一种对置螺旋短螺杆挤出机
技术领域
本发明涉及挤出机的技术领域,具体涉及一种对置螺旋短螺杆挤出机。
背景技术
螺杆挤出机是塑胶加工的重要设备,而螺杆是其核心部件,螺杆的长度决定挤出机的长度。挤出机中,机筒/螺杆有三大作用:一是喂料输送作用,即喂料段,二是塑化作用,将颗粒料熔融成为塑胶熔体,即塑化段;三是稳定挤出的挤出段,要有熔体计量作用。
现有技术的螺杆挤出机要想得到品质良好的注塑产品必须使得螺杆足够长以使得其有足够的混炼长度以充分熔化热塑性树脂材料,因此,挤出机越来越有大型化的趋势。而近年产品交货周期越来越缩短,要求螺杆的塑化速度要越来越快,很多挤出机变得力不从心。
螺杆式挤出机的注射腔内备料少,在需要大量储存液体塑料的场合,需要加快瞬时加热来达到注塑量或者加大注射腔来提高液体存储量;前者加快瞬时加热需要温度高能量消耗大;后者加大注射腔后的注射压力小,注射力不足。需要设计一种螺杆长度短、计量腔比较长的挤出机来满足注塑需要。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种对置螺旋短螺杆挤出机。
本发明的目的是这样实现的,一种对置螺旋短螺杆挤出机,包括相向设置的第一熔体输送通道和第二熔体输送通道,所述第一熔体输送通道由第一输送机构形成,所述第二熔体输送通道由第二输送机构形成,所述第一输送机构包括第一机筒、第一螺杆和第一右挡板;所述第二输送机构包括第二机筒、第二螺杆和第二右挡板;所述第一输送机构和第二输送机构同轴线相向设置在齿轮箱的两侧;
还包括套筒,所述套筒固定在第一右挡板和第二右挡板之间;
第一机筒固定在第一右挡板和齿轮箱之间,第一螺杆和旋转配合在第一机筒和套筒之间;第二机筒固定在第二右挡板和齿轮箱之间,第二螺杆旋转配合在第二机筒和套筒之间;所述第一螺杆的螺杆体右端与第二螺杆的螺杆体左端同轴线对接旋转配合;
套筒中旋转配合有混料螺杆和注射螺杆;
套筒在对应第一螺杆、第二螺杆的螺杆体中心孔末端位置设有连通孔,所述连通孔连通第一熔体输送通道、第二熔体输送通道至所述混料螺杆和注射螺杆和套筒内壁之间的空间。
进一步地,第一螺杆包括具有中心通孔的螺杆体,所述螺杆体具有第一支撑部,螺杆体在第一支撑部和左悬空端之间设有第一外螺棱,在螺杆体的中心孔中从左悬空端的对应内孔位置起设有第一内螺棱;所述第二螺杆包括具有中心通孔的螺杆体,所述螺杆体具有第二支撑部,第二螺杆的外圆柱在第二支撑部和右端部之间设有第二外螺棱,在中心孔中从右端部的对应内孔位置起直到中心孔左端部设有第二内螺棱。
进一步地,所述第一外螺棱从第一支撑部至左悬空端的螺距相同螺棱逐渐降低,螺杆体从第一支撑部至左悬空端具有5°~25°的圆锥斜角;
进一步地,第一外螺棱与机筒及第一右挡板之间的外螺旋通道为第一外螺纹输送段A,所述第一内螺棱与套筒之间的内螺旋通道从左悬空端内孔开始至第一螺杆的螺杆体的右端部为止为第一内螺旋塑化段B,所述螺杆体的左悬空端至第一右挡板之间的通道为第一环形连接段C,所述第一熔体输送通道包括第一外螺纹输送段A、第一环形连接段C和第一内螺旋塑化段B顺序连接的熔体通道,所述第一外螺旋输送端A的熔体输送方向与第一内螺旋塑化段B的熔体输送方向相反;第二外螺棱与第二机筒及第二右挡板之间的外螺旋通道为第二外螺纹输送段A,所述第二内螺棱与套筒之间的内螺旋通道从右悬空端开始至第二螺杆的螺杆体的左端部为止为第二内螺旋塑化段B;所述右悬空端至第二右挡板之间的通道为第二环形连接段C;所述第二熔体输送通道包括第二外螺纹输送段A、第二环形连接段C和第二内螺旋塑化段B顺序连接的熔体通道,所述第二外螺旋输送端A的熔体输送方向与第二内螺旋塑化段B的熔体输送方向相反。
进一步地,第一连通孔的轴线与注射螺杆的轴线的第一夹角为55°~75°,所述第二连通孔的轴线与注射螺杆的轴线的第二夹角为140°~165°。
进一步地,所述齿轮箱的轴向两侧分别设有第一轴承压装孔和第二轴承压装孔,第一轴承压装孔内设有第一轴承,第二轴承压装孔内设有第二轴承,第一支撑部旋转支撑在第一轴承上,第一螺杆的螺杆体的左悬空端悬空设置在第一机筒内,第二支撑部旋转支撑在第二轴承上,第二螺杆的螺杆体的右悬空端悬空设置在第二机筒内。
进一步地,所述第一螺杆伸入齿轮箱中的部分设配合有第一旋转驱动装置,所述第一旋转驱动装置包括第一从动齿轮、第一主动齿轮和第一驱动轴,在螺杆体上固定安装有第一从动齿轮,所述第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合,第一主动齿轮安装在第一驱动轴上,所述第一驱动轴旋转设置在齿轮箱中,所述第一驱动轴由电机驱动;所述第二螺杆伸入齿轮箱中的部分设配合有第二旋转驱动装置,所述第二旋转驱动装置包括第二从动齿轮、第二主动齿轮和第二驱动轴,在螺杆体上固定安装有第二从动齿轮,所述第二从动齿轮与第二主动齿轮啮合,第二主动齿轮安装在第二驱动轴上,所述第二驱动轴旋转设置在齿轮箱中,所述第二驱动轴由电机驱动。
进一步地,所述混料螺杆包括混料本体部和混料螺旋部,中心孔贯通所述混料本体部和混料螺旋部。
进一步地,注射螺杆包括注射本体部和注射螺旋部,注射本体部穿设在混料螺杆的中心孔中。
进一步地,所述第一螺杆的外螺旋输送段A从第一支撑部的左侧为起始端,该起始端设有第一料斗;所述第二螺杆的外螺旋输送段A从第二支撑为起始端,该起始端设有第二料斗。
所述对置螺旋短螺杆挤出机,通过对向设置的第一熔体输送通道和第二熔体输送通道的配合,每个熔体输送通道又是输送段和塑化段折叠设置,解决了双料挤出机的小型化问题:
1)熔体输送通道的折叠结构:
内外螺棱的螺杆,螺杆体同时具有外螺棱和内螺棱,外螺棱用于与机筒配合,内螺棱用于与套筒配合;
内外螺旋通道,螺杆与机筒和套筒的配合,外螺棱与机筒配合形成外螺旋通道,外螺旋通道负责输送颗粒原料给内螺旋通道;内螺棱与套筒配合形成内螺旋通道;环形通道连接在外螺旋通道和内螺旋通道之间,连通通道将外螺旋通道与内螺旋通道连通构成整体的螺杆流体通道,使得外螺旋通道相对于内螺旋通道折叠,非直线顺序排列,缩短了螺杆长度;
2)对向设置的第一熔体输送通道和第二熔体输送通道,第一熔体和第二熔体在套筒中部交叉混合,然后通过连通孔进入混料螺旋中,向前输送至储料区;
3)套筒的设置,隔离了第一熔体输送通道和第二熔体输送通道和混合输送通道。
通过以上三个结构的相互配合,共同做到了外螺旋通道相对于内螺旋通道折叠,同时对置两熔体输送通道,隔离了第一熔体输送通道和第二熔体输送通道和混合输送通道,实现了挤出机的小型化;热可塑性树脂经过环形连通通道的动态剪切应力使得树脂被快速熔融,便于在挤出段形成均质高压力的热熔融树脂;螺杆设计成同时具有内外螺棱,螺棱磨损方面的维护只要更换新的套筒即可,更换维修成本低。
附图说明
图1为本发明对置螺旋短螺杆挤出机的主剖视图。
图2为本发明对置螺旋短螺杆挤出机的套筒局部剖视图。
上述图中的附图标记:
1第一机筒,1.1第一法兰,2第一螺杆,3套筒,4第二机筒,4.1第二法兰,5第一料斗,6第二料斗,7第二螺杆,8混料螺杆,9注射螺杆,10储料区,11齿轮箱,12第一从动齿轮,13第二从动齿轮,14第一主动齿轮,15第二主动齿轮,16第二轴承压装孔,17压装板,18第二轴承,19第二主动轴,20第一轴承,21第一右挡板,22模头,23第二右挡板,24驱动装置,25第一轴承压装孔
2.1第一外螺棱,2.2第一内螺棱,2.3第一支撑部
7.1第二外螺棱,7.2第二内螺棱,7.3第二支撑部,
3.1第一连通孔,3.2第二连通孔,3.3第一导流槽,3.4第二导流槽
8.1混料本体部,8.2混料螺旋部
9.1注射本体部,9.2注射螺旋部
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明,但不用来限制本发明的范围。
如图所示,一种对置螺旋短螺杆挤出机,包括相向设置的第一熔体输送通道和第二熔体输送通道,所述第一熔体输送通道由第一输送机构形成,所述第二熔体输送通道由第二输送机构形成。所述第一输送机构包括第一机筒1、第一螺杆2,第一螺杆2旋转设置在第一机筒1中,第一螺杆2包括具有中心通孔的螺杆体,所述螺杆体具有第一支撑部2.3,第一螺杆2的外圆柱在第一支撑部2.3和左端部之间设有第一外螺棱2.1,在中心孔中从左端部的对应内孔位置起设有第一内螺棱2.2,所述套筒3配合在第一内螺棱2.2中;
第一外螺棱2.1和第一内螺棱2.2螺旋方向相反设置,第一外螺棱2.1为右旋螺棱时,第一内螺棱2.2为左旋螺棱,这样才能保证当第一螺杆2逆时针旋转时,第一外螺棱2.1的输送方向是物料向第一支撑部2.3螺旋移动的向左输送,第一内螺棱2.2的输送方向是物料向第一支撑部2.3螺旋移动的向右输送。
第一支撑部2.3旋转支撑在第一轴承20上,齿轮箱11的压装板17和第一机筒1的右端法兰1.1固定连接,第一机筒的左端固定在第一右挡板21上;所述第一轴承20被法兰1.1压装在齿轮箱11的第一轴承压装孔25中,所述齿轮箱11和所述第一右挡板21均安装在机架上;第一螺杆2的螺杆体旋转支撑在第一支撑部2.3上;螺杆体的左端为悬空端,称为左悬空端,所述左悬空端伸入到第一机筒1中距离第一右挡板21的间隔距离H。
所述第一螺杆2的第一支撑部2.3一侧设有第一旋转驱动装置,所述第一旋转驱动装置包括第一从动齿轮12、第一主动齿轮14和第一驱动轴19,在第一螺杆2的螺杆体上固定安装有第一从动齿轮12,所述第一从动齿轮12与第一主动齿轮14啮合,第一主动齿轮14安装在第一驱动轴19上,所述第一驱动轴19旋转设置在齿轮箱11中,所述第一驱动轴19由电机驱动。
所述第二输送机构包括第二机筒4、第二螺杆7,所述第二螺杆7旋转设置在第二机筒4中,所述第二螺杆7包括具有中心通孔的螺杆体,所述螺杆体具有第二支撑部7.3,第二螺杆7的外圆柱在第二支撑部7.3和右端部之间设有第二外螺棱7.1,在中心孔中从右端部的对应内孔位置起直到中心孔左端部设有第二内螺棱7.2,所述套筒3配合在所述第二内螺棱7.2中;
第二外螺棱7.1和第二内螺棱7.2螺旋方向相反设置,第二外螺棱7.1为右旋螺棱时,第二内螺棱7.2为左旋螺棱,这样才能保证当第二螺杆7逆时针旋转时,第二外螺棱7.1的输送方向是物料向第二支撑部7.3螺旋移动的向右输送,第二内螺棱7.2的输送方向是物料向第二支撑部7.3螺旋移动的向左输送。
所述第二螺杆7的第二支撑部7.3旋转支撑在第二轴承18上,齿轮箱11的压装板17和第二机筒4的右端法兰4.1固定连接,第二螺杆7的左端与第一螺杆2的右端对接旋转配合;所述第二轴承18被法兰4.1压装在齿轮箱11的第二轴承压装孔16中,所述齿轮箱11和所述第二右挡板23均安装在机架上;第二螺杆7的螺杆体旋转支撑在第二支撑部7.3上;螺杆体的右端为悬空端,称为右悬空端,所述右悬空端伸入到第二机筒4中距离第二右挡板23的间隔距离H。
所述第二螺杆7的第二支撑部7.3一侧设有第二旋转驱动装置,所述第二旋转驱动装置包括第二从动齿轮13、第二主动齿轮15和第二驱动轴23,在第二螺杆7的螺杆体上固定安装有第二从动齿轮13,所述第二从动齿轮13与第二主动齿轮15啮合,第二主动齿轮15安装在第二驱动轴23上,所述第二驱动轴23旋转设置在齿轮箱11中,所述第二驱动轴23由电机驱动。
所述套筒3两端固定在第一右挡板21和第二右挡板23中,所述套筒3同时配合在第一螺杆2的第一内螺棱2.2和第二螺杆7的第二内螺棱7.2中。所述第一外螺棱2.1从第一支撑部2.3至左悬空端的螺距相同螺棱逐渐降低,螺杆体从第一支撑部2.3至左悬空端具有5°~25o的圆锥斜角。第一外螺棱2.1与第一机筒1之间的外螺旋通道为第一外螺纹输送段A,所述第一螺杆2的外螺旋输送段A从第一支撑部2.3的左侧为起始端,该起始端设有第一料斗5。所述第一内螺棱2.2与套筒3之间的内螺旋通道从左悬空端内孔开始至第一螺杆2的螺杆体的右端部为止为第一内螺旋塑化段B。所述螺杆体的左悬空端至第一右挡板21之间的通道为第一环形连接段C。所述第一熔体输送通道包括第一外螺纹输送段A、第一环形连接段C和第一内螺旋塑化段B顺序连接的熔体通道。所述第一外螺旋输送端A的熔体输送方向与第一内螺旋塑化段B的熔体输送方向相反;颗粒状热塑性树脂物料从第一料斗5中加入,由第一外螺棱2.1的作用向左悬空端方向将物料逐渐挤压向前输送,直到将第一外螺旋输送段A的物料从左悬空端与第一右挡板21的第一环形连接段C导入第一内螺旋塑化段B,物料向前螺旋熔融输送到第一螺杆体的右端。
同理,所述第二外螺棱7.1从第二支撑部7.3至右端悬空部的螺距相同螺棱逐渐降低,螺杆体从第一支撑部7.3至右端悬空部具有5°~25°的圆锥斜角。第二外螺棱7.1与第二机筒4之间的外螺旋通道为第二外螺纹输送段A,所述第二螺杆7的外螺旋输送段A从第二支撑部7.3为起始端,该起始端设有第二料斗6,所述第二外螺旋输送段A的末尾端直至螺杆体的右悬空端,所述右悬空端距离第二右挡板23的间隔距离H。所述第二内螺棱7.2与套筒3之间的内螺旋通道从右悬空端开始至第二螺杆7的螺杆体的左端部为止为第二内螺旋塑化段B。所述右悬空端至第二右挡板23之间的通道为第二环形连接段C。所述第二熔体输送通道包括第二外螺纹输送段A、第二环形连接段C和第二内螺旋塑化段B顺序连接的熔体通道。所述第二外螺旋输送端A的熔体输送方向与第二内螺旋塑化段B的熔体输送方向相反;颗粒状热塑性树脂物料从第一料斗6中加入,由第二外螺棱7.1的作用向右端方向将物料逐渐挤压向前输送,直到将第二外螺旋输送段A的物料从左悬空端与第二右挡板23的第二环形连接段导入第二内螺旋塑化段B,物料向前螺旋熔融输送到第二螺杆体的左端。
所述第一内螺旋塑化段B中的第一熔体的第一输送方向从左至右输送到第一螺杆体右端,第二内螺旋塑化段B的第二熔体的第二输送方向从右至左输送到第二螺杆体左端,第一输送方向与第二输送方向在同轴线,方向相反。
套筒3中旋转配合有混料螺杆8和注射螺杆9,所述混料螺杆8包括混料本体部8.1和混料螺旋部8.2,中心孔贯通所述混料本体部8.1和混料螺旋部8.2。注射螺杆9包括注射本体部9.1和注射螺旋部9.2,注射本体部9.1穿设在混料螺杆8的中心孔中。混料螺旋部8.2螺距相同螺棱逐渐降低,螺杆体从混料本体部8.1的右端至右端悬空部具有5°~25°的圆锥斜角。
套筒3在对应第一螺杆2的螺杆体中心孔末端位置设有第二连通孔3.2,在对应第二螺杆7的螺杆体中心孔末端位置设有第一连通孔3.1,第一连通孔3.1的轴线与注射螺杆9的轴线的第一夹角α为55°~75°,所述第二连通孔3.2的轴线与注射螺杆9的轴线的第二夹角β为140°~165°。这样的设置是为了,当第二熔体输送通道的第二熔体从右至左输送到第二螺杆体左端时,第一熔体输送通道的第一熔体从左至右输送到第一螺杆体右端时,由于上述第一连通孔3.1和第二连通孔3.2的倾斜方向的设置,第二熔体会倾向于向前从第二连通孔3.2进入混料螺杆8的混料螺旋中,而第一熔体会倾向于继续向前从第一连通孔3.1进入混料螺杆8的混料螺旋中,第二熔体和第一熔体会在第二熔体输送通道和第一熔体输送通道末端部进一步交叉混和。
更为优选的是,所述第一连通孔3.1和在套筒圆周间隔设置,第一连通孔3.1前方设有第一导流槽3.3,第二连通孔3.2前方设有第二导流槽3.4。
第一熔体和第二熔体从第一连通孔和第二连通孔进入混料螺杆8中,在混料螺旋中充分混匀并螺旋向前经注射螺旋9.2进入储料区10。储料区10形成背压,迫使混料螺杆8和注射螺杆9后退。
所述第一螺杆的螺棱实际上是把第一外螺旋输送段的螺旋通道与第一内螺旋熔融段的螺旋通道进行折叠后得到第一熔体输送通道,所述第二螺杆的螺棱实际上是把第二外螺旋输送段的螺旋通道与第二内螺旋熔融段的螺旋通道进行折叠后得到第二熔体输送通道,两熔体输送通道的熔体在套筒中间相遇交叉后进入混料螺旋和注射螺旋中,然后进入储料区,熔体在混料螺旋和注射螺旋与套筒内壁之间的空间通道称为混料输送通道,由于套筒3的隔热作用,该混料输送通道的混料熔体不会过热。螺杆总长度取决于缩短的第一螺杆2加上第二螺杆7的总长度,比较现有技术的双料螺杆的长度,其螺杆长度相对较短,挤出机相对小型化。
螺杆体对应内螺旋塑化段B设有加热装置,所述加热装置位于螺杆体中靠近中心通孔壁的位置。更为优选的是,在加热装置外侧设有绝热层,以防止外螺棱粘连物料。
所述套筒的右端连接模头22,模头22内设有过滤网。
所述对置螺旋短螺杆挤出机,通过对向设置的第一熔体输送通道和第二熔体输送通道的配合,每个熔体输送通道又是输送段和塑化段折叠设置,缩短了螺杆长度,在没有增加螺杆长度的前提下,设计出双料输入的小型化挤出机,提高了塑化效率。