CN104985776B - 平面多级同轴盘式挤塑机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种平面多级同轴盘式挤塑机，包括罩子、法兰盘、挤出机头、锥形叶片轴、固定盘、料斗、旋转盘、转盘传动轴、第一及第二齿轮、第一及第二推力轴承、第一及第二传动机构、第一及第二电机、座子、第一及第二向心轴承组；其中罩子罩设在固定盘及旋转盘上；料斗安装在罩子上；转盘传动轴的左端与旋转盘固定连接，其右端通过第一推力轴承安装在座子上，第二向心轴承组及第一齿轮均套设安装在转盘传动轴上；锥形叶片轴的左端与旋转盘固定，第二齿轮套设安装在锥形叶片轴的右端；特点是在固定盘与旋转盘配合的端面上，从外圆向中心依次设有作为物料粉碎、混合、磨压、塑化和输运通道的多级螺槽组，料斗的出料口与第一级螺槽组连通。其提高了物料的塑化质量和产量，既可克服螺杆挤塑机螺杆悬臂梁问题，又具备盘式挤塑机优点等。

Description

平面多级同轴盘式挤塑机

技术领域

本发明涉及一种平面多级同轴盘式挤塑机，其用于对无机材料、有机高分子材料及其填料的破碎、混炼和挤出的设备，属于材料粉碎、混炼和挤出成型装备技术领域。

背景技术

在石化、橡胶和塑料等工业领域中，磨压、混炼、挤出成型机是重要设备。普通的单螺杆挤塑机对物料进行粉碎、剪切和磨压的功能有限，且螺杆挤塑机从结构上来说是悬臂梁结构，往往容易因自身重力、物料沿轴向及径向推力的原因导致与机筒的摩擦和磨损，尤其当物料进行强力磨碎时，此缺点更是突出。

为克服螺杆机的不足，有部分机器采用磨盘式结构达到粉碎和挤塑目的。公开号为CN03102852的中国专利，其公开了一种磨盘式高速挤出机，在固定输送段采用螺杆泵结构形式，在物料延展熔融段采用了磨盘结构形式，在熔体输送段采用蜗壳离心泵结构。

中国专利号为ZL95242817.2的“力化学反应器”中，采用了一对以上的固定磨盘和转动磨盘，在加工时能使物料受到强大的挤压和剪切作用。

美国专利为US3262154的专利公开了一种盘式挤出机，其采用了一对大直径的磨盘对物料进行粉碎和挤压，再在轴心处用一根螺杆进行熔体输送。

以上所举例中，都采用了磨盘结构形式，物料都是通过磨盘间隙来完成研磨、粉碎和塑化等功能的，尽管结构各异，但都没有克服传统磨盘挤塑设备的问题和不足，物料流动阻力大，塑化效果不理想，功率消耗大。

公告号为CN 101890799 B的中国专利，名称为“组合叶轮磨盘式挤出塑化方法与装置”采用了一种将多个固定叶轮磨盘与旋转叶轮磨盘交错叠合在一起的结构，使得物料在通过多重交错的磨盘缝隙和叶片过料通道时，被逐级的混合、破碎、研磨和软化，提高了塑化质量，但此种结构太过复杂，制造和使用成本都太高，且轴向尺寸仍然很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种平面多级同轴盘式挤塑机，提高了物料的塑化质量和产量，既可克服螺杆挤塑机螺杆悬臂梁问题，又具备盘式挤塑机优点，机器结构简化，长度短，制造、使用和维护成本低。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种平面多级同轴盘式挤塑机，包括罩子、法兰盘、挤出机头、锥形叶片轴、固定盘、料斗、旋转盘、转盘传动轴、第一齿轮、第一推力轴承、第二齿轮、第一传动机构、第一电机、第二推力轴承、座子、第二电机、第二传动机构、第一向心轴承组及第二向心轴承组；其中所述罩子罩设在固定盘及旋转盘上，罩子与固定盘固定并同轴心，所述旋转盘与固定盘同轴，旋转盘相对固定盘可转动，固定盘与法兰盘及挤出机头同轴，固定盘通过法兰盘与挤出机头安装在一起，固定盘的中心孔与挤出机头连通；所述料斗安装在罩子上；所述转盘传动轴的左端与旋转盘固定连接，转盘传动轴的右端通过第一推力轴承安装在座子上，所述第二向心轴承组及第一齿轮均套设安装在转盘传动轴上；所述锥形叶片轴与固定盘和旋转盘同轴，锥形叶片轴可相对固定盘和旋转盘做旋转运动，锥形叶片轴通过第一向心轴承组、第二推力轴承及座子安装定位，其中，第一向心轴承组安装在转盘传动轴的中心孔内，第二齿轮套设安装在锥形叶片轴的右端；所述第一电机通过第一传动机构带动第二齿轮转动，并进而带动锥形叶片轴旋转，所述第二电机通过第二传动机构带动第一齿轮转动，再带动转盘传动轴转动，并进而带动旋转盘做旋转运动；其特征在于在所述固定盘与旋转盘配合的端面上，从外圆向中心依次设有多级螺槽组，所述多级螺槽组作为物料粉碎、混合、磨压、塑化和输运通道，每级螺槽组有多条螺旋槽组成，所述料斗的出料口与固定盘及旋转盘配合面间的第一级螺槽组连通。

在所述固定盘的右端面上从外圆向中心依次设有外环形凹平面、凸起的中环形凸平面、内环形凹平面及内中心孔，其中在中环形凸平面上设有三条以上的第二螺旋槽组，所述内中心孔与挤出机头的出料口连通；在所述旋转盘的左端面上从外圆向中心依次设有凸起的外环形凸平面、中环形凹平面及内环形凸平面，其中在所述外环形凸平面上设有三条以上的第一螺旋槽组，在所述内环形凸平面上设有三条以上的第三螺旋槽组；所述固定盘的外环形凹平面与旋转盘外环形凸平面上的第一螺槽组配合形成第一级挤塑区，所述固定盘中环形凸平面上的第二螺槽组与旋转盘中环形凹平面配合形成第二级挤塑区，所述固定盘内环形凹平面与旋转盘内环形凸平面上的第三螺旋槽组配合形成第三级挤塑区。

所述第二螺槽组的旋向与第一螺旋槽组及第三螺旋槽组的旋向相反。

所述第一螺旋槽组、与第二螺旋槽组及第三螺旋槽组，从外圆到中心的截面积逐渐收缩即截面积之和逐步变小。

本发明与现有技术相比，具有如下优点为：

1. 采用盘式结构与锥形叶片相结合，充分发挥不同结构部件的优势，既具有盘式机的粉碎、研磨、混炼优势，又能发挥安装在轴心的锥形叶片输送能力强的优势。

2.由于具有多级螺旋槽组，且每一级螺槽组都有多条螺旋槽，扩展了物料通道，端面螺旋槽组既是磨料面，对物料进行强力粉碎、研磨、挤压、剪切和混合，又是物料流动通道，增强了粉碎、研磨和塑化能力，还增加了流动能力。

3. 在多级螺旋槽组结构中，每相邻二级螺旋槽组不仅螺槽旋向相反，且位于不同磨盘端面上，使物料在受到剪切、磨压时，能在不断变换的物料通道中逐级被混合、破碎、剪切、融合和塑化，还增强了研磨质量和效率，也增加了物料间的混合、传质传热，提高制品质量。

4. 结构紧凑、简单，轴向尺寸小，制造、使用和维护成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明固定盘的侧视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是本发明旋转盘的侧视图；

图5是图3的B-B剖视图；

图6是本发明的固定盘与旋转盘配合的侧视图；

图7是图6的C-C剖视图；

图8是固定盘立体示意图；

图9是旋转盘立体示意图；

图10是锥形叶片轴的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明描述中,术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、 “第二” 及“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至10所示，包括罩子1、法兰盘3、挤出机头4、锥形叶片轴5、固定盘7、料斗8、旋转盘9、转盘传动轴10、第一齿轮12、第一推力轴承13、第二齿轮14、第一传动机构15、第一电机16、第二推力轴承17、座子18、第二电机19、第二传动机构20、第一向心轴承组21及第二向心轴承组22；其中所述罩子1罩设在固定盘7及旋转盘9上，罩子1与固定盘7固定并同轴心，所述旋转盘9与固定盘7同轴，旋转盘9相对固定盘7可转动，固定盘7与法兰盘3及挤出机头4同轴，固定盘7通过法兰盘3与挤出机头4安装在一起，固定盘7的中心孔与挤出机头4连通；在固定盘7与旋转盘9配合的端面上，从外圆向中心依次设有多级螺槽组，多级螺槽组作为物料粉碎、混合、磨压、塑化和输运通道，每级螺槽组有多条螺旋槽组成，多级螺槽组分别位于固定盘7和旋转盘9的配合端面上；所述料斗8安装在罩子1上，料斗8的出料口与固定盘7及旋转盘9配合面间的第一级螺槽组连通；所述转盘传动轴10的左端与旋转盘9通过紧固件11固定连接，转盘传动轴10的右端通过第一推力轴承13安装在座子18上；所述第二向心轴承组22及第一齿轮12均套设安装在转盘传动轴10上；所述锥形叶片轴5与固定盘7和旋转盘9同轴，锥形叶片轴5可相对固定盘7和旋转盘9做旋转运动，锥形叶片轴5通过第一向心轴承组21、第二推力轴承17及座子18安装定位，其中，第一向心轴承组21安装在转盘传动轴10的中心孔内，第二齿轮14套设安装在锥形叶片轴5的右端；所述第一电机16通过第一传动机构15带动第二齿轮14转动，并进而带动锥形叶片轴5旋转，所述第二电机19通过第二传动机构20带动第一齿轮12转动，再带动转盘传动轴10转动，并进而带动旋转盘9做旋转运动。

在本实施例中，固定盘7的右端面上从外圆向中心依次设有外环形凹平面70、凸起的中环形凸平面71、内环形凹平面72以及内中心孔73；其中在所述中环形凸平面71上设有五条第二螺旋槽组711，所述内中心孔73与挤出机头4的出料口连通。

在本实施例中，在所述旋转盘9的左端面上从外圆向中心依次设有凸起的外环形凸平面91、中环形凹平面92以及内环形凸平面93；其中在所述外环形凸平面91上设有五条第一螺旋槽组911，在所述内环形凸平面93上设有四条第三螺旋槽组931。上述固定盘7的外环形凹平面70与旋转盘9的外环形凸平面91上的第一螺槽组911配合形成第一级挤塑区，所述固定盘7中环形凸平面71上的第二螺槽组711与旋转盘9中环形凹平面92配合形成第二级挤塑区，所述固定盘7内环形凹平面72与旋转盘9内环形凸平面93上的第三螺旋槽组931配合形成第三级挤塑区；所述第一螺旋槽组911的末端与第二螺槽组711的始端连通，所述第二螺槽组711的末端与第三螺旋槽组931的始端连通，所述第三螺旋槽组931末端与内中心孔73连通。第一螺旋槽组911、第二螺槽组711以及第三螺旋槽组931的数量也可根据实际情况而定，可以是三条、四条、五条或更多。

在本实施例中，其第二螺旋槽711的旋向与第一螺旋槽911及第三螺旋槽931的旋向相反。第二螺旋槽组711与第一螺旋槽组911和第三螺旋槽组931位于不同盘上（即：第二螺旋槽组711位于固定盘7上，第一螺旋槽组911和第三螺旋槽组931均位于旋转盘9上）。

在本实施例中，其第一螺旋槽组911、与第二螺旋槽组711及第三螺旋槽组931，从外圆到中心的截面积逐渐收缩即截面积之和逐步变小。

工作时，旋转盘9转动，物料会在自重作用下进入固定盘7与旋转盘9形成的第一级螺槽组911中并沿螺旋槽移动，在移动的同时，与固定盘7上有较大粗糙度的外环形凹平面70产生摩擦挤压，再进入第二级螺槽组711中并沿螺槽移动，并与旋转盘9上有较大粗糙度的中环形凹平面92产生摩擦挤压，然后再进入第三级螺旋槽组931中并沿螺槽移动，与固定盘7上有较大粗糙度的内环形凹平面72产生摩擦挤压后，离开第三级螺槽组931并进入内中心孔73，在锥形叶片轴5旋转推动下，物料从内中心孔73沿轴向移动到挤出机头4。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种平面多级同轴盘式挤塑机，包括罩子（1）、法兰盘（3）、挤出机头（4）、锥形叶片轴（5）、固定盘（7）、料斗（8）、旋转盘（9）、转盘传动轴（10）、第一齿轮（12）、第一推力轴承（13）、第二齿轮（14）、第一传动机构（15）、第一电机（16）、第二推力轴承（17）、座子（18）、第二电机（19）、第二传动机构（20）、第一向心轴承组（21）及第二向心轴承组（22）；其中所述罩子（1）罩设在固定盘（7）及旋转盘（9）上，罩子（1）与固定盘（7）固定并同轴心，所述旋转盘（9）与固定盘（7）同轴，旋转盘（9）相对固定盘（7）可转动，固定盘（7）与法兰盘（3）及挤出机头（4）同轴，固定盘（7）通过法兰盘（3）与挤出机头（4）安装在一起，固定盘（7）的中心孔与挤出机头（4）连通；所述料斗（8）安装在罩子（1）上；所述转盘传动轴（10）的左端与旋转盘（9）固定连接，转盘传动轴（10）的右端通过第一推力轴承（13）安装在座子（18）上，所述第二向心轴承组（22）及第一齿轮（12）均套设安装在转盘传动轴（10）上；所述锥形叶片轴（5）与固定盘（7）和旋转盘（9）同轴，锥形叶片轴（5）可相对固定盘（7）和旋转盘（9）做旋转运动，锥形叶片轴（5）通过第一向心轴承组（21）、第二推力轴承（17）及座子（18）安装定位，其中，第一向心轴承组（21）安装在转盘传动轴（10）的中心孔内，第二齿轮（14）套设安装在锥形叶片轴（5）的右端；所述第一电机（16）通过第一传动机构（15）带动第二齿轮（14）转动，并进而带动锥形叶片轴（5）旋转，所述第二电机（19）通过第二传动机构（20）带动第一齿轮（12）转动，再带动转盘传动轴（10）转动，并进而带动旋转盘（9）做旋转运动；其特征在于在所述固定盘（7）与旋转盘（9）配合的端面上，从外圆向中心依次设有多级螺槽组，所述多级螺槽组作为物料粉碎、混合、磨压、塑化和输运通道，每级螺槽组有多条螺旋槽组成，所述料斗（8）的出料口与固定盘（7）及旋转盘（9）配合面间的第一级螺槽组连通；

在所述固定盘（7）的右端面上从外圆向中心依次设有外环形凹平面（70）、凸起的中环形凸平面（71）、内环形凹平面（72）及内中心孔（73），其中在中环形凸平面（71）上设有三条以上的第二螺旋槽组（711），所述内中心孔（73）与挤出机头（4）的出料口连通；在所述旋转盘（9）的左端面上从外圆向中心依次设有凸起的外环形凸平面（91）、中环形凹平面（92）及内环形凸平面（93），其中在所述外环形凸平面（91）上设有三条以上的第一螺旋槽组（911），在所述内环形凸平面（93）上设有三条以上的第三螺旋槽组（931）；所述固定盘（7）的外环形凹平面（70）与旋转盘（9）外环形凸平面（91）上的第一螺槽组（911）配合形成第一级挤塑区，所述固定盘（7）中环形凸平面（71）上的第二螺槽组（711）与旋转盘（9）中环形凹平面（92）配合形成第二级挤塑区，所述固定盘（7）内环形凹平面（72）与旋转盘（9）内环形凸平面（93）上的第三螺旋槽组（931）配合形成第三级挤塑区。

2.根据权利要求1所述的平面多级同轴盘式挤塑机，其特征在于所述第二螺槽组（711）的旋向与第一螺旋槽组（911）及第三螺旋槽组（931）的旋向相反。

3.根据权利要求1或2所述的平面多级同轴盘式挤塑机，其特征在于所述第一螺旋槽组（911）、与第二螺旋槽组（711）及第三螺旋槽组（931），从外圆到中心的截面积逐渐收缩即截面积之和逐步变小。