一種單螺桿塑化擠出機制造技術

本發明專利技術涉及一種高分子材料加工成型設備，公開了一種單螺桿塑化擠出機，包括殼體、驅動裝置、螺桿、機筒和加熱冷卻裝置，機筒設置在殼體上，機筒內嵌套有螺桿，螺桿包括依次連接的固體輸送段、熔融段和熔體輸送段，驅動裝置的輸出端與固體輸送段的外端相連接，加熱冷卻系統用于調節機筒的溫度，機筒在位于固體輸送段的一端上部設有進料口，機筒在位于熔體輸送段的一端設有出料口，熔融段上設有

Single screw plasticizing extruder

The invention relates to a polymer material processing equipment, and discloses a single screw extruder, which comprises a shell, driving device, screw and barrel heating and cooling device, the cylinder is arranged on the casing, a nested barrel screw, the screw comprises solid conveying, melting and melt conveying section section, an outer end of the output end of the driving device and solid conveying section connection, heating and cooling system for regulating the temperature of the barrel, the barrel at the upper end of the solid conveying section is provided with a feed inlet, the barrel in the melt conveying section is located at one end of the material outlet, a melting section

【技術實現步驟摘要】
一種單螺桿塑化擠出機
本專利技術涉及一種高分子材料加工成型設備，特別是涉及一種單螺桿塑化擠出機。
技術介紹
單螺桿擠出成型具有建壓能力強，適應性強，穩定性好和用途廣泛等優點，幾乎適合于所有的高分子材料的加工。螺桿擠出機能將一系列化工基本單元過程，如固體輸送、熔融、發泡、接枝、熔體輸送和泵出等物理和化學過程集中在擠出機內的螺桿上來進行。固態塑料顆粒或粉末在螺桿上壓縮、熔融塑化、混合并擠出至成型機頭定型以得到制品或半制品。研究表明，螺桿的熔融塑化能力直接影響擠出制品的質量，而塑化質量和產量往往是矛盾的。常規單螺桿擠出機的熔融塑化效率較低，無法與固體輸送效率和熔體輸送效率相匹配，長久以來制約著單螺桿擠出機的應用范圍。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種結構簡單的單螺桿塑化擠出機，以解決上述現有技術存在的問題，提高單螺桿擠出機熔融塑化效率，降低擠出機的制造成本。為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：本專利技術提供一種單螺桿塑化擠出機，包括殼體、驅動裝置、螺桿、機筒和加熱冷卻裝置，所述機筒設置在所述殼體上，所述機筒內嵌套有所述螺桿，所述螺桿包括依次連接的固體輸送段、熔融段和熔體輸送段，所述驅動裝置的輸出端與所述固體輸送段的外端相連接，所述加熱冷卻系統用于調節所述機筒的溫度，所述機筒在位于所述固體輸送段的一端上部設有進料口，所述機筒在位于所述熔體輸送段的一端設有出料口，所述熔融段上設有形螺棱。優選的，所述形螺棱包括若干首尾相連的形棱邊，所述形螺棱沿其螺旋方向展開在同一平面上后：各所述形棱邊中心對稱，各所述形棱邊的兩個端點的連線穿過各所述形棱邊的對稱中心形成各所述形棱邊的中心線，各所述形棱邊的中心線在同一直線上且相互連接形成所述形螺棱的螺旋展開線，所述形螺棱展開的軌跡滿足以下函數：y＝a·sin(πb·x)其中，所述螺旋展開線的方向為x軸的方向，垂直于所述螺旋展開線的方向為y軸方向，a的取值范圍為0.1D～0.25D，b的取值范圍為2/D～5/D，D為所述螺桿的公稱直徑，所述固體輸送段、所述熔融段和所述熔體輸送段的公稱直徑均為D，所述螺桿與所述機筒內壁之間設有單面間隙。優選的，所述固體輸送段、所述熔融段和所述熔體輸送段的長度之比為：(20％～60％)：(20％～40％)：(10％～50％)。優選的，所述熔融段上設有形螺棱的螺桿長度與所述熔融段總長度的比例為0.4～1.0。優選的，所述熔融段為漸變螺桿，所述熔融段包括前端和后端，所述前端與所述固體輸送段相連，所述后端與所述熔體輸送段相連；由所述前端至所述后端，所述熔融段的螺槽深度逐漸變淺，且所述前端和所述后端的螺槽深度分別與所述固體輸送段和所述熔體輸送段的螺槽深度相匹配。優選的，所述固體輸送段和所述熔體輸送段的螺紋升角為17°42'。優選的，所述形螺棱的所述螺旋線的螺紋升角比所述固體輸送段和所述熔體輸送段的螺紋升角大10°～20°。優選的，所述加熱冷卻裝置包括電加熱器和鼓風機，所述電加熱器設置在所述機筒外部，所述鼓風機設置在所述機筒下部。優選的，所述單螺桿塑化擠出機還包括控制系統，所述控制系統分別與所述驅動裝置、所述加熱冷卻裝置通信連接，以控制所述螺桿的轉速以及所述機筒的溫度。優選的，所述驅動裝置包括電機、皮帶、第一皮帶輪、第二皮帶輪和減速器，所述電機輸出軸與所述第一皮帶輪連接，所述第一皮帶輪通過所述皮帶與所述第二皮帶輪連接，所述第二皮帶輪與所述減速器的輸入軸連接，所述減速器的輸出軸與所述螺桿連接。本專利技術相對于現有技術取得了以下技術效果：本專利技術提供的單螺桿塑化擠出機，螺桿的熔融段采用形螺棱，相比傳統單螺桿擠出機，物料在螺桿上單個導程內的熔融長度增大，提高了物料在螺桿熔融段的塑化效率；本專利技術的單螺桿塑化擠出機相比傳統單螺桿擠出機，結構簡單，可縮小螺桿熔融段長徑比，降低擠出機的制造成本；本專利技術的新型單螺桿塑化擠出機相比傳統單螺桿擠出機，建壓能力強，螺桿內壓力峰值出現在熔融段，有利于物料更穩定的擠出。進一步的，形螺棱包括若干形棱邊，物料在螺桿熔融段的壓縮熔融塑化過程中，由于形棱邊的阻隔作用，會造成物料軸向流動，扭轉混合，增大了物料在螺桿熔融段中的最大剪切速率，有助于物料的混合，進一步提高了物料的塑化效率。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術單螺桿塑化擠出機的裝配示意圖；圖2是本專利技術單螺桿塑化擠出機的螺桿與機筒裝配示意圖；圖3是本專利技術單螺桿塑化擠出機的螺桿熔融段結構示意圖；圖4是本專利技術單螺桿塑化擠出機螺桿熔融段沿螺旋方向的展開示意圖；圖中：1-殼體、2-螺桿、21-固體輸送段、22-熔融段、221-形螺棱、222-螺旋展開線、223-形流道、23-熔體輸送段、3-機筒、31-進料口、32-出料口、4-電加熱器、5-鼓風機、61-電機、62-皮帶、63-第一皮帶輪、64-第二皮帶輪、7-控制系統。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的目的是提供一種結構簡單的單螺桿塑化擠出機，以解決上述現有技術存在的問題，提高單螺桿擠出機熔融塑化效率，降低擠出機的制造成本。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。本專利技術提供一種單螺桿塑化擠出機，如圖1、2所示，包括殼體1、驅動裝置、螺桿2、機筒3和加熱冷卻裝置，機筒3設置在殼體1上，機筒3內嵌套有螺桿2，螺桿2包括依次連接的固體輸送段21、熔融段22和熔體輸送段23，驅動裝置的輸出端與固體輸送段21的外端相連接，加熱冷卻系統用于調節機筒3的溫度，機筒3在位于固體輸送段21的一端上部設有進料口31，機筒3在位于熔體輸送段23的一端設有出料口32，螺桿2外壁上均設有螺棱，在熔融段22外壁上設有的螺棱為形螺棱221。本專利技術提供的單螺桿塑化擠出機，螺桿2的熔融段22采用形螺棱221，利用形螺棱221在螺桿2形成的形流道223提高了熔融長度，較短的螺桿熔融段長度可以達到相同的塑化效果，相比常規單螺桿，能夠縮小熔融段22所占比例，進而縮小了螺桿2的整體長度，減小了長徑比；相比傳統單螺桿擠出機，物料在螺桿2上單個導程內的熔融長度增大，提高了物料在螺桿2熔融段的塑化效率，螺桿2長度的減小大大降低了螺桿2加工成本和擠出機制造成本。由于形螺棱221的阻隔作用，會造成物料沿螺桿軸向流動，與螺棱推進的物料扭轉混合，增大了物料在螺桿2熔融段22中的剪切作用與最大剪切速率，有助于物料的混合，提高了物料的塑化效率；相比傳統單螺桿擠出機，建壓能力強，螺桿2內壓力峰值出現在熔融段22，有利于物料更穩定的擠出。本專利技術提供的單螺桿塑化擠出機，結構簡單，可縮小螺桿熔融段長徑比，降低單螺桿塑化擠出機的制造成本。作為一種優選的實施方式，如圖3、4所示，本專利技術的形本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單螺桿塑化擠出機，其特征在于：包括殼體、驅動裝置、螺桿、機筒和加熱冷卻裝置，所述機筒設置在所述殼體上，所述機筒內嵌套有所述螺桿，所述螺桿包括依次連接的固體輸送段、熔融段和熔體輸送段，所述驅動裝置的輸出端與所述固體輸送段的外端相連接，所述加熱冷卻系統用于調節所述機筒的溫度，所述機筒在位于所述固體輸送段的一端上部設有進料口，所述機筒在位于所述熔體輸送段的一端設有出料口，所述熔融段上設有

【技術特征摘要】
1.一種單螺桿塑化擠出機，其特征在于：包括殼體、驅動裝置、螺桿、機筒和加熱冷卻裝置，所述機筒設置在所述殼體上，所述機筒內嵌套有所述螺桿，所述螺桿包括依次連接的固體輸送段、熔融段和熔體輸送段，所述驅動裝置的輸出端與所述固體輸送段的外端相連接，所述加熱冷卻系統用于調節所述機筒的溫度，所述機筒在位于所述固體輸送段的一端上部設有進料口，所述機筒在位于所述熔體輸送段的一端設有出料口，所述熔融段上設有形螺棱。2.根據權利要求1所述的單螺桿塑化擠出機，其特征在于：所述形螺棱包括若干首尾相連的形棱邊，所述形螺棱沿其螺旋方向展開在同一平面上后：各所述形棱邊中心對稱，各所述形棱邊的兩個端點的連線穿過各所述形棱邊的對稱中心形成各所述形棱邊的中心線，各所述形棱邊的中心線在同一直線上且相互連接形成所述形螺棱的螺旋展開線，所述形螺棱展開的軌跡滿足以下函數：y＝a·sin(πb·x)其中，所述螺旋展開線的方向為x軸的方向，垂直于所述螺旋展開線的方向為y軸方向，a的取值范圍為0.1D～0.25D，b的取值范圍為2/D～5/D，D為所述螺桿的公稱直徑，所述固體輸送段、所述熔融段和所述熔體輸送段的公稱直徑均為D，所述螺桿與所述機筒內壁之間設有單面間隙。3.根據權利要求1所述的單螺桿塑化擠出機，其特征在于：所述固體輸送段、所述熔融段和所述熔體輸送段的長度之比為：(20％～60％)：(20％～40％)：(10％～50％)。4.根據權利要求1所述的單螺桿塑化擠出機，其特征...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈明印，陳軻，薛平，金葵，黃勇，
申請(專利權)人：北京化工大學，新疆工程學院，
類型：發明
國別省市：北京,11