CN101932415A - 捏合度调节装置、挤压机、以及连续捏合机 - Google Patents

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Abstract

即使不使闸板部件和圆筒段接近到有可能发生金属接触的距离,也将捏合度的调节范围扩大。捏合度调节装置是设在具备捏合螺杆的捏合处理设备中、用来调节材料的捏合度的捏合度调节装置,所述捏合螺杆在规定部位上形成有圆筒段、将材料一边向下游侧输送一边捏合捏合捏合捏合捏合,具备闸板部件,所述闸板部件具有与上述圆筒段的外周面相对向的对置面,并以使该对置面相对于上述圆筒段的外周面接近或远离的方式移动,使形成在该对置面与上述圆筒段的外周面之间的材料流路的面积变化;在上述外周面与上述对置面上,设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部。

Description

捏合度调节装置、挤压机、以及连续捏合机
技术领域
本发明涉及捏合度调节装置、挤压机、以及连续捏合机。
背景技术
一般,塑料化合物等的复合树脂材料通过将作为母材的高分子树脂的颗粒或粉体、和添加物供给到挤压机或连续捏合机的桶内、一边通过插通在桶内的捏合螺杆将这些母材和添加物捏合一边向下游侧输送来制造。这些挤压机或连续捏合机中的材料的捏合度越是使材料停滞在桶内的捏合部中使捏合时间变长则越高。因此,在以往的挤压机或连续捏合机中,在捏合部的下游侧设有具备阻拦材料的闸板部件的捏合度调节装置。
作为这样的捏合度调节装置,已知有例如在下述专利文献1中公开的结构。该捏合度调节装置在捏合螺杆的轴向的中途部具备形成为圆筒状的谷径部(圆筒段)。并且,在桶中的对应于该谷径部的轴向位置上,设有相对于谷径部接近远离自如的闸板部件。
如果使该闸板部件接近于谷径部,则材料通过的流路面积变小而材料难以流到下游侧,随之材料停滞在捏合部,捏合度变高。此外,如果使闸板部件远离谷径部(圆筒段),则材料变得容易流动,材料的捏合度变低。即,在专利文献1的捏合度调节装置中,通过闸板部件使材料流路开闭来调节捏合度。
近年来,为了对应于各种复合树脂材料,想要使捏合度的调节范围比以往的捏合度调节装置的调节范围大的要求强烈。在以往的捏合度调节装置中,由于闸板部件的开闭范围由与桶径的关系决定,所以降低捏合度的下限是困难的。因此,增大捏合度的调节范围需要使捏合度的调节范围的上限比以往的捏合度调节装置高,为此,需要能够使闸板部件相对于圆筒段更接近。
但是,在专利文献1的捏合度调节装置中,如果使闸板部件过于接近圆筒段,则有可能闸板部件金属接触在圆筒段上。如果发生金属接触,则有可能闸板部件或圆筒段异常磨损、或因烧伤等的污染发生捏合品质的下降。因此,在专利文献1的捏合度调节装置中,不能使闸板部件以现状的规定的距离以上接近于圆筒段,也不能使捏合度的调节范围变大。
专利文献1:实开平5-72425号公报
发明内容
本发明的目的是提供一种能够解决上述问题的捏合度调节装置。
本发明的另一目的是提供一种即使不使闸板部件和圆筒段接近到有可能发生金属接触的距离、也能够扩大捏合度的调节范围的捏合度调节装置。
根据本发明的一个技术方案,捏合度调节装置是设在具备捏合螺杆的捏合处理设备中、用来调节材料的捏合度的捏合度调节装置,所述捏合螺杆在规定部位上形成有圆筒段、将材料一边向下游侧输送一边捏合,具备闸板部件,所述闸板部件具有与上述圆筒段的外周面相对向的对置面,并以使该对置面相对于上述圆筒段的外周面接近或远离的方式移动,使形成在该对置面与上述圆筒段的外周面之间的材料流路的面积变化;在上述外周面与上述对置面上,设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部。
附图说明
图1是具备第1实施方式的捏合度调节装置的挤压机的正面剖视图。
图2是将第1实施方式的捏合度调节装置部分地放大的剖视图。
图3是将第2实施方式的捏合度调节装置部分地放大的剖视图。
图4是将第3实施方式的捏合度调节装置部分地放大的剖视图。
图5是表示在捏合度调节装置的上游侧和下游侧之间发生的压力损失ΔP相对于闸板开度δ的变化的图。
图6是第1实施方式的捏合度调节装置的沿着图2的VI-VI线的剖视图。
图7是其他实施方式的捏合度调节装置的对应于图6的剖视图。
具体实施方式
<第1实施方式>
以下,基于附图说明本发明的第1实施方式。
如图1示意地表示,第1实施方式的捏合度调节装置1设在同向旋转啮合型的双轴挤压机2(以下有时单称作挤压机2)。该挤压机2包含在本发明的捏合处理设备的概念之中。挤压机2具有内部为空洞的桶3、和沿着轴向插入在该有空洞的桶3内的一对捏合螺杆4、4。在挤压机2中,通过捏合螺杆4、4在桶3内旋转,将材料一边捏合一边向下游侧输送。
另外,在以后的说明中,将图1的纸面的左侧设为说明挤压机2时的上游侧,将图1的纸面的右侧设为下游侧。此外,将沿着捏合螺杆4的旋转轴的方向称作说明挤压机2时的轴向,该轴向与图1的纸面的左右方向一致。进而,将与轴向垂直的方向称作轴垂直方向。
桶3形成为沿着轴向较长的筒状。在桶3的内部中,形成有沿着轴向较长的眼镜孔状的空洞部5,在该空洞部5中,旋转自如地插入着一对捏合螺杆4、4。
桶3在轴向上游侧的位置上具有材料供给口6,能够通过该材料供给口6将材料供给到空洞部5中。在桶3中具备电加热器或使用加热的油的加热装置(图示省略),通过材料供给口6供给到空洞部5中的材料被该加热装置加热而成为熔融状态或半熔融状态。
捏合螺杆4插入在桶3的空洞部5中并且左右一对地设置。各个捏合螺杆4具有沿轴向较长的花键轴(图示省略),通过该花键轴将构成捏合螺杆4的多个段部件以串状固定。
在构成捏合螺杆4的段部件中有各种种类的,在捏合螺杆4中,通过将多种段部件组合,在捏合螺杆4的轴向的各个规定范围中形成输送材料的输送部7、将材料捏合的捏合部8、以及将捏合后的材料向下游侧输送的挤压部9等。另外,本实施方式的捏合螺杆4从上游侧起依次具有各1个输送部7、捏合部8及挤压部9。
输送部7由沿轴向配设的多个螺杆段10构成。螺杆段10具备沿轴向以螺旋状扭转的螺杆螺纹,通过螺杆螺纹随着该螺杆段10的旋转而旋转,将材料从上游侧向下游侧输送。
捏合部8由沿轴向配设的多个(在本实施方式中是3个)转子段11构成。这些转子段11具有多个(在本实施方式中是两条)都在轴向上以螺旋状扭转的捏合用螺纹12。通过捏合用螺纹12随着该捏合部8的旋转而旋转,材料通过捏合用螺纹12的刀片部与桶3的内壁面之间的刀片间隙,由此将材料剪断(捏合)。另外,在本实施方式中,例示了仅由具有将材料向下游侧输送的方向的正的扭转角的转子段11构成的捏合部8,但可以将捏合部8通过多个捏合盘段构成、或通过转子段11和捏合盘段两者构成。此外,在捏合部8中,也可以附加具有扭转角为0或负的捏合用螺纹的转子段。
挤压部9与输送部7同样具有多个具备以螺旋状扭转的螺杆螺纹的螺杆段10,这些多个螺杆段10沿轴向排列配设。并且,挤压部9的螺杆段10越是位于下游则段长越小。因此,在挤压部9中,越是向下游侧行进,使材料的移动速度(输送速度)越低,能够对材料加压。
接着,对捏合度调节装置1进行说明。
如图2所示,本实施方式的捏合度调节装置1在捏合部8的下游侧、并且相邻于该捏合部8的位置上设置。
捏合度调节装置1通过使与捏合螺杆4中具备的圆筒段13的外周面15相对向的闸板部件14的对置面20相对于该圆筒段13的外周面15接近远离,使形成在闸板部件14的对置面20与圆筒段13的外周面15之间的流路的面积变化,由此调节材料的捏合度。并且,在本实施方式的捏合度调节装置1中,在圆筒段13的外周面15和闸板部件14的对置面20上,相对置地设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部。
具体而言,捏合度调节装置1具备闸板部件14和驱动机构19,捏合螺杆4在捏合部8与挤压部9之间具备圆筒段13。
圆筒段13形成为与捏合螺杆4同轴的圆筒形状,并且与位于其上游侧的捏合部8的转子段11及位于下游侧的挤压部9的螺杆段10相比形成为小径。圆筒段13的外周面形成为使与轴向垂直的截面成为以捏合螺杆4的旋转轴为中心的圆形状。在该外周面15上,形成有后面详细说明的凹部16。
闸板部件14形成为板状,并且在轴垂直方向上(在图2中沿上下)相对而设有一对。闸板部件14插通在沿轴垂直方向贯通于桶3上而形成的导引孔中,该闸板部件14沿着该导引孔移动自如。在导引孔中,有在桶3中的轴垂直方向上相对于捏合螺杆4形成在一侧的位置上的第1导引孔17、和在桶3中的轴垂直方向上相对于捏合螺杆4形成在另一侧的位置上的第2导引孔18。并且,在闸板部件14上,有安装在第1导引孔17中的第1闸板部件14a、和安装在第2导引孔18中的第2闸板部件14b。
在这些闸板部件14a、14b上,如图1所示,连接着驱动机构19。驱动机构19具有由电动马达构成的驱动部、上侧齿轮机构、下侧齿轮机构、传动机构、上侧螺纹机构19a、和下侧螺纹机构19b。驱动部的电动马达具有沿水平方向延伸的旋转轴部,该旋转轴部连接在上侧齿轮机构上,并且经由传动机构连接在下侧齿轮机构上。在上侧齿轮机构上连接着上侧螺纹机构19a,该上侧螺纹机构19a安装在第1闸板部件14a的上部。此外,在下侧齿轮机构上连接着下侧螺纹机构19b,该下侧螺纹机构19b安装在第2闸板部件14b的下部。并且,将通过驱动部的驱动而旋转的旋转轴部的绕水平轴的旋转力通过上侧齿轮机构变换为绕垂直轴的旋转力之后,施加在上侧螺纹机构19a上,该上侧螺纹机构19a通过该施加的旋转力使第1闸板部件14a沿上下(轴垂直方向)移动。另一方面,将上述旋转轴部的绕水平轴的旋转力也经由传动机构传递给下侧齿轮机构。将传递到该下侧齿轮机构的旋转力通过该下侧齿轮机构变换为绕垂直轴的旋转力之后,施加在下侧螺纹机构19b上,该下侧螺纹机构19b通过该施加的旋转力使第2闸板部件14b沿上下(轴垂直方向)移动。
这样,通过由驱动机构19使各闸板部件14a、14b沿轴垂直方向运动,相对于圆筒段13的外周面15,与其对置的一对闸板部件14a、14b的对置面分别接近、远离。即,在图2中,在第1闸板部件14a的下端侧及第2闸板部件14b的上端侧,分别形成有与圆筒段13的外周面15相对向的对置面20。该两闸板部件14a、14b的各对置面20形成为当两闸板部件14a、14b最接近于圆筒段13时与轴向垂直的截面成为以捏合螺杆4的旋转轴为中心的圆弧状的形状。并且,两闸板部件14a、14b的各对置面20配合两闸板部件14a、14b向相互接近的方向移动而分别接近于圆筒段13的外周面15,另一方面,配合两闸板部件14a、14b向相互远离的方向移动而从圆筒段13的外周面15远离。
因此,形成在闸板部件14的对置面20与圆筒段13的外周面15之间的间隙Δ根据闸板部件14相对于圆筒段13的接近、远离的程度而变化,同时,由间隙Δ形成的材料流路的面积、即流路的与轴向垂直的方向的截面积也变化。另外,上述间隙Δ为了防止闸板部件14与圆筒段13的金属接触而设定为螺杆直径D的1%以上。
因而,在闸板部件14的对置面20最接近于圆筒段13的外周面15的状态(以下称作闸板关闭状态)下,间隙Δ成为最小值。如果间隙Δ成为最小值,则流路阻力上升,材料变得不易向下游流动。结果,捏合部8进行的材料的捏合进展,材料的捏合度变高。另一方面,在闸板部件14的对置面20从圆筒段13的外周面15最远离的状态(以下称作闸板打开状态)下,与上述接近状态相反,间隙Δ变大。在此状态下,材料不滞留而向下游流动,材料的捏合度也变低。
这样,在捏合度调节装置1中,通过使闸板部件14相对于圆筒段3接近、远离,使上述间隙Δ变化,使材料通过的流路的面积变化,由此调节材料的捏合度。
在捏合度调节装置1中,为了比以往的捏合度调节装置提高闸板关闭状态时的材料的捏合度,将形成在闸板部件14的对置面20与圆筒段13的外周面15之间的材料流路通过在这些对置面20与外周面15上形成相对置的凸凹部而形成为弯曲状。
更具体地讲,在本实施方式中,在圆筒段13的外周面15上,形成绕捏合螺杆4的旋转轴以环状凹陷的凹部16,并且在闸板部件14的对置面20上,在与上述凹部16相对向的位置上形成凸部21,在闸板关闭状态时,凸部21进入到凹部16之中,在两者之间形成相对于轴向弯曲的流路。
这样,在上述流路中材料蜿蜒流动,结果,与材料沿轴向直线流动的情况相比,能够提高流路阻力。
凹部16是圆筒段13的外周面15的一部分(在本实施方式的情况下是轴向的中央部)在轴垂直方向上凹陷的结构。凹部16绕捏合螺杆4的旋转轴形成为环状。换言之,凹部16形成在圆筒段13的外周面15的周向的整个区域。并且,在本实施方式中,凹部16形成为沿圆筒段13的周向连续的环状槽。
如图2所示,凹部16具备与圆筒段13的外周面15平行的底面22。在该底面22的上游侧和下游侧分别形成有侧面23。该一对侧面23、23分别形成为相对于轴向大致垂直的平面状。
凸部21是闸板部件14的对置面20的轴向的一部分在轴垂直方向上突出的结构。该凸部21具有当闸板部件14的对置面20接近于圆筒段13的外周面15时能够进入到凹部16之中的形状。具体而言,在本实施方式中,凸部21形成为在对置面20的周向上连续的凸缘状。另外,所谓凸部21形成为凸缘状,不仅意味着包括形成为遍及周向连续的凸缘的情况、还包括多个突起经由缝隙在周向上排列形成的情况。但是,在此情况下,上述多个突起及缝隙形成为在闸板关闭状态时缝隙形成的流路的开口面积的和比没有设置上述凹部16及上述凸部21的情况下的闸板关闭状态时的流路的面积小。
如图2所示,凸部21的轴向长度比上述圆筒段13的凹部16的轴向长度短,并且在轴向上设在对应于凹部16的位置上,能够嵌入到凹部16中。
此外,如图2所示,凸部21具备与凹部16的底面22平行的突端面24,在闸板关闭状态下使突端面24距凹部16的底面22隔开一定距离。该突端面24与底面22之间的间隙为了防止闸板部件14与圆筒段13的金属接触而设定为螺杆直径的1%~3%的大小。在闸板关闭状态下,材料在该间隙中沿着轴向流动。即,通过该间隙,形成凹部16与凸部21之间的材料的第1流路。
此外,如图2所示,凸部21具备分别相邻地设在突端面24的上游侧和下游侧的凸部侧面25。该一对凸部侧面25、25相对于轴向分别垂直地形成。该各凸部侧面25与凹部16的对应的各侧面23平行地形成,距该对应的侧面23隔开相当于螺杆直径的1%~5%的一定间隔分别配设。因此,在闸板关闭状态时,在凹部16的各侧面23与对应的凸部侧面25之间在轴垂直方向上分别形成间隙,这些间隙形成凹部16与凸部21之间的材料的第2流路。
上述第1流路和第2流路的形成方向相互正交。因此,交替地经由第1流路和第2流路流动的材料整体上通过相对于轴向弯曲的路径,与材料沿着轴向直线地流动的情况相比流路阻力变大。
凸部21的突出高度、即突端面24从对置面20中的除了凸部21以外的部分沿轴垂直方向离开的距离设定为比闸板部件14最接近于圆筒段13时的闸板部件14与圆筒段13之间的间隙Δ、即间隙Δ的最小值大的值。在本实施方式的情况下,间隙Δ的最小值是螺杆直径的1%~3%的值,凸部21的突出高度设定为比该间隙Δ的最小值大的值、具体而言设定为螺杆直径的2%~5%的值。由此,在闸板关闭状态时,凸部21的突端面24越过圆筒段13的外周面15而进入到凹部16之中。起因于此,防止材料在凸部21与凹部16之间沿着轴向直线地穿过,材料绕过凸部21而可靠地蜿蜒流动。结果,能够使流路阻力变大。
接着,对本实施方式的捏合度调节方法进行说明。
本实施方式的捏合度调节方法如以下这样进行。
首先,如图1及图2所示,将从输送部7输送来的材料通过设在输送部7的下游侧的捏合部8捏合。接着,在该捏合时,通过捏合度调节装置1进行捏合度的调节。
在想要提高捏合度的情况下,使闸板部件14的对置面20接近于圆筒段13的外周面15、即成为闸板关闭状态。此时,在闸板部件14的对置面20与圆筒段13的外周面15之间形成上述间隙Δ。由于该间隙Δ形成在沿着轴向形成的外周面15与对置面20之间,所以材料在该间隙Δ内沿着轴向直线地流动。并且,由于如上述那样凸部21的突出高度设定为间隙Δ以上,所以流动到凸部21的材料碰撞在凸部侧面25上。然后,材料以第2流路、第1流路、第2流路的顺序在这些流路中蜿蜒流动。因此,与材料沿着间隙Δ在轴向上直线流动的情况相比,流路阻力变大。并且,起因于此,材料滞留在捏合部8中而不易流到下游侧,结果,材料的捏合度变高。
另一方面,在想要降低捏合度的情况下,使闸板部件14的对置面20从圆筒段13的外周面15离开而成为闸板打开状态。在该闸板打开状态下,使闸板部件14后退到该对置面20成为与桶3的内周面大致同面的位置。此时,由于凸部21从闸板部件14的对置面20朝向桶3的内侧突出,所以通过该凸部21使流路面积稍稍变小。但是,在闸板部件14从圆筒段13远离的状态下,凸部21带来的流路面积的减少量相对于整体的流路面积很小,因此,即使在闸板部件14的对置面20上设有凸部21,也几乎不给材料的捏合度带来实质性的影响。因此,在本实施方式的捏合度调节装置1中,材料的捏合度的下限与材料沿着轴向直线流动的情况几乎没有变化。
以上,在闸板关闭状态下,材料沿轴向蜿蜒流动,与材料沿着轴向直线流动的情况相比,材料的捏合度变高,另一方面,在闸板打开状态下,材料的捏合度与材料沿着轴向直线流动的情况几乎没有变化。因此,在本实施方式的捏合度调节装置1中,能够扩大捏合度的调节范围。
<第2实施方式>
接着,参照图3对第2实施方式的捏合度调节装置1进行说明。
第2实施方式的捏合度调节装置1与第1实施方式不同的点是,凸部21在闸板部件14上沿轴向排列而形成有多个,并且凹部16在圆筒段13上沿轴向排列而形成有多个。
即,在第2实施方式的闸板部件14的对置面20上沿轴向排列形成有多个(在本实施方式中是两个)凸部21,在圆筒段13的外周面15上对应于多个凸部21而形成有相同数量的凹部16。
通过这样分别设置多个凸部21及凹部16,形成在闸板部件14的对置面20与圆筒段13的外周面15之间的材料流路比第1实施方式更剧烈地蜿蜒。结果,能够使流路阻力比第1实施方式增加,能够遍及更大的范围调节材料的捏合度。
另外,第2实施方式的捏合度调节装置1的上述以外的机构与第1实施方式是同样的。由此,对于上述以外的结构省略说明。
<第3实施方式>
接着,参照图4对第3实施方式的捏合度调节装置1进行说明。
第3实施方式的捏合度调节装置1与第1实施方式不同的点是,形成有凸部21的部件与形成有凹部16的部件与第1实施方式的情况相反。
即,在第3实施方式的捏合度调节装置1中,凸部21形成在圆筒段13的外周面15上,凹部16形成在闸板部件14的对置面20上。该凹部16配置在闸板部件14的对置面20上对应于凸部21的轴向位置上。
另外,第3实施方式的捏合度调节装置1的上述以外的机构与第1实施方式是同样的。由此,对于上述以外的结构省略说明。
实施例
以下,利用实施例及比较例,对有关本实施方式的捏合度调节装置1给材料的捏合度带来的效果进行说明。
在实施例及比较例中使用的挤压机2是将一对捏合螺杆4(最大旋转外径为72mm、全长为2100mm)在桶3内以双轴啮合的状态装备的同向旋转型的双轴挤压机2。在实施例及比较例中,将材料(PP类树脂)在240℃的桶3内加热,并且一边使捏合螺杆4以260rpm的转速旋转一边以流量(处理量)500kg/h将该材料捏合。
(比较例)
在该比较例中,捏合螺杆4在其轴向的中途部具备外径为57mm、长度为40mm的圆筒段13,捏合度调节装置1在对应于圆筒段13的轴向位置上具备轴向的长度与圆筒段13相等的闸板部件14。该闸板部件14能够向该圆筒段13接近到距离圆筒段13的外周面15形成1.5mm的间隙的位置。并且,在该比较例中,在圆筒段13上没有形成凹部16,在闸板部件14上没有形成凸部21。
图5是表示在上述捏合条件下将材料捏合的情况下在捏合度调节装置1的上游侧和下游侧之间产生的压力损失ΔP相对于闸板开度δ、即闸板部件14的开度捏合的变化的图。压力损失ΔP与由捏合度调节装置1对材料施加的比能及材料的滞留时间成比例,所以可以作为捏合度的指标使用。因此,这里在捏合度的指标中使用在捏合度调节装置1的上游侧与下游侧之间产生的压力损失ΔP。
另外,图5的横轴所示的闸板开度δ是在设闸板部件14全开的状态下的开度为100%的情况下的将该闸板部件14的开度用百分比表示的值。此外,图5的纵轴所示的压力损失ΔP是在比较例的捏合度调节装置1中设闸板部件14的全闭状态下的压力损失ΔP为100%的情况下的将各开度的压力损失ΔP用百分比表示的值。
该比较例中的压力损失ΔP相对于闸板开度δ的变化、换言之捏合度的变化如下。
即,如图5所示,闸板开度δ为100%时的比较例的压力损失ΔP是P1%。并且,随着闸板开度δ从100%向0%变化,压力损失ΔP逐渐变大,当闸板开度δ为0%时,压力损失ΔP呈现作为比较例的情况下的最大值的P2%。因此,比较例的捏合度调节范围可表示为(P2-P1)%。
(实施例1)
另一方面,在实施例1中,在闸板部件14的轴向中央部,形成有1处朝向内周侧突出高度为3.5mm、轴向的长度为8mm的凸部21,在圆筒段13上对应于凸部21的轴向位置上形成有轴向的宽度为11mm、以3.5mm的深度凹陷的环状的凹部16。另外,关于实施例1的其他结构及实验条件,与比较例是同样的。
该实施例1中的压力损失ΔP相对于闸板开度δ的变化、换言之捏合度的变化如下。
即,如图5所示,开度δ为100%时的实施例1的压力损失ΔP是P1′%。该P1′的值由图5可知,与上述P1的值没有大的差别。因此,闸板部件14全开状态时的材料的捏合度在实施例1的情况和比较例的情况之间没有大的差别,结果可知,即使如实施例1那样在闸板部件14上设置凸部21,也不会给闸板部件14全开状态时的材料的捏合度带来较大影响。
此外,实施例1的压力损失ΔP也随着闸板开度δ从100%向0%变化而逐渐变大。这里,如果着眼于闸板开度δ在整个范围之中较接近于全闭状态的区域、对材料的捏合度的影响较显著的图5的A区域,则可知实施例1的闸板开度δ相对于压力损失ΔP以与比较例大致相等的斜率变化。因此,可以判断在实施例1中闸板开度δ接近于全闭的情况下的捏合度调节装置1的操作性为与比较例的情况大致相同的水平。因此,可以判断出,即使代替比较例的装置而使用实施例1的捏合度调节装置1,在调节捏合度时的装置的操作性方面也不会发生任何问题。
进而,实施例1的压力损失ΔP当闸板开度δ为0%时表示P2′%,为最大。该P2′的值由图5可知,为远高于上述P2的值的值。因此,在闸板部件14全闭状态时的材料的捏合度方面是实施例1的情况大于比较例的情况,结果可以认为,在实施例1的捏合度调节装置1中,能够使闸板部件14为全闭状态时的材料的捏合度高于比较例。
另外,实施例1的捏合度调节范围与比较例的情况同样表示为(P2′-P1′)%。这里,如上所述,P1′≈P1,P2′>P2。因此,为(P2′-P1′)>(P2-P1),在实施例1的捏合度调节装置1中,捏合度调节范围大于比较例的情况。
此外,在上述第2实施方式及第3实施方式的捏合度调节装置1中,也与实施例1同样,能够得到对应于相同的闸板开度δ的压力损失ΔP(捏合度)的值大于比较例的情况的趋势。因此,可以想到对于采用了第2实施方式及第3实施方式的捏合度调节装置1的实施例也能够得到与实施例1同样的结果。另外,关于采用第2实施方式及第3实施方式的捏合度调节装置1的实施例的详细的说明省略。
本发明并不限定于上述实施方式,在不变更发明的本质的范围内能够适当变更各部件的形状、构造、材质、组合等。
在上述实施方式中,作为捏合处理装置而例示了双轴完全啮合型的挤压机2。但是,作为捏合处理装置,也可以使用单轴或3轴以上的挤压机,也可以使用完全啮合型以外的挤压机。此外,在捏合处理装置中,也可以使用连续捏合机。在使用连续捏合机的情况下,也可以不将段部件与花键轴分离,而做成将它们一体形成的捏合螺杆。
此外,捏合螺杆4中的输送部7及捏合部8的配置及数量、还有捏合度调节装置1的配置及数量可以根据材料的种类及捏合的用途而任意地变更,并不限定于第1实施方式~第3实施方式。
在上述实施方式中,例示了在对置面20的周向上连续的凸缘状的凸部21嵌合在连续的环状槽的凹部16中的结构。因此,如果例如举第1实施方式为例,则如图示图2的VI-VI线截面的图6所示,凸部21为在周向上连续的凸缘状。但是,凸部21也可以如图7所示,为具有一定的长度的多个突起经由缝隙在对置面20的周向上排列的结构。
此外,本发明也可以在狭槽型的捏合度调节装置中使用。在此情况下,在捏合螺杆4上形成具有锥面的圆筒部(相当于圆筒段13),设置相对于该圆筒部的外周面(锥面)沿轴向接近远离的闸板部件,并且在该闸板部件上形与上述圆筒部的锥面相对向的锥面(相当于对置面)。并且,通过在这些各锥面上配设凸部和凹部,能够将形成在该两锥面之间的流路形成为弯曲状。
此外,本发明中的流路的弯曲并不限定于以直角弯曲的形态。即,流路弯曲的角度也可以适当设定。例如,也可以将闸板部件14的凸部21形成为使其沿着捏合螺杆4的轴向的截面成为梯形状、并且将圆筒段13的凹部16形成为与其匹配的形状,将这些凸部21与凹部16之间的空间作为流路。此外,也可以将流路中的弯曲的部位局部地做成曲线状。例如,也可以是,由闸板部件14的凸部21的突端面24和凸部侧面25构成的角部、以及由闸板部件14的对置面20和凸部侧面25构成的角部具有圆角,并且由圆筒段13的凹部16的底面22和侧面23构成的角部、及由圆筒段13的外周面15和凹部16的侧面23构成的角部具有圆角,由此流路的弯曲的部位为曲线状。
(本实施方式的概要)
总结本实施方式,为以下这样。
即,有关本实施方式的捏合度调节装置是设在具备在规定部位上形成有圆筒段、并且将材料一边向下游侧输送一边捏合的捏合螺杆的捏合处理设备中、用来调节材料的捏合度的捏合度调节装置,具备闸板部件,所述闸板部件具有与上述圆筒段的外周面相对向的对置面,并以使该对置面相对于上述圆筒段的外周面接近或远离的方式移动,使形成在该对置面与上述圆筒段的外周面之间的材料流路的面积变化;在上述外周面与上述对置面上,设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部。
在该捏合度调节装置中,当使闸板部件最接近于圆筒段时,材料通过形成在闸板部件与圆筒段之间的流路向下游侧流动。并且,在该捏合度调节装置中,由于在圆筒段的外周面与闸板部件的对置面上设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部,所以流路阻力比材料在沿着轴向直线延伸的流路中流动的情况大,材料不易流到下游侧。因此,使闸板部件接近于圆筒段时的材料的捏合度变高,能够使捏合度的调节范围变大。因而,在该捏合度调节装置中,即使不使闸板部件与圆筒段接近到有可能发生金属接触的距离,也能够扩大捏合度的调节范围。
另外,优选的是,在上述外周面和上述对置面中的一个面上设有凹部,该凹部通过使所述一个面的轴向的一部分凹陷而形成、并且该凹部形成在该一个面的周向的整个区域;在上述外周面和上述对置面中的另一个面上,设有具有能够进入到上述凹部之中的形状的凸部;上述流路在上述凸部进入到上述凹部内的状态下形成在该凹部与凸部之间。
如果这样,则在使闸板部件接近于圆筒段而使凸部进入到凹部之中时,在凸部与凹部之间形成弯曲的流路,材料在凸部与凹部之间蜿蜒流动,所以能够使流路阻力变大而提高材料的捏合度。此外,在该结构中,由于在使闸板部件接近于圆筒段时能够使凸部进入到凹部之中,所以能够在避免闸板部件与圆筒段的金属接触的同时,使闸板部件与圆筒段更为接近,结果能够进一步提高材料的捏合度的上限。因而,在该结构中,能够在避免闸板部件与圆筒段的金属接触的同时进一步扩大捏合度的调节范围。
此外,优选的是,上述凸部的突出高度设定为比上述闸板部件最接近于上述圆筒段时的除了上述凸部及上述凹部以外的上述闸板部件的对置面与上述圆筒段的外周面之间的间隙大的值。
如果这样,则在闸板部件最接近于圆筒段时,凸部的前端越过上述间隙而进入到凹部之中,材料流路必然相对于捏合螺杆的轴向弯曲。
另外,优选的是,上述凸部及上述凹部在上述捏合螺杆的轴向上排列而设有多个。如果这样,则流路的弯曲次数变多,流路阻力变得更高,能够进一步扩大材料的捏合度的调节范围。
并且,在具备上述那样的捏合度调节装置的挤压机或连续捏合机中,能够扩大捏合度的调节范围而提高捏合性能。

Claims (6)

1.一种捏合度调节装置,设在具备捏合螺杆的捏合处理设备中、用来调节材料的捏合度,所述捏合螺杆在规定部位上形成有圆筒段、将材料一边向下游侧输送一边捏合捏合捏合捏合捏合,其特征在于,
具备闸板部件,所述闸板部件具有与上述圆筒段的外周面相对向的对置面,并以使该对置面相对于上述圆筒段的外周面接近或远离的方式移动,使形成在该对置面与上述圆筒段的外周面之间的材料流路的面积变化;
在上述外周面与上述对置面上,设有将上述流路形成为弯曲的形状的凸凹部。
2.如权利要求1所述的捏合度调节装置,其特征在于,
在上述外周面和上述对置面中的一个面上设有凹部,该凹部通过使所述一个面的轴向的一部分凹陷而形成、并且该凹部形成在所述一个面的周向的整个区域;
在上述外周面和上述对置面中的另一个面上,设有具有能够进入到上述凹部之中的形状的凸部;
上述流路在上述凸部进入到上述凹部内的状态下形成在该凹部与凸部之间。
3.如权利要求2所述的捏合度调节装置,其特征在于,
上述凸部的突出高度设定为比上述闸板部件最接近于上述圆筒段时的除了上述凸部及上述凹部以外的上述闸板部件的对置面与上述圆筒段的外周面之间的间隙大的值。
4.如权利要求2所述的捏合度调节装置,其特征在于,
上述凸部及上述凹部在上述捏合螺杆的轴向上排列而设有多个。
5.一种挤压机,其特征在于,具备权利要求1所述的捏合度调节装置。
6.一种连续捏合机,其特征在于,具备权利要求1所述的捏合度调节装置。
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