CN105235184A - 塑料挤出生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塑料挤出生产线，包括双螺杆挤出机和与双螺杆挤出机配合的辅机；双螺杆挤出机包括挤压装置、传动装置、加热装置和冷却装置；挤压装置包括料斗、料筒、设置于料筒内的两根螺杆和设置于料筒前端的机头，机头内设有成型模具；传动装置包括与螺杆尾部连接的电机；加热装置为设置于料筒内部的加热管；辅机包括设置于双螺杆挤出机之后用于将挤出的塑料型材固化的定型设备。应用本发明提供的塑料生产线，采用内加热的方式，热交换更为直接，换热效率高，加工时预热时间由原有2.5小时缩短为0.5小时，能够提前2小时开机，进而降低成本，提高工作效率。经双螺杆挤出后的物料经定型机定型为特定形状。

Description

塑料挤出生产线
技术领域
本发明涉及材料加工设备技术领域，更具体地说，涉及一种塑料挤出生产线。
背景技术
塑料大多具有质轻、化学性稳定、不会锈蚀、耐冲击性好、较好的透明性和耐磨耗性、绝缘性好、着色性好、加工成本低等一系列优点，因而在日常生活及工业生产中均有十分广泛的应用。各种塑料不同的理化特性，可以将其分为热塑性与热固性两类，热塑性塑料的加工工艺多为挤出。
现有技术中的塑料挤出生产线多包括单螺杆挤出机。为满足加工需求一般设置两台单螺杆挤出机。两台单螺杆挤出机的功率较大，分别为250千瓦和160千瓦，能耗较大。
除单螺杆挤出机外，常见的挤出机还包括双螺杆挤出机。其主要由挤出系统、传动系统、加热冷却系统及电气控制系统等部分组成。挤出系统主要包括螺杆、机筒、料斗。传动系统主要包括与螺杆尾部连接的电机箱，通过电机箱为螺杆提供动力。加热冷却系统主要包括加热器和冷却装置，加热器一般为外包裹于机筒的筒体外，且与螺杆的轴线方向一致，一般设置有多个加热器，且均匀分布。冷却装置主要为水冷。
然而，由于现有技术中双螺杆挤出机的加热器为外加热，对筒体的加热效率较低。一般加工时所需预热时间大约为2.5小时，预热时间较长，进而影响加工效率。同时，外加热的方式对物料的分散均匀性较差，不利于提高产品的质量。
综上所述，如何有效地解决塑料挤出生产线能耗大、双螺杆挤出机加热效率低、分散均匀性较差等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种塑料挤出生产线，该塑料挤出生产线的结构设计可以有效地解决生产能耗大、双螺杆挤出机加热效率低、分散均匀性较差等的问题。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种塑料挤出生产线，包括双螺杆挤出机和与所述双螺杆挤出机配合的辅机；
所述双螺杆挤出机包括挤压装置、传动装置、加热装置和冷却装置；所述挤压装置包括料斗、料筒、设置于所述料筒内的两根螺杆和设置于所述料筒前端的机头，所述机头内设有成型模具；所述传动装置包括与所述螺杆尾部连接的电机；所述加热装置为设置于所述料筒内部的加热管；
所述辅机包括设置于所述双螺杆挤出机之后用于将挤出的塑料型材固化的定型设备。
优选地，上述塑料挤出生产线中，所述加热管的数量为多根，且均沿所述螺杆的径向设置。
优选地，上述塑料挤出生产线中，多根所述加热管设置于所述料筒内的顶部和底部，且均匀分布。
优选地，上述塑料挤出生产线中，所述加热管为不锈钢管。
优选地，上述塑料挤出生产线中，所述冷却装置中的筒体冷却系统包括通过冷却管路与泵体连接的冷却箱体，且所述冷却装置内的冷却介质为油。
优选地，上述塑料挤出生产线中，还包括设置于一端与所述泵体连接、另一端与所述冷却箱体连接的冷却管路内的过滤阀。
优选地，上述塑料挤出生产线中，还包括与所述双螺杆挤出机的出料口连接的熔体泵。
优选地，上述塑料挤出生产线中，包括两台所述双螺杆挤出机，且两台所述双螺杆挤出机的功率分别为90千瓦和110千瓦。
优选地，上述塑料挤出生产线中，所述成型模具为管材成型模具或板材成型模具。
优选地，上述塑料挤出生产线中，两根所述螺杆平行设置，且转向相同。
本发明提供的塑料挤出生产线包括双螺杆挤出机、辅机和定型设备。其中，双螺杆挤出机包括挤压装置、传动装置、加热装置和冷却装置。挤压装置包括料斗、料筒、螺杆和设置于料筒前端的机头，机头内设有成型模具。物料经料斗进入料筒，在料筒内混匀；传动装置包括电机，电机与螺杆尾部连接，为螺杆移动提供动力；加热装置为设置于料筒内部的加热管，热交换发生于加热管与物料间，也就是从料筒内部进行加热。辅机包括定型设备，其位于双螺杆挤出机的后方，用于将经过双螺杆挤出机挤出的塑料型材固化为特定形状。
应用本发明提供的塑料生产线时，物料先经过双螺杆挤出机，由料斗加入，经螺杆作用到达机头。在这一过程中，物料的运动情况因螺杆的啮合方式、旋转方向不同而不同。加热装置能够加热料筒内的物料，结合螺杆及料筒内壁的摩擦作用，使物料升温，以达到工艺操作所需温度。冷却装置是为了保证物料处于工艺要求的温度范围内，也就是为了排除螺杆旋转的剪切摩擦等产生的多于的热量，避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。由于本发明中加热装置为设置于料筒内的加热管，也就是采用内加热的方式，热交换更为直接，换热效率高，加工时预热时间由原有2.5小时缩短为0.5小时，能够提前2小时开机，进而降低成本，提高工作效率。经双螺杆挤出后的物料经定型机定型为特定形状。
同时，采用双螺杆挤出机挤出最大压力更高，使得产品更为密实；额定电功率明显下降，进而减少能耗；且双螺杆挤出机能够进行混料及造粒，进而节省了粉料的混料与造粒工艺，直接由双螺杆挤出机挤出成型。
在一种具体实施方式中，本发明提供的双螺杆挤压机，其筒体冷却系统包括通过冷却管路与泵体连接的冷却箱体，且冷却装置内的冷却介质为油。也就是将现有技术中的水冷却改为油冷却。因而在相同初温及质量的情况下，油冷却能够有更快的冷却速度，提升冷却装置的反应能力，更有效的控制物料处于工艺要求的温度范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的双螺杆挤出机一种具体实施方式的结构示意图；
图2为图1中加热装置和冷却装置的结构示意图。
附图中标记如下：
料筒1，螺杆2，电机3，加热管4，冷却箱体5，冷却管路6，泵体7，过滤阀8。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种双螺杆挤出机，以提高加热装置的加热效率及物料的分散均匀性。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，图1为本发明提供的塑料挤出生产线一种具体实施方式的结构示意图，图2为图1中加热装置和冷却装置的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的塑料挤出生产线包括双螺杆挤出机和成型机。
其中，双螺杆挤出机包括挤压装置、传动装置、加热装置和冷却装置。挤压装置包括料斗、料筒1和螺杆2，物料经料斗进入料筒1，在料筒1内混匀。螺杆2是双螺杆挤压机的最主要部件，直接关系到其应用范围和生产率，一般为高强度耐腐蚀的合金钢制成。两根螺杆2的相对位置又分为非啮合、全啮合和部分啮合。对于不同配合情况下物料的流动方式请参考现有技术，此处不再赘述。具体的，两根螺杆2的轴线可以平行设置，且转向相同，也就是双螺杆挤出机为同向平行双螺杆挤出机。此外，两根螺杆2的轴线也可以相交，即为锥形双螺杆挤出机。
料筒1一般为耐热、耐压、耐腐蚀的合金钢或内衬合金钢的复合钢管制成。料筒1与螺杆2配合，实现对物料的粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向成型装置连续输送胶料。料斗的底部一般装有截断装置，以调整和切断料流。
传动装置的作用是驱动螺杆2，供给螺杆2在挤出过程所需的力矩和转速，通常包括电机3、减速器、轴承等，电机3与螺杆2尾部连接，为螺杆2移动提供动力。
加热装置为设置于料筒1内部的加热管4，通过加热管4与物料进行换热，提高物料的温度，使之达到工艺操作所需的温度。由于热交换发生于加热管4与物料间，也就是从料筒1内部进行加热，热效率高且热稳定好，有效将预热时间由原有2.5小时缩短为0.5小时，能够提前2小时开机，极大的提高了工作效率，进而降低成本。加热管4具体的应具有良好的导热性且熔点较高，以能够将物料加热至其工艺操作所需温度。加热管4可以为空心管，管内流通有热介质。当然，加热管4也可以为实心管结构，并通过电加热的方式提供热量。
冷却装置是为了保证物料处于工艺要求的温度范围内，也就是为了排除螺杆2旋转的剪切摩擦等产生的多于的热量，避免温度过高使塑料分解、焦烧或定型困难。用于对料筒1的冷却一般为水冷，螺杆2的冷却一般为中心水冷。
机头的作用是将旋转运动的物料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的导入模套中，并给与物料以一定的成型压力，机头内装有成型模具。具体的成型模具可以为管材成型模具、薄膜成型模具、捧材成型模具、单丝成型模具、扁丝成型模具、挤网成型模具、板(片)材成型模具、异型材成型模具等，具体可以根据实际生产需要进行选择。
辅机包括设置于双螺杆挤压机后方的定型设备，用于将经过双螺杆挤出机挤出的塑料型材固化成特定形状。具体的定型设备可以包括冷却装置，如水冷却装置等。
具体的，加热管4的数量可以为多根，因而能够具有较好的加热效果。当然，在单根加热管4即可满足预热要求的前提下，也可以设置单根加热管4，加热管4一般沿螺杆2的径向设置，也就是与螺杆2的长度方向相垂直，因而能够均匀的提供热量。
进一步地，多根加热管4可以设置于料筒1的顶部和底部，如在顶部设置三根，在底部设置三根等。顶部及底部的加热管4均匀分布，也就是相邻两根之间的距离相等。进而能够从顶部及底部对物料进行预热。上述设置能够有效保证加热效率的同时，便于加热管4的设置，且加热管4的设置位置不易对双螺杆挤出机的其他结构造成影响，保证挤出操作顺利进行。
加热管4具体的可以采用不锈钢管，一方面不锈钢管具有良好的导热性，能够与物料进行充分热交换及热辐射；另一方面，不锈钢管具有较高的强度以及耐久性。当然，根据具体需要，可以考虑采用其他材质的加热管4。
在加热管4设置有多根的情况下，多根加热管4可以首位顺次相连，也就是串联形成整体的加热管4结构，进而只需使加热管4的一首一尾与热源连接。当然，多根加热管4也可以并列设置，每根加热管4的首尾均与热源相连。结构较为复杂，但能够有效保证各个加热管4的温度一致性，对物料的加热效果更为均匀。需要指出的是，此处提到的热源为广义的热源，即通过与热源连接能够使加热管4产生热量，具体热源的形式可以不做限定。
多根加热管4可以设置于料筒1的顶部和底部，根据具体需要，也可以进行其他设置，如沿料筒1内壁设置，且相邻的两根加热管4的间距由顶部至底部递减。也就是形成底部加热管4分布较密，顶部加热管4分布较为稀疏的结构，因而能够从底部集中加热，使底部的物料较快升温，并与顶部的物料进行热交换，以最终获得工艺操作所需的温度。但一般，加热管4多为均匀分布，结构简单，加热均匀。
在上述各实施例的基础上，用于对料筒1冷却的筒体冷却系统可以包括通过冷却管路6与泵体7连接的冷却箱体5，且冷却装置内流通的冷却介质为油，也就是通过油冷的方式为双螺杆挤出机降温，以保证物料处于工艺要求的温度范围内。采用油冷却，由于其比热较小，在相同初温及质量的情况下，油冷却能够有更快的冷却速度，提升冷却装置的反应能力，更有效的控制物料处于工艺要求的温度范围内。
采用油冷却时，由于介质油中容易由于杂质造成冷却管路6堵塞，因此需在管路中设置过滤阀8，具体的过滤阀8可以设置于泵体7与冷却箱体5之间，从而将杂质过滤，有效防止管路堵塞造成的温度控制失常。
具体的，塑料成挤出生产线可以设置两台双螺杆挤出机，其功率分别为110千瓦和90千瓦，因而相较于现有技术中两台单螺杆挤出机而言(单螺杆挤出机的功率分别为250千瓦与160千瓦)，功率明显下降，在保证生产效率的同时有效节约能源。
进一步地，可以在双螺杆挤出机的出料口连接熔体泵，熔体泵的主要功能是将来自挤出机的高温塑料熔体增压、稳压后流量稳定地送入挤出机头。其稳定熔料压力、流量的能力优于各种类型的挤出机。将其与双螺杆挤出机串联使用时，使整条生产线的效益显著增加。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。且对于加热管4材质的限定，加热管4排布方式的限定及冷却介质为油的限定，单独限定其中一项或多项组合后形成新的技术方案也应属于本发明保护范围内。如多根加热管4顺次相连且为不锈钢管，加热管4为不锈钢管且沿料筒1内壁设置，相邻的两根加热管4的间距由顶部至底部递减等。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种塑料挤出生产线，其特征在于，包括双螺杆挤出机和与所述双螺杆挤出机配合的辅机；
所述双螺杆挤出机包括挤压装置、传动装置、加热装置和冷却装置；所述挤压装置包括料斗、料筒(1)、设置于所述料筒(1)内的两根螺杆(2)和设置于所述料筒(1)前端的机头，所述机头内设有成型模具；所述传动装置包括与所述螺杆(2)尾部连接的电机(3)；所述加热装置为设置于所述料筒(1)内部的加热管(4)；
所述辅机包括设置于所述双螺杆挤出机之后用于将挤出的塑料型材固化的定型设备。
2.根据权利要求1所述的塑料挤出生产线，其特征在于，所述加热管(4)的数量为多根，且均沿所述螺杆(2)的径向设置。
3.根据权利要求2所述的塑料挤出生产线，其特征在于，多根所述加热管(4)设置于所述料筒(1)内的顶部和底部，且均匀分布。
4.根据权利要求3所述的塑料挤出生产线，其特征在于，所述加热管(4)为不锈钢管。
5.根据权利要求1-4任一项所述的塑料挤出生产线，其特征在于，所述冷却装置中的筒体冷却系统包括通过冷却管路(6)与泵体(7)连接的冷却箱体(5)，且所述冷却装置内的冷却介质为油。
6.根据权利要求5所述的塑料挤出生产线，其特征在于，还包括设置于一端与所述泵体(7)连接、另一端与所述冷却箱体(5)连接的冷却管路(6)内的过滤阀(8)。
7.根据权利要求5所述的塑料挤出生产线，其特征在于，还包括与所述双螺杆挤出机的出料口连接的熔体泵。
8.根据权利要求5所述的塑料挤出生产线，其特征在于，包括两台所述双螺杆挤出机，且两台所述双螺杆挤出机的功率分别为90千瓦和110千瓦。
9.根据权利要求5所述的塑料挤出生产线，其特征在于，所述成型模具为管材成型模具或板材成型模具。
10.根据权利要求5所述的塑料挤出生产线，其特征在于，两根所述螺杆(2)平行设置，且转向相同。
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