CN100563999C - 木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塑料加工机械中的木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机，包括动力源、减速齿轮箱、螺杆机筒副、机架和加料桶，动力源通过减速齿轮箱与螺杆机筒副中的螺杆连接，加料桶与螺杆机筒副中的机筒连通，螺杆安装于机筒中，在机筒上位于加料口下部和紧邻段上装有冷却降温装置使得该两段为冷却段，在其后各段上装有加热装置使得该其余段为加热段；在机筒上只设有一个排气口；安装于机筒内的螺杆为锥形双螺杆且带有混合段，同时机筒和螺杆长径比大于30。本发明在排气口之前，木塑复合材料能够在较低的温度下、输送、压缩、加热、塑化；塑料能够在完全塑化后，在排气口之前完全包裹加热了的木粉，并与木粉混合均匀；连续向下旋转的双螺杆真空排气防溢料装置能够既排气，又永不溢料。
Description
技术领域：
本发明属于塑料机械技术领域，特别是涉及塑料的复合材料的专用挤出装置。
背景技术
目前，在国内外木塑复合材料挤出设备方面，大部分流行的锥形双螺杆挤出机主要是为PVC塑料设计的，都不是专门为木塑复合材料设计和制造的。而木塑复合材料与其他纯塑料材料的挤出，以及其他塑料复合材料的挤出有很大的差异：即木塑复合材料中大量的木粉、或其他天然纤维材料可能含有大量水分，还有其他易在高温下分解的物质。同时，木粉也不可以熔化。现有的锥形双螺杆挤出机长径比都在22∶1左右。所以，现有的锥形双螺杆挤出机在挤出木塑复合材料时，在低温下，挤出机长径比不够，塑料在排气口前不能充分塑化，并与木粉混合均匀，导致木粉在排气口溢出，整个挤出过程不稳定；排气口下游长径比仍然不够，塑料仍可能不能塑化，木粉与塑料最终的混合体出现木粉结团，木粉的水分仍然存在，产品质量低下的等严重问题。目前的锥形双螺杆挤出机都是第一段只加热，不制冷。对于木塑复合材料挤出，这将加剧木粉或其他纤维材料的过热、分解等问题。
排气口之前高温加热(＞230℃)下，木粉或其他纤维都会出现降解、严重气化、烧焦等问题。
再如，美国CINCINNATI MILACRON公司生产的锥形双螺杆挤出机96/202是目前世界上最大的锥形双螺杆挤出机，用于木塑复合材料生产时，其最大产量是650到1180公斤/小时。其长径比(螺杆小头外径与螺杆的有效长度之比)是30∶1，有2个排气口。在第一段排气时，塑料复合材料仍然可能没有塑化，汽缸式排气装置间隙式向下运动，不能保证永不溢料，所采用的螺杆设计与常规PVC螺杆设计没有多少差别，不能保证塑化的均匀性，等等。
发明内容
本发明目的是设计一种完全彻底解决了木塑复合材料挤出中出现的木粉或其他纤维材料过热分解、原料不能充分塑化、材料各组分混合不均匀、木粉在排气口溢出、挤出过程不稳定等问题的木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机。
具体地说，木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机，包括动力源、减速齿轮箱、螺杆机筒副、机架和加料桶，动力源通过减速齿轮箱与螺杆机筒副中的螺杆连接，加料桶与螺杆机筒副中的机筒连通，螺杆安装于机筒中，其改进之处是：在机筒上位于加料口下部和紧邻段上装有冷却降温装置使得该两段为冷却段，在其后各段上装有加热装置使得该其余段为加热段；在机筒上只设有一个排气口；安装于机筒内的螺杆为锥形双螺杆且带有混合段，同时机筒和螺杆长径比大于30。
机筒长径比在30以上，内孔大小头直径分别为是206和98毫米；带有特殊混合段等的螺杆长径比在30以上，大小头直径分别为206和98毫米。
在排气口上装有一个真空排气防溢料装置。
该真空排气防溢料装置包括电机和小螺杆副，小螺杆副由双螺杆和外筒构成并且双螺杆和电机输出轴连接，外筒一端与挤出机机筒上的排汽口连通固定。
在加料桶内装有喂料装置，且该喂料装置具有一个垂直向下的螺杆，同时该螺杆由一电机驱动。
发明的优点和效果：发明的锥形双螺杆挤出机长径比在31∶1或以上，并只有一个排气口。所以，在排气口之前，木塑复合材料能够在较低的温度下、输送、压缩、加热、塑化；塑料能够在完全塑化后，在排气口之前完全包裹加热了的木粉，并与木粉混合均匀；连续向下旋转的双螺杆真空排气防溢料装置能够既排气，又永不溢料；整个挤出过程不溢料，加上定制的齿轮箱也保证了挤出过程的稳定；整个生产过程中，既充分排气、又防止了木粉或其他纤维的降解、烧焦问题。特制的带混合段的螺杆还保证了木粉不结团，木粉与塑料能够均匀混合。挤出机第一段既加热又能制冷，控制了木塑材料的温度。再一次避免了木粉或其他纤维材料的过热、分解等问题。
附图说明
图1为本发明挤出机总成结构示意图。
图2为本发明螺杆机筒副装配结构图。
图3为排气口溢料推进机构示意图。
具体实施方式
附图1-3给出了本发明的具体实施方式。木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机，包括动力源1(电动机)、减速齿轮箱2、螺杆机筒副4、机架5和加料桶3，动力源1通过减速齿轮箱2与螺杆机筒副4中的螺杆连接，加料桶3与螺杆机筒副4中的机筒连通，螺杆安装于机筒中，其改进之处是：在机筒上位于加料口下部和紧邻段上装有冷却降温装置使得该两段为冷却段，在其后各段上装有加热装置使得该其余段为加热段；在机筒上只设有一个排气口；安装于机筒内的螺杆为锥形双螺杆且带有混合段，同时机筒和螺杆长径比大于30。机筒长径比在30以上，内孔大小头直径分别为是206和98毫米；带有特殊混合段等的螺杆长径比在30以上，大小头直径分别为206和98毫米。在排气口上装有一个真空排气防溢料装置。该真空排气防溢料装置包括电机3-1和小螺杆副3-2，小螺杆副由双螺杆和外筒构成并且双螺杆和电机输出轴连接，外筒一端与挤出机机筒上的排汽口连通固定。在加料桶3内装有喂料装置，且该喂料装置具有一个垂直向下的螺杆，同时该螺杆由一电机驱动。
本发明的锥形双螺杆挤出机除了常规挤出机的部件之外，主要改进为：1)、长径比在30以上，内孔大小头直径是206和98毫米的机筒；2)、长径比在30以上、大小头直径是206和98毫米的带有特殊混合段等的螺杆；3)、一个永远不溢料、连续向下旋转的双螺杆加上真空排气防溢料装置；4)、专门设计的驱动世界上最大直径锥形双螺杆的齿轮箱；5)、一个垂直向下、带螺杆的喂料装置；6)、第一段采用了加热和冷却同时进行的温度控制段。
本发明锥形双螺杆挤出机88/188和98/206螺杆直径大，长径比大于或等于31∶1，加上配套的一系列优化设计和方案，使挤出机的产量大幅提高，并彻底解决了木塑复合材料挤出中出现的木粉或其他纤维材料过热分解、原料不能充分塑化、材料各组分混合不均匀、木粉在排气口溢出、挤出过程不稳定的问题。我们申请的锥形双螺杆98/206在世界上还没有。两根锥形螺杆的小头直径是98毫米，大头是206毫米。发明的锥形双螺杆挤出机产量可达1000到1700公斤/小时，比MILACRON的高出30％以上。
本发明的制造和使用方法：
锥88/98挤出机的主要部件机筒和螺杆采用双金属结构制做，表面耐磨，耐腐蚀.且螺杆的机械强度高，特别适合于木塑材料的挤出成型，这两种部件的加工不需要特殊设备，加工成本低廉。
该挤出机与木塑专用模具、定型台、牵引机、切割机等设备联合使用，生产出木塑型材.使用时，先开机预加热，同时在料斗中加入木塑颗粒，等到机筒和螺杆温度上升到160℃左右时，开动挤出机，融溶的木塑材料即可通过流道模具被挤出而后通过定型台上的定型模具和冷却水槽形成外形规整的型材.整条生产线在数控设备的控制下连续生产。
Claims (2)
1、木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机，包括动力源(1)、减速齿轮箱(2)、螺杆机筒副(4)、机架(5)和加料桶(3)，动力源(1)通过减速齿轮箱(2)与螺杆机筒副(4)中的螺杆连接，加料桶(3)与螺杆机筒副(4)中的机筒连通，螺杆安装于机筒中，其特征是在机筒上位于加料口下部和紧邻段上装有冷却降温装置使得该两段为冷却段，在其后各段上装有加热装置使得该其余段为加热段；在机筒上只设有一个排气口；安装于机筒内的螺杆为锥形双螺杆且带有混合段，同时机筒和螺杆长径比大于30；机筒长径比在30以上，内孔大小头直径分别为是206和98毫米；带有特殊混合段等的螺杆长径比在30以上，大小头直径分别为206和98毫米；在排气口上装有一个真空排气防溢料装置；在排气口上所装的一个真空排气防溢料装置包括电机(3-1)和小螺杆副(3-2)，小螺杆副由双螺杆和外筒构成并且双螺杆和电机输出轴连接，外筒一端与挤出机机筒上的排汽口连通固定。
2、根据权利要求1所述的木塑复合材料专用锥形双螺杆挤出机，其特征是加料桶(3)内装有喂料装置，且该喂料装置具有一个垂直向下的螺杆，同时该螺杆由一电机驱动。
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