CN102909849A - 星型差速螺杆挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种星型差速螺杆挤出机，主要由机头、机筒、加热装置、排气口、螺杆、机架、加料装置、端盖、联轴器、差速减速箱、电机联轴器、电机组成。电机通过电机联轴器连接减速器，减速器通过联轴器连接螺杆，机架支撑机筒，机筒壁覆盖加热装置，机筒靠近机头位置设有排气口，机筒靠近端盖的位置设置加料装置。本发明可以形成多个啮合区，排气口接排气装置，实现水分和其他气体的脱挥发分。在挤出产量、塑化混炼均匀性、剪切力、质量稳定等方面都有较大提升。

Description

星型差速螺杆挤出机

技术领域

本发明涉及一种用于对颗粒原料进行混合挤压并输出的挤压设备，特别是一种星型差速螺杆挤出机。 

背景技术

在石油、化工、塑料、食品、制药等工业生产中经常涉及到对高黏度及超高黏度物料进行混合、搅拌及塑化等连续操作，螺杆型挤出机是实现这些功能的重要装置。多螺杆挤出机在混炼挤出效果及产量等方面明显优于单螺杆挤出机和双螺杆挤出机，并且解决了传统捏合机的效率低及不能连续作业等缺陷，具有很大的发展潜力。 

最初，由专利CN201079735Y提出了一种差速双螺杆捏合机，其既具有传统捏合设备对高黏度流体的混合、剪切及塑化混炼作用，又具有异向双螺杆挤出机连续挤出的特点。在差速双螺杆捏合机工作过程中，两根螺杆相互啮合形成啮合区，在啮合区，阳螺杆螺棱和阴螺杆螺槽间存在速度差，明显增强了混合效果。但该专利中的螺杆沿轴向螺纹结构完全相同，不能适应物料在不同加工阶段所需要的不同螺纹结构；而且该专利只是一种连续的捏合机，不能很好的适用于物料的挤出成型、造粒、混炼等。 

在差速双螺杆捏合机基础上，专利CN102189663A中提出了一种螺杆呈三角形排列的差速三螺杆挤出机，三根螺杆彼此平行分布，在工作时可形成两个啮合区，并且螺杆之间存在摩擦剪切及具有两个啮合区的正位移输送特性，物料与螺杆有更大的接触面积，混合充分、热传递性好、熔融能力大、排气优良，且具有更低的能耗。但是这种结构阴螺杆转子在挤出加工过程中受力不均匀，导致阴螺杆变形较大，且不能保证可以形成两个稳定的工作啮合区。 

发明内容

本发明为了解决因螺纹结构完全相同不能适应物料在不同加工阶段所需要的不同螺纹结构，不能很好的适用于物料的挤出成型、造粒、混炼。而且差速双螺杆捏合机现有受力不均匀，导致阴螺杆变形较大，且不能保证可以形成两个稳定的工作啮合区。 

一种星型差速螺杆挤出机，包括机头、机筒、螺杆、机架、加料装置、端盖、联轴器、差速减速箱、电机联轴器和电机，其特征在于：螺杆采用多螺杆结构，多根螺杆转子以阴螺杆作为中心转子，其他的阳螺杆在阴螺杆周围呈星型均匀排列，并绕阴螺杆产生相对运动。 

所述阴螺杆和阳螺杆转子分别划分为不同的功能段，根据物料加工要求，螺杆设置为不同头数比、不同导程以及不同端面截型的螺纹段。 

所述机架支撑机筒，机筒壁覆盖加热装置。 

所述机筒靠近机头位置设有排气口，机筒靠近端盖的位置设置加料装置。 

所述电机通过电机联轴器连接减速器，减速器通过联轴器连接螺杆中的阴螺杆。 

有益效果：本发明在工作过程中，阴螺杆与多根阳螺杆之间相互运动，可以形成多个啮合区。在挤出机排气段机筒上设置排气口，排气口接排气装置，实现水分和其他气体的脱挥发分，以提高制品质量。在机筒上壁覆的盖加热装置可以满足不同的挤压原料的加热要求。在挤出产量、塑化混炼均匀性、剪切力、质量稳定等方面都有较大提升，可以广泛应用于塑料、橡胶、食品及制药等多种物料的加工成型中。 

附图说明

图1为采用五根螺杆时星型差速螺杆挤出机的结构示意图； 

图2为五根螺杆呈星型排列时的三维图；

图3为采用五根螺杆时的转子组的前视图；

图4为采用五根螺杆时锥式星型差速螺杆挤出机的结构示意图；

图5为五根锥型螺杆呈星型排列时的三维图；

图6为采用四根螺杆时锥式星型差速螺杆挤出机的结构示意图；

图7为四根螺杆呈星型排列时的三维图；

图8为采用四根螺杆时的转子组的前视图；

图9为采用四根螺杆时锥式星型差速螺杆挤出机的结构示意图；

图10为四根锥型螺杆呈星型排列时的三维图；

图11为螺杆转子尾部混炼元件的左视图。

图中1—机头，2—机筒，3—加热装置，4—排气口，5—螺杆，6—机架，7—加料装置，8—端盖，9—联轴器，10—差速减速箱，11—联轴器，12—电机，13—阴螺杆，14—阳螺杆。 

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。 

该挤出机中电机12通过联轴器11、差速减速箱10将扭矩分配给阴阳螺杆，差速齿轮箱10的输出轴转速比等于阴阳螺杆螺棱头数比，同步差速齿轮箱10通过联轴器9与星型差速螺杆挤出机的阴阳螺杆螺旋副联接，从而实现阴阳螺杆14螺旋副的差速运动，其中阳螺杆14同向旋转，而阴螺杆13与阳螺杆14呈异向旋转。螺杆转子5组装放置在机筒2内，机筒2上开有排气口4，通过外装加热装置3调节温度，机筒2、差速减速箱10和电机12直接安装在机架6上。从加料装置8中加入所要加工的物料，物料经固体输送、熔融之后，由固态变为熔融状态。经过排气口4时，物料中的水分和挥发气体经由排气装置排出机筒。螺杆上靠近机头1处设置混炼段，混炼段的销钉布置情况如图11所示，此段螺杆采用带有销钉安装孔的形式。物料经过混炼段后，通过机头1挤出。 

实施方式一：

图1为实施方式一所采用的星型差速螺杆挤出机的结构示意图，其中螺杆部分采用三根阳螺杆14和一根阴螺杆13，且四根螺杆以阴螺杆13为中心呈星型均匀排列，各螺杆均为柱形螺杆。挤出机中的螺杆转子5按照图3所示的星型排列方式排列，图2为呈星型排列的各螺杆的三维图。该挤出机中电机12通过联轴器11、差速减速箱10将扭矩分配给阴阳螺杆，差速齿轮箱10具有五根输出轴，输出轴的转速比等于阴阳螺杆螺棱头数比，同步差速齿轮箱10通过联轴器9与星型差速螺杆挤出机的阴阳螺杆螺旋副联接，从而实现阴阳螺杆螺旋副的差速运动，在螺旋副啮合区中，阴螺杆13螺棱头数为1，阳螺杆14螺棱头数为3，阴阳螺杆作差速异向旋转，其转速之比为1:3，三个阳螺杆14同向旋转，而阴螺杆13与阳螺杆14呈异向旋转。螺杆转子5组装放置在机筒2内，机筒2上开有排气口4，通过外装加热装置3调节温度，机筒2、差速减速箱10和电机12直接安装在机架6上，物料经过机头1挤出成型。

从加料装置8中加入所要加工的物料，物料经固体输送、熔融之后，由固态变为熔融状态。经过排气口4时，物料中的水分和挥发气体经由排气装置排出机筒。螺杆上靠近机头1处设置混炼段，混炼段的销钉布置情况如图11所示，此段螺杆采用带有销钉安装孔的形式。螺杆上的销钉起到分割料流，增加界面，改变料流方向，使界面再取向，料流重新排列的作用。通过多次分流、汇合，再取向而实现分布混合，进一步增强了螺杆转子异向旋转时的分布混合、剪切能力等。物料经过混炼段后，通过机头1挤出。 

实施方式二：

图4为实施方式二所采用的锥式星型差速螺杆挤出机结构示意图，挤出机的螺杆转子部分采用三根阳螺杆14和一根阴螺杆13，且四根螺杆以阴螺杆13为中心呈星型均匀排列，阴阳螺杆转子均采用螺杆外径的外锥角和螺槽根径的内锥角相同的锥型螺杆转子，挤出机中的螺杆转子5按照图3所示的星型排列方式排列，图5为呈星型排列的各螺杆的三维图。在螺旋副啮合区中，阴螺杆13螺棱头数为1，阳螺杆14螺棱头数为3，其转速之比为1:3，三个阳螺杆14同向旋转，而阴螺杆13与阳螺杆14呈异向旋转。

实施方式三：

图6为实施方式三所采用的星型差速螺杆挤出机结构示意图，挤出机的螺杆转子采用四根阳螺杆14和一根阴螺杆13，各螺杆均为柱形螺杆，挤出机中的螺杆转子5按照图8所示的星型排列方式排列，图7为呈星型排列的各螺杆的三维图。在螺旋副啮合区中，阴螺杆13螺棱头数为1，阳螺杆14螺棱头数为4，其转速之比为1:4，四个阳螺杆14同向旋转，而阴螺杆13与阳螺杆14呈异向旋转。

实施方式四：

图9为实施方式四所采用的锥式星型差速螺杆挤出机结构示意图，挤出机的螺杆转子部分采用四根阳螺杆14和一根阴螺杆13，阴阳螺杆转子均采用螺杆外径的外锥角和螺槽根径的内锥角相同的锥型螺杆转子，挤出机中的螺杆转子5按照图8所示的星型排列方式排列，图10为呈星型排列的各螺杆的三维图。在螺旋副啮合区中，阴螺杆13螺棱头数为1，阳螺杆14螺棱头数为4，其转速之比为1:4，四个阳螺杆14同向旋转，而阴螺杆13与阳螺杆14呈异向旋转。

Claims (5)

1.一种星型差速螺杆挤出机，包括机头、机筒、螺杆、机架、加料装置、端盖、联轴器、差速减速箱、电机联轴器和电机，其特征在于：螺杆采用多螺杆结构，多根螺杆转子以阴螺杆作为中心转子，其他的阳螺杆在阴螺杆周围呈星型均匀排列，并绕阴螺杆产生相对运动。

2.根据权利要求1所述的星型差速螺杆挤出机，其特征在于：阴螺杆和阳螺杆转子分别划分为不同的功能段，根据物料加工要求，螺杆设置为不同头数比、不同导程以及不同端面截型的螺纹段。

3.根据权利要求1或2所述的星型差速螺杆挤出机，其特征在于：所述机架支撑机筒，机筒壁覆盖加热装置。

4.根据权利要求1或2所述的星型差速螺杆挤出机，其特征在于：机筒靠近机头位置设有排气口，机筒靠近端盖的位置设置加料装置。

5.根据权利要求1或2所述的星型差速螺杆挤出机，其特征在于：电机通过电机联轴器连接减速器，减速器通过联轴器连接螺杆中的阴螺杆。

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