CN102123843B - 挤出装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤出装置，其包括挤出机机筒（2）、螺杆（4）和用于螺杆（4）的旋转驱动装置。为了能够实现挤出装置的各部件的特别是简单的安装和拆卸，按照本发明设定，面向旋转驱动装置的螺杆端（4″）在运转中不伸进在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中、特别是不伸进推力轴承（14）中，设有轴（20），该轴能以其一端与旋转驱动装置的传递扭转力的元件和以其另一端与面向旋转驱动装置的螺杆端传递扭转力地连接，所述轴能以形锁合的和可拆的方式连接于旋转驱动装置和面向旋转驱动装置的螺杆端，旋转驱动装置构成使所述轴能在拆卸的状态下在挤出机相反侧从旋转驱动装置中拉出。

Description

挤出装置

发明内容

本发明涉及一种挤出装置，其包括挤出机机筒、螺杆和用于螺杆的旋转驱动装置。该螺杆可以特别是有利地在特别是大型的单螺杆挤出机中使用，但也有可能将其用于双螺杆或多螺杆挤出机。

背景技术

大型单螺杆挤出机可以例如用于LDPE（低密度聚乙烯）合成中，亦即用于低密度聚乙烯的制造中，其中当前的生产率为达60吨/小时。这样的设备构成很高的投资总额并且设计有在8000小时/年的高范围内的额定使用期限。每一较长的停顿时间对于使用者来说意味着大的经济损失。并且不利的是，在可能前接的设备例如破碎机失效时必须同时停产。

挤出机一般具有挤出机机筒、螺杆和用于在挤出机机筒中可旋转支承的螺杆的旋转驱动装置，螺杆为了可靠和尽可能无损失的传力直接连接于旋转驱动装置。旋转驱动装置可以构成为直接驱动装置或构成为经由传动装置连接的马达。此外可以需要推力轴承，它承受由头部压力引起的作用力。对此人们应该理解由挤出机产生的熔体施加到螺杆上的压力。这样的推力轴承可以结合于传动装置中或结合于直接驱动装置中或与它们分开设置。在这种情况下通常将其设置在旋转驱动装置与挤出机机筒之间。

在LDPE合成在特别是大型的单螺杆挤出机的情况下，通常使用具有传动装置的旋转驱动装置，传动装置具有大量轴承和齿轮。在传动装置与挤出机机筒之间设置推力轴承，将推力轴承基本上设计用于确定的使用期限。该推力轴承在40000工作小时的范围内运转，其中考虑在标准使用期限之前失效的约10%轴承的统计失效率。

如果这样的推力轴承失效或发生磨损或在传动装置中发生故障的情况，则推力轴承或传动装置必须是可接近的，以便可以进行需要的修理，例如传动装置轴承的更换。但这只很耗费地和以大量工作步骤才能实现。

首先必须打开挤出机的头端。在LDPE的合成的情况下，通常借助于水下成粒机成粒，必须拆卸整个的成粒机并移开挤出机。为此必须分开在挤出机与成粒机之间的接头，必须打开水下成粒机的输送水循环的法兰，必须拆卸成粒机马达的电接头，同样拆卸全部传感器在成粒机的接线盒中的接线。只要轴向从挤出机机筒中移开成粒机，就可以实施下工作步骤。

在打开挤出装置的接头以后可以向前穿过接头的区域压出螺杆。这通常从旋转驱动装置的一侧穿过传动装置和推力轴承来实现，从而驱动侧的螺杆端脱开传动装置和推力轴承的区域，亦即不再伸进该区域内。

特别是当在挤出装置中在用于待加工的材料的供料漏斗的区域内未设置单独的截止阀时，可以导致具有在供料漏头和挤出机机筒中仍然留下的材料的问题。由于该材料与螺杆的通常没有材料接触的一个区域发生接触以及污染该区域，这以后在运转中可以导致故障。

只要螺杆端不再伸进传动装置和推力轴承的区域内，就可以至少部分地拆卸中间壳体，其建立推力轴承与挤出机之间的连接并且一般沿其中轴线分开并因此可打开地构成，从而接着可以拆卸在旋转驱动装置与中间壳体之间定心安装的推力轴承。然后必要时也才可以打开传动装置壳体，从而其各个构件是可接近的。如果在推力轴承的区域内涉及故障，则同样需要所述工作步骤，以便可以将其打开和可以到达损坏的构件。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种简单的和成本有利的结构，其能够实现挤出装置的分开的构件和部件的简单安装和拆卸。

通过本发明的挤出装置达到该目的。

按照本发明挤出装置具有挤出机机筒、螺杆和用于螺杆的旋转驱动装置，面向旋转驱动装置的螺杆端在运转中不伸进在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中，特别是不伸进推力轴承中，设有轴，该轴能以其一端与旋转驱动装置的传递扭转力的元件和以其另一端与面向旋转驱动装置的螺杆端传递扭转力地连接，所述轴能以形锁合的和可拆的方式连接于旋转驱动装置和面向旋转驱动装置的螺杆端，旋转驱动装置构成使所述轴能在拆卸的状态下在挤出机相反侧从旋转驱动装置中拉出。这样的结构已证明是特别有利的，因为由其可以避免不同部件的很多的套叠，这导致很大的模块化结构。这样分开的部件例如旋转驱动装置、挤出机机筒或轴承是可更好接近的。特别是较小的挤出装置可以在完全没有中间连接的轴承的情况下构成，从而在其中按照本发明螺杆不伸进旋转驱动装置的区域内，而旋转驱动装置侧的螺杆端基本上与挤出机机筒或可能中间连接的中间壳体齐平地结束。

通过该轴在螺杆与旋转驱动装置之间的中间连接，在挤出装置的结构中得到附加的灵活性。这也可在拆卸工作中有利地利用。

优选可以将传递扭转力的连接点不仅在轴与螺杆之间而且在轴与旋转驱动装置之间构成使它们可简单地拆卸。这样在旋转驱动装置的和可能中间支承的推力轴承的零件需要拆卸的情况下一般可以放弃螺杆的所述的耗费的压出，因为螺杆由于中间连接的轴不穿过向旋转驱动装置方向跟随挤出机机筒的全部构件。在该区域内通过轴承担扭转力传递。

形锁合的连接特别是适合于传递扭转力并且可简单地构成可拆的，从而即使在很长的使用期限以后这样的连接的拆卸也是可能的。

优选可以将轴构成使不仅旋转驱动装置而且螺杆可经由这样的形锁合的和可拆式的连接与轴连接。这样也可避免传递扭转力中的损失。

有利地轴只穿过可能中间支承的部件如轴承，但不支承在其上或者不与其连接。借此进一步简化拆卸。

按照一种特别优选的实施形式，面向旋转驱动装置的螺杆端具有空隙，该空隙包括内齿用于与轴形锁合连接。这样的内齿与匹配的具有相应外齿的轴构成特别简单的可拆和形锁合的传递扭转力的连接。

在一种有利的进一步构成中，将按照本发明的挤出装置构成使旋转驱动装置的传递扭转力的元件在运转中不伸进挤出机机筒或可能在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中，特别是不伸进推力轴承中。特别是传递扭转力的元件应该基本上与旋转驱动装置或其壳体齐平地终止。这样进一步减少各个部件的不利的套叠，经由轴实现在螺杆与传递扭转力的元件之间的连接，轴优选没有支撑或支承在其它的元件上。在这种情况下经由旋转驱动装置在一侧和经由螺杆在另一侧实现支承。

旋转驱动装置可以优选具有空心轴作为传递扭转力的元件。它可以在挤出机相反侧敞开。在这种情况下可以将轴设计成使其可形锁合和可拆式连接于旋转驱动装置的空心轴，其中优选经由空心轴的内齿和轴的外齿的形锁合连接。在这种情况下在旋转驱动装置的区域内实现旋转驱动装置与轴之间的扭转力传递，从而提供明确的功能相配和地点相配并且各部件除作为连接元件的轴之外并不相互嵌入。

所谓挤出机相反侧在这里应该被理解为远离挤出机机筒的一侧。这样在旋转驱动装置或可能中间连接的推力轴承或其它中间连接的构件的区域内出现故障的情况下可以简单地拆卸旋转驱动装置与螺杆之间的连接并且无其它的调整步骤或拆卸步骤就除去轴。为此可以设置相应适合的工具，它例如在相应打开旋转驱动装置壳体时能够抓住轴，从而在可能仍需要的解锁以后可以将其拉出。为此在旋转驱动装置侧的轴端中可以设置凹槽或类似物，在其中可以嵌入工具的相应的卡爪。

为了在传递扭转力的元件构成为空心轴的情况下能够在拆卸的状态下在挤出机相反侧简单地拉出轴，轴的面向螺杆的端部必须具有旋转驱动装置的空心轴相同的直径或与稍小的直径。

如果面向旋转驱动装置的螺杆端具有带有内齿的空隙以及轴具有相应的外齿，则可以特别简单地确保穿过旋转驱动装置的空心轴拉出轴。这样不仅空心轴而且螺杆端的空隙可以具有相同的内齿，从而可以构成沿轴全长的外齿。但也可以在两个轴端之间中断外齿，而使轴的直径在该区域内小于空心轴的内齿的最小直径。也可设想其它的实施形式，例如轴在与面向旋转驱动装置的螺杆端连接的区域内具有较小的直径。

按照一种特别优选的实施形式，为了承受作用到螺杆上的轴向压力，可以在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置推力轴承。这样的推力轴承必须截获特别是在大型挤出机情况下作用到螺杆上的很高的轴向力，从而旋转驱动装置不因其遭受损坏。按长的使用期限设计这样的推力轴承，但如果它是不易接近的，则在失效时可以导致长的停机时间。这样的推力轴承可以经由可打开的中间壳体连接于挤出机机筒，该中间壳体特别是能够实现推力轴承和挤出机机筒的定心的连接。在推力轴承中可以可旋转地支承垫板，其将旋转驱动装置侧的螺杆端的压力传向推力轴承。轴在这种情况下可以松动地、亦即在没有固定连接的情况下穿过垫板，这简化拆卸。

通过各部件按照本发明的很少的套叠可以缩短停机时间。因为螺杆不伸进推力轴承的区域内，而在推力轴承之前齐平地结束，例如与中间壳体齐平地结束，从而在挤出机机筒与螺杆和供给装置和后续装置的区域内没有干预就能够实现不仅旋转驱动装置而且推力轴承的可易接近性。这样特别是在除去轴和必要时除去中间壳体的一部分以后推力轴承是可简单接近的。

优选旋转驱动装置的传递扭转力的元件的面向螺杆的端部、特别是空心轴在运转中也不伸进推力轴承中。通过旋转驱动装置的相应实施形式，整个推力轴承的进一步简化的拆卸也是可能的。通过除去轴和松开连接装置也可以简单地使旋转驱动装置脱开推力轴承。如果定心地连接推力轴承和旋转驱动装置，例如经由相应的突出部和凹槽，则在除去特别是可横向地或向上拉出推力轴承之前，还必须实现推力轴承与旋转驱动装置之间的微小的轴向相对运动。为此可以除去可能设置的中间壳体。但由于按照本发明传递扭转力的元件不再伸进推力轴承的区域内，只必须实施微小的轴向相对运动，这进一步简化拆卸。

按照本发明的另一特别有利的实施形式，在挤出装置中可以设置法兰，该法兰构成可分的并且构成通过该法兰可实现推力轴承与旋转驱动装置之间的定心的连接。这样的法兰优选可沿其中轴线分开。有利地，水平设置该中轴线。借此提供推力轴承与旋转驱动装置之间的区域的很好的从上面的可接近性。再次简化安装和拆卸并且各个部件是可简单和直接接近的。这具有其它优点，即在完全除去推力轴承或旋转驱动装置时不必完全除去法兰和可能在推力轴承与挤出机机筒之间设置的中间壳体，而只必须相应地打开它们，从而可以向上除去推力轴承或旋转驱动装置，而不需要相对于相应其它构件的轴向相对运动。此外法兰和中间壳体的未动的部分保持在其位置上和特别是与邻接的构件保持连接。

本发明的一种特别优选的实施形式设定，旋转驱动装置构成为带有传动装置的马达或构成为直接驱动装置。在这方面作为马达可以设置液压的、电动的或其它常见的驱动装置。

附图说明

借助附图还要更详细地说明本发明的优选的实施形式。其中：

图1按现有技术的用于LDPE的示意示出的挤出装置，

图2挤出装置的按照本发明构成的部分的示意剖面图。

具体实施方式

图1中示出按照现有技术的单螺杆挤出装置，例如其用于LDPE的合成。挤出装置1具有挤出机机筒2，在其中可旋转地支承螺杆4。在挤出机机筒2的头端上经由多孔板连接以水下成粒机形式的成粒装置6。在这样的水下成粒机中将熔体通过多孔板挤入注水的区域内。在多孔板之前刀具旋转并将挤出物切成粒料，这些粒料由水冷却并同时送走。这样的水下成粒机属于现有技术并且在这里不更详细描述。

通过低压分离器8向挤出装置1供给待加工材料，该材料在挤出机机筒2的进口上可经由截止阀截止。将这样供给至挤出机机筒2的材料经由除气装置10除气。在挤出机机筒2在左边连接中间壳体12，其构成可分的并且借助于它将推力轴承14和传动装置16连接在挤出机机筒2上。不仅将推力轴承14的壳体而且将中间壳体12和传动装置16的壳体构成使它们可定心地相连接。在这里，这通过各个壳体的多个相应的相互嵌入的突出部和凹槽构成。中间壳体12在这种情况下构成可分的，从而它作为第一壳体可以打开。由未更详细示出的马达转动驱动所述传动装置，该传动装置将转矩传向螺杆4，螺杆经由空心轴18连接于传动装置16，该空心轴伸进推力轴承14的区域内。在这里经由齿部实现连接。

在需要维修或更换传动装置16或推力轴承14的零件的情况下，必须首先将螺杆4穿过传动装置16和推力轴承14向右移动，使其不再伸进推力轴承14的区域内。为此必须在挤出机机筒2的头端上除去成粒装置6，这需要许多工作步骤，特别是必须拆除供水和排水管道、关闭和拆除相应的马达和拆除传感器接线。

只要也打开头端与成粒装置6之间的连接，就可以将成粒装置在图1中向右移动。然后才可能从传动装置16的一侧向右穿过挤出机机筒2向前推压螺杆4，直到其在驱动侧的一端4″不再伸进推力轴承14的区域内。在这种情况下不利的是，螺杆4的旋转驱动装置侧的一端4″受到仍然存在于挤出机机筒2中材料污染，这在以后的安装时可能导致问题。

只当足够地向右压出螺杆4时才可以通过打开中间壳体12相应地抓住推力轴承14和必要时抓住传动装置16。

图2中示出按照本发明的挤出装置的一部分的剖面图。在这里只显示在挤出机机筒2的后端与传动装置16之间的区域。按照本发明将螺杆4构成使其不伸进推力轴承14的区域内。其在旋转驱动装置侧的一端4″在中间壳体12的区域内、基本上与其齐平地终止。旋转驱动装置侧的螺杆端4″支承在可旋转地支承于推力轴承14中的垫板24上，垫板将压力传向轴承。轴20穿过垫板24，而不与其连接，从而可以从其中如同从套筒中那样拉出轴20。

按照本发明也将传动装置16构成使空心轴18（借助它可将扭转力传向螺杆）不伸出传动装置壳体的区域之外并且特别是不伸进推力轴承14的区域内。通过轴20建立空心轴18与螺杆4之间的连接，该轴在其两端具有外齿，它们与空心轴18的和旋转驱动装置侧的螺杆端4″的空隙4′的相应的内齿基本上形锁合地相配合。将传动装置16、传动装置的空心轴18和轴20如此构成，使穿过传动装置16在挤出机相反侧（在图2中向左）拉出轴20。因此在推力辆承14或传动装置16的区域内需要维修的情况下，可以简单地向左穿过传动装置16拉出轴20，而不导致螺杆4的相对运动。

此外设置法兰22，其优选沿其中轴线是可分的，借助于该法兰可在传动装置16的壳体与推力轴承14的壳体之间建立连接，其中将法兰22和这些壳体构成使它们定心地相配合。这可通过不仅在这些壳体中而且在法兰22中多个相应的突出部和侧凹部达到。

在维修或更换传动装置零件或推力轴承14的零件时，由于按本发明的实施形式可以穿过传动装置16在图2中向左拉出轴20，然后可以至少从挤出机机筒2和推力轴承14的一侧拆除和打开中间壳体12，从而推力轴承14的零件已是可接近的。如果需要其它措施，则可以通过在推力轴承14与传动装置16之间经由法兰22的连接的拆卸而将其打开并因此例如向上除去推力轴承14。或者仅在传动装置16的区域内出现故障时可以只拆卸在推力轴承14与传动装置16之间经由法兰22的连接，打开法兰，打开和分开或必要时完全向上去掉传动装置16。

由于按照本发明设置轴20作为传递扭转力的元件，可以确保不同构件的套叠是较少的。由此简化各个构件的安装和拆卸。这在旋转驱动装置和螺杆4都不具有伸进另一构件内的元件的情况下尤其如此。

通过这种结构有可能，简单地维护和必要时除去不仅旋转驱动装置而且特别是传动装置16和/或推力轴承14，而不需要对挤出装置1、特别是在挤出机机筒2和螺杆4的区域内的其它的更改。这样可以特别是将挤出机的头端与在那里可能设置的后续装置例如成粒装置6保持不变。

因此通过本发明在轴承或传动装置零件失效时可以明显缩短装配时间。在合成LDPE的情况下停机时间可以缩短4～6班次的范围。这在目前相当于避免二三百万欧元的生产停工。并且由于经由多年无较大的修理措施来运转LDPE合成设备，在无计划的安装工作时有意外延缓的提高危险。由于通过按照本发明的挤出装置即使在无计划的拆卸和安装工作的情况下也减少需要的工作步骤，也减少意外失效的危险。

按照本发明的挤出装置的另一优点可看出在于，至今在对挤出装置的拆卸工作中，其中涉及旋转驱动装置和必要时推力轴承，不仅需要挤出机专业人员而且需要传动装置专业人员，因为在旋转驱动装置上和/或在推力轴承上的工作也需要在挤出方面的很大更改。通过按照本发明的实施形式对于推力轴承和传动装置或驱动装置只仍需要一位专业人员。因此可以取得其它的节省和能够为用户提供设备的提高的可用性。

附图标记列表

1    挤出装置        12  中间壳体

2    挤出机机筒      14  推力轴承

4    螺杆            16  传动装置

4′  带有内齿的空隙  18  空心轴

4″  螺杆端          20  轴

6    成粒装置        22  法兰

8    低压分离器      24  垫板

10   除气装置

Claims (11)

1.挤出装置，其包括挤出机机筒(2)、螺杆(4)和用于螺杆(4)的旋转驱动装置，面向旋转驱动装置的螺杆端(4′′)在运转中不伸进在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中，设有轴(20)，该轴能以其一端与旋转驱动装置的传递扭转力的元件和以其另一端与面向旋转驱动装置的螺杆端(4′′)传递扭转力地连接，所述轴(20)能以形锁合的和可拆的方式连接于旋转驱动装置和面向旋转驱动装置的螺杆端(4′′)，旋转驱动装置构成使所述轴(20)能在拆卸的状态下在远离挤出机机筒的挤出机相反侧从旋转驱动装置中拉出。

2.按照权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，面向旋转驱动装置的螺杆端(4′′)具有空隙(4′)，所述空隙具有内齿用于与所述轴(20)形锁合地连接。

3.按照权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件在运转中不伸进挤出机机筒中或不伸进在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中。

4.按照权利要求2所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件在运转中不伸进挤出机机筒中或不伸进在挤出机机筒与旋转驱动装置之间设置的轴承中。

5.按照权利要求1所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件构成为空心轴(18)。

6.按照权利要求2所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件构成为空心轴(18)。

7.按照权利要求3所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件构成为空心轴(18)。

8.按照权利要求4所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置的传递扭转力的元件构成为空心轴(18)。

9.按照权利要求1至8之一项所述的挤出装置，其特征在于，为了承受作用到螺杆(4)上的轴向压力，在挤出机机筒(2)与旋转驱动装置之间设置推力轴承(14)。

10.按照权利要求9所述的挤出装置，其特征在于，设有法兰(22)，该法兰构成可分的并且构成为实现推力轴承(14)与旋转驱动装置之间的定心的连接。

11.按照权利要求1至8之一项所述的挤出装置，其特征在于，旋转驱动装置构成为带有传动装置的马达或构成为直接驱动装置。