CN104768668B - 连续挤出机 - Google Patents

Abstract

一种连续挤出机，其具有旋转挤出轮(11)，该旋转挤出轮(11)固定于轴(12)的第一端，以便所述轮与所述轴一起相对于旋转轴线旋转。所述轮(11)具有至少一个周向凹槽(19)。模座围绕所述轮(11)的至少部分延伸且与所述周向凹槽(19)协作，以在所述轮(11)与所述模座之间限定通道。所述通道具有用于接收待挤出的物料的入口。所述轮(11)可相对于所述模座旋转。承台元件阻塞所述通道以阻挡所述物料的通过。挤出模具被设置以用于接收来自所述通道的物料。安装装置设置在所述轮(11)和轴(12)之间，该安装装置包括夹套(43)，该夹套具有第一内锥面(73)，该第一内锥面(73)与由所述轴的毂(42)限定的第二内锥面(63)抵接。所述轮(11)具有第一外锥面(68)，该第一外锥面(68)与由所述毂(42)限定的第二外锥面抵接(61)。

Description

连续挤出机

技术领域

本发明涉及连续挤出机，其中原料通过使用旋转轮而被连续地挤出。

背景技术

英国专利1370894公开了通过使用旋转轮的金属连续挤出过程，而使用此过程的机器至今在CONFORM^TM商标下出售。在CONFORM^TM的过程中，轮子具有至少一个周向凹槽以用于接收固体或微粒原料，且该轮子朝着挤出模转过固定的模座。该模座有效地封闭凹槽的一段，且位于与所述凹槽里的原料接触处，以形成挤出室。所述周向凹槽的壁提供与所述原料的接触面，该接触面大于所述模座与所述原料的接触面，使得所述原料与所述轮之间存在的摩擦大于所述原料与所述模座之间的摩擦。因此，所述轮的转动相对于所述模座推进所述凹槽内的物料。直接邻近于所述模座的为相对于所述轮固定设置的承台，该承台用于阻塞所述凹槽，从而阻挡所述通道内的原料通过。所述轮的旋转因此驱动所述原料靠向所述承台，形成巨大的压力。该产生的压缩载荷大得使物料屈服并进入塑性阶段，随后，所述物料通过位于邻近承台的挤出模的模孔流出，物料因此以连续的形式被挤出。

所述轮被安装在细长轴上，所述细长轴的两端被轴承支持撑以进行旋转，所述轴承包括用于保持油和防止灰尘等进入的多个密封。所述轮通过液压螺母(例如油压螺母(Pilgrim nut))被夹紧在位于轴上的一对盘之间。所述液压螺母螺纹连接于所述轴的一端上且被加压以提供所需的较高的夹紧力以防止在挤出过程中所述轮和所述轴的相对旋转。

此类机器需要在相对有限的空间中承受较强的压力。显著的径向载荷在挤出过程中施加于所述轴，使得该轴承受弯曲且夹紧盘易于与在所述轴的旋转轴线的下方的所述轮分离，但压紧在所述旋转轴线的上方的所述轮。这将会在所述夹紧盘和所述轮上引起显著的压力和磨损。

对于大型机器而言，可能会有高达500kNm的转矩和超过400吨(tons)的径向力。

另外，在挤出过程中通过在所述轮中、在凹槽中、在抵接所述模座处、在承台处和模具中物料的摩擦和变形从而产生高温。在连续的挤出过程中，如果没有提供冷却，该温度可高达摄氏400-500度，这特别地是在高减速比的情况下。所述机器中的内部冷却通道承载冷却水朝向所述轮、模具和承台流动，但是由于机器组件需要承受较高的机械负荷，这意味着这种通道必须更小以不减少组件的强度和机械完整性。这导致较小的体积流率，并因此导致相对较低的散热率。此外，所述通道容易被堵塞，这妨碍冷却且导致可移动组件的故障率增加。

所述挤出过程导致所述模座、所述模具、所述承台和所述轮上的显著的磨损。因此所述机器组件需要相对频繁(对于连续运行的装置，一年多于50次)的进行保养、维修或更换。此外，挤出区需要定期清理。

此类机器的布置使得难以接入所述轮以进行更换、维修、清理或保养等等。所述夹紧螺母的液压压力首先需要被释放，以使得所述轴可以从所述轮、所述夹紧盘和所述轴承中退出。此过程具有灰尘经过密封进入所述轴承且污染润滑油的风险。此外，这种拆卸使得轴承密封易于磨损或损坏。之后，所述轮通常从所述夹紧盘之间被捶打出来，这在轮被维修或更换之前可能会造成进一步的损坏。

以这样的方式拆卸所述机器之后，接下来的重新组装的过程非常耗时，该重新过程包括施加拧紧液压螺母，之后确保模座精确地相对于所述轮设置。考虑到所述轮被夹紧在所述盘之间且进一步被轴承和其他支撑件掩盖，目测所述轮是不容易的。因此，需要遵循费力的反复试验的过程，以确保所述轮和模座的相对位置正确，并且需要考虑到在使用时发生的所述机器组件的热膨胀。更具体地，所述模座通常相对于所述轮定位，在所述模座和所述轮之间设有一些标记(例如，焊接线条)，且所述轮旋转了一个短的时间。之后，所述模座被移开以便能够目测被挤压的所述标记并且判断所述模座的定位是否正确。之后，通过插入适当的垫片来微调所述模座的位置。

使用液压螺母施加正确的夹紧力并不是一个简单的过程。使用泵来施加预定的压力，其具有沿所述轴的轴向牵引所述轴的作用，以便将在所述盘之间的所述轮夹紧。之后，插入垫片以便收紧间隙且除去压力以使得所述轴相对于所述垫片放松。这样的操作不能够很精确的执行，并且容易出现错误。如果所述夹紧力不够大，在挤出操作中所述轮可能相对于所述轴滑动，或者，所述轮可能不被充分地支撑而导致其分裂。如果施加的夹紧力过大，所述轴可能断裂或过度被拉紧。这过程仅通过对操作所述机器熟练且有经验的人员才可以可靠地执行。

从所述轮的所述凹槽泄漏的多余的金属会被刮掉和丢弃。这种废料被称为“飞边(flash)”，其非常的热且必须被收集、打包且挤压以进行回收。

本发明的目的在于避免或缓解上述的缺陷，本发明的另一个目的在于提供改进的连续挤出机或替代的连续挤出机。

发明内容

根据本发明，提供了一种连续挤出机，包括轴，该轴被轴承支撑旋转，所述轴具有第一端和第二端；旋转挤出轮，该旋转挤出轮固定于所述轴的所述第一端，以与所述轴一起相对于旋转轴线旋转，所述轮具有至少一个周向凹槽；模座，该模座围绕所述轮的至少部分延伸，并且与所述至少一个周向凹槽协作，以在所述轮与所述模座之间限定通道，所述通道具有用于接收待挤出物料的入口，所述轮可相对于所述模座旋转；承台元件，该承台元件阻塞所述通道以阻挡所述物料的通过；挤出模具，该挤出模具被设置以用于接收来自所述通道的物料；安装装置，该安装装置设置在所述轮与所述轴之间，所述装置包括安装元件，该安装元件具有第一内锥面，该第一内锥面与由在所述轴和所述轮中间的所述安装装置的部件或所述轴限定的第二内锥面抵接；所述轮具有第一外锥面，该第一外锥面与由固定于所述轴的所述安装装置的部件或所述轴限定的第二外锥面抵接。

所述第一和第二内锥面一起确保施加在所述安装元件上的轴向力，例如通过夹紧提供的轴向力，可以转化成一个大体上径向向外的力以支撑所述挤压轮且抵抗在挤出过程中施加到所述轮的反向径向力。所述内和外锥面也可以协助确保所述轮精确的轴向定位并在需要时促进所述轮从所述轴上分离。所述外锥面抵接彼此以提供摩擦阻力，从而在挤出过程中阻止所述轮和轴的相对旋转。

所述轮的所述安装装置和所述轮在所述轴的所述第一端的位置意味着所述轴比传统的装置偏斜较少。所述安装装置与现有的设计相比具有较好的强度和刚度。减少的偏斜确保所述轮可更精准地同轴运行。这减少了所述轮的磨损，从而减少维修和加工制造(或其他重造)所述轮以清除所述磨损表面的需要。

所述内和外锥面可以完全地或部分地围绕所述旋转轴线设置。换言之，所述第一和第二内锥面可以限定在截头圆锥表面的一部分上。同样地，所述第一和第二外锥面可以限定在截头圆锥表面的一部分上。所述表面可通过非连续的环形表面限定。

所述第一和第二外锥面可以从所述旋转轴线向外延伸，所述第一和第二内锥面可以朝向所述旋转轴线以从所述轴的所述第一端向所述第二端的方向向内延伸。

所述第一和第二外锥面可以以相对于所述第一和第二内锥面相反的方向延伸。所述两套锥面优选地为倾斜的，使得它们在相应的组件之间提供非锁定的锥部，也就是使得相应的组件能够通过将对接的锥面沿轴向分离而拆开。所述非锁定锥部可以由相对于所述旋转轴线以7-25度角倾斜的截头圆锥体提供，优选地在14度与18度之间。最理想的角度为16度。

所述第一和第二外锥面可以相对于平面以大体上74度角倾斜，该平面垂直于所述旋转轴线。这相当于所述截头圆锥体的表面至少部分地被限定为相对于所述旋转轴线以大体上16度角倾斜。所述第一和第二内锥面同样地相对于这样的平面以大体上74度角倾斜，但是由于所述第一和第二内锥面以相对于所述第一和第二外锥面相反的方向延伸，所述角度可以表示为相对于所述平面大体上106度。

所述安装元件优选地为夹套的形式，该夹套大体上与所述轴和轮同轴地设置。所述夹套优选地限定为楔形的截面且优选地为环形的。

所述夹套可以具有大体上恒定直径的外表面和限定为所述第一内锥面的内表面。所述外表面可以直接或间接地邻接于由位于或穿过所述轮的孔限定的内表面上。所述夹套的所述内表面可以限定具有恒定直径的部分。此部分可以被支撑在毂的短轴的恒定直径部上。所述短轴可以包括所述截头圆锥部和所述恒定直径部。

相邻接的所述第一和第二内锥面在轴向方向上的相对移动可以促使所述夹套径向地向外。

所述夹套优选地具有径向弹性。在一种实施方式中，所述夹套由多个插槽贯穿，所述插槽从所述夹套的至少一端以大体上轴向的方向延伸，以用于在所述夹套中提供所述径向弹性。所述插槽可以包括第一组插槽和第二组插槽，所述第一组插槽的插槽相对于彼此以角度间隔，且从所述夹套的第一端以大体上轴向的方向延伸，所述第二组插槽的插槽相对于彼此以角度间隔，且从所述夹套的第二端以大体上轴向的方向延伸，所述第一组插槽与所述第二组插槽以角度偏移。

所述安装装置还可以包括安装在所述轴上的毂。所述毂可以为独立组件，或可以由所述轴限定以使得所述毂与所述轴整体地形成(例如通过加工所述轴)。所述毂为可拆卸地通过任何适当的固定工件包括紧固件(例如螺栓等)或者通过任何适当的连接固定。或者所述毂还可以通过更永久的固定方法(例如焊接等等)固定。

所述毂可以限定为所述第二外锥面。在一种实施方式中，所述第二外锥面被所述毂上的凸起限定。所述凸起可以为环形或至少部分为环形。

所述第二内锥面可以通过所述毂限定。所述第二内锥面可以为大体上完全或部分环形(例如非连续的环形)。所述第二内锥面也可以被所述毂的截头圆锥部限定。

所述第二外锥面和所述第二内锥面可以通过所述毂的径向表面的环形槽限定。

所述安装装置还可以包括用于将所述轮夹紧到所述毂上的夹紧环。所述夹紧环和所述轮被支撑在多个固定元件(例如双头螺柱)上。所述固定元件可以贯穿所述轮中的孔。所述固定元件可以具有用于固定至所述轴或毂的第一端，和用于固定至抵靠在所述夹紧环上的夹紧螺母的第二端。所述固定元件的第一端可具有螺纹，以用于螺纹连接在所述毂或轴内的螺纹孔中。

所述毂、夹套和轮优选地同轴设置以用于与所述轴一起相对于所述旋转轴线旋转。

在所述毂与所述轮之间存在至少一个驱动连接件，例如，所述毂和轮中的一个上的突出件，该突出件被容纳于所述毂和轮中的另一个的凹槽中。在一种实施方式中，该驱动连接件为键与键槽的连接。所述键槽可以限定在所述轮中，所述键通过所述毂限定，优选地，所述键限定在所述毂的径面上。在所述毂与所述轮之间可以存在多于一个这样的键与键槽的连接。

所述安装装置还可以包括用于在轴向方向上夹紧所述安装元件的夹紧螺母。

所述安装组件的至少一部分可以被设置在所述轴承内。在一种实施方式中，所述轴承被支撑在所述毂的外表面上。

可以设置用于所述轴承的润滑油密封。所述密封可以围绕所述安装组件设置。

所述轴承可以设置在支撑元件(例如壁)中。所述轴承可以被支撑在所述轴的所述第二端与所述轮之间。所述轮可以设置在所述壁的一侧上，轴承润滑槽可以设置在所述壁的另一侧上。这允许润滑油从所述轮轴向分离，以使得所述轮能够在不干扰所述润滑油、所述轴承或所述密封的情况下而从所述轴拆除(以进行维修、保养或更换等)。

所述轴承可以被设置成以一定距离远离所述旋转轴线，该距离大于所述轮与所述旋转轴线的距离。

所述轴的第二端优选地连接于驱动装置。优选地，在相对于所述轮的所述壁的相对侧上。

冷却室可以被设置在所述轴与所述安装装置之间，这可以由限定在所述轴或所述毂中的腔室限定。所述轴可以具有与所述冷却室流体连通的内部孔。可以提供设置在所述内部孔中用于承载冷却液的液体承载管道。所述管道的管径优选地小于所述孔的孔径，以便在所述管道的外表面与所述轴之间限定环形间隙。在使用时，所述环形间隙中可以提供所述冷却液的回路。

液体分配元件，例如盘，可以被设置在冷却室内以与所述轴旋转一起旋转。在所述液体分配元件与所述冷却室的端面之间可存在轴向间隙。所述液体承载管道可以具有出口端，所述出口端被设置成向所述轴向间隙输送液体。

附图说明

本发明的一个具体实施方式将在下面仅通过举例的方式和参考附图来进行描述，其中附图如下：

图1是根据本发明的连续挤出机的从一端观察的透视图；

图2是从图1的相对端观察的机器的第二透视图；

图3是图1和图2的机器的端部视图，其显示了挤出头组件(head assembly)；

图4是图1至图3的机器的挤出头组件沿图3的线A-A截取的横截面；

图5是图4的挤出头组件的一部分的爆炸视图；

图6是图1至图5的机器的模座(shoe)和模具组件的剖视图；

图7是图1至图5的机器的挤出轮的剖视图，所截的平面为大体上在径向上且沿图8的线C-C截取的平面；

图8是图7的挤出轮的后端视图；

图9是图4和图5的挤出头组件的毂(hub)沿径向平面剖开的剖视图；

图10是图9中在X箭头的方向上的毂的端部视图；以及

图11是图4和图5的挤出头组件的夹套(collet)的剖视图，所截的平面为在径向上截取的平面。

具体实施方式

现参考图1至图3，该示范性的挤出机包括具有挤出轮11的挤出头组件10，该挤出轮11安装在旋转轴组件12的外露端上以用于跟随旋转轴组件12一起旋转。轴组件12通过驱动组件13被驱动旋转，驱动组件13包括马达14和皮带传动装置15，皮带传动装置15通过齿轮箱17驱动连接于轴组件12的皮带轮16。轴组件由位于壳体18内的轴承(在图1至图3中没有显示)支撑以进行旋转。

轮11具有一对凹槽19，该凹槽19限定于轮11的外周缘以用于接收通过切向式给料机20(仅在图2和图3中可见)递送的原料(未示出)。在轮正上方的是压辊21(在图2、图3和图4中可见)，通过该压辊21促使原料从给料机20进入凹槽19内。在压辊21的下游处，轮11的外圆周由模座22覆盖，以与凹槽19一起限定挤出通道。为了清楚的目的，模座22在图1至图3中没有显示，但在图6中详细地显示了。然而，图2和图3中显示了用于相对于轮11定位模座22的可调支架23。支架23包括大体上为L形的横向平台24、垂直壁25和两个可调楔形件26、27(adjustable wedges)。横向平台24和垂直壁25可通过移动楔形件26、27而被调节，其中一个楔形件用于壁25的横向调整，而另一个楔形件用于平台24的垂直调整。旋转手轮28、29通过适当的驱动传动装置(例如，齿轮箱、蜗杆和螺旋传动)连接相应的楔形件26、27，以实现楔形件的移动，且因此调整模座的位置。

挤出轮11中的每个周向凹槽19的壁上设置有原料接触面，该接触面大于模座与原料的接触面，使得原料与轮之间的摩擦相比于原料与模座之间的摩擦较大。因此，挤出轮11的旋转推进凹槽19内物料相对于模座移动。紧邻模座22的是承台30(abutment)(见图6)，该承台30相对于轮11是固定的，且用于阻塞凹槽19，由此阻碍在凹槽19中的原料通过。轮11的旋转因此将原料驱动靠向承台30，形成巨大的压力。所产生的压缩载荷大得使物料屈服并进入塑性阶段，随后，所述物料通过位于邻近承台30的挤出模31的模孔流出，物料因此以连续的形式被挤出。在此特定的实施方式中，设有两个周向凹槽19和两个平行的挤出模31(图6中只显示了一个)。应该理解的是在另一个实施方式中可以仅设置有一个凹槽和模具。也应该理解的是本发明可以适用于轮中设置有多于两个周向凹槽的实施方式。

在模座22下游的出口处设置有紧邻轮11的刮板35，其用于去除轮外周的飞边。去除的飞边落在斜槽36上，并从斜槽36输送至适当的容器或区域以进行收集。

现在参考图4，该图示出与机器的其他组件分离的挤出头组件10。旋转轴组件12包括主轴37，主轴37的前半部分被支撑以用于在轴承38中旋转，轴承38被固定在壳体18的前板39中，前板终止于安装组件40，轮11通过安装组件40而安装于轴37上。轴的后半部分朝向壳体18的后面延伸，且被支承以用于在齿轮箱17(图4中未显示)中旋转。主轴37被内部冷却系统贯穿，在下面将对内部冷却系统进行描述。

在邻近于前板39和轴承38的位置处，主轴37的外表面上具有径向向外延伸的法兰41，安装组件40通过多个以角度间隔的螺栓41a与该法兰进行螺栓连接。安装组件包括毂42，其与主轴37同轴地设置，且更详细地显示在图5、图9和图10中，设置在毂42和轮11之间的夹套43、夹紧环44、双头螺柱45、螺母46、夹紧螺母47和垫圈48。

如图9和图10中具体显示的那样，毂42包括径向延伸的前壁50，套管51，该套管51呈环形並从前壁50以向后的方向(即朝向轴)延伸，套管51的外径大体上等于法兰41的外径。套管51限定了圆柱形腔室52且具有用于容纳螺栓41a的螺纹孔53的端面。主轴37的前端被接收在腔室52内且具有略小于套管51内径的外径，以使得毂42在一小段轴向长度上被轴37支撑。从前壁50以反方向延伸的是短轴54，其用于支撑轮11。该短轴54具有截头圆锥部55，该截头圆锥部55开始于前壁50且终止于大体上为圆柱形的部分56，该圆柱部56具有外螺纹。

主轴37由轴承38支撑以进行旋转，轴承38与毂42同轴地设置，以使得轴承38的内表面支撑在套管51的外表面上。轴承38在贮油槽49中运行，其具有环形油密封壳体57，该环形油密封壳体57从壳体12的前板39径向向内延伸，覆盖在轴承38的前端。环形油密封壳体57支承单唇密封58，该单唇密封58防止润滑剂从轴承38漏出以及灰尘或其他污染物进入轴承38内。

毂42的前壁50具有环形凸起(projection)60，该环形凸起60限定在前壁50的外周缘，以及短轴54的截头圆锥部55的径向外侧。凸起60具有向内的表面61，该表面61是锥形的。在环形凸起60的向内表面61和与其相对的短轴54的截头圆锥部55的部分之间有效地限定了环形槽62，该环形槽62具有内和外锥形侧壁61、63。在所示的实施方式中，锥面61、63相对于旋转轴线以相同的角度倾斜，其中一个锥面以一个正角倾斜，而另一个锥面以一个负角倾斜。从图4中可以看到，限定槽62的外锥面的环形凸起60大大地短于短轴54的截头圆锥部55，使得内锥面63延伸超过环形槽62的范围。

环形槽62被设计成用于容纳挤出轮11的后端，如图4中所显示的那样。毂42的前壁50具有一对键64，该键64伸入环形槽62中且以大体上径向的方向延伸。一对相应的径向键槽65(见图7和图8)被限定在挤出轮11的后面以用于容纳键64。键的连接防止轮11与毂42的相对旋转。

图5、图7和图8中详细显示挤出轮11，其具有中心孔66以用于容纳短轴54，且该挤出轮11被多个轴向延伸的小固定孔67贯穿。除了两个凹槽19之外，外周缘具有限定在后端的短锥面68。该锥面68与由毂42中的环形槽62的外侧上的环形凸起60限定的外锥面61互补，以使得当这两个锥面61、68连接在一起时，它们将彼此邻接且用于在轴向方向上定位轮11，以使得轮11与压辊21和模座22对准。

挤出轮11借助于夹套43而被支撑在短轴54上，如图5和图11中详细显示的那样。夹套43具有圆柱形的外表面69和内部孔70，内部孔70大部分是锥形的，以使得夹套的壁在后端相对较薄并在前端相对较厚。孔70在前端具有短的恒定直径部。夹套的壁轴向开槽以允许其在压力下能够扩张和收缩。第一组以角度间隔的插槽71从后端朝向前端延伸，但并未到达前端，仍与前端具有一定的轴向距离，该轴向距离近似于孔70的恒定直径部的轴向长度。同样地，第二组以角度间隔的轴向插槽72与第一组71以角度偏移，且从后端朝向前端延伸，但不能到达前端。

当组装安装组件40时，夹套43容纳在轮孔66中，以用于在短轴54和挤出轮11之间提供径向支撑。恒定直径外表面69抵靠在挤出轮11的内表面上，而通过孔70的锥形部限定的锥形内表面73抵靠在短轴54的截头圆锥锥面63上，锥面63、73是互补的。

挤出轮11通过夹紧环44和双头螺柱45被夹紧到毂42，夹紧环44和双头螺柱45穿过挤出轮11上的小固定孔67。每个双头螺柱45的每一端均具有螺纹，第一端被拧入毂42的前壁50上相应的螺纹孔74中，而另一端被螺纹连接于相应的螺母46，该螺母46被拧紧在夹紧环44以把轮11相对于42夹紧。独立的夹紧螺母47和垫圈48被提供以将夹套43夹紧到位，螺母47拧入至限定在短轴54的圆柱部56上的螺纹上。

为了将挤出轮11组装至主轴37上，双头螺柱45首先被拧入毂42的螺纹孔74中。之后，轮11被提供至双头螺柱45，以使得它们(双头螺柱45)与轮11上的安装孔67对准，由此，轮11被轴向滑动朝向毂42，以使得其后端被容纳在环形槽62中。特别地，轮11被定位在轴向方向，以使得在轮11的外周缘上的锥面68朝向与其互补的环形槽62的外侧壁的锥面61移动。此外，毂42的键64容纳在轮的键槽65中以提供积极的旋转动力。夹套43之后被插入至短轴54与挤压轮11之间的径向间隙中，以使得内锥面73抵靠在截头圆锥部55的锥面63上。通过将夹紧螺母47拧紧在短轴54的螺纹端56上并达到预定的转矩以将夹套43固定就位。这使得轮被保持为与毂同轴固定。夹紧环44之后定位于双头螺柱45上且通过拧紧螺母46固定到位，从而固定挤出轮11的轴向位置。通过拧紧螺母46，将轮11牵引到毂42上，以使得锥面61和68相互抵靠。夹紧螺母47被拧紧以抵靠在夹套43的前端的径向端面上且有效地将夹套推动至截头圆锥部55上，从而迫使夹套43径向向外扩大。该径向扩大通过插槽71、72实现。这样的移动迫使夹套43的外表面69抵靠在轮11的内表面上，从而提供径向支撑且确保轮定位于相对于轴组件12的旋转轴线的中心。同时，轮11的外周缘上的锥面68以较大的力抵靠在互补的环形凸起60的锥面61上。因此，轮11通过其内、外表面被锁定。

由于包括毂42、挤出轮11、夹套43、夹紧环44和夹紧螺母47的安装组件40被固定于主轴37上，因此当安装组件40被马达14、皮带传动装置15、皮带轮16和齿轮箱17驱动旋转时，安装组件40跟主轴37一起旋转。该挤出过程产生巨大的径向向内的力和扭力。由于通过夹紧环44和螺母47的轴向夹紧力的作用，因此该径向力被夹套43应用到挤出轮11上的径向向外的力抵消。应用到轮11的扭力通过在轮11和毂42之间的在外锥面61、68和键连接64、65之间的接触面的干涉而被抵消。

从图4将可明显的看出，压辊21被定位成使得压辊21的外周缘紧邻挤出轮11的外周缘，从而促使原料进入轮的周向凹槽中。压辊21被设置成与旋转轴80一起相对于大体上平行于轴组件12和挤压轮11的旋转轴线的轴线旋转。

继续参见图4，主轴37具有沿其长度的中心孔81，该中心孔81用于容纳杆82，该杆82组成用于轴组件12和挤出头组件10的内部冷却系统的部分。在主轴37的后端，杆82通过旋转连接84连接于固定集管(manifold)83。集管83具有用于将水输送至杆82中的第一端口85，用于允许水从冷却系统中流出的第二端口86。杆82的相对端贯穿毂42的腔室52且终止于设置在前壁50中的短盲孔87中。腔室52中设置有配水元件88，其包括固定到杆82的套筒(sleeve)89和从套筒89径向向外延伸的薄盘90。该盘90与毂42的前壁50的后端面轴向隔开，以形成短的轴向间隙91，而套筒89被通道92贯穿，该通道92平行于旋转轴线轴向地延伸然后径向地延伸以通向腔室52。图5中显示了具有水冷却组件的轴组件。

杆82相对于主轴37被固定，由此通过旋转连接84使得杆82与主轴37一起相对于集管83旋转。杆82具有比孔81小的直径，以提供杆82与轴37的小的环形间隙。在运行中，冷却水进入集管83中的第一端口85且沿着杆82传递至毂42，在该处，冷却水流入短盲孔87中。由于轴37的旋转，水在离心力下被驱动以沿盘90的表面进入轴向间隙91中。在该处，冷却水流入以填满腔室52，且在压力下被迫入在套筒89内限定的通道92的径向部分，之后进入围绕杆82的外部的环形间隙中。冷却水沿孔81移动后到达集管83，在该处，冷却水通过第二端口86流出。

现在参见图6，该图显示了模座与模具组件100的示例性实施方式，其中模座压板101被支撑成围绕轮11(以虚线呈现在外周部)。承台元件30被设计成延伸进入轮11上的每个周向凹槽19中，且具有与每个凹槽19互补的形状，以阻塞凹槽但不防止轮的旋转。在每个承台元件30的正上方具有由入模板(die entry plate)103限定的排出孔102。在每个凹槽19中被承台元件30阻止继续旋转的物料被挤压在轮和模座22之间，以使得物料转化至塑性阶段，随后物料能够从排出孔102流至挤出模具31。进入板103的排出孔102紧邻承台元件30设置，并且将物料沿大体上径向的方向引导，使得物料离开轮11。模具31被限定由周围的主体104(surrounding body)支撑的板，并通过多个垫板或隔板105将其定位在所需的位置上。

当挤出轮11旋转时，原料通过压辊21而被迫入轮的周向凹槽19中，之后，原料在模座22的压板101与凹槽19的表面之间被挤压。由限定凹槽19的轮的表面提供的较大的表面面积相比于压板101的表面面积提供了较大摩擦阻力，因此，物料相对于模座22被轮11拖动，直至物料遇到承台30。应该理解的是，模座主体104和挤出头组件10被设计成可承受由挤出过程产生巨大的力和热量。

在轮11与安装组件40之间设置锥面61、63、68、73被设计成使得减小或避免轮卡在毂42上的倾向。理想的非锁定的锥度为+/-16度(相对于旋转轴线)，但其他角度也可以适用。正如图9中显示的，毂42的外锥面61相对于旋转轴线成16度角，而限定内锥面63的截头圆锥部相对于旋转轴线64度角(相当于在相反方向上的16度)。

同样地，在图7中，限定在轮11的外周缘上的外锥面68以16度角形成。在图11中显示的夹套43的内锥面73具有32度的内角，其相当于相对于旋转轴线的16度角。

通过提供设置在悬臂轴的端部上的挤出轮可提供很多好处。在轮11与安装组件40之间的内和外锥形接合面61、63、68、73确保能够抵抗在挤出过程期间产生的力，而不损坏轮11或轴37。

特别地，通过提供支撑在轮的一侧的轴承38中的轴(轴承38位于由前板39提供的刚性支撑)，可以允许轮设置在轴的一端上，在该处轮相对地易于接触以进行维修、保养、更换或清洁等等。此外，与现有布置相比，该悬臂布置可确保轴不会承受明显的弯曲。

在毂42与轮11之间的键和键槽连接64、65提供了积极的驱动连接以防止轮11和轴37的相对旋转。

通过提供具有锥形接合面63、73的夹套43和设置在轴组件12上的安装组件40，可确保在挤出时应用于轮上的径向力能够起被抵消。在轮11与安装组件的毂42之间的外锥面61、68对轮11相对于轴37的旋转运动提供附加的阻力，且内和外锥面61、63、68、73允许轮11能够相对于轴37的精确的轴向定位。

通过将轮11的位置设置在轴37的一端，可以确保在接触轮以进行更换、维修、清洁等等时，轴承38和相关密封58不会受到干扰。轴承38位于轮11的后面，以使得轴承能够在壳体18的贮油槽39中运行，也因此不易于使得轴承过热。

挤出轮11的可接触性和可见性意味着大大减少了调整模座22所需的劳动和时间。模座的位置可通过转动手轮28、29来移动调整楔形件26从而进行调整。

该机器更易于精确地设置的这一个事实意味着，在挤出过程中增大了减少飞边体积的可能性。

通过将轮的位置设置在轴的一端，允许冷却流体沿轴输送至轮的端部。当拆卸或维修轮时，这样的冷却布置不会受到干扰。

应该理解的是，本发明的装置可以用于任何可挤出的材料。本发明的装置特别适用于铜或铝的挤出，但也可以用于任何有色金属或者乃至黑色金属物料的挤出。本发明的装置也可以用于挤出塑性材料。在一种实施方式中，该装置可以用于共挤以将一种材料的涂层或套筒和另一种材料的被挤出的核心共同挤出。该套筒或涂层可以为，例如，绝缘或耐热塑料类材料，而该核心可以为适当导电的材料。

还将会理解的是，径向或切向的挤出模具均可以在模座中使用。

应该理解的是，可以对上面描述的设计进行多种修改而不脱离在附加的权利要求中限定的本发明的范围。例如，可以通过加工轴来定义毂，使得毂与轴形成为一个整体。或者，毂可以为通过例如焊接的方式永久地固定在轴上的独立组件。

以上所描述和说明的实施方式应该被认为是说明性的而不是限制性的。应理解的是，以上仅显示和描述了优选的实施方式，而在权利要求中限定的落入本发明的范围之内的所有的变换和修改也是想要保护的。应该理解的是，尽管在说明书中使用的词语例如“优选的”、“优选地”、“更加优选的”或者“更加优选地”表示所描述的特征是期望的，然而此种特征可以是非必需的且缺少这样的特征的实施方式也可以被视为落入在如附加的权利要求中所限定的本发明的范围内。关于权利要求，当词语例如“一个(a/an)”、“至少一个”或“至少一部分”被用于一特征的前面时，该词语无意将权利要求限制在仅仅一个这样的特征，除非在权利要求中有特别的相反的陈述。当词语“至少一部分”和/或“一部分”被使用时，物项(item)能够包括一部分和/或整个物项，除非特别地有相反的陈述。

Claims (28)

1.一种连续挤出机，包括：

轴，该轴被轴承支撑旋转，所述轴具有第一端和第二端；

旋转挤出轮，该旋转挤出轮固定于所述轴的所述第一端，以与所述轴一起相对于旋转轴线旋转，所述旋转挤出轮具有至少一个周向凹槽；

模座，该模座围绕所述旋转挤出轮的至少部分延伸，并且与所述至少一个周向凹槽协作，以在所述旋转挤出轮与所述模座之间限定通道，所述通道具有用于接收待挤出物料的入口，所述旋转挤出轮可相对于所述模座旋转；

承台元件，该承台元件阻塞所述通道以阻挡所述物料的通过；

挤出模具，该挤出模具被设置以用于接收来自所述通道的物料；

安装装置，该安装装置设置在所述旋转挤出轮与所述轴之间，所述安装装置包括安装元件，该安装元件具有第一内锥面，该第一内锥面与由在所述轴和所述旋转挤出轮中间的所述安装装置的部件或所述轴限定的第二内锥面抵接；

所述旋转挤出轮具有第一外锥面，该第一外锥面与由固定于所述轴的所述安装装置的部件或所述轴限定的第二外锥面抵接。

2.根据权利要求1所述的连续挤出机，其中，所述第一外锥面和所述第二外锥面从所述旋转轴线向外延伸，所述第一内锥面和所述第二内锥面朝向所述旋转轴线以从所述轴的所述第一端向所述第二端的方向向内延伸。

3.根据权利要求2所述的连续挤出机，其中，所述第一外锥面和所述第二外锥面都至少部分地限定相对于所述旋转轴线以大体上16度角倾斜的截头圆锥面。

4.根据权利要求2所述的连续挤出机，其中，所述第一内锥面和所述第二内锥面都至少部分地限定相对于所述旋转轴线以大体上16度角倾斜的截头圆锥面。

5.根据权利要求1所述的连续挤出机，其中，所述安装元件包括大体上与所述轴和所述旋转挤出轮同轴设置的夹套。

6.根据权利要求5所述的连续挤出机，其中，所述夹套具有大体上恒定直径的外表面和限定所述第一内锥面的内表面。

7.根据权利要求6所述的连续挤出机，其中，所述第一内锥面和所述第二内锥面在轴向方向上的相对移动促使所述夹套径向向外。

8.根据权利要求7所述的连续挤出机，其中，所述夹套的外表面抵靠在由所述旋转挤出轮的孔限定的内表面上。

9.根据权利要求5至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述夹套具有径向弹性。

10.根据权利要求9所述的连续挤出机，其中，所述夹套被多个插槽贯穿，所述多个插槽从所述夹套的至少一端以大体上轴向的方向延伸。

11.根据权利要求10所述的连续挤出机，其中，所述多个插槽包括第一组插槽和第二组插槽，所述第一组插槽的插槽相对于彼此以角度间隔，且从所述夹套的第一端以大体上轴向的方向延伸，所述第二组插槽的插槽相对于彼此以角度间隔，且从所述夹套的第二端以大体上轴向的方向延伸，所述第一组插槽与所述第二组插槽以角度偏移。

12.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述安装装置进一步包括固定在所述轴上的毂。

13.根据权利要求12所述的连续挤出机，其中，所述毂限定所述第二外锥面。

14.根据权利要求13所述的连续挤出机，其中，所述第二外锥面被所述毂上的凸起限定。

15.根据权利要求14所述的连续挤出机，其中，所述凸起大体上为环形。

16.根据权利要求12所述的连续挤出机，其中，所述第二内锥面被所述毂限定。

17.根据权利要求16所述的连续挤出机，其中，所述第二内锥面被所述毂的截头圆锥部限定。

18.根据权利要求12所述的连续挤出机，其中，所述安装装置进一步包括用于将所述旋转挤出轮夹紧至所述毂上的夹紧环，该夹紧环和所述旋转挤出轮被支撑在多个固定元件上。

19.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述安装装置进一步包括用于在轴向方向上夹紧所述安装元件的夹紧螺母。

20.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述安装装置的至少一部分设置在所述轴承内。

21.根据权利要求12所述的连续挤出机，其中，所述轴承被支撑在所述毂的外表面上。

22.根据权利要求20所述的连续挤出机，其中，所述连续挤出机进一步包括用于所述轴承的润滑油密封，所述密封围绕所述安装装置设置。

23.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述轴承被支撑在壁中，所述旋转挤出轮被设置在所述壁的一侧上，轴承润滑槽被设置在所述壁的另一侧上。

24.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述轴承被设置成以一定距离远离所述旋转轴线，该距离大于从所述旋转挤出轮与所述旋转轴线的距离。

25.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，所述轴的第二端连接于驱动装置。

26.根据权利要求1至8中任意一项所述的连续挤出机，其中，在所述轴与所述安装装置之间设置冷却室。

27.根据权利要求26所述的连续挤出机，其中，所述轴具有与所述冷却室流体连通的内部孔。

28.一种使用上述任意一项权利要求中所述的连续挤出机进行原料的连续挤出的方法，该方法包括：

通过所述入口接收原料；

促使所述原料进入所述周向凹槽；

通过所述旋转挤出轮相对于所述模座的旋转，驱使所述原料通过所述旋转挤出轮和所述模座之间的所述通道至所述承台元件；

通过驱使所述原料靠向所述承台元件而产生压缩载荷，从而使得获得的原料通过所述挤出模具的模孔流出。