CN103496135A - 一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，包括料筒，料筒的进料端设有进料口，料筒内设有螺杆，螺杆可在料筒内转动，所述螺杆设有螺纹结构，所述螺纹结构包括第一螺纹区、与第一螺纹区连接的第二螺纹区，第一螺纹区靠近料筒的进料口，第一螺纹区的螺纹的牙高大于第二螺纹区的螺纹的牙高；所述挤出机头包括气体输入控制装置、以及设有进气孔的挤出口模，所述进气孔与所述气体输入控制装置连接，气体输入控制装置中的气体通过进气孔进入挤出口模，在挤出口模的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。本发明对熔融塑料体的搅动和推送效果好，且减低了对螺杆的转动扭力的要求。

Description

一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备
技术领域
本发明涉及塑料热加工设备领域，尤其涉及一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备。
背景技术
挤出机是将塑料加热使之呈黏流状态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体然后通过冷却，使具有一定几何形状和尺寸的塑料由黏流态变为高弹态，最后冷却定型为玻璃态，得到所需要的制品。经过多年的发展，挤出机已由原来的单螺杆衍生出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型。挤出机(主机)可以与管材、薄膜、捧材、单丝、扁丝、打包带、挤网、板(片)材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配，组成各种塑料挤出成型生产线，生产各种塑料制品。
目前的挤出机，其结构包括：机架以及设置在机架上的料筒、减速机和驱动电机，料筒内设置有螺杆，螺杆的一端与减速箱的输出轴相连接。在实际使用过程中，驱动电机带动料筒中的螺杆转动，通过螺杆的螺纹将熔融塑料体送到出料模口，通过出料模口的形状挤出各种塑料制品。螺杆的螺纹直接影响到熔融塑料体的推出效果，螺纹的牙高（螺纹的大径与小径差值的1/2）太高，需要较大的转动扭力，螺纹的牙高太低，对熔融塑料体的推出速度较慢甚至出现反胶造成料筒的堵塞。另外，由于挤出口模与挤出熔体之间存在阻力，现有的挤出成型技术普遍存在挤出胀大的问题，即挤出物截面尺寸比挤出口模尺寸大的现象，挤出胀大增加了挤出口模设计难度，影响制品精度，同时，由于熔融塑料体材料的高粘性，挤出时需要很大的口模压力来克服口模内壁对挤出物的阻力，造成口模压降大，从而使得挤出制品内应力增加，导致变形增加，同时也增加了能量消耗，影响塑料成品的质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，对熔融塑料体的搅动和推送效果好，且减低了对螺杆的转动扭力的要求；同时可很好的克服挤出胀大的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，包括料筒（1），料筒（1）的进料端设有进料口，料筒（1）内设有螺杆（4），螺杆（4）可在料筒（1）内转动，所述螺杆（4）设有螺纹结构，所述螺纹结构包括第一螺纹区（10）、与第一螺纹区（10）连接的第二螺纹区（20），第一螺纹区（10）靠近料筒（1）的进料口，第一螺纹区（10）的螺纹的牙高大于第二螺纹区（20）的螺纹的牙高；
所述挤出机头包括气体输入控制装置（21）、以及设有进气孔（23）的挤出口模（22），所述进气孔（23）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，气体输入控制装置（21）中的气体通过进气孔（23）进入挤出口模（22），在挤出口模（22）的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。
其中，所述挤出口模（22）设有气腔（24）、以及用于监测挤出口模（22）内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器（25），所述进气孔（23）通过气腔（24）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，所述气体层的压力值大于等于挤出口模（22）内熔融塑料体的压力值；
所述气体输入控制装置（21）包括，空压机（11）、储气罐（12）、压力表（13）、压力伺服阀（14）、压力传感器（15）、温度控制器（16）、气体加热器（17）；空压机（11）通过阀连接储气罐（12）的入口，储气罐（12）的出口与压力表（13）、压力伺服阀（14）、压力传感器（15）、温度控制器（16）、气体加热器（17）和气腔（24）依次连接；
所述第一螺纹区（10）的长度小于所述第二螺纹区（20）的长度。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙高与第二螺纹区（20）的螺纹的牙高的差值为10-20毫米。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙高与第二螺纹区（20）的螺纹的牙高的差值为11毫米。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹为三角形螺纹，所述第二螺纹区（20）的螺纹为锯齿形螺纹。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹的升角为8-15度，所述第二螺纹区（20）的螺纹的升角为15-30度。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹的升角为10度，所述第二螺纹区（20）的螺纹的升角为22度。
其中，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙顶与料筒（1）的内壁的间距=料筒（1）的内径×0.1。
其中，所述料筒（1）设有排气口（5），所述排气口（5）包括滤网结构。
其中，所述料筒（1）的外周设有若干环形的加热器（6），所述环形的加热器（6）的两端通过螺母连接。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例通过在具有搅拌推送功能的气辅挤出设备的螺杆近进料筒的进料口一侧设置螺纹牙高较高的第一螺纹区，有利于充分搅拌进入料筒的塑料材料，通过第二螺纹区的牙高较低的螺纹将经过充分搅拌的塑料推送至料筒的出料模口，减低了对螺杆转动扭力的要求。节省了能量，提高了产品的质量；同时，通过在挤出口模的内壁面和熔融塑料体之间注入稳定压力的气体，即在口模壁面和熔融塑料体之间形成稳定的气垫膜层，降低了挤出口模内壁面对挤出体的摩擦阻力，达到了挤出口模的润滑效果，大大减小了挤出胀大比，有利于提高塑料成品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备的实施例的结构示意图。
图2是本发明图1中A的局部示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1和图2，本实施例的一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，其中，所述挤出机包括料筒1、驱动电机3和减速器2，料筒1的进料端设有进料口，料筒1的出料端连接出料模口，料筒1内设有螺杆4，螺杆4可在料筒内转动，所述螺杆4设有螺纹结构，所述螺纹结构包括第一螺纹区10、与第一螺纹区10连接的第二螺纹区20，第一螺纹区10靠近料筒1的进料口，第二螺纹区20远离近料筒1的进料口。即第一螺纹区10位于螺杆4的左侧部分，第二螺纹区20位于螺杆4的右侧部分，第一螺纹区10的螺纹的牙高大于第二螺纹区20的螺纹的牙高，以更好的搅拌进入的塑料材料，并更快的将搅拌充分的塑料向出料模口推送，防止料筒的堵塞。
其中，所述挤出机头包括气体输入控制装置21、设有进气孔23的挤出口模22，所述进气孔23与所述气体输入控制装置21连接，气体输入控制装置21中的气体通过进气孔23进入挤出口模22，在挤出口模22的内壁面形成压力值大于挤出口模22内熔融塑料体的压力值的气体层。挤出口模22设有气腔24、以及用于监测挤出口模22内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器25，所述进气孔23通过气腔24与所述气体输入控制装置21连接；所述气体输入控制装置21包括，空压机11、储气罐12、压力表13、压力伺服阀14、压力传感器15、温度控制器16、气体加热器17；空压机11通过阀连接储气罐12的入口，储气罐12的出口与压力表13、压力伺服阀14、压力传感器15、温度控制器16、气体加热器17和气腔24依次连接。温度压力传感器25将检测到的熔融塑料体的温度和压力值传送给对应的控制器，以控制调节压力伺服阀14、压力传感器15、温度控制器16、气体加热器17的参数值。
本实施例的挤出设备工作时，先开通气体输入控制装置21并将其输出的气体调节到设定的温度和压力值，较佳的，先将输出的气体的压力值调节到略大于挤出口模中熔融塑料体的压力值，然后逐渐将输出的气体的压力值调节到挤出口模中熔融塑料体的压力值。同时将输出的气体的温度调节到接近并高于挤出口模中熔融塑料体的温度。然后开启挤出机的驱动电机驱动挤出机的螺杆转动，由此实现稳定的气辅挤出。
本实施例中，所述第一螺纹区10的长度小于所述第二螺纹区20的长度，即第一螺纹区10设于螺杆4近料筒1进料口的一小段部分。由于第一螺纹区10中的螺纹牙高较大，因此第一螺纹区10越长对螺杆4的转动扭力的要求就越高。通过在螺杆4设置一小段的第一螺纹区10，即可充分搅拌刚进入料筒1的塑料材料，又能减低对螺杆转动扭力的要求，有利于节省能耗。
本实施例中，所述第一螺纹区10的螺纹的螺距可与第二螺纹区20的螺纹的螺距相同，也可以与第二螺纹区20的螺纹的螺距不同。所述第一螺纹区10的螺纹的牙高与第二螺纹区20的螺纹的牙高的差值为10-20毫米，本实施例优选为所述第一螺纹区10的螺纹的牙高与第二螺纹区20的螺纹的牙高的差值（h）为11毫米。既能有效的搅动和推送熔融塑料体，又可减低对螺杆4转动扭力的要求，降低驱动电机的能耗。
其中，所述第一螺纹区10的螺纹为三角形螺纹，搅拌的效果好；所述第二螺纹区20的螺纹为锯齿形螺纹，推送的效果好。所述第一螺纹区10的螺纹与料筒的内壁预留有一定的间距(d)，本实施例中该间距(d)=料筒1的内径×0.1，以有利于熔融塑料体的搅动。
本实施例中，所述第一螺纹区10的螺纹的升角（a）为8-15度，优选的，所述第一螺纹区10的螺纹的升角（a）为10度；以充分搅拌塑料材料。所述第二螺纹区20的螺纹的升角（b）为15-30度，优选的，所述第二螺纹区20的螺纹的升角（b）为22度，以更好的将熔融塑料体送至出料模口。
进一步的，本实施例的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备的料筒1还设有若干排气口5，且料筒1近进料口的一侧的排气口5数目多于料筒1近出料端一侧的排气口5。由于进入料筒1中的塑料在被加热熔融的初期释放的空气、水分以及小分子杂质较多，越接近出料模口的位置，熔融塑料体中的空气、水分以及小分子杂质越少，因此在靠近进料口的一侧需设置较多的排气口5，远离进料口的一侧只需设置较少数目的排气口5，有利于及时将塑料加热熔融时产生的空气、水分以及小分子杂质排出，又能最大限度的减少料筒1上的排气口5数目。
本发明的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，在料筒1的外周设有若干环形的加热器6，用于加热熔融进入到料筒1的塑料。本实施例中，靠近进料口的加热器6的温度高于远离进料口的加热器6的温度，既能保证在较短时间内熔融进入料筒1的塑料，又可避免出料模口由于温度过高产生较多气体，影响最终的塑料成品的质量。
进一步的，本实施例的排气口5包括滤网结构，以防止塑料从排气口5漏出。
本实施例中的进料料斗7为漏斗型，方便添加塑料；所述环形的加热器6的两端通过螺母连接，方便加热器6的更换。
通过本发明上述实施例，通过在具有搅拌推送功能的气辅挤出设备的料筒靠近进料筒的进料口一侧设置螺纹牙高较大的第一螺纹区，有利于充分搅拌进入料筒的塑料材料，通过远离进料口的的第二螺纹区的牙高较低的螺纹将经过充分搅拌的塑料推送至料筒的出料模口，减低了对螺杆转动扭力的要求。节省了能量，提高了产品的质量；同时，通过在挤出口模的内壁面和熔融塑料体之间注入稳定压力的气体，即在口模壁面和熔融塑料体之间形成稳定的气垫膜层，降低了挤出口模内壁面对挤出体的摩擦阻力，达到了挤出口模的润滑效果，大大减小了挤出胀大比，进而提高塑料成品的质量。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利要求范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，其特征在于，包括料筒（1），料筒（1）的进料端设有进料口，料筒（1）内设有螺杆（4），螺杆（4）可在料筒（1）内转动，所述螺杆（4）设有螺纹结构，所述螺纹结构包括第一螺纹区（10）、与第一螺纹区（10）连接的第二螺纹区（20），第一螺纹区（10）靠近料筒（1）的进料口，第一螺纹区（10）的螺纹的牙高大于第二螺纹区（20）的螺纹的牙高；
所述挤出机头包括气体输入控制装置（21）、以及设有进气孔（23）的挤出口模（22），所述进气孔（23）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，气体输入控制装置（21）中的气体通过进气孔（23）进入挤出口模（22），在挤出口模（22）的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。
2.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述挤出口模（22）设有气腔（24）、以及用于监测挤出口模（22）内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器（25），所述进气孔（23）通过气腔（24）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，所述气体层的压力值大于等于挤出口模（22）内熔融塑料体的压力值；
所述气体输入控制装置（21）包括，空压机（11）、储气罐（12）、压力表（13）、压力伺服阀（14）、压力传感器（15）、温度控制器（16）、气体加热器（17）；空压机（11）通过阀连接储气罐（12）的入口，储气罐（12）的出口与压力表（13）、压力伺服阀（14）、压力传感器（15）、温度控制器（16）、气体加热器（17）和气腔（24）依次连接；
所述第一螺纹区（10）的长度小于所述第二螺纹区（20）的长度。
3.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙高与第二螺纹区（20）的螺纹的牙高的差值为10-20毫米。
4.根据权利要求3所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙高与第二螺纹区（20）的螺纹的牙高的差值为11毫米。
5.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹为三角形螺纹，所述第二螺纹区（20）的螺纹为锯齿形螺纹。
6.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹的升角为8-15度，所述第二螺纹区（20）的螺纹的升角为15-30度。
7.根据权利要求6所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹的升角为10度，所述第二螺纹区（20）的螺纹的升角为22度。
8.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述第一螺纹区（10）的螺纹的牙顶与料筒（1）的内壁的间距=料筒（1）的内径×0.1。
9.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述料筒（1）设有排气口（5），所述排气口（5）包括滤网结构。
10.根据权利要求1所述的具有搅拌推送功能的气辅挤出设备，其特征在于，所述料筒（1）的外周设有若干环形的加热器（6），所述环形的加热器（6）的两端通过螺母连接。
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