CN104149250A - 多转子混炼塑化压出装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于混炼塑化压轧超高分子量聚乙烯粉料并挤出条状热塑化物料的专用装置。该装置能够为微型或小型精密压延生产线连续生产膜片材料提供条状热塑化物料。该装置由转子、温控装置、可视化机筒、法兰、两端支撑的机架等部分构成。所述转子分为斜齿啮合段、缓冲段、压轧段和止流段四个部分。首先，物料由加料口加入，通过转子啮合段混炼塑化熔融后，再通过转子上缓冲段的缓冲槽缓冲，改变物料流向，最后由压轧段轧辊完成压轧，并与止流段配合挤出所需条状物料。与现有技术相比，本发明能够使物料的预热混合、熔融塑化和压轧挤出全过程一次完成，实现了安全可靠的连续化生产，极大地提高了生产效率，并且该装置结构设计简单，操作便捷。

Description

多转子混炼塑化压出装置

技术领域

本发明提出了一种用于混炼塑化压轧超高分子量聚乙烯粉料并挤出条状热塑化物料的专用装置。该装置能够为微型或小型精密压延生产线连续生产膜片材料提供条状热塑化物料。

背景技术

塑料的熔融塑化大都在挤出机中完成，除去传统的单螺杆、双螺杆挤出机，国内外已经出现了多螺杆挤出机。多螺杆挤出机的螺杆数量一般为3、4、5、8等，其螺杆的排列形式一般分为一线式、中心三角形式、圆周式等。多螺杆挤出机的啮合形式也有多种，如同向啮合、异向啮合、同向与异向共存啮合。多螺杆挤出机啮合次数较多，有利于物料的高效熔融塑化，但是其螺杆一般为单边轴承支撑布置，在结构上类似于悬臂梁，这种结构对轴承和螺杆强度的要求很高。

超高分子量聚乙烯耐磨性是塑料中的佼佼者，还具有摩擦系数小，耐化学药品性优良，耐冲击、耐压性、抗冻性、保温性、自润滑性、卫生性等优点。熔融态的超高分子量聚乙烯粘度高，流动性差，一般的机械加工方法较难进行。通过对加工设备的改造，已使超高分子量聚乙烯由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型，成型的制品应用于各行各业，其前景十分广阔。

压延生产的供料方式由最早期的开炼塑化、打卷、人工抱举供料到上世纪六十年代的密炼机间断塑化、挤出过滤、连续挤压末端供料，再到上世纪八十年代演化成的多螺杆挤出机和行星挤出机的末端供料方式。几十年来，挤出机末端出条，经传送带喂给压延机的方式仍然被广泛地应用。

本发明系一种用于混炼塑化压轧超高分子量聚乙烯粉料并挤出条状热塑化物料的专用装置。该装置在结构上充分吸收了多螺杆挤出机的优点，同时也对其转子支撑形式做了改进。该装置能够实现物料的定量供给-熔融塑化-轧辊压轧-连续挤出过程的一体化。作为微型或小型精密压延生产线的供料装置，本发明创造性地提出了“径向引出条料”的设计理念，使得传统的挤出末端无规则排料方式演化成挤出压轧条料供料方式的转变。

发明内容

本发明提出了一种用于混炼塑化压轧超高分子量聚乙烯粉料并挤出条状热塑化物料的专用装置。该装置能够为微型或小型精密压延生产线连续生产膜片材料提供条状热塑化物料。

本发明为多转子混塑压出系统，能够使物料的预热混合、熔融塑化和压轧挤出全过程一次完成，与压延生产线配合使用可以实现连续化生产。本发明能够完成现有各种塑化机均不能顺畅完成的工艺技术要求。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案如下：

1、一种为微型或小型精密压延生产线连续生产超高分子量聚乙烯膜片材料，提供条状热塑化物料的供料装置，其特征在于依次包括：左右机架(1、12)、中心转子法兰(2、11)、周围转子法兰(3、9)、可视化机筒(4)、周围转子(6)、中心转子(7)、加料口(18)、出料口(15)；

2、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子(7)为主动轴，周围转子(6)为从动轴，中心转子与周围转子均为由斜齿啮合段与功能轧辊段构成的复合结构，其前部为斜齿啮合段(21)，后部为功能轧辊段(22)，该结构能够满足超高分子量聚乙烯粉料的塑化要求。功能轧辊段(22)的前端为有若干缓冲槽构成的缓冲段(19)，末端为有反推螺纹构成的止流段(20)，功能轧辊段(22)的中间部分为用于压轧物料的轧辊段。对于具有5周围转子的装置来说，其中心转子的输入功率约为5KW～37KW。根据需要的不同，装置的规格尺寸也不尽相同，周围转子的数量可以从5～11不等(见附图2～4)，随着周围转子数量的增加，输入功率也逐渐增大，可达到50KW以上；

3、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子的直径大于周围转子的直径，每支转子的两端均依靠滚动轴承或轴承组进行支撑。中心转子与周围转子的斜齿啮合段均为斜齿轮轴；中心转子斜齿啮合段的斜齿齿数往往多于周边转子斜齿啮合段的斜齿齿数；中心转子与周边转子的斜齿旋向相反且相互啮合；

4、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子与周围转子的定位是由中心转子法兰(2、11)与周围转子法兰(3、9)上的轴承孔中的轴承或轴承组完成的；

5、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：周围转子法兰上设有冷却道(10)能够对转子进行冷却，防止温度过高损坏装置；

6、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子与周围转子以及机筒芯层，各加料口上端都分别设置有独立的温控装置(16)，确保系统内各功能段所需的工艺温度；

7、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：有两个或多个加料口(18)，可分别投放预热后的粉料和膜片切边回料，也可用于投放辅料及其他特定物料；

8、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：加料口(18)可配套计量加料称重系统，可调控加料量，确保物料混合良好，确保出条的速率适中；

9、根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：排料方式为径向机筒条带状排料；

10、根据权利要求1-6的一种多转子混炼塑化压出装置，其物料预热混合、熔融塑化、压轧挤出的过程在于：

1)首先，由料斗预热后的物料由加料口(18)加入，加料口(18)正对转子斜齿啮合段(21)，物料落入转子啮合齿槽中，随着转子的转动，物料沿齿槽运动，并在此部分进行混炼熔融塑化。由于转子数量较多，转子间啮合次数增加，在同样轴长情况下，物料的流程变长，同时在加热棒(温控装置中的一种)辅助加热的作用下，物料得以实现充分熔融塑化；

2)之后，在机筒长度约2/3处，转子由斜齿啮合段(21)的斜齿构型，经功能轧辊段(22)前端的缓冲段(20)过渡为功能轧辊段(22)中间部分的轧辊。物料经过缓冲段(19)的缓冲槽之后，其沿齿槽的旋转运动逐渐变为沿轧辊的周向运动；

3)之后，物料在周向运动的同时经过轧辊段轧辊的压轧、输送和冷却，在机筒下方呈条状由出料口引出；

4)为防止由于物料堆积，对轴承造成破坏，功能轧辊段(22)的末端设有由反推螺纹构成的止流段(19)，该段能使物料减速并推向出料口辅助条料顺利排出。

本发明系一种用于混炼塑化压轧超高分子量聚乙烯粉料并挤出条状热塑化物料的专用装置。该装置在结构上充分吸收了多螺杆挤出机的优点，同时也对其支撑形式做了改进以提高性能。该装置能够实现物料的定量供给-熔融塑化-轧辊压轧-连续挤出过程的一体化。作为微型或小型精密压延生产线的供料装置，本发明创造性地提出了“径向引出条料”的设计理念，使得传统的挤出末端无规则排料方式向挤出压轧条料供料方式的转变。该装置在封闭、连续系统内完成物料的熔融塑化，可以减少物料熔体在高温下的氧化降解。

附图说明

图1是本发明多转子混炼塑化压出装置主视图和左视图的剖面图。

图2是转子数量为7时转子示意图。

图3是转子数量为8时转子示意图。

图4是转子数量为11时转子示意图。

图5是装置整体的俯视图。

图6是可视化机筒的半剖示意图。

图7是中心转子结构组成示意图。

其中，1-左机架；2-中心转子法兰；3-周围转子法兰；4-可视化机筒；5-限位压块；6-周围转子；7-中心转子；8-衬套；9-周围转子法兰；10-冷却道；11-中心转子法兰；12-右机架；13-紧固螺钉；14-轴承；15-出料口；16-温控装置；17-视窗；18-加料口；19-止流段；20-缓冲段；21-斜齿啮合段；22-功能轧辊段；

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步描述。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图(1)所示，一种用于塑化压轧超高分子量聚乙烯并挤出条状热塑化物料的专用装置，其特征在于：该装置涉及到的主要设备依次包括：左右机架(1、12)、中心转子法兰(2、11)、周围转子法兰(3、9)、可视化机筒(4)、限位压块(5)、周围转子(6)、中心转子(7)、衬套(8)加料口(18)、出料口(15)。

将经过加料系统预热的超高分子量聚乙烯粉料通过加料口加入到装置中，加料口正对转子斜齿啮合部分的其中两周围转子啮合齿槽处，物料随着转子的转动沿齿槽向前输送的同时向两侧依次沿转子的齿槽流动，从而使得同样轴向长度下，物料的流程明显加长，同时在加热棒的辅助作用下，物料迅速熔融；当物料流动到机筒长度约2/3时，经过缓冲槽，物料沿齿槽的旋转运动变为沿轧辊的周向运动，物料进入转子的轧辊部分，转子末端为防倒流装置，从而使得物料经过轧辊的压轧、冷却之后经由机筒下方的出料口挤出条状物料，然后引入压延生产线。

以上所述并非对本发明的技术或特征进行限制，权利要求书指出了本发明的范围，因此，本发明的权利要求书同样包含其范围内的变动，只要是不违背本发明的精神或主要特征的具体形式，均属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种提供条状热塑化物料的供料装置，该装置可以为微型或小型精密压延生产线连续生产超高分子量聚乙烯膜片材料，其特征在于依次包括：左右机架(1、12)、中心转子法兰(2、11)、周围转子法兰(3、9)、可视化机筒(4)、周围转子(6)、中心转子(7)、加料口(18)、出料口(15)。

2.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子(7)为主动轴，周围转子(6)为从动轴，中心转子与周围转子均为由斜齿啮合段与功能轧辊段构成的复合结构，其前部为斜齿啮合段(21)，后部为功能轧辊段(22)，该结构能够满足超高分子量聚乙烯粉料的塑化要求；功能轧辊段(22)的前端为有若干缓冲槽构成的缓冲段(19)，末端为有反推螺纹构成的止流段(20)，功能轧辊段(22)的中间部分为用于压轧物料的轧辊段，对于具有5周围转子的装置来说，其中心转子的输入功率约为5KW～37KW；根据需要的不同，装置的规格尺寸也不尽相同，周围转子的数量可以从5～11不等(见附图2～4)，随着周围转子数量的增加，输入功率也逐渐增大，可达到50KW以上。

3.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子的直径大于周围转子的直径，每支转子的两端均依靠滚动轴承或轴承组进行支撑；中心转子与周围转子的斜齿啮合段均为斜齿轮轴；中心转子斜齿啮合段的斜齿齿数往往多于周边转子斜齿啮合段的斜齿齿数；中心转子与周边转子的斜齿旋向相反且相互啮合。

4.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子与周围转子的定位是由中心转子法兰(2、11)与周围转子法兰(3、9)上的轴承孔中的轴承或轴承组完成的。

5.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：周围转子法兰上设有冷却道(10)能够对转子进行冷却，防止温度过高损坏装置。

6.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：中心转子与周围转子以及机筒芯层，各加料口上端都分别设置有独立的温控装置(16)，确保系统内各功能段所需的工艺温度。

7.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：有两个或多个加料口(18)，可分别投放预热后的粉料和膜片切边回料，也可用于投放辅料及其他特定物料。

8.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：加料口(18)可配套计量加料称重系统，可调控加料量，确保物料混合良好，确保出条的速率适中。

9.根据权利要求1的一种多转子混炼塑化压出装置，其特征在于：排料方式为径向机筒条带状排料。

10.根据权利要求1-6的一种多转子混炼塑化压出装置，其物料预热混合、熔融塑化、压轧挤出的过程在于：

1)首先，由料斗预热后的物料由加料口(18)加入，加料口(18)正对转子斜齿啮合段(21)，物料落入转子啮合齿槽中，随着转子的转动，物料沿齿槽运动，并在此部分进行混炼熔融塑化；由于转子数量较多，转子间啮合次数增加，在同样轴长情况下，物料的流程变长，同时在加热棒(温控装置中的一种)辅助加热的作用下，物料得以实现充分熔融塑化；

2)之后，在机筒长度约2/3处，转子由斜齿啮合段(21)的斜齿构型，经功能轧辊段(22)前端的缓冲段(20)过渡为功能轧辊段(22)中间部分的轧辊，物料经过缓冲段(19)的缓冲槽之后，其沿齿槽的旋转运动逐渐变为沿轧辊的周向运动；

3)之后，物料在周向运动的同时经过轧辊段轧辊的压轧、输送和冷却，在机筒下方呈条状由出料口引出；

4)为防止由于物料堆积，对轴承造成破坏，功能轧辊段(22)的末端设有由反推螺纹构成的止流段(19)，该段能使物料减速并推向出料口辅助条料顺利排出。