CN105172091B - 高压挤出成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压挤出成型机，包括上级送料机构和下级送料机构，上级送料机构连接料斗，上级送料机构和下级送料机构均通过螺杆进行横向的物料输送，上级送料机构和下级送料机构之间通过真空室连接，被输送物料在经过上级送料机构的挤压输送后经过真空室，进入下级送料机构内进行二次挤压输送，下级送料机构的出口处连接有延伸管，高压挤出成型机还包括冷却回路系统。本发明改进了螺杆的结构和挤出截面，实现了15MPa的高压挤出成型，能够满足薄壁型SCR蜂窝式催化剂的连续挤出生产工艺，解决了卧式大孔径薄壁型蜂窝式SCR催化剂连续挤出生产的技术问题，提高了生产效率，降低了产品的制造成本。

Description

高压挤出成型机

技术领域

本发明涉及卧式高压挤出成型技术领域，具体涉及适用于薄壁蜂窝式SCR催化剂挤出成型连续生产技术。

背景技术

SCR蜂窝式挤出成型机为厚壁型设备，在生产过程中最大挤出压力为9MPa，生产挤出最快速度为2.5m/min，适合壁厚为1.0以上的催化剂生产线。生产壁厚为1.0以下的催化剂，设备运行中经常性出现物料性能变质、物料发硬堵塞模具等问题，给生产过程带来了极大不便，导致了产量降低、能源消耗高、人力物力浪费大，增加了产品的成本。

现有的挤出成型机，主副螺杆都是采用多段连接方式拼装为一体，连接处螺旋接缝不一致，错位偏差大，接缝处的密封装置设计不足，经常造成漏水，生产中物料浪费极大。现有的挤出成型设备，冷却系统设计不合理，螺杆的冷却温度与料管的冷却温度相差极大，造成了生产过程中产品表面与产品中心部位有温差，影响成品率，甚至导致产品里外硬度不一致，影响干燥过程，易产生废品，浪费原材料，增加生产制造的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高压挤出成型机，适用于薄壁型蜂窝式SCR催化剂连续生产挤出工艺，能克服背景技术中存在的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

高压挤出成型机，包括机架，所述机架上设有上级送料机构和下级送料机构，所述上级送料机构连接料斗，所述上级送料机构布置在所述下级送料机构上方，所述上级送料机构和所述下级送料机构均通过螺杆进行横向的物料输送，所述上级送料机构和所述下级送料机构之间通过真空室连接，被输送物料在经过上级送料机构的挤压输送后经过真空室，进入下级送料机构内进行二次挤压输送，所述下级送料机构的出口处连接有延伸管，用于对被输送物料进行挤压成型；所述高压挤出成型机还包括冷却回路系统，冷却回路系统设置在上级送料机构和下级送料机构的外围，冷却系统是在每节送料管及螺杆解剖图中已经体现出，除了设备内冷却外，设备外部都有胶管连接整体冷却系统和旋转接头组成，冷却设备是另配制冷机。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述上级送料机构包括第一驱动机构、上级输送主螺杆和上级输送副螺杆，所述上级输送主螺杆设置在上级输送管内，所述上级输送副螺杆设在上级输送副管内，所述上级输送副管与所述上级输送管的侧面连通，所述第一驱动机构连接并驱动所述上级输送主螺杆，所述上级输送主螺杆与所述上级输送副螺杆并列设置且输送方向相同，所述料斗与所述上级输送管和所述上级输送副管连通，所述料斗的开口通至所述上级输送主螺杆的尾部上方，所述下级输送副螺杆位于所述料斗的开口下方，所述上级输送主螺杆的螺距从尾部到端部递减，所述上级输送管与所述真空室的上部连通，所述上级输送主螺杆的端部伸入所述真空室内，所述上级输送主螺杆的端部设置切刀，所述上级输送副螺杆的螺纹上设有弧形切口。

所述第一驱动机构包括第一驱动马达，所述第一驱动马达连接第一减速机，所述第一减速机通过第一联轴器连接第一齿轮传动箱，所述第一齿轮传动箱连接并驱动所述上级输送主螺杆，所述上级输送主螺杆通过第二联轴器连接所述上级输送副螺杆。

所述下级送料机构包括第二驱动机构、下级输送主螺杆和下级输送副螺杆，所述下级输送主螺杆设置在下级输送管内，所述下级输送副螺杆设在下级输送副管内，所述下级输送管和所述下级输送副管的侧面连通，所述真空室的下部与所述下级输送管和所述下级输送副管连通，所述下级输送副管设在所述真空室的下方，所述第二驱动机构连接并驱动所述下级输送主螺杆，所述下级输送主螺杆和所述下级输送副螺杆输送方向相同，所述下级输送副螺杆位于所述下级输送主螺杆的斜上方，所述下级输送副螺杆的前端设有带角度的弧形导流块，弧形导流块的导流方向为从下级输送副螺杆导向下级输送主螺杆，所述下级输送管的端部通过稳定管连接所述延伸管，所述下级输送主螺杆的螺距从尾部到端部递减，所述下级输送主螺杆的前端面具有一定的角度。

所述第二驱动机构包括第二驱动马达，所述第二驱动马达连接第二减速机，所述第二减速机通过第三联轴器连接第二齿轮传动箱，所述第二齿轮传动箱连接并驱动所述下级输送主螺杆，所述下级输送主螺杆通过第四联轴器连接所述下级输送副螺杆。

所述上级送料机构的转速大于所述下级送料机构的转速。

所述真空室包括上真空室和下真空室，所述上真空室与所述上级输送管连通，所述上级输送管由两个半圆形分缸拼接组成，所述上真空室的一侧连接分缸，所述上真空室的侧面设有观察孔和光位感应孔，光位感应孔44中安装有机玻璃及O型密封圈，安装在光位感应孔外部的光位开关通过光位感应孔检测真空室物料高度，如物料高于光位感应孔，光位开关将信号传送控制站，控制站控制上驱动马达降低速度或停止马达，所述上真空室的上部设有上盖；所述上真空室和所述下真空室连通，所述下真空室和所述下级送料机构连通，所述上级输送主螺杆的端部伸入所述上真空室内部，所述上级输送主螺杆与所述上真空室的连接处设有螺杆定位套，所述上级输送主螺杆与所述螺杆定位套转动配合，所述切刀通过切刀安装螺丝固定连接在所述上级输送主螺杆的端部并能随所述上级输送主螺杆同步转动，所述切刀将所述上级输送主螺杆输送过来的物料进行切割使其依次经由上真空室和下真空室落入下级送料机构内。

所述上级送料机构和所述下级送料机构的送料方向一致，所述上级送料机构和所述下级送料机构在送料方向上形成逐级送料模式。

所述下级输送管包括多段送料管，所述多段送料管通过法兰连接的形式首尾相连，形成所述下级输送管，所述多段送料管的至少其中一段上设有支撑套，多段连接的作用：一是考虑设备清洗便于拆装；二减少设备预留空间；三是有利于制造加工；四冷却部位温度不一致，必须要分段。

所述下级送料机构的前端设有稳定管，所述稳定管通过法兰与所述下级送料机构固定连接并密封，所述延伸管通过法兰与所述稳定管固定连接，其间采用O型圈形式密封，所述延伸管的尾部的内壁形状为圆形，其内径与所述稳定管内径一致，所述延伸管的口部内壁形状为方形，所述延伸管口部的内壁尺寸小于所述延伸管尾部的内壁尺寸，通过延伸管将被挤压物料的截面形状由圆形挤压为方形。

本发明的有益效果是：本发明的卧式高压挤出成型机改进了螺杆的结构和挤出截面，实现了15MPa下的高压挤出成型，其辅助螺杆利用主轴螺杆的驱动装置来运行操作，在物料挤出的端部采用内径有方到圆的延伸管，实现了物料的平滑挤出，能够满足薄壁型SCR蜂窝式催化剂的连续挤出生产工艺，通过设计螺杆的螺旋角度、螺距以及料管间隙的特制要求，增大了设备的挤出压力，确保大孔径薄壁型催化剂的顺畅连续生产，解决了卧式大孔径薄壁型蜂窝式SCR催化剂连续挤出生产的技术问题，替代了现有的蜂窝式挤出成型机厚壁型设备和活塞式液压挤出机，提高了生产效率，降低了产品的制造成本。

附图说明

图1是本发明的整体结构图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的右视图。

图4是本发明的内部结构图。

图5是本发明的下级送料机构的内部结构图。

图6是本发明的上级送料机构的内部结构图。

图7是本发明的冷却装置的结构示意图。

具体实施方式

参照附图。

高压挤出成型机，包括机架100，机架100上设有上级送料机构1和下级送料机构2，上级送料机构1连接料斗3，上级送料机构1布置在下级送料机构2上方，上级送料机构1和下级送料机构2均通过螺杆进行横向的物料输送，上级送料机构1和下级送料机构2之间通过真空室4连接，被输送物料在经过上级送料机构1的挤压输送后经过真空室4，通过真空室4进入下级送料机构2内进行二次挤压输送，下级送料机构2的出口处连接有延伸管5，用于对被输送物料进行挤压成型；高压挤出成型机还包括冷却回路系统，冷却回路系统为套设在设置在上级送料机构和下级送料机构的送料管外围的冷却套，冷却套中走冷却液，除了设备内冷却外，设备外部都有胶管连接整体冷却系统和旋转接头组成，冷却设备是另配制冷机。

上级送料机构1包括第一驱动机构11、上级输送主螺杆12和上级输送副螺杆13，上级输送主螺杆12设置在上级输送管14内，上级输送副螺杆13设在上级输送副管15内，上级输送副管15与上级输送管14的侧面连通，上级输送副螺杆13将上级输送副管15内的物料挤压至上级输送管14内，再由上级输送主螺杆12进行二次输送，第一驱动机构11连接并驱动上级输送主螺杆12，上级输送主螺杆12通过联轴器连接上级输送副螺杆13并传递驱动力，上级输送主螺杆12与上级输送副螺杆13并列设置且输送方向相同，料斗3与上级输送管14和上级输送副管15连通，料斗4的开口通至上级输送管14内的上级输送主螺杆12的尾部上方，下级输送副螺杆13位于料斗4的开口下方，料斗4进入机器的物料直接落入上级输送主螺杆12的尾部和下级输送副螺杆13上，由主副螺杆进行挤压输送，上级输送主螺杆12的螺距从尾部到端部递减，上级输送管14与4真空室的上部连通，上级输送主螺杆12的端部伸入真空室4内，上级输送主螺杆14的端部设置切刀6，上级输送副螺杆1的螺纹上设有弧形切口16，上级送料机构中的输送螺杆要求能够满足1.5t/h的物料输送需求，将物料输送至真空室切刀处，同时还要将物料挤压成块状以及确保物料块状密度满足生产要求，要同时满足以上两个要求，在上级输送主螺杆14上设计不等距的螺旋距离和不一致的螺旋角度，使物料既能满足产量需求又能满足物料挤压密度要求，上级输送副螺杆15设计等螺距配合上级输送主螺杆14顺畅送料，但只靠两根螺杆仍不能满足送料速度，因此在副螺杆的螺旋上设计均匀带角度的弧形切料功能，及弧形切口16，物料投入在螺杆旋转时利用弧形切口将物料切碎并输送给主螺杆从而输送到真空室切刀处。

第一驱动机构11包括第一驱动马达111，第一驱动马达111采用37KW变频控制，第一驱动马达111连接第一减速机112，第一减速电机112的减速传动比为40：1，第一减速机112通过第一联轴器113连接第一齿轮传动箱114，第一齿轮传动箱114连接并驱动上级输送主螺杆12，上级输送主螺杆12通过第二联轴器115连接上级输送副螺杆13从而传递转动力矩。

下级送料机构2包括第二驱动机构21、下级输送主螺杆22和下级输送副螺杆23，下级输送主螺杆22设置在下级输送管24内，下级输送副螺杆23设在下级输送副管25内，下级输送管24和下级输送副管25的侧面连通，真空室4的下部与下级输送管24和下级输送副管25连通，下级输送副管25设在所述真空室的下方，第二驱动机构21连接并驱动下级输送主螺杆22，下级输送主螺杆22和下级输送副螺杆23输送方向相同，下级输送副螺杆23位于下级输送主螺杆22的斜上方，主副螺杆高度相差50mm使得副螺杆部位的物料能够顺利地被挤压到主螺杆中，下级输送副螺杆23的前端设有带角度的弧形导流块28，弧形导流块28的导流方向为从下级输送副螺杆23导向下级输送主螺杆22，使得下级输送副螺杆23内的物料全部流入下级输送主螺杆22内，不会留下余料，如图7所示，使下级输送副螺杆23中的物料被挤压输送到下级输送主螺杆22中，下级输送管24的端部通过稳定管7连接延伸管5，下级输送主螺杆22的螺距从尾部到端部递减，下级输送主螺杆24的前端面设计18°的斜角来配合延伸管5的角度，减少挤压中物料的磨合，下级输送主螺杆24需要满足蜂窝式SCR催化剂壁厚0.1mm以上，挤压速度5m/min的要求，要满足上述要求，下级主螺杆有特殊的设计要求，在螺距、螺旋角度、螺杆长度、螺旋数目以及螺杆冷却系统方面都要经过改进，下级输送主螺杆22采用双螺旋结构，螺距设计为200mm，螺杆有效长度为2000mm左右，螺杆直径设计为310mm，螺杆材质采用316L整体加工成型，表面光洁度为镜面要求，并且加大螺旋角度，能够在同样的转速下提升挤压速度，并且，由于是双螺旋结构，物料原本要螺杆旋转一圈才能挤压出去，现在只要半圈就能挤压出去，能源方面节约了一半，螺杆前端采用两个螺旋头，为了适应设备挤压压力达到15MPa的要求，也解决了物料挤压中推力的均匀性问题，下级输送管24内设有下级输送主螺杆22的支撑套27，支撑套27采用工程塑料制成，支撑套27固定下级输送主螺杆22以确保其输送过程中的同心度，此外，物料经过下级输送管24后不能回流，回流物料由支撑套27挡住。

第二驱动机构21包括第二驱动马达211，第二驱动马达采用75KW变速控制，第二驱动马达211连接第二减速机212，第二减速电机212的减速传动比为100：1，第二减速机212通过第三联轴器213连接第二齿轮传动箱214，第二齿轮传动箱214连接并驱动下级输送主螺杆22，下级输送主螺杆22通过第四联轴器215连接下级输送副螺杆23。

上级送料机构1的转速大于下级送料机构2的转速。

真空室4包括上真空室41和下真空室42，上真空室41与上级输送管14连通，上级输送管14由两个半圆形的分缸8拼接组成，采用分缸的形式组成上级输送管，一是为了制造方便，由于上级输送管内需要设置与上级输送主螺杆相配合的卡槽等，这些结构设置在内表面上会导致制造极不方便，采用两个半圆形，将使用时的内表面变为制造时的外表面，方便生产，二是为了拆装方便，由于上级送料机构具有一定的高度，如果是整体的圆筒形，会给安装增加难度，并且，采用分缸的形式，清洗或检测等工序的时候可以直接拆卸上级输送管，不需要拆装其他零部件；上真空室41的一侧连接分缸8，上真空室41的在与分缸8相对的侧面设有观察孔43，可以观察上级输送管14内的工作情况，上真空室41的侧面还设有光位感应孔44，光位感应孔44中安装有机玻璃及O型密封圈，安装在光位感应孔外部的光位开关通过光位感应孔检测真空室物料高度，如物料高于光位感应孔，光位开关将信号传送控制站，控制站控制上驱动马达降低速度或停止马达，上真空室41的上部设有上盖45；上真空室41和下真空室42连通，下真空室42和下级送料机构2连通，上级输送主螺杆12伸入上真空室41内部，上级输送主螺杆12与上真空室41的连接处设有螺杆定位套19，上级输送主螺杆12与螺杆定位套19转动配合，切刀6通过切到安装螺丝29固定连接在上级输送主螺杆12的端部并能随上级输送主螺杆12同步转动，切刀6将上级输送主螺杆12输送过来的物料进行切割使其依次经由上真空室41和下真空室42落入下级送料机构2内。

上级送料机构1和下级送料机构2的送料方向一致，上级送料机构1和下级送料机构2在送料方向上形成逐级送料模式。

下级输送管24包括多段送料管26，多段送料管36通过法兰连接的形式首尾相连，形成所述下级输送管24，多段送料管26的至少其中一段上设有支撑套27。采用多段送料管的原因一是每节输送管位置不同，产生热量不同，采用多段隔开调整温度；二是便于设备清洗拆装方便；三是便于设备部件制造加工方便。多段送料管26的外围设有冷却套，每个送料管的冷却套上都设有独立的阀门等调节结构，用来调节其中冷却液的流量流速，从而控制多段送料管中不同的冷却温度。

下级送料机构2的前端设有稳定管7，稳定管7通过法兰与下级送料机构2的端部固定连接并密封，具体来说，与下级输送管24的出口端固焊接连接并密封，物料在稳定管7内消除螺杆旋转过程中对物料产生的不均匀的推力，所有物料在稳定管7内堆积为圆柱形大块，稳定管7在与水平垂直方向呈45°夹角出设置压力传感器和温度传感器，由压力传感器和温度传感器来测量压力大小和温度高低，延伸管5通过法兰与稳定管7固定连接，其间采用O型圈密封，延伸管5的尾部的内壁形状为圆形，其内径与稳定管7内径一致，延伸管5的口部内壁形状为方形，延伸管5口部的内壁尺寸小于其尾部的内壁尺寸，通过延伸管5将被挤压物料的截面形状由圆形挤压为方形，延伸管5的内表面设置为由圆到方的过度形状，稳定管7物料堆积的圆柱形经过延伸管5挤压成方形，挤压方向的偏差由延伸管5来调整。

图中A表示冷却水出口，B表示冷却水入口。

Claims (7)

1.高压挤出成型机，包括机架，其特征在于：所述机架上设有上级送料机构和下级送料机构，所述上级送料机构连接料斗，所述上级送料机构布置在所述下级送料机构上方，所述上级送料机构和所述下级送料机构均通过螺杆进行横向的物料输送，所述上级送料机构和所述下级送料机构之间通过真空室连接，被输送物料在经过上级送料机构的挤压输送后经过真空室，进入下级送料机构内进行二次挤压输送，所述下级送料机构的出口处连接有延伸管；所述高压挤出成型机还包括冷却回路系统，冷却回路系统设置在上级送料机构和下级送料机构的外围；

所述下级送料机构包括第二驱动机构、下级输送主螺杆和下级输送副螺杆，所述下级输送主螺杆设置在下级输送管内，所述下级输送副螺杆设在下级输送副管内，所述下级输送管和所述下级输送副管的侧面连通，所述真空室的下部与所述下级输送管和所述下级输送副管连通，所述下级输送副管设在所述真空室的下方，所述第二驱动机构连接并驱动所述下级输送主螺杆，所述下级输送主螺杆和所述下级输送副螺杆输送方向相同，所述下级输送副螺杆位于所述下级输送主螺杆的斜上方，所述下级输送副螺杆的前端设有带角度的弧形导流块，所述下级输送管的端部通过稳定管连接所述延伸管，所述下级输送主螺杆的螺距从尾部到端部递减，所述下级输送主螺杆的前端面具有18°的斜角；

所述上级送料机构和所述下级送料机构的送料方向一致，所述上级送料机构和所述下级送料机构在送料方向上形成逐级送料模式；

所述下级送料机构的前端设有稳定管，所述稳定管通过法兰与所述下级送料机构固定连接并密封，所述延伸管通过法兰与所述稳定管固定连接，所述延伸管的尾部的内壁形状为圆形，其内径与所述稳定管内径一致，所述延伸管的口部内壁形状为方形，所述延伸管的内壁形状为由圆到方的渐变过程，四周变径角度一致，所述延伸管口部的内壁尺寸小于所述延伸管尾部的内壁尺寸，通过延伸管将被挤压物料的截面形状由圆形挤压为方形。

2.如权利要求1所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述上级送料机构包括第一驱动机构、上级输送主螺杆和上级输送副螺杆，所述上级输送主螺杆设置在上级输送管内，所述上级输送副螺杆设在上级输送副管内，所述上级输送副管与所述上级输送管的侧面连通，所述第一驱动机构连接并驱动所述上级输送主螺杆，所述上级输送主螺杆与所述上级输送副螺杆并列设置且输送方向相同，所述料斗与所述上级输送管和所述上级输送副管连通，所述料斗的开口通至所述上级输送主螺杆的尾部上方，所述下级输送副螺杆位于所述料斗的开口下方，所述上级输送主螺杆的螺距从尾部到端部递减，所述上级输送管与所述真空室的上部连通，所述上级输送主螺杆的端部伸入所述真空室内，所述上级输送主螺杆的端部设置切刀，所述上级输送副螺杆的螺纹上设有弧形切口。

3.如权利要求2所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一驱动马达，所述第一驱动马达连接第一减速机，所述第一减速机通过第一联轴器连接第一齿轮传动箱，所述第一齿轮传动箱连接并驱动所述上级输送主螺杆，所述上级输送主螺杆通过第二联轴器连接所述上级输送副螺杆。

4.如权利要求1所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二驱动马达，所述第二驱动马达连接第二减速机，所述第二减速机通过第三联轴器连接第二齿轮传动箱，所述第二齿轮传动箱连接并驱动所述下级输送主螺杆，所述下级输送主螺杆通过第四联轴器连接所述下级输送副螺杆。

5.如权利要求1所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述上级送料机构的转速大于所述下级送料机构的转速。

6.如权利要求2所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述真空室包括上真空室和下真空室，所述上真空室与所述上级输送管连通，所述上级输送管由两个半圆形分缸拼接组成，所述上真空室在与分缸相对的一侧设有观察孔，所述上真空室的侧面还设有光位感应孔，所述上真空室的上部设有上盖；所述上真空室和所述下真空室连通，所述下真空室和所述下级送料机构连通，所述上级输送主螺杆的端部伸入所述上真空室内部，所述切刀通过切刀安装螺丝固定连接在所述上级输送主螺杆的端部并能随所述上级输送主螺杆同步转动，所述切刀将所述上级输送主螺杆输送过来的物料进行切割使其依次经由上真空室和下真空室落入下级送料机构内。

7.如权利要求1所述的高压挤出成型机，其特征在于：所述下级输送管包括多段送料管，所述多段送料管通过法兰连接的形式首尾相连，形成所述下级输送管，所述多段送料管的至少其中一段上设有支撑套。