CN101992538B - 双向单螺杆挤出机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向单螺杆挤出机，包括机筒，机筒内设置有合式刀盘、内衬套、输送螺纹模块，合式刀盘由两个动刀盘和一个静刀盘组成，机筒包括机筒外套、旋转中套，机筒外套由左右两部分组成，两部分间存在间距；旋转中套外形为圆柱形，内部为横截面为正方形倒大角的通孔；静刀盘横截面为正方形倒大角，外形与旋转中套上通孔相匹配；所述旋转中套、静刀盘、机筒外套均可拆分为等同的两部分；还包括一动力机构，该动力机构的链条位于机筒外套两部分间间距处，并带动旋转中套向螺杆转动方向反向转动。采用本发明在原来技术基础上使静盘与动盘之间形成相对运动，使物料的分散、剪切、输送效果更好，且节约了能耗。

Description

双向单螺杆挤出机
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种双向单螺杆挤出机。
背景技术
单螺杆挤出机与圆盘混炼机两种工作原理相结合，从原理上克服了单螺杆挤出机混炼能力较差的缺点，并已成为国外挤出加工中一项重要发展技术，如相继出现的KCK机、T型机、端面混炼机、串联式磨盘机等，这类机型的统一特征是在螺杆中建立了由动、静盘组成的盘面工作区，大部分混合任务被转移到该区来完成，混炼效果甚佳，但实践证明，由于该类机型动、静盘无输送功能，须靠前后压差推动物料通过，“死盘”越多，压力能耗越大，造成物料输送受阻，流量不稳定，压力波动大，甚至降解。针对这个问题，本人于2008年4月25日申请了中国实用新型专利ZL200820063166.8，并于2009年4月8日公告，该专利公开了一种用于串联式磨盘单螺杆挤出机的多头螺旋动齿盘，其整体为圆盘形，包括左、右两个端面，在左、右两个端面之间设置有数个用于物料通过的通道，其与静齿盘共同组成齿盘组，用于在传送物料的同时对物料进行剪切、分散和混合，其特征是，所述左、右两个端面之间的通道为分布于动齿盘圆周表面的螺旋形凹槽，所述螺旋形凹槽的径向中心线由始至终均位于同一个平面内。螺旋形凹槽对物料的推动力使本实用新型彻底解决了现有串联式磨盘单螺杆挤出机的齿盘组阻力较大的问题，使扭矩力大大减小，负荷降低，避免了螺杆及其元件的扭曲变形和损坏，有利于推动整个串联式磨盘单螺杆挤出机的应用行业。同时本人又于2009年3月24日申请了中国发明专利ZL200910058680.1，并于2009年8月19日公开，该专利在原基础上进一步优化了单螺杆挤出机的结构，使其使用更方便。然而，怎样再进一步提高单螺杆挤出机的效果，仍然是有必要去研究探讨的。
发明内容
本发明公开了一种双向单螺杆挤出机，包括机筒，机筒内设置有合式刀盘、内衬套、输送螺纹模块，合式刀盘由两个动刀盘和一个静刀盘组成，其特征在于：机筒包括机筒外套、旋转中套，机筒外套由左右两部分组成，两部分间存在间距；旋转中套外形为圆柱形，内部为横截面为正方形倒大角的通孔；静刀盘横截面为正方形倒大角，外形与旋转中套上通孔相匹配；所述旋转中套、静刀盘、机筒外套均可拆分为等同的两部分；还包括一动力机构，该动力机构的链条位于机筒外套两部分间间距处，并带动旋转中套向螺杆转动方向反向转动。
其中，作为优选静刀盘上螺旋通槽延伸至静刀盘整个凸台。
作为优选，所述旋转中套由沉头螺钉紧固为一整体。
作为优选，所述静刀盘内部无形成螺旋通槽的螺旋刀头，为光滑圆弧面，其上设有由浅至深的螺旋通槽。
另外由于现有技术中动刀盘的凸台上为光环平面无凹槽，所以在此处仍然不产生输送力，为了使其产生输送力，我们将动刀盘上螺旋刀头之间的凹槽延伸至凸台，使其贯穿整个动刀盘，并且动刀盘上的螺旋凹槽在螺旋刀头段和凸台段的槽深比例为10∶7～10∶2。
本发明的有益效果是：在原来技术基础上使静盘也运动起来，且与动盘运动方向相反，从而在动静盘之间形成相对运动，在单螺杆挤出机上实现了双向运动，使物料的剪切、输送效果更好，且节约了能耗。
附图说明
图1为现有技术中单螺杆挤出机结构示意图；
图2为现有技术中合式刀盘结构示意图；
图3为现有技术中改进后合式刀盘结构示意图；
图4为本发明机筒结构示意图；
图5为本发明旋转中套横截面示意图；
图6为本发明静刀盘横截面示意图；
图7为本发明合式刀盘结构示意图；
图8为本发明另一种实施例中合式刀盘结构示意图；
图9为本发明第三种实施例中静刀盘结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更容易理解，下面结合附图和具体实施方式对本发明做更详细说明。
参阅图1至图3，现有的技术基础是多刀盘挤出机，该多刀盘挤出机包括机筒6，机筒6内套有内衬套7、螺杆以及合式刀盘，合式刀盘又由两个动刀盘12和一个静刀盘11组成。静刀盘11上凸台2向刀盘端面两侧分别延伸出相同长度L1，延伸出端面的凸台2在原静刀盘11端面两侧分别形成一圆形孔，两个动刀盘12则分别置于两侧圆形孔13中。同时两侧动刀盘12上凸台1也分别向静刀盘11方向延伸出刀盘端面相同长度L2，至两动刀盘凸台1延伸部分对接在一起。静刀盘上凸台2则与内衬套7管壁对接形成一整体，动刀盘12另一端则与输送螺纹模块3并接在一起。套入螺杆后，动刀盘12和输送螺纹模块3由螺母压紧，内衬套7与静刀盘11则由大螺母压紧形成固定。
其中，两侧动刀盘12轴向总长度等于静刀盘11轴向长度，即等于合式刀盘总长度L3。且动刀盘12盘体外径Φ1等于静刀盘凸台2内径Φ2，动刀盘凸台1外径Φ3则等于静刀盘11盘体内径Φ4。
采用这种结构，我们可以将动、静盘之间的咬合间隙提高到一个更高的精度。之前的串联式磨盘挤出机，动盘和静盘之间采用垫圈来控制两个盘面之间的咬合间隙，而这样的结构方式，导致我们咬合间隙的精度不够高，一般为1～1.5mm。而本发明中，在静刀盘11轴向长度确定，且静刀盘11上沟槽长度确定的情况下，通过对动刀盘12轴向长度以及动刀盘上凸台1延伸长度的调整从而控制动、静盘盘面间咬合间隙，可以将精度提高到0.2mm，使剪切性能进一步提升。而且由于采用了新的结构设计，不会出现现有技术中因间隙太小而卡死的问题。因为本发明中所采用结构，误差不会累积，所以不会出现卡死的现象。
基于上述结构，在安装合式刀盘时，我们采用新的方法，在确定合式刀盘总长度L3后，使内衬套7的轴向长度L6与合式刀盘总长度L3相同或能实现偶数倍整除，同时使输送螺纹模块3长度L5能与内衬套7轴向长度L6相同或能实现偶数倍整除。由于结构关系，合式刀盘的总长度L3与导程之间的关系应该是相同或偶数倍关系。
采用这种方法后，在更换合式刀盘位置时候，我们可以方便的调换合式刀盘位置，而不用因为内衬套7与输送螺纹模块3不匹配，在调换时需要进一步对其进行打磨之类的加工，即满足了生产时的多样需求，又加快了生产的效率。
实施例1，安装合式刀盘时，首先确定合式刀盘总长度L3＝96mm，且静刀盘11上沟槽长度为15mm，凸台2向两侧延伸长度L1＝40.5mm。使动刀盘12轴向长度L4为40mm，凸台1延伸部分长度L2＝8mm。然后使内衬套7的轴向长度L6＝192mm，输送螺纹模块3长度L5＝48mm。从而确定动、静盘之间的盘面咬合间隙为0.5mm。
实施例2，安装合式刀盘时，首先合式刀盘总长度L3＝96mm，静刀盘11上沟槽长度为15mm，凸台2向两侧延伸长度L1＝40.5mm。使动刀盘12轴向长度L4则为40.3mm，凸台1延伸部分长度L2＝7.7mm。然后使内衬套7的轴向长度L6＝96mm，输送螺纹模块3长度L5＝48mm。从而确定动、静盘之间的盘面咬合间隙为0.2mm。
从上述两个实施例我们可以看出，调整动刀盘12的轴向长度与凸台1延伸部分长度可以调整盘面间咬合间隙，使盘面间隙达到高精度从而可以进一部提升剪切性。而组装过程中采用了新方法，所以在合式刀盘更换时，不用对内衬套7、螺纹输送模块3进行再次加工，简化了程序提高了效率。
参阅图4至图9，在现有技术的基础上我们又进一步改进了单螺杆挤出机的结构，使其效果更佳。一种双向单螺杆挤出机，该挤出机的机筒包括机筒外套14、旋转中套15，机筒外套15由左右两部分组成，两部分间存在间距；旋转中套15外形为圆柱形，内部为横截面为正方形倒大角的通孔；静刀盘11横截面为正方形倒大角，外形与旋转中套15上通孔相匹配；所述旋转中套15、静刀盘11、机筒外套14均可拆分为等同的两部分；还包括一动力机构，该动力机构的链条20位于机筒外套14两部分间间距处，并带动旋转中套15向螺杆转动方向反向转动。
中间机筒外套14上有法兰，与首尾固定机筒用圆销定位、螺丝紧固、平面密封，同时该法兰又是一种特殊法兰，内含支撑中套的滑动轴承座，推力轴承，内冷水循环，耐温油封等。前后固定闭口机筒和外套均用支座固定，机筒外套14内圆与旋转中套15外圆有弹性间隙，以防加热膨胀后抱死，中间旋转机筒部分测温通过芯轴内长孔实施。
其中，静刀盘11上螺旋通槽16延伸至静刀盘11整个凸台2，所述旋转中套15两部分对应位置上设有螺纹孔17由沉头螺钉紧固为一整体。
另外，实际操作过程中，还可以选择静刀盘11内部可分为有螺旋刀头和无螺旋刀头，有螺旋刀头时，作为优选，螺旋刀头间的通槽16延伸至整个静盘；无螺旋刀头时，静盘内表面上设有由浅至深的螺旋通槽16。
当无螺旋刀头时，为静刀盘11内部为光滑圆弧面，其上设有由浅至深的螺旋通槽16。
工作时，用以带动旋转中套15的链轮、链条的动力，采用变频调速，带动螺杆的减速箱也采用变频调整，两种异向旋转地转数可不同步。
作为优选，由于现有技术中动刀盘12的凸台1上为光环平面无凹槽，所以在此处仍然不产生输送力，作为改进，我们可将动刀盘12上螺旋刀头之间的凹槽18延伸至凸台1，使其贯穿整个动刀盘12，并使动刀盘12上的螺旋凹槽18在螺旋刀头段和凸台段的槽深比例为10∶7～10∶2。螺旋刀头段与凸台段交界处便形成一自然刀组，形成与静刀盘11的剪切面，同时也形成物料在动刀盘12上的全程通道。
本发明将现有技术中的静盘结构改进，并与多头螺旋动齿盘结合，形成了含有异向双螺杆挤出机原理的混合腔室，便可在螺杆中大量安放，保持了物料流动的连贯性，无任何压力降，物料的流动状态为多股流双向交叉往前输送，同时在交叉中不断进入环流，在环流中，反复受到内、外刀盘螺旋横断面的刀口剪切、刀背压缩，产生出一种新的混合方式。不仅使挤出机的效果大大增加，在能耗上也节约了不少。
经测试，采用本发明制成的挤出机作含70％高填充黑、白两种母料、主电机功率37kw，转速110转/分钟，产量280kg/小时，在于Φ65双螺杆机对比，产量相同，双螺杆主电机为55kw，所造粒经电镜扫描检测，本发明制成挤出机的分散混合效果明显优于双螺杆机。
另用本发明制成机型做PVC粉料直接挤出医用输液管成品，基础稳定，质量合格，偶尔发现一点“鱼眼状”，有待进一步解决排气问题，而现有技术需先用双螺杆机造粒，再用单螺杆挤出成形。

Claims (6)

1.一种双向单螺杆挤出机，包括机筒，机筒内设置有合式刀盘、内衬套、输送螺纹模块，合式刀盘由两个动刀盘和一个静刀盘组成，其特征在于：机筒包括机筒外套、旋转中套，机筒外套由左右两部分组成，两部分间存在间距；旋转中套外形为圆柱形，内部为横截面为正方形倒大角的通孔；静刀盘横截面为正方形倒大角，外形与旋转中套上通孔相匹配；所述旋转中套、静刀盘、机筒外套均可拆分为等同的两部分；还包括一动力机构，该动力机构的链条位于机筒外套两部分间间距处，并带动旋转中套向螺杆转动方向反向转动。
2.根据权利要求1所述一种双向单螺杆挤出机，其特征在于：所述静刀盘上螺旋通槽延伸至静刀盘整个凸台。
3.根据权利要求2所述一种双向单螺杆挤出机，其特征在于：所述旋转中套由沉头螺钉紧固为一整体。
4.根据权利要求1所述一种双向单螺杆挤出机，其特征在于：所述静刀盘内部无形成螺旋通槽的螺旋刀头，为光滑圆弧面，其上设有由浅至深的螺旋通槽。
5.根据权利要求3或4所述一种双向单螺杆挤出机，其特征在于：所述动刀盘上螺旋刀头之间的螺旋凹槽延伸至凸台。
6.根据权利要求5所述一种双向单螺杆挤出机，其特征在于：所述动刀盘上螺旋刀头段螺旋凹槽与凸台段螺旋凹槽槽深比例为10∶7～10∶2。
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