CN102814968B - 用于塑料的塑化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于塑料的塑化装置，其具有机筒和至少一个可旋转地设置在机筒中的螺杆，螺杆具有用于对经塑化的塑料进行剪切和混合的剪切和混合部；其中，该剪切和混合部具有工作部件，工作部件具有多个输入通道和输出通道，这些输入通道和输出通道在表面上形成槽形的凹陷部并且在切线方向上交替相继设置；其中，输入通道在与塑料的输送方向相反的方向上敞开，而输出通道在塑料的输送方向上敞开；在其中一个输入通道和相邻的输出通道之间形成有对于机筒侧壁的、使塑料流过的剪切缝隙，而在相反的切线方向上、于输出通道和下一个输入通道之间形成有对于机筒侧壁的、防止塑料流过的密封缝隙，其中，螺杆装配有至少三个沿着输送方向形成间隔地相继设置的工作部件。

Description

用于塑料的塑化装置
技术领域
本发明涉及一种用于塑料的塑化装置，其具有机筒和至少一个可旋转设置在机筒中的螺杆，螺杆具有用于剪切和混合经塑化的塑料的剪切和混合部；其中，该剪切和混合部具有工作部件，工作部件具有多个输入通道和输出通道，这些输入通道和输出通道在表面上形成槽形的凹陷部并且在切线方向上交替相继设置；其中，输入通道在与塑料的输送方向相反的方向上敞开，而输出通道在塑料的输送方向上敞开；在其中一个输入通道和相邻的输出通道之间形成有对于机筒侧壁的、使塑料流过的剪切缝隙，而在相反的切线方向上、于输出通道和下一个输入通道之间形成有对于机筒侧壁的、防止塑料流过的密封缝隙。
背景技术
在非交联聚合物的熔融和均质化过程中，至今广泛地使用这样的挤出机，该挤出机作为塑化装置而在机筒中具有一个或两个螺杆。特别在螺杆挤出机中，要使用多个混合部和剪切部，这些混合部和剪切部用于使聚合物熔融物尽可能均质地从挤出机中挤出。
在此，使热学和机械方面的均质性都应该在螺杆通道中不仅径向和轴向、而且还在切线方向上尽可能实现优化，其中，使温度变化、即由于混合部和剪切部的作用导致熔融物温度的升高尽可能维持很小。
在此，各种混合和剪切部的变换形式为数众多，例如由文献DE102006011069A1所公开的那样。
为了提高剪切效率，还公知使用两个前后设置的剪切部，然而由此通常需要占用螺杆长度的绝大部分，这样或者造成塑化区段长度的浪费，或者在提高塑化装置整个长度的同时因此造成大幅度的耗费增加。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种塑化装置，该塑化装置在螺杆区域上具有剪切和混合部，该塑化装置能够改善分布的混合效应，而不需要随之产生剪切和混合部的较大长度。
为了实现上述目的，根据本发明提供了一种根据权利要求1的技术特征的塑化装置的技术方案。
本发明优选的结构方案和扩展方案由从属权利要求给出。
根据本发明，使螺杆装配有至少三个沿着输送方向形成间隔地相继设置的工作部件。
因此，本发明基于这样的观点，即，螺杆例如在公知的Maddock剪切部中通过涡流进行旋转，这样能够使剪切部的通道中熔融物出色地分配混合到通道外部的熔融物中。然而，熔融物在各个通道中仅少许进行分配混合。即使在较短的剪切部长度条件下，也能够实现对于周围环境良好的分配混合。
若以本发明的方式先后排列设置多个、例如这里根据本发明的技术方案设置至少三个具有前述结构的工作部件，那么总地能够实现特别良好的均质性，而不需要增大整个剪切和混合部的构造空间，这是因为各个工作部件能够非常紧凑地设置。
根据本发明，经由在各个工作部件中设定的延伸流实现了出色的分散和分配混合，因此，至少三个工作部件的先后排列实现了所希望的、在各个工作部件中的分配混合与各个工作部件之间的分散混合的交替，从而避免产生温度峰值。
为了进一步提高混合效率，使其中一个工作部件的输出通道相对于下一个设置的工作部件的输入通道在切线方向上相互交错设置，从而使在一个工作部件的输出通道中分配的混合的熔融物在从输出通道排出之后、必须完成在剪切和混合部切线方向上的运动，进而首先到达下一个设置的工作部件的输入通道，由此，与在各个工作部件中实现的分配混合相关地，还分别交替地实现了所期望的熔融物的分配混合。
为了确保实现剪切和混合部较短的总的构造长度，本发明塑化装置的各个工作部件还可以具有在输送方向上延伸的长度，该长度最大相当于螺杆直径。根据本发明的塑化装置的实际使用情况，可以以优选的方式例如使各个工作部件的长度为1D；0.7D；0.5D；0.3D或0.2D。
各个工作部件表现出特别适宜的长度为0.5D或更小，如0.4D至0.2D。
此外，相继设置的工作部件之间的间隔同样可以受到限定，而根据本发明的技术方案，使该间隔至少为0.1倍的螺杆直径D，然而其中，还可以使该间隔为0.2D；0.3D和0.5D。在优化空间需求和功能性方面，特别优选0.2D。
该间隔可以通过相继设置的工作部件之间的混合腔室来限定，通过该间隔实现一个工作部件的输出通道与下一个工作部件的输出通道的沟通。
在尺寸方面实现了，本发明提供的具有剪切和混合部的塑化装置的长度仅略大于剪切和混合部的2倍的长度。
经实验证明，剪切和混合部内部的熔融物仅具有少量粘附，却实现了所期望的在切线方向上的剪切。
附图说明
接下来，结合示出实施例的附图对本发明的扩展方案和具体结构进行详细说明。图中示出了：
图1为本发明的一种塑化装置的截面示意图；
图2为图1的塑化装置的剪切和混合部的具体结构示意图。
具体实施方式
图1示出了一种用于塑料的塑化装置，该塑化装置形成为公知的挤出机，这里作为螺杆挤出机示出。
塑化装置1包括机筒11，该机筒具有可在该机筒内旋转设置的螺杆10，该螺杆的一端103从机筒中伸出，在该伸出区域中可连接一个在此未详细示出的驱动电机，用以旋转驱动。
机筒包括用附图标记111表示的装料口，用以装填待塑化的塑料，该塑料被螺杆卷入并沿着输送方向F通过与螺杆同步旋转被输送到出料口112，经塑化的塑料从出料口输出到在此未示出的后续设置的工具中用以进一步处理。
螺杆10具有用附图标记100表示的塑化区，经由装料口111给入的塑料首先输送到该塑化区中，并通过摩擦、散逸和加热装置进行塑化处理，紧接着经过用附图标记101表示的剪切和混合部以及用附图标记102表示的螺杆机头。
螺杆10的剪切和混合部101在图2中以精确细节示出。
这里，剪切和混合部101一共包括四个沿着输送方向F前后排列设置的工作部件2，各个工作部件相互以一定间隔A设置，其中，间隔A在各个工作部件2之间可以是相等的（如图所示），也可以是不相等的。
例如间隔A可以为0.1D；0.2D；0.3D或0.5D，其中，D为螺杆直径。
由于间隔A的设置，而在工作部件2之间限定出下文将详细说明的环形混合腔室M。
各个工作部件2都具有沿着输送方向F的长度L，该长度的最大值对应于螺杆直径D，但是优选小于螺杆直径，例如为1D；0.7D；0.5D或0.3D。
而且，每个工作部件2还包括多个输入通道20和输出通道21，这些通道分别交替设置在工作部件的切线方向上，也就是说，在一个输入通道20上随后沿着输送方向F在顺时针方向紧接着设有输出通道21，然后再设置输入通道20，接下来是输出通道21，以此类推。
输入通道20和输出通道21分别作为槽形凹陷部设置在剪切和混合部101的工作部件2的表面上，其中，输入通道20在与输送方向F相反的方向上敞开，而输出通道21在输送方向F上敞开。
此外，由上文所述的旋转方向上，也就是指沿着输送方向F在顺时针方向上，于各个输入通道20和随后连接的输出通道21之间分别设有剪切板22，剪切板的顶边在工作部件2的最大直径以内延伸，从而当螺杆10应用在塑化装置1的机筒11中时，在剪切板22和内机筒壁110之间保留有剪切缝隙，该剪切缝隙使沿着输送方向F输送的经塑化的塑料熔融物从输入通道20经由剪切板22过渡到输出通道21中。通过在此形成的对经塑化的塑料的剪切，实现了对于熔融物的所需的分配式混合。
另一方面，在相反方向上、即在逆时针方向上，输入通道20与相邻的输出通道21通过密封板23隔开，密封板的顶边在工作部件2的最大直径上延伸，也就是说，在密封板23和机筒侧壁110之间形成这样的密封缝隙，该密封缝隙防止熔融物从密封板上流过。
因此，显而易见，经塑化的塑料熔融物在进入到沿着输送方向F的第一工作部件的输入通道20中时，首先经由剪切板22进入到顺时针方向上邻接的输出通道21中，然后由此进入到位于前后相邻的工作部件2之间的、由间隔A形成的环形混合腔室M中。
因为，由图2可知，工作部件2的输出通道21相对于下一个工作部件2的输入通道20交错设置，并且在此以精确的宽度设置；所以，促使熔融物由图2所示的路程经过剪切和混合部101，其中，在由一个工作部件2过渡到在输送方向F上随后设置的工作部件上时，在剪切和混合部的切线方向上沿着环形混合腔室M的流动是非常重要的。在此，熔融物没有仅仅流入到下一个工作部件2的接下来的输入通道20中，而是至少一部分继续在环形混合腔室M中形成环流，然后再从该混合腔室流入到下一个工作部件2的进一步远离设置的输入通道20中。以这种方式使熔融物除了进行所需的分散混匀之外，还实现了良好的分配混合。
该过程经过如图2所示的由一共四个工作部件2构成的排列设置之后，再次重复两遍，直到使剪切和混合部101的熔融物沿着机筒的出料口112的方向排出。
结果，由此在剪切和混合部101的最短构造形式条件下实现了的经塑化的塑料熔融物的特别有效分配和分散的混合，伴随这样的混合实现了在塑化装置中制成的塑料熔融物的均质性的显著改善。
可以了解到，作为图2所采用的由一共四个工作部件构成的排列设置的替代，还可以仅采用三个这样的工作部件或者还可以采用更多的、如五个、六个或七个工作部件，用以相互排列地形成剪切和混合部101。

Claims (3)

1.一种用于塑料的塑化装置(1)，其具有机筒(11)和至少一个可旋转地设置在机筒中的螺杆(10)，所述螺杆具有用于对经塑化的塑料进行剪切和混合的剪切和混合部(101)；其中，所述剪切和混合部(101)装配有三个至七个沿着输送方向(F)形成间隔(A)地相继设置的工作部件(2)，其中，每个工作部件(2)具有多个输入通道和输出通道，这些输入通道和输出通道在表面上形成槽形的凹陷部并且在切线方向上交替相继设置；其中，所述输入通道(20)在与塑料的输送方向(F)相反的方向上敞开，而所述输出通道(21)在塑料的输送方向(F)上敞开；在一个输入通道(20)和相邻的输出通道(21)之间形成有对于机筒侧壁(110)的、使塑料流过的剪切缝隙，而在相反的圆周方向上在所述输入通道(20)和另一个相邻的输出通道(21)之间形成有对于机筒侧壁(110)的、防止塑料流过的密封缝隙；其特征在于，所述各个工作部件(2)都具有在输送方向上延伸的长度(L)，所述长度为0.2倍至1倍的螺杆直径(D)。
2.根据权利要求1所述的塑化装置(1)，其特征在于，其中一个工作部件(2)的输出通道(21)相对于下一个设置的工作部件(2)的输入通道(20)在切线方向上相互交错设置。
3.根据权利要求1或2所述的塑化装置(1)，其特征在于，相继设置的工作部件之间的间隔(A)为0.1倍至0.5倍的螺杆直径(D)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105666730A (zh) * 2016-02-29 2016-06-15 昆山美弧橡塑机械有限公司 一种挤出机用高效混合螺杆
DE102017124091B4 (de) * 2017-10-17 2019-08-01 Kraussmaffei Technologies Gmbh Scherteil und Einschnecken-Plastifiziereinheit
CN109794214B (zh) * 2019-01-24 2020-11-27 太原理工大学 一种强剪切力高分子断链方法及其剪刀式强剪切力化学反应器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130076A (en) * 1990-08-27 1992-07-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Direct fabrication
US6497508B1 (en) * 2001-06-15 2002-12-24 New Castle Industries, Inc. Plasticating process, apparatus and screw with mixing
DE102006011069A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Extruderschnecke mit verbesserten Eigenschaften

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3411179A (en) * 1966-04-12 1968-11-19 Frank W Egan & Company Extruder screw mixing section
US3486192A (en) * 1967-03-24 1969-12-30 Union Carbide Corp Apparatus for extrusion of thermoplastics
JPS5734936A (en) * 1980-08-12 1982-02-25 Mitsubishi Petrochem Co Ltd Screw for kneading thermoplastic resin
DE3132429A1 (de) * 1981-08-17 1983-02-24 Krauss-Maffei AG, 8000 München Schnecke zur verarbeitung von kunststoffen, insbesondere fuer eine spritzgiessmaschine
BR9106791A (pt) * 1990-08-27 1993-06-15 Du Pont Fabricacao direta

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5130076A (en) * 1990-08-27 1992-07-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Direct fabrication
US6497508B1 (en) * 2001-06-15 2002-12-24 New Castle Industries, Inc. Plasticating process, apparatus and screw with mixing
DE102006011069A1 (de) * 2006-03-08 2007-09-13 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Extruderschnecke mit verbesserten Eigenschaften

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