CN101774269A - 一种高速pb管材单螺杆 - Google Patents

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蔡炳然
李国珍
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Abstract

本发明提供了一种高速PB管材单螺杆，包括加料段、分离型熔融段、以及混炼型挤出段，所述分离型熔融段设置有一个主螺棱和两个副螺棱，所述加料段的螺槽深度为7mm~8mm，所述主螺棱的导程为105mm~110mm，所述副螺棱导程分别为107mm和84mm。本发明解决了现有PB管材螺杆在高速下生产率难以提高、塑化质量也不佳、熔体温度过高的现象，得到了塑化质量好、生产率高(300Kg/小时)的PB熔融塑料。

Description

一种高速PB管材单螺杆
技术领域
本发明属于塑料管材生产设备的挤出螺杆制造领域，特别是涉及一种高速PB管材单螺杆。
背景技术
当前，塑料挤出机单螺杆设计总的趋势是通过提高螺杆转速和适当在加深螺槽深度来提高生产率，通过采用各种混炼段、通过改变螺杆的结构或加大螺杆的长径比等来保证在提高生产率的同时在合适的挤出温度下得到均匀塑化的、稳定的挤出质量。这类螺杆是在螺杆上采用各种混炼段或混炼元件或改变螺杆结构以有别于普通三段式螺杆。
如中国专利申请号为01201356的实用新型专利公开了一种高性能塑料软制品的混炼型单螺杆挤出机，它是在挤出机螺杆的计量段上制有菱形块的混炼头，在机筒加料段装设了开V型槽的套筒，并在套筒进料口沿制有前后倾角，还在套筒与料斗座之间制有冷却水套。其结构新颖、设计合理、所加工的产品质量稳定、节能高效。适于直接用粉料制造SPVC制品及各种高性能塑料软制品的混炼挤出成型，是一种新型的单螺杆挤出机械。
又如中国专利申请号为200820201819.4的实用新型公开了一种PE高效混炼精密注射螺杆，包括杆体，杆体上设置有送料螺纹，所述杆体的前端依次设置有屏障混炼段和销钉混炼段；该实用新型通过对入料段和压缩段进行优化，使其在加工PE时发挥最好的作用，在进入螺杆前端之前，PE已经得到良好的熔融和排气，只剩下极少的未熔固体料，当物料进入屏障混炼段时，可得到固液分离的效果，使未熔固体料不能通过，已熔液得到较高的剪切，加速熔融，进入销钉混炼段后，销钉可对物料进行撕裂和解取向，使物料的各项性质一致，减少结晶。
又如中国专利申请号为200820201816.0的实用新型公开了一种双屏障高效混炼螺杆，包括杆体，杆体上设置有主螺纹，沿主螺纹的旋进方向依次设置有第一副螺纹和第二副螺纹，其中第一副螺纹与第二副螺纹的螺距大于主螺纹的螺距，且第一副螺纹的首尾两端分别与主螺纹之间具有一定的轴向距离，第二副螺纹的首尾两端分别与主螺纹相交；第一副螺纹和第二副螺纹的螺棱高度比主螺纹的螺棱高度低；该实用新型是基于固液分离的理论，使熔融的熔体和未熔的固体分离开来，使固体继续承受剪切并从熔胶筒吸热，增进熔融速度，最终达到提高熔融速度、提升熔体温度均匀性、塑化均匀、混合效果好的目的。
再如中国专利申请号为200820204536.5的实用新型提供一种PE塑料管材高产挤出螺杆，采用三段式结构，依次为加料段、熔融段、挤出段，加料段采用单头螺纹结构，熔融段采用双头螺纹的分离型结构，挤出段采用混炼型结构。加料段采用单头螺纹的结构，有利于物料的高速稳定输送；熔融段采用双头螺纹的分离型结构，有利于物料的熔融塑化；挤出段采用混炼型的结构，有利于物料的混炼和高产挤出，产量可达350～400kg/h。
上述现有技术均是技术较为先进的螺杆设备，然而随着螺杆的高转速，使得塑料与机筒的摩擦力大大增加，加料区产生了高压，由于高压和高摩擦的影响，在机筒加料段产生了大量的摩擦热，这些摩擦热有可能使加料段的塑料熔化，产生的熔料渗入到固体塑料中，破坏了固体输送，降低了输送效率。所以现有PB管材螺杆存在高速下生产率难以提高、塑化质量也不佳、熔体温度过高的现象，无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，转速高，而且高效高质量的PB管材单螺杆。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：
一种高速PB管材单螺杆，包括加料段、分离型熔融段、以及混炼型挤出段，所述分离型熔融段设置有一个主螺棱和两个副螺棱，所述加料段的螺槽深度为7mm~8mm，所述主螺棱的导程为105mm~110mm，所述副螺棱导程分别为107mm和84mm。
上述技术方案中，所述加料段至分离型熔融段的固体输送螺槽(3)的螺槽深度为7mm。
所述分离型熔融段从进料方向起依次包括分离型螺杆固相槽(4)、分离型螺杆液相槽(5)、和分离型螺杆计量段螺槽(6)。
所述分离型熔融段的液相槽深为12mm。
所述混炼型挤出段设有6~12排销钉。
进一步地，设置在所述混炼型挤出段的每排销钉为8~12个。
所述螺杆与套设在其外表面的机筒之间的间隙为0.4mm～0.5mm。
本发明解决了现有PB管材螺杆在高速下生产率难以提高、塑化质量也不佳、熔体温度过高的现象。与普通三段式螺杆相比，通过改变螺杆的结构，优化了混炼段，加深了螺槽的深度，配合增强固体磨擦的衬套，保持固体塑料在高速下的输送能力稳步增长，通过改变螺杆与机筒的间隙，使挤出熔体温度控制在正常范围内。在相同的长径比和相同的螺杆直径(Φ60mm)下，能够在高转速下(250转/分钟)运行，得到了塑化质量好、生产率高(300Kg/小时)的PB熔融塑料。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，其中图1(a)为本发明的结构主视图，图1(b)为本发明的混炼型螺杆头部截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的结构如附图1所示，依次包括键槽1、密封螺纹2、固体输送段3、分离型螺杆固相槽4、分离型螺杆液相槽5、分离型螺杆计量段螺槽6、混炼型螺杆头部7、以及混炼型螺杆头部销钉结构8，所述键槽1和密封螺纹2作为螺杆的安装部件，与现有技术相同，所述固体输送段3作为螺杆的加料段，所述分离型螺杆固相槽4、分离型螺杆液相槽5和分离型螺杆计量段螺槽6作为螺杆的熔融段，所述混炼型螺杆头部7作为挤出段，其设有多排销钉结构8，每排销钉包括沿圆周均匀分布的八个销钉。
与现有的螺杆相比，本发明优化了螺棱的导程和螺槽深度，优化了螺杆混炼段结构，增强了混炼效果。
由于分离型螺杆具有较深的螺槽，因而有较小的剪切速度梯度，在高速下熔料便不易分解；螺杆头部的销钉能打乱料流、减少温度波动和压力波动，提高挤出质量，在增大螺杆转速提高产量的同时保证固相在螺杆上全部及时熔化。
本发明将加料段至分离型熔融段的固体输送螺槽深度细化，深度由现有的5.5mm变成7mm，经衬套高压缩出来的固体进行压力释放，以利于平稳地进入分离段。
本发明优化分离型熔融段的主、副螺棱导程，主螺棱由单一导程105mm~110mm组成，副螺棱导程由107mm和84mm二段组成，使分离段的液相螺槽容积由小逐渐变大，而固相容积由大逐渐变小，使固、液转变容积处于一种相对平衡的状态，便于固相槽内的熔体及时分离出来。
本发明优化分离型熔融段的液相槽深，将现有的9mm加深到12mm，增加液相容积，减少分离的背压，有利于熔体从固相分离出来。
本发明优化螺杆与机筒的间隙，间隙从现有的0.2mm增加到0.4mm～0.5mm，减少螺杆与机筒在高速时的磨擦热，降低熔体在分离型熔融段和挤出段的温升。
本发明将现有螺杆混炼头每排只有5～6个销改为8个销，细化了熔体料流，增强了混炼效果。

Claims (7)

1.一种高速PB管材单螺杆，包括加料段、分离型熔融段、以及混炼型挤出段，所述分离型熔融段设置有一个主螺棱和两个副螺棱，其特征在于所述加料段的螺槽深度为7mm~8mm，所述主螺棱的导程为105mm~110mm，所述副螺棱导程分别为107mm和84mm。
2.根据权利要求1所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于所述加料段至分离型熔融段的固体输送螺槽(3)的螺槽深度为7mm。
3.根据权利要求1或2所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于所述分离型熔融段从进料方向起依次包括分离型螺杆固相槽(4)、分离型螺杆液相槽(5)、和分离型螺杆计量段螺槽(6)。
4.根据权利要求3所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于所述分离型熔融段的液相槽深为12mm。
5.根据权利要求1所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于所述混炼型挤出段设有6~12排销钉。
6.根据权利要求5所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于设置在所述混炼型挤出段的每排销钉为8~12个。
7.根据权利要求1所述的高速PB管材单螺杆，其特征在于所述螺杆与套设在其外表面的机筒之间的间隙为0.4mm～0.5mm。
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