CN104290309A - 一种单螺杆挤出机的挤出螺杆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，该螺杆的尾部直径大于螺杆头直径，且螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.6-2°，沿尾部至螺杆头方向，顺次排列单螺纹结构的加料段、压缩段和计量段以及表面设有凸齿的混炼段，其中加料段的螺纹底径和压缩段螺纹底径尺寸相同，且分别与螺杆轴线平行，在加料段和压缩段的螺纹上分别设有若干与加料段螺纹旋向相反的螺旋槽，计量段的螺纹底径和螺纹外径相互平行，在计量段上靠近压缩段侧的螺槽宽度小于靠近混炼段侧的螺槽宽度。本发明的优点是：结构简单，加工方便，设备投资减少多，可以广泛用于松散物料、高压缩比和多组分的塑料原料的加工，使用寿命长，能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种塑料挤出机的螺杆，尤其是涉及单螺杆挤出机的挤出螺杆。
背景技术
在塑料的加工中，对松散物料、高压缩比、多组分的塑料的挤出加工比较困难。目前对此类塑料的挤出大多利用平行双螺杆或锥形双螺杆挤出装置进行加工，其存在以下不足：1、加工平行双螺杆或锥形双螺杆所用的设备投资大，能耗高，设备磨损程度高；2、平行双螺杆和锥形双螺杆的使用寿命短，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有结构简单、制造成本低、容易加工且使用寿命长的单螺杆挤出机的挤出螺杆，可以广泛用于松散物料、高压缩比和多组分的塑料原料的加工。
本发明的技术解决方案是：一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，该螺杆的尾部直径大于螺杆头直径，且螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.6-2°，沿尾部至螺杆头方向，顺次排列单螺纹结构的加料段、压缩段和计量段以及表面设有凸齿的混炼段，其中加料段的螺纹底径和压缩段螺纹底径尺寸相同，且分别与螺杆轴线平行，在加料段和压缩段的螺纹上分别设有若干与加料段螺纹旋向相反的螺旋槽，计量段的螺纹底径和螺纹外径相互平行，在计量段上靠近压缩段侧的螺槽宽度小于靠近混炼段侧的螺槽宽度。
挤出螺杆的螺纹外径呈锥形，其螺杆尾部直径大，加料量大，提高挤出机的挤出产量，同时增大的尾部也可以增强螺杆的承载能力，从加料段更容易加入松散物料和高压缩比的物料，加料段和压缩段的螺纹底径保持不变，螺槽深度相应变小，有利于将进入的物料挤压密实，螺旋槽可以方便的将物料中混入的空气和其他挥发物向加料口方向排出，有利于充分对物料进行压缩剪切，提高其熔融程度，计量段的螺槽深度不变，但宽度变大，可以保持螺槽容积不变，有利于物料的稳定挤出，混炼段的凸齿可以打乱固体和液体的流向，使固相和液相充分混合，有利于降低熔体的温度。整个结构简单，制造成本低，容易加工且使用寿命更长。
所述螺旋槽的数量为4-12条，槽深为0.2-1.2mm，槽宽为2-6mm。更有利于提高其排气的效果。
所述凸齿的顶部和底部平行。提高其对液相和固相的剪切程度，有利于均匀混合。
所述计量段的螺槽深度与所述凸齿高度相同。方便稳定的定量定压的向混炼段进料。
本发明的优点是：结构简单，加工方便，设备投资减少多，可以广泛用于松散物料、高压缩比和多组分的塑料原料的加工，使用寿命长，能耗低。
附图说明
附图1为本发明实施例的结构示意图；
附图2为本发明实施例中加料段的放大结构示意图；
1、加料段，2、压缩段，3、计量段，4、混炼段，5、螺杆头，6、螺槽，7、螺纹，8、螺纹底径，9、螺纹外径，10、凸齿，11、螺旋槽。
具体实施方式
实施例：
参阅图1-2，一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，该螺杆的尾部直径大于螺杆头直径，且螺纹外径9连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.6-2°，沿尾部至螺杆头5方向，顺次排列单螺纹结构的加料段1、压缩段2和计量段3以及表面设有凸齿10的混炼段4，其中加料段1的螺纹底径8和压缩段2的螺纹底径8尺寸相同，且分别与螺杆轴线平行，在加料段1和压缩段2的螺纹7上分别设有若干与加料段1的螺纹旋向相反的螺旋槽11，计量段3的螺纹底径8和螺纹外径9相互平行，在计量段3上靠近压缩段2侧的螺槽6宽度小于靠近混炼段4侧的螺槽6宽度。所述螺旋槽11的数量为4-12条，槽深为0.2-1.2mm，槽宽为2-6mm。凸齿10的顶部和底部平行。计量段3的螺槽6深度与凸齿10高度相同。
本实施例的螺杆尾部大于螺杆头部形成锥形体，在其上分别设置加料段1、压缩段2、计量段3和混炼段4四个功能段，该四个功能段依次排列；加料段1采用单头螺纹结构，长度为5～10倍螺杆螺纹平均外径；压缩段2采用单头螺纹结构，长度为4～8倍螺杆螺纹平均外径；计量段3采用单头螺纹结构，长度为3～7倍螺杆螺纹平均外径；混炼段4采用平行凸台结构，长度为3～6倍螺杆螺纹平均外径。采用单头螺纹结构。
整条锥形螺杆的螺纹外径与螺杆的轴线成一角度，圆锥角度为0.6～2°。加料段1的螺纹底径和压缩段2的螺纹底径与螺杆的轴线平行，加料段1的螺纹底径和压缩段2的螺纹底径大小相等。加料段1和压缩段2的螺纹上开有4～12条螺旋槽11，螺旋槽11的螺距与加料段的螺纹的螺距相等，但是其螺纹旋向与加料段的螺纹旋向相反，槽深0.2mm～1.2mm，槽宽2mm～6mm。
计量段3的螺纹底径与螺纹外径平行，即保持螺纹的螺槽深度不变，同时螺纹的螺距逐渐增大，以保持螺杆的螺槽容积不变。
混炼段4设有5～10排凸台10，每排凸台10为6～14个，混炼段4的凸台10的外径与根径平行，计量段3的螺槽深度与混炼段4的凸台10高度相等。螺杆头5为圆锥形，锥角为20～60°。
塑料原料进入螺杆的螺槽6后，随着锥形螺杆的旋转而被逐渐推向螺杆头5方向。在加料段1，螺槽为松散的固体粒子状物料所填充，由于螺槽6逐渐变浅，物料逐渐被压实。当物料进入压缩段2后，由于螺槽6逐渐变浅以及机头的阻力，在物料中形成了很高的压力，把物料压得很密实，并把物料中混有的空气和其它挥发物通过螺旋槽11顺利地向螺杆的加料口方向排去，同时在机筒的外加热和锥形螺杆、机筒对物料的剪切作用所产生的摩擦热的作用下，塑料的温度逐渐升高并逐渐开始熔融。随着物料的向前输送，已熔融的塑料逐渐增多，而未熔融的塑料逐渐减少，大约在压缩段2的结束处，塑料已基本熔融。计量段3的螺纹底径与螺纹外径平行，保持螺纹的螺槽深度不变，有利于物料的稳定挤出；因此经过计量段的均化作用，锥形螺杆将熔融物料定量、定压、定温地输送给混炼段4。在混炼段4，凸台10将打乱固体和液体的两相流动，使物料反复地分开和汇合，使固相和液相充分混合，并同时增大了固相与液相之间的传热面积，有利于加速固相熔融过程，固相在熔融过程中不断从熔体上吸取热量，有可能降低熔体的温度。
以下通过对比实验说明本法的有益效果：
加工低聚乙烯，在相同工艺条件下，分别使用无混炼段螺杆和本发明实施例螺杆挤出，对熔体进行温度检测，结果如下表：
从实验中可以看出，挤出物的径向温差可减小1～2℃，横向温差可减小0.5～1.5℃；将物料进行多次分割、分流和汇合，物料在运动过程中其方向和位置上的变化，使物料中不同组分能能够很好地被分散和混合。因而可以得到混合均匀和低温的挤出物。
上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：该螺杆的尾部直径大于螺杆头直径，且螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.6-2°，沿尾部至螺杆头方向，顺次排列单螺纹结构的加料段、压缩段和计量段以及表面设有凸齿的混炼段，其中加料段的螺纹底径和压缩段螺纹底径尺寸相同，且分别与螺杆轴线平行，在加料段和压缩段的螺纹上分别设有若干与加料段螺纹旋向相反的螺旋槽，计量段的螺纹底径和螺纹外径相互平行，在计量段上靠近压缩段侧的螺槽宽度小于靠近混炼段侧的螺槽宽度。
2.根据权利要求1所述的一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：所述螺旋槽的数量为4-12条，槽深为0.2-1.2mm，槽宽为2-6mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：所述凸齿的顶部和底部平行。
4.根据权利要求3所述的一种单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：所述计量段的螺槽深度与所述凸齿高度相同。
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