮段和第二計量段位置對應於擠出機筒2 ;所述擠出機筒2和排氣機筒3內設計可拆卸的擠出機筒襯套8和排氣機筒襯套7，配合熱餵料螺杆10單獨進行更換，如圖I、圖2所示。所述薄通環6亦可設計為定環與動環組合的結構，定環和動環的內圓上加工數個周向均布大小相等的凹槽，通過伸出機筒外的旋臂，使動環旋轉一定的角度，改變膠料通過的截面積，調節膠料的流量，實現在線動態調節，更好地平衡兩階螺杆的產能。為平衡產能，所述熱餵料螺杆10工作段的螺紋外徑大於冷餵料螺杆9工作段的螺紋外徑，兩者工作段螺紋外徑之間的大小關係應滿足冷餵料螺杆9工作段螺紋外徑三次方與熱餵料螺杆10工作段螺紋外徑三次方的比值處於O. 5 O. 7之間，該區間的最佳取值分別為O. 5、O. 55、O. 6、O. 65、0· 7。
以上所述僅為本發明採用二階螺杆I的實施方式，若按更細緻的功能要求，擠出螺杆還可進一步細分為多階螺杆。凡在本發明公開的範圍之內所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，包括由二階螺杆(I)或多階螺杆構成的擠出螺杆、以及配合擠出螺杆工作的機筒和餵料座(5)、和驅動擠出螺杆旋轉的傳動機構，其特徵在於為實現產能平衡，所述擠出螺杆的工作段螺紋外徑分階改變，與其配合的機筒內徑也相應改變。
2.根據權利要求I所述的冷餵料排氣擠出機異徑擠出螺杆，其特徵在於所述擠出螺杆為二階螺杆(I )，包括第一階冷餵料螺杆(9)和第二階熱餵料螺杆(10)，所述機筒包括擠出機筒(2 )、排氣機筒(3 )和塑化機筒(4 )，所述排氣機筒(3 )和塑化機筒(4 )之間設置薄通環(6);按擠出方向，所述冷餵料螺杆(9)工作段分別為對應於餵料座(5)的餵料段、對應於塑化機筒(4)的塑化段和第一計量段、對應於薄通環(6)的薄通段，所述熱餵料螺杆(10)工作段分別為對應於排氣機筒(3)的排氣段、對應於擠出機筒(2)的壓縮段和第二計量段；所述熱餵料螺杆(10)工作段的螺紋外徑大於冷餵料螺杆(9)工作段的螺紋外徑。
3.根據權利要求2所述的冷餵料排氣擠出機異徑擠出螺杆，其特徵在於所述冷餵料螺杆(9)工作段螺紋外徑三次方與熱餵料螺杆(10)工作段螺紋外徑三次方的比值為0. 5 0. 7。
4.根據權利要求3所述的冷餵料排氣擠出機異徑擠出螺杆，其特徵在於所述冷餵料螺杆(9)工作段螺紋外徑三次方與熱餵料螺杆(10)工作段螺紋外徑三次方的優化比值分別為 0. 5,0. 55,0. 6,0. 65,0. 7。
5.根據權利要求I 4中任意一項所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於所述擠出螺杆為整體結構；或為各階螺杆可拆卸單獨更換的分體結構，各階螺杆之間採用螺紋連接，連接處設計有保證相鄰兩階螺杆外徑同軸度的定位段(13)，並採用軸向密封和端面密封形式保證連接處螺杆水道(14)的密封性。
6.根據權利要求I 4中任意一項所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於所述擠出螺杆的最後一階螺杆的螺桿頭(12)焊接或螺紋連接在該螺杆前段的螺杆體(11)上，於前段螺杆體(11)加工出更大的螺杆水道(14 )。
7.根據權利要求2 4中任意一項所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於所述擠出機筒(2)和排氣機筒(3)為整體結構或為分體結構。
8.根據權利要求7所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於分體結構的擠出機筒(2)和排氣機筒(3)中，設計有配合螺杆進行更換的可拆卸擠出機筒襯套(8)和排氣機筒襯套(7)。
9.根據權利要求2 4中任意一項所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於所述薄通環(6 )採用單體結構；為在線動態調節膠料通過的截面積，薄通環(6 )採用定環與動環組合的結構。
10.根據權利要求I 4中任意一項所述的異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，其特徵在於所述傳動機構為電機(16 )驅動的減速箱(17 )。
全文摘要
本發明公開了一種異徑螺杆冷餵料排氣擠出機，包括多階異徑螺杆構成的擠出螺杆，與異徑螺杆配合使用的擠出機筒、排氣機筒、塑化機筒、餵料座以及薄通環等，為實現產能平衡，所述擠出螺杆工作段螺紋外徑分階改變，擠出螺杆可採用整體結構也可採用分體結構，各階之間採用螺紋聯接，設計有保證相鄰兩階螺杆外徑同軸度的定位段，並採用軸向密封和端面密封共用的形式保證螺杆水道的密封性；螺桿頭焊接或通過螺紋聯接在螺杆體上，螺杆體前段加工更大的水道。本發明的冷餵料排氣擠出機通過採用異徑擠出螺杆，巧妙的釋放了採用強制冷餵料的第一階冷餵料螺杆的最大產能，可大幅提高冷餵料排氣擠出機的生產效率，降低單位能耗。
文檔編號B29C47/38GK102794898SQ20121028167
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月9日 優先權日2012年8月9日
發明者陳杰, 黃髮國, 杜班, 周奕, 曾勇 申請人:桂林橡膠設計院有限公司