CN102248655A - 锥形行星螺杆挤出机 - Google Patents

锥形行星螺杆挤出机 Download PDF

Info

Publication number
CN102248655A
CN102248655A CN2011101547322A CN201110154732A CN102248655A CN 102248655 A CN102248655 A CN 102248655A CN 2011101547322 A CN2011101547322 A CN 2011101547322A CN 201110154732 A CN201110154732 A CN 201110154732A CN 102248655 A CN102248655 A CN 102248655A
Authority
CN
China
Prior art keywords
screw
planetary
section
tapered
taper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011101547322A
Other languages
English (en)
Inventor
王克俭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN2011101547322A priority Critical patent/CN102248655A/zh
Publication of CN102248655A publication Critical patent/CN102248655A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B29C48/685—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads
    • B29C48/688—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads having threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
    • B29C48/38—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in the same barrel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/435—Sub-screws
    • B29C48/44—Planetary screws

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

本发明锥形行星螺杆挤出机，主要由主螺杆、行星螺杆、机筒及其内螺纹、加热装置、加料装置、传动装置、机头和电机等组成。其特点是：至少有一段为若干根行星螺杆与主螺杆和机筒内螺纹啮合、沿着长度方向自大端减小的锥形行星螺杆段；作为一个完整的挤压设备，还必须具备良好的进料、排料及螺杆转速调节的能力。为此，除锥形行星螺杆段实现物料分流、摩擦、挤压、剪切和拉伸进行塑化和混合外，还可以在其前后采用单螺杆等非行星螺杆结构，实现连续给压延机喂料，也可用于造粒和成型。与常规螺杆挤出机相比，物料塑化和混合效率高，比能耗低，产量高。采用锥形螺杆，尾部直径大，加料容易、承载能力大，可用于加工粉料和热敏性材料。

Description

锥形行星螺杆挤出机
技术领域
本发明锥形行星螺杆挤出机，可以用于橡胶、塑料、食品等行业，特别适合粉料和热敏性物料的输送、塑化、混合、挤出成型，还可用于压延机的供料。
背景技术
行星螺杆挤出机因其挤压系统的特点而得名：它把行星齿轮传动的概念移植到螺杆挤出机的挤压系统的设计中，使挤压系统某一区段的若干螺杆之间的相对运动如同行星轮系。行星螺杆段中心一根直径大的螺杆为主螺杆，在其周围安置着与之啮合的小直径的行星螺杆。行星螺杆除与主螺杆啮合外，同时与机筒内壁上加工出的内螺旋齿相啮合。主螺杆转动时，带动行星螺杆转动。行星螺杆除绕自己的几何中心自转外，还绕着主螺杆公转。将物料被向前输送时，进行了塑化熔融和混合。在该行星螺杆内物料被分流，分流股数取决于行星螺杆的根数。分流后物料与螺杆的接触面积增大，有利于传热；物料会进入啮合的齿间，在齿间受到摩擦、挤压，发生塑性变形，被辊压成很薄的料层，并因摩擦能耗散热和塑性变形耗散热而塑化熔融。由于啮合齿间的相对运动而产生黏性耗散，物料受到高剪切和拉伸。这时因物料的黏度较大，很利于分散混合，添加剂就被分散到基料中，薄料层不断的翻动，反复折叠，这非常有利于分布混合。一些细节可参考中国专利200520045734.8。
锥形螺杆挤出机中螺杆尾部直径较大也增大了螺杆的承载能力，有利于布置止推轴承和齿轮；加料段螺槽容积大，易加入较大体积的松密度粉料，也有利于热传导，更易实现对物料加热或冷却；螺杆尾容积大有助于加料，以提高挤出机挤出产量；排料段螺杆直径小，圆周速度较小，产生的剪切较低，摩擦热也较小，热分解的危险性小；螺槽容积沿挤出方向逐渐减小，物料逐渐得到压缩，从而使螺槽更快充满物料，保证物料连续平缓地塑化；在同样的生产能力下，背压可较低。
如果将行星螺杆挤出段的结构进行改进，把平行螺杆改成锥形螺杆，塑化和共混效果更好制品质量将会有更好效果。
发明内容
本发明锥形行星螺杆挤出机，主要由主螺杆、行星螺杆、机筒及其内螺纹、加热装置、加料装置、传动装置、机头和电机等组成。在锥形行星螺杆挤出机中，至少有一段为若干根行星螺杆与主螺杆和机筒内螺纹啮合的锥形行星螺杆段，沿着长度方向自大端减小。
在锥形行星螺杆段，中心一根直径大的螺杆为主螺杆，在其周围安置着与之啮合的若干根小直径的行星螺杆。行星螺杆除与主螺杆啮合外，同时与机筒内壁上的内螺纹相啮合。主螺杆转动时，带动行星螺杆转动。小螺杆除绕自己的几何中心自转外，还绕着主螺杆和机筒内螺纹公转。行星螺杆是浮动的，在混炼物料时有向口模移动的趋势，在小端受到挡环推动被防止沿轴向向前移动。
自大端进入锥形行星螺杆段的物料在被螺旋输送的同时，受到压缩和加热而逐渐塑化和混合。由于圆周方向存在多组行星螺杆与主螺杆和机筒内螺纹的双啮合，因此物料被分流成很多股再捏合在一起，物料受到摩擦、挤压、剪切和拉伸作用，发生塑性变形，被辊压成很薄的料层，并因摩擦能耗散热和塑性变形耗散热而塑化熔融；添加剂被分散到基料中实现分布混合。同时，分流后物料与螺杆和机筒的接触面积增大，有利于传热，也提高塑化效率。物料在螺槽拖曳、螺杆挤压捏合和成对异向螺杆正位移作用下被输送向小端机筒内。调节挡环内径可以调节行星段物料流量和在该段停留时间。
作为一个完整的挤压设备，锥形行星螺杆挤出机必须具备良好的进料、排料及螺杆转速调节的能力。为此，除对锥形行星螺杆段上的螺槽进行结构优化设计外，可以在在其前后的进料段和计量段采用非行星螺杆结构等实现稳定的进料和排料，即挤出机由行星螺杆段和非行星螺杆段组成。非行星螺杆段的螺杆可与行星螺杆段主螺杆固定实现同步旋转，也可独立旋转。除行星螺杆段采用锥形结构外，其他段既可为锥形螺杆结构，也可为普通平行螺杆结构。当然，非行星螺杆段既可为单螺杆结构也可为双螺杆等复杂结构。
合理设计的行星段和非行星段的螺杆组合结构形成不同的锥形行星螺杆挤出机，可实现给压延机喂料，也可带有排气区和排料段实现造粒和成型。
与常规螺杆挤出机相比，行星螺杆挤出机有以下特点：行星螺杆和主螺杆、机筒间异向旋转产生自扫作用，物料停滞分解几率小，对PVC等热敏性物料尤其适合；多根行星螺杆与多条螺纹的机筒啮合接触，有效热交换机筒面积大，加之多次啮合辊压，物料吸收和变形能量大而塑化效率高；作为行星啮合传动，螺杆间物料界面更换频繁，有利于物料组分混合和排气；比能耗低，产量高。
行星螺杆段的螺杆为锥形结构，尾部直径大，加料容易、承载能力大，有利于布置止推轴承和齿轮，传动系统的齿轮和轴承使用寿命长。加料段螺槽容积大，易加入较大体积的松密度粉料；排料段螺杆直径小，圆周速度较小，产生的剪切较低，摩擦热也较小，热损伤危险性小，可加工热敏性材料；螺槽容积沿挤出方向逐渐减小，物料逐渐得到压缩，从而使螺槽更快充满物料，保证物料连续平缓地塑化。在同样的生产能力下，背压可较低。
附图说明
图1为锥形行星螺杆挤出机结构示意图
1-机头，2-挡环，3-主螺杆，4-行星螺杆，5-机筒内螺纹，6-加热装置，7-加料装置，8-机筒，9-传动装置，10-电机
图2为行星段的横截面螺杆啮合示意图
3-主螺杆，4-行星螺杆，5-机筒内螺纹
图3为加料段采用单螺杆结构的锥形行星螺杆挤出机示意图
1-机头，2-挡环，3-主螺杆，4-行星螺杆，5-机筒内螺纹，6-加热装置，7-加料装置，8-机筒，9-传动装置，10-电机，11-加料单螺杆段
图4为加料段采用单螺杆结构的锥形行星螺杆挤出机示意图
1-机头，2-挡环，3-主螺杆，4-行星螺杆，5-机筒内螺纹，6-加热装置，7-加料装置，8-机筒，9-传动装置，10-电机，11-加料段单螺杆段，12-计量单螺杆段
具体实施方案
实施案例一
本实施例为一锥形行星螺杆挤出机，见图1，其中主螺杆3和行星螺杆4及机筒内螺纹5的全长均采用锥形螺杆。电机10的旋转运动通过传动装置9传递给主螺杆3，带动若干根(如6根)行星螺杆4在具有与行星螺杆根数相同条数机筒内螺纹5同向旋转，见图2。挡环2阻止行星螺杆4向锥形小端移动。
物料自加料装置7加入后，在行星螺杆4/主螺杆3/机筒螺纹5之间间隙及啮合螺槽内被输送的同时受到来自机筒8外加热装置6的热作用而发生塑化、混合，最后从锥形料筒小端相连接的机头1挤出。在此设置适当的机头可造粒或成型。
在主螺杆和行星螺杆的齿间隙中，物料的运动情况犹如开炼机两辊间形成的滚动料垅。物料在滚动料垅内形成一定的压力，该压力在行星段末端达到最大值。料垅内形成一种涡旋，有利于横向混合。
实施案例二
本实施例为串接锥形单螺杆加料段的锥形行星螺杆挤出机，见图3。与实施案例一不同，在行星螺杆段大端前串接一段锥形单螺杆11，物料的加料装置7设置在此段机筒8上。
电机10的旋转运动通过传动装置9传递给锥形单螺杆11，主螺杆3后段通过螺纹固定于锥形单螺杆11前端，因此是同速旋转的。
物料自加料装置7加入后，首先在锥形单螺杆11和机筒8组成的螺杆挤压系统下被螺旋输送和部分塑化，再输送到行星螺杆4/主螺杆3/机筒螺纹5之间间隙及啮合螺槽内被输送的同时受到来自机筒8外加热装置6的热作用而发生塑化、混合，最后从锥形料筒小端相连接的机头1挤出。在此设置适当的机头可造粒或成型。
实施案例三
本实施例为串接锥形单螺杆加料段和计量段的锥形行星螺杆挤出机，见图4。与实施案例二不同，在行星螺杆段小端前串接一段锥形单螺杆12实现计量挤出，其间固定挡环阻止行星螺杆前移。锥形单螺杆12末端通过螺纹固定在主螺杆3前段，二者与锥形单螺杆11是同速旋转的。转速由电机10带动传动装置9控制。
经行星螺杆段塑化和混合的物料推进到锥形单螺杆12后，进一步被均化、排气和计量挤出到机头进行造粒或成型。

Claims (2)

1.本发明锥形行星螺杆挤出机，主要由主螺杆、行星螺杆、机筒及其内螺纹、加热装置、加料装置、传动装置、机头和电机等组成，其特点是：至少有一段为若干根行星螺杆与主螺杆和机筒内螺纹啮合的锥形行星螺杆段，沿着长度方向自大端减小。
2.根据权利要求1所述的锥形行星螺杆挤出机，其特征在于：作为一个完整的挤压设备，还必须具备良好的进料、排料及螺杆转速调节的能力；除锥形行星螺杆段实现物料分流、摩擦、挤压、剪切和拉伸进行塑化和混合外，还可以在其前后采用单螺杆等非行星螺杆结构来保证连续稳定挤出。
CN2011101547322A 2011-06-10 2011-06-10 锥形行星螺杆挤出机 Pending CN102248655A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101547322A CN102248655A (zh) 2011-06-10 2011-06-10 锥形行星螺杆挤出机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011101547322A CN102248655A (zh) 2011-06-10 2011-06-10 锥形行星螺杆挤出机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102248655A true CN102248655A (zh) 2011-11-23

Family

ID=44976397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011101547322A Pending CN102248655A (zh) 2011-06-10 2011-06-10 锥形行星螺杆挤出机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102248655A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909849A (zh) * 2012-11-13 2013-02-06 大连理工大学 星型差速螺杆挤出机
CN103921396A (zh) * 2014-05-14 2014-07-16 肖加云 一种行星混练射咀
CN104608362A (zh) * 2015-01-21 2015-05-13 卢丽 塑料挤出机机筒
CN105773945A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 江苏荆溪环保设备有限公司 刚玉管式膜挤出装置
CN107139423A (zh) * 2017-07-07 2017-09-08 青岛科技大学 一种加工pvc材料的行星螺杆挤出机
CN110126233A (zh) * 2019-05-05 2019-08-16 北京化工大学 一种高剪切界面倍增器
CN110573318A (zh) * 2017-05-23 2019-12-13 格诺伊斯有限责任公司 用于挤出塑料的多螺杆挤出机的挤出机螺杆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB618518A (en) * 1942-09-18 1949-02-23 Lavorazione Mat Plast Apparatus for mixing and extruding plastic materials
DE19930970A1 (de) * 1999-07-05 2000-11-23 Battenfeld Extrusionstech Extruderanordnung für die Plastifizierung von Kunststoffmaterial
CN2827692Y (zh) * 2005-10-19 2006-10-18 恩太思国际贸易(上海)有限公司 行星螺杆挤出机
CN101767435A (zh) * 2010-03-22 2010-07-07 北京化工大学 复合共挤锥形螺杆挤出机
CN101875232A (zh) * 2009-12-10 2010-11-03 北京化工大学 三角形排列的锥形三螺杆挤出机
CN101954732A (zh) * 2010-09-30 2011-01-26 北京化工大学 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机
CN202162989U (zh) * 2011-06-10 2012-03-14 北京化工大学 锥形行星螺杆挤出机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB618518A (en) * 1942-09-18 1949-02-23 Lavorazione Mat Plast Apparatus for mixing and extruding plastic materials
DE19930970A1 (de) * 1999-07-05 2000-11-23 Battenfeld Extrusionstech Extruderanordnung für die Plastifizierung von Kunststoffmaterial
CN2827692Y (zh) * 2005-10-19 2006-10-18 恩太思国际贸易(上海)有限公司 行星螺杆挤出机
CN101875232A (zh) * 2009-12-10 2010-11-03 北京化工大学 三角形排列的锥形三螺杆挤出机
CN101767435A (zh) * 2010-03-22 2010-07-07 北京化工大学 复合共挤锥形螺杆挤出机
CN101954732A (zh) * 2010-09-30 2011-01-26 北京化工大学 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机
CN202162989U (zh) * 2011-06-10 2012-03-14 北京化工大学 锥形行星螺杆挤出机

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909849A (zh) * 2012-11-13 2013-02-06 大连理工大学 星型差速螺杆挤出机
CN103921396A (zh) * 2014-05-14 2014-07-16 肖加云 一种行星混练射咀
CN103921396B (zh) * 2014-05-14 2017-02-22 积康螺杆制造（上海）股份有限公司 一种行星混炼射咀
CN104608362A (zh) * 2015-01-21 2015-05-13 卢丽 塑料挤出机机筒
CN105773945A (zh) * 2016-04-26 2016-07-20 江苏荆溪环保设备有限公司 刚玉管式膜挤出装置
CN110573318A (zh) * 2017-05-23 2019-12-13 格诺伊斯有限责任公司 用于挤出塑料的多螺杆挤出机的挤出机螺杆
CN107139423A (zh) * 2017-07-07 2017-09-08 青岛科技大学 一种加工pvc材料的行星螺杆挤出机
CN110126233A (zh) * 2019-05-05 2019-08-16 北京化工大学 一种高剪切界面倍增器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102248655A (zh) 锥形行星螺杆挤出机
CN102120345B (zh) 一种块状橡胶连续混炼方法及设备
CN101875233A (zh) 一字型排列的锥形三螺杆挤出机
CN202162989U (zh) 锥形行星螺杆挤出机
CN101875232A (zh) 三角形排列的锥形三螺杆挤出机
CN102166794B (zh) 橡胶连续混炼双转子结构及采用该结构的混炼设备
CN103056979B (zh) 基于偏心螺旋的高分子材料连续密炼过程强化方法及装置
CN201792480U (zh) 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机
AU2015221368A1 (en) Apparatus for extruding plastic materials
CN202146733U (zh) 转子三角形排列的三转子连续混炼机组
CN102886888B (zh) 一种内排气式平行异向多螺杆挤出机
CN202212120U (zh) 转子三角形排列的锥形三转子连续混炼机组
CN101954732A (zh) 具有平行螺杆头段的锥形单螺杆挤出机
CN202155160U (zh) 锥形双转子连续混炼机组
CN101700692A (zh) 一种异化型双锥螺杆挤出成型装置
CN202826362U (zh) 一种内排气式平行异向多螺杆挤出机
CN102225315A (zh) 转子一字型排列的三转子连续混炼机组
CN102228818A (zh) 转子三角形排列的锥形三转子连续混炼机组
CN201633185U (zh) 一字型排列的锥形三螺杆挤出机
CN103350497A (zh) 一种聚偏氟乙烯专用精密挤出系统
CN201841655U (zh) 三角形排列的锥形三螺杆挤出机
CN203317725U (zh) 一种聚偏氟乙烯专用精密挤出装置
CN204431693U (zh) 恒星挤出机
CN103240861A (zh) 平行双螺杆挤出机组
CN102225316A (zh) 转子三角形排列的三转子连续混炼机组

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111123