CN104325620B - 具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有平行段的单螺杆挤出机的基础螺杆，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，加料段和压缩段的螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.5‑1.5°，加料段、压缩段、计量段和混炼段的螺纹底径相同，加料段的螺槽宽度大于压缩段的螺槽宽度，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与螺杆轴向平行，计量段的螺槽宽度恒定。本发明的优点在于：结构简单，加工方便，设备投资减少，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，挤出产量高，使用寿命长，能耗低。

Description

具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆

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

在聚合物等物料的加工中，通常采用单螺杆塑料挤出机，由于其螺杆外圆为圆柱面，加料段、压缩段和计量段螺纹外径相等，其结构本身存在以下缺陷：1、难以获得较大的几何压缩比，2、难以承受较大扭矩，3、对蓬松原料、粉状物料、薄片状原料、高填充物料(如钙塑材料、木塑材料)、热敏性物料等难以直接挤出成型，生产效率较低，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够获得较大几何压缩比，可以承受较大扭矩的具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆，其可广泛应用于对蓬松原料、粉状物料、薄片状原料、高填充物料等物料的挤出成型，结构简单，容易加工。

本发明的技术解决方案是：一种具有平行段的单螺杆挤出机的基础螺杆，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，加料段和压缩段的螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.5-1.5°，加料段、压缩段、计量段和混炼段的螺纹底径相同，加料段的螺槽宽度大于压缩段的螺槽宽度，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与螺杆轴向平行，计量段的螺槽宽度恒定。

该螺杆的加料段和压缩段的螺纹外径与螺杆轴线呈一定夹角，而加料段和压缩段的螺纹底径平行，这样就在加料段和压缩段形成锥形结构，而且加料段的螺槽宽度大于压缩段的螺槽宽度，方便在加料段加入较大的松散的物料，随着螺槽的深度逐渐变小，对物料的压缩比逐渐增大，有利于对松散物料的压缩，螺旋槽可以方便的将原料中携带的空气或其他挥发性气体向加料段方向排出，有利于提高物料的压缩密实度，同时增加了物料的受热面积，跟容易形成熔融的物料，计量段的螺槽深度不变，其螺纹与螺杆轴线平行，形成平行段，有利于稳定的挤出熔融的物料，减少阻力，混炼段的凸齿可以快速的改变固相和液相的流向分布，使其快速混合均布，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。

所述混炼段的凸齿的齿顶和齿根分别与螺杆轴线平行。提高其对液相和固相的剪切程度，有利于均匀混合。

所述凸齿的齿顶高度与所述计量段的螺纹外径相同。方便物料定温定量的挤出，减少阻力。

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。

本发明的优点在于：结构简单，加工方便，设备投资减少，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，挤出产量高，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1-2，一种具有平行段的单螺杆挤出机的基础螺杆，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，加料段1和压缩段2的螺纹外径9连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.5-1.5°，加料段1、压缩段2、计量段3和混炼段4的螺纹底径8相同，加料段1的螺槽6宽度大于压缩段2的螺槽6宽度，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与螺杆轴向平行，计量段3的螺槽6宽度恒定。混炼段4的凸齿10的齿顶和齿根分别与螺杆轴线平行。凸齿10的齿顶高度与计量段3的螺纹外径相同。螺旋槽11的数量为4-12条，槽深为0.2-1.2mm，槽宽为2-6mm。

本实施例中，加料段1的长度为5-9倍螺杆平均外径，压缩段2的长度为4-8倍螺杆平均外径，计量段3的长度为3-7倍螺杆平均外径，混炼段4的长度为3-5倍螺杆平均外径。混炼段4的凸齿10共设置5-10排，每排设置5-12个。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，螺槽被松散的固体粒子所充填，由于加料段1的螺槽6深，故加料量较大，螺槽6逐渐变浅，并被逐渐被压实。当物料进入压缩段2后，由于螺槽6逐渐变浅，螺距变小以及机头的阻力，在物料中形成了很高的压力，物料被压得很密实，并把物料中混有的空气和其它挥发物通过螺旋槽11被迫向螺杆加料段1移去并排出，同时在外加热和锥形螺杆、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，当物料温度达到一定温度后，塑料原料逐渐开始熔融。随着物料的向前输送，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，塑料基本熔融。在计量段3的均化作用下，将熔融物料定量、定压、定温地挤入混炼段4。在混炼段4，凸齿10将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，同时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)

1.一种具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：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，加料段和压缩段的螺纹外径连线与螺杆轴线的圆锥角度为0.5-1.5°，加料段、压缩段、计量段和混炼段的螺纹底径相同，加料段的螺槽宽度大于压缩段的螺槽宽度，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与螺杆轴向平行，计量段的螺槽宽度恒定。

2.根据权利要求1所述的具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：所述混炼段的凸齿的齿顶和齿根分别与螺杆轴线平行。

3.根据权利要求2所述的具有平行段的单螺杆挤出机的挤出螺杆，其特征在于：所述凸齿的齿顶高度与所述计量段的螺纹外径相同。

4.根据权利要求1或2或3所述的具有平行段的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。