一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)制造技術(shù)

一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)是在料筒內(nèi)壁開(kāi)有內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，在螺桿與料筒內(nèi)齒配合處未設(shè)置螺棱結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)剪切段的螺桿在料筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行物料的輸送和強(qiáng)剪切。本發(fā)明專利技術(shù)通過(guò)螺桿旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)螺桿螺棱斷面與料筒內(nèi)齒端面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了高分子鏈輸送速度矢量變化，達(dá)到了對(duì)輸送物料的強(qiáng)力剪切。

Screw rod and cylinder structure of strong shearing extruder

A strong shear extrusion screw and cylinder structure of machine is in the barrel wall is provided with tooth structure, the screw and barrel inner gear fit not set screw in the screw structure, strong shear section within the cylinder to rotate the delivery of materials and strong shear. The invention realizes the relative movement between the screw cross section of the screw rod and the end face of the inner end of the material cylinder by the screw rod rotation, realizes the change of the speed vector of the macromolecule chain transportation, and achieves the strong shearing to the conveying material.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)
本專利技術(shù)涉及一種擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，尤其是一種用于高分子聚合物改性的強(qiáng)剪切擠出機(jī)的料筒與螺桿結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
高分子聚合物是當(dāng)今不可或缺的材料，而用于特殊用途的改性高分子聚合物也越來(lái)越被市場(chǎng)需要。在改性高分子聚合物中，熱熔膠是一種無(wú)毒無(wú)味，在加熱后有流動(dòng)性的熱粘膠，它因粘結(jié)強(qiáng)度高、固化速度快而被廣泛使用。目前，為了實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬的粘接，接枝馬來(lái)酸酐的聚烯烴熱溶膠被生產(chǎn)出來(lái)。但現(xiàn)有的生產(chǎn)方法是用過(guò)氧化物引發(fā)高分子斷鏈，從而接枝上馬來(lái)酸酐來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種斷鏈方式會(huì)造成熱熔膠性能的缺陷，因此一種新型的強(qiáng)剪切力化學(xué)反映裝置被構(gòu)想出來(lái)。公開(kāi)號(hào)為CN113054A公開(kāi)了一種“力化學(xué)反應(yīng)器”。其借鑒了中國(guó)傳統(tǒng)石磨與磨盤的原理，設(shè)計(jì)了可用于聚合物和填料的粉碎、混合、及力化學(xué)反應(yīng)的磨盤形力化學(xué)反應(yīng)器。該反應(yīng)器在物料加工過(guò)程中可提供較大的擠壓和剪切力，使物料受到各個(gè)方面的應(yīng)力而破碎。實(shí)現(xiàn)了在力場(chǎng)技術(shù)下制備具有特殊功能和高性能的新材料。但由于該裝置中磨盤半徑的限制，磨盤轉(zhuǎn)速受限，剪切行程有限，因此對(duì)物料的剪切效果有限。北京化工大學(xué)研制的CPJ75/135II串聯(lián)式磨盤擠出機(jī)，利用與磨盤相似的原理，將大磨盤變?yōu)樾∧ケP且串聯(lián)起來(lái)，獲得了更好的基礎(chǔ)效果，主要用于制取特殊高分子合金材料和高填充物料。專利技術(shù)人先前申報(bào)的公開(kāi)號(hào)為CN10356682A和CN104890215A的強(qiáng)剪切力化學(xué)反應(yīng)器結(jié)合了“磨盤”結(jié)構(gòu)和螺桿的“螺旋”結(jié)構(gòu),進(jìn)一步提高了高分子聚合物熱熔膠產(chǎn)品的性能，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)生產(chǎn)。這種“螺旋式”剪切結(jié)構(gòu)增加了物料流的剪切行程，使剪切更充分。但上述剪切結(jié)構(gòu)對(duì)某些高分子材料進(jìn)行擠出加工時(shí)，還存在接枝反應(yīng)不充分，接枝率低等問(wèn)題。在通過(guò)力化學(xué)反應(yīng)對(duì)高分子聚合物接枝改性時(shí)，最主要是實(shí)現(xiàn)高分子鏈的斷裂，從而需要很強(qiáng)的剪切力，而高分子鏈只有在受很大的速度梯度時(shí)才能實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的剪切效果。因此，本專利技術(shù)根據(jù)剪切原理設(shè)計(jì)了一種新型的螺桿及料筒強(qiáng)剪切結(jié)構(gòu)。涉及到本專利技術(shù)中，螺桿螺棱斷面的旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于刀片旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)剪切料筒的內(nèi)齒及其流道相當(dāng)于網(wǎng)柵，利用物料輸送過(guò)程中較大的速度變化梯度來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力剪切。通過(guò)加長(zhǎng)螺桿的段數(shù)增加物料剪切的次數(shù)，通過(guò)改變螺桿螺棱頭數(shù)和料筒內(nèi)齒齒數(shù)改變物料受到剪切的比率，通過(guò)改變螺桿螺棱斷面與料筒內(nèi)齒端面的距離改變物料收到的剪切力大小。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)較大剪切力，較高物料剪切率，并且能夠使物料在運(yùn)送過(guò)程中充分反應(yīng)以實(shí)現(xiàn)接枝改性的強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)的具體任務(wù)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，包括螺桿螺棱和料筒螺槽結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述螺桿螺棱是螺旋線型結(jié)構(gòu)，所沿軸向方向每60mm被20mm寬的料筒內(nèi)齒間隔一次；所述料筒螺槽是螺線型或直線型結(jié)構(gòu)，所沿軸線方向每60.25mm被19.5mm長(zhǎng)的內(nèi)齒隔斷一次；所述螺桿螺棱和料筒螺槽的頭數(shù)均為10，寬度分別為3mm和4mm，螺桿螺棱的高度與料筒螺槽的深度分別為4mm和2mm；若料筒開(kāi)設(shè)螺旋槽，則料筒螺槽與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反，螺桿螺棱與料筒螺槽的斷面形狀均為等腰梯結(jié)構(gòu)；料筒外徑≥90mm。進(jìn)一步的附加技術(shù)特征如下。所述強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿是由開(kāi)設(shè)螺棱部分與料筒內(nèi)齒隔斷部分通過(guò)反向螺紋鏈接構(gòu)成。所述料筒的內(nèi)壁開(kāi)有斜齒時(shí)，斜齒的傾角為0度至30度，斜齒的旋向與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反。所述螺桿螺棱部分外，螺桿與料筒的內(nèi)齒部分構(gòu)成配合結(jié)構(gòu)，且配合間隙為0.2～0.3mm。所述螺桿螺棱是多頭梯形結(jié)構(gòu)，且螺棱的升角是37度；所述料筒螺槽是多頭梯形結(jié)構(gòu)，且螺旋槽的升角是37度。上述本專利技術(shù)所提供的一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，利用速度矢量變化原理對(duì)物料實(shí)現(xiàn)拉伸和剪斷，通過(guò)強(qiáng)剪切段中螺桿螺棱斷面與料筒內(nèi)齒端面之間微小間隙的相對(duì)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪切，在物料從螺桿螺棱間隙流向料筒內(nèi)齒間隙時(shí)會(huì)被旋轉(zhuǎn)的螺棱斷面剪切。本專利技術(shù)強(qiáng)剪切段螺桿的不同段之間通過(guò)反向螺紋鏈接。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的剪切有兩處，第一處：螺桿的梯形螺棱與旋向與之相反的梯形料筒螺槽組合結(jié)構(gòu)使高分子聚合物在向前輸送時(shí)，由于較大的相對(duì)速度變化而產(chǎn)生的剪切。第二處：螺桿的螺棱斷面與料筒的內(nèi)齒端面之間的配合結(jié)構(gòu)使高分子聚合物在流經(jīng)此處時(shí)速度矢量發(fā)生了較大的變化且受到微小間隙擠壓實(shí)現(xiàn)的剪切。本專利技術(shù)設(shè)計(jì)的強(qiáng)剪切料筒與螺桿結(jié)構(gòu)中，增加螺桿的段數(shù)對(duì)于強(qiáng)剪切效果會(huì)有一定的提高，增加轉(zhuǎn)速對(duì)于這種剪刀型剪切效果更明顯，更改料筒內(nèi)齒傾斜度以增加螺桿螺棱與料筒螺槽之間的矢量變化幅度對(duì)于剪切效果也有較大程度提高。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)強(qiáng)剪切段的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的第I部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的第II部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的料筒結(jié)構(gòu)裝配結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的第III部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的第IV部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1：裝配好的料筒內(nèi)螺槽部分，此處兩段螺槽長(zhǎng)度均為60.25mm，螺槽均為直線型。2：裝配好的螺桿螺棱部分，此處兩段螺棱長(zhǎng)度均為60mm，螺棱升角均為37o3：料筒上開(kāi)的內(nèi)齒部分，圖中空白處為齒間通道，斜線處為內(nèi)齒剖面。4：強(qiáng)剪切螺桿螺棱間隔段與料筒內(nèi)齒配合的部分。5：I段螺桿內(nèi)開(kāi)的反向內(nèi)螺紋。6：II段螺桿上開(kāi)的反向外螺紋。7：III段料筒上開(kāi)的左旋外螺紋。8：IV段料筒內(nèi)開(kāi)的左旋內(nèi)螺紋。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)技術(shù)方案的具體實(shí)施方式做出進(jìn)一步的說(shuō)明，這些附圖僅為簡(jiǎn)化示意結(jié)構(gòu)圖，僅以示意方式說(shuō)明專利技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)，所舉實(shí)例僅用于解釋本專利技術(shù)，并非用于限定本專利技術(shù)的范圍。如附圖1所示為本專利技術(shù)強(qiáng)剪切擠出機(jī)的強(qiáng)剪切部分螺桿與料筒配合的結(jié)構(gòu)示意圖。其中I和II通過(guò)反向螺紋連接組成強(qiáng)剪切螺桿，2為螺桿上的右旋螺棱。III和IV通過(guò)螺紋連接組成強(qiáng)剪切料筒，1為料筒內(nèi)壁開(kāi)的直槽，3為料筒的內(nèi)齒結(jié)構(gòu)。本專利技術(shù)為了便于說(shuō)明結(jié)構(gòu)，在此以兩段螺桿與兩段料筒一個(gè)內(nèi)齒結(jié)構(gòu)作為實(shí)施例，螺桿與料筒長(zhǎng)度均為140mm。本專利技術(shù)的范圍包括多段螺桿和多段料筒的組合體，需要在對(duì)應(yīng)的螺桿及料筒后加工螺紋以實(shí)現(xiàn)后續(xù)部分連接。當(dāng)螺桿與料筒節(jié)數(shù)加大時(shí)，安裝時(shí)應(yīng)該按照螺桿-料筒-螺桿-料筒的順序或者料筒-螺桿-料筒-螺桿的順序依次安裝，此時(shí)強(qiáng)剪切段中內(nèi)齒數(shù)增多，強(qiáng)剪切效果更好。料筒外徑≥90mm。如附圖2所示為螺桿I部分的半剖視圖，4為強(qiáng)剪切螺桿上與料筒內(nèi)齒配合的螺棱間斷部位。5為I部分螺桿上開(kāi)的反向內(nèi)螺紋。如附圖3所示為螺桿II部分示意圖，6為與I部分螺桿上的反向螺旋孔連接的反向螺旋頭。如附圖4所示為強(qiáng)剪切段料筒的剖視圖。2為該料筒的直線螺槽。3為該料筒上的內(nèi)齒結(jié)構(gòu)。如附圖5所示為強(qiáng)剪切料筒III部分的示意圖，7為右旋外螺紋，與下一段料筒實(shí)現(xiàn)連接。此處螺紋大徑80mm，小徑75mm。如附圖6所示為強(qiáng)剪切料筒IV部分的示意圖，8為右旋內(nèi)螺紋，與III部分料筒實(shí)現(xiàn)連接，此處螺紋大徑80mm，小徑75mm。本實(shí)施方式料筒內(nèi)槽為直槽，同時(shí)可以根據(jù)本專利技術(shù)人之前專利技術(shù)的強(qiáng)剪切力化學(xué)反應(yīng)器選擇反向螺旋槽。本強(qiáng)剪切段主要根據(jù)料筒內(nèi)齒3的兩個(gè)側(cè)端面與螺桿螺棱的斷面之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪切。螺桿轉(zhuǎn)速為200-600r/min，電機(jī)功率22kw，加工原本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，包括螺桿螺棱和料筒螺槽結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述螺桿螺棱是螺旋線型結(jié)構(gòu)，所沿軸向方向每60mm被20mm寬的料筒內(nèi)齒間隔一次；所述料筒螺槽是螺線型或直線型結(jié)構(gòu)，所沿軸線方向每60.25mm被19.5mm長(zhǎng)的內(nèi)齒隔斷一次；所述螺桿螺棱和料筒螺槽的頭數(shù)均為10，寬度分別為3mm和4mm，螺桿螺棱的高度與料筒螺槽的深度分別為4mm和2mm；若料筒開(kāi)設(shè)螺旋槽，則料筒螺槽與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反，螺桿螺棱與料筒螺槽的斷面形狀均為等腰梯結(jié)構(gòu)；料筒外徑≥90mm。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，包括螺桿螺棱和料筒螺槽結(jié)構(gòu)；其特征在于：所述螺桿螺棱是螺旋線型結(jié)構(gòu)，所沿軸向方向每60mm被20mm寬的料筒內(nèi)齒間隔一次；所述料筒螺槽是螺線型或直線型結(jié)構(gòu)，所沿軸線方向每60.25mm被19.5mm長(zhǎng)的內(nèi)齒隔斷一次；所述螺桿螺棱和料筒螺槽的頭數(shù)均為10，寬度分別為3mm和4mm，螺桿螺棱的高度與料筒螺槽的深度分別為4mm和2mm；若料筒開(kāi)設(shè)螺旋槽，則料筒螺槽與螺桿螺棱的旋轉(zhuǎn)方向相反，螺桿螺棱與料筒螺槽的斷面形狀均為等腰梯結(jié)構(gòu)；料筒外徑≥90mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)剪切擠出機(jī)的螺桿與料筒結(jié)構(gòu)，其特征在于：...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳占春，王飛，李紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：太原理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：山西,14