CN107139425A - 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法 - Google Patents

强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107139425A
CN107139425A CN201710558683.6A CN201710558683A CN107139425A CN 107139425 A CN107139425 A CN 107139425A CN 201710558683 A CN201710558683 A CN 201710558683A CN 107139425 A CN107139425 A CN 107139425A
Authority
CN
China
Prior art keywords
screw rod
screw
delivery element
mixing
same direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710558683.6A
Other languages
English (en)
Inventor
徐百平
喻慧文
王玫瑰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Industry Technical College
Original Assignee
Guangdong Industry Technical College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Industry Technical College filed Critical Guangdong Industry Technical College
Priority to CN201710558683.6A priority Critical patent/CN107139425A/zh
Publication of CN107139425A publication Critical patent/CN107139425A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/535Screws with thread pitch varying along the longitudinal axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders
    • B29C48/402Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders the screws having intermeshing parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/57Screws provided with kneading disc-like elements, e.g. with oval-shaped elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/575Screws provided with elements of a generally circular cross-section for shearing the melt, i.e. shear-ring elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/505Screws
    • B29C48/59Screws characterised by details of the thread, i.e. the shape of a single thread of the material-feeding screw
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50Details of extruders
    • B29C48/74Bypassing means, i.e. part of the molten material being diverted into downstream stages of the extruder
    • B29C48/745Bypassing means, i.e. part of the molten material being diverted into downstream stages of the extruder for plasticising or homogenising devices

Abstract

本发明公开一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法,挤出机中的螺杆机构包括相互啮合的第一螺杆和第二螺杆,第一螺杆包括依次连接的第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件,第二螺杆包括依次连接的第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件,第一螺杆的外径与第二螺杆的外径不相等。其加工方法是物料进入机筒的内腔后,在螺杆机构的轴向正位移输送力和第一螺杆与第二螺杆之间的摩擦力共同作用下,实现物料输送;同时,利用第一螺杆和第二螺杆之间的速度差和直径差产生强拉伸作用,使物料在输送过程中得到充分混合、熔融和混炼塑化。本发明利用两根螺杆转速不同、直径不同产生的强拉伸作用,强化了混合混炼和传热过程。

Description

强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法
技术领域
[0001] 本发明涉及多螺杆挤出机技术领域,特别涉及一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机 及其加工方法。
背景技术
[0002] 具有自洁功能的同向双螺杆挤出机是目前广泛应用的混合加工装备。这类双螺杆 挤出机,只在啮合区提供扰动作用来提升混合质量,在远离啮合区缺乏混沌混合触发机制, 而且,物料在左右螺槽容积一致,拉伸力场作用很小,螺槽容积主体部分缺乏有效提升混合 的结构,会导致分布混合效果不能进一步提高,缺乏拉伸力场效应导致分散混合不理想。另 夕卜,双螺杆挤出机加工过程大部分为非充满状态,几乎没有变化的流道导致物料的塑化混 炼大打折扣,为提高混合效果和提高产量,工程实践中常常采用高转速实现高剪切,大长径 比螺杆延长加工历程,但该方式带来了高能耗、低效率和物料降解等诸多问题。近年来,出 现了差速双螺杆挤出技术,即利用两根螺杆的速度差来强化加工过程的熔融和混合,虽然 成功引入了混沌混合和拉伸力场作用,但无法提供更强的拉伸作用来降低临界毛细管数, 从而使多相混合的尺度进一步缩小,因此,加工细微尺度及纳米材料时仍然面临极大的挑 战。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种强拉伸同向差速多螺杆挤出 机,该结构的挤出机可产生较强的拉伸力场作用,加速熔融效率,实现优异的分散混合效 果,有效减小分散相粒径,进而提尚加工效率。
[0004] 本发明的另一目的在于提供一种通过上述强拉伸同向差速多螺杆挤出机实现的 加工方法。
[0005] 本发明的技术方案为:一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,包括机筒和螺杆机构, 螺杆机构安装于机筒的内腔中,螺杆机构包括相互啮合的第一螺杆和第二螺杆,第一螺杆 包括依次连接的第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件,第二螺杆包括依 次连接的第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件,第一螺杆的外径与第二 螺杆的外径不相等。其中,第一螺杆和第二螺杆的外径不同,导致两根螺杆的线速度差和两 根螺杆的流道容积差别更大,使得两根螺杆在差速作用下的拉伸作用更强。
[0006] 所述第一螺杆中,第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件均为单 头螺纹结构;第二螺杆中,第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件均为双头 螺纹结构。第一螺杆和第二螺杆的外轮廓线均与机筒的内壁相切,螺杆机构与机筒的内腔 之间形成流道。
[0007] 作为一种优选方案,所述第一螺杆中,第一混炼元件的外周边沿为带有第一凹口 的间断式螺棱结构,第一混炼元件的整体外轮廓形状与第一正向输送元件相同;
[0008] 第二螺杆中,第二混炼元件的外周边沿为带有第二凹口的间断式螺棱结构,第二 混炼元件的整体外轮廓形状与第二正向输送元件相同;
[0009] 第一凹口和第二凹口均为半圆柱状的凹槽结构。该结构的混炼元件可提供更强大 的分布混合能力,但其自洁能力相对于光滑边沿的螺杆结构会有所下降。
[0010] 作为另一种优选方案,所述第一螺杆中,第一混炼元件为多个第一捏合块连接形 成的组合结构;
[0011] 第二螺杆中,第二混炼元件为多个第二捏合块连接形成的组合结构。该结构的混 炼元件除了可提供具有正位移输送能力超大产量的完全自洁的混合之外,还引入更强的拉 伸力场效应,提供更强大的分散混合能力。
[0012] 除此之外,第一混炼元件也可采用与第一正向输送元件结构相同的螺杆结构,第 二混炼元件也可采用与第二正向输送元件结构相同的螺杆结构,即第一混炼元件和第二混 炼元件的外周边沿均为光滑的螺棱结构,该结构可提供具有正位移输送能力超大产量的完 全自洁的混合。
[0013] 所述第一螺杆和第二螺杆同向旋转且时刻保持啮合,第一螺杆与第二螺杆之间的 转速比为2〜7,即第一螺杆转速为第二螺杆转速的2〜7倍,或第二螺杆转速为第一螺杆转 速的2〜7倍。该结构中,第一螺杆与第二螺杆之间的转速比选择2〜7为最优方案,理论上, 转速比越大,第一螺杆与第二螺杆之间螺槽的深度会越小,其混合效果也会越好,但转速比 过大时,螺槽深度接近于零,在几何上无法实现,而当转速比小于2时,其差速效果不明显, 对物料的拉伸作用相当弱,起不到强拉伸作用的效果。
[0014] 所述第一螺杆和第二螺杆中,其中一个螺杆为大直径螺杆,另一个螺杆为小直径 螺杆,大直径螺杆的外径与内径之间的比值为1.1〜1.8,小直径螺杆的外径与内径之间的 比值为1.1〜4.5。由试验证明,结合第一螺杆和第二螺杆的转速比,该内、外径比值可更好 地保证两根螺杆的螺槽深度与对物料的强拉伸作用达到最佳状态,从而最大限度地提高其 强拉伸作用。
[0015] 所述第一螺杆的径向截面轮廓由多段曲率半径不相等的圆弧和多段曲率半径不 相等的非圆曲线弧相间连接构成,第二螺杆的径向截面轮廓也由多段曲率半径不相等的圆 弧和多段曲率半径不相等的非圆曲线弧相间连接构成;构成第二螺杆径向截面轮廓的圆弧 及非圆曲线弧总数量是构成第一螺杆径向截面轮廓的圆弧及非圆曲线弧总数量的2〜7倍。
[0016] 所述螺杆机构还包括第三螺杆,第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆依次啮合形成“一 字型”或“非一字型”的三螺杆排布方式,第三螺杆的结构与第一螺杆相同。
[0017] 所述机筒设有沿物料输送方向依次连接的输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段, 输送段上设有与机筒内腔连通的进料口,排气段上设有与机筒内腔连通的排气口,混炼挤 出段的末端设有出料口;
[0018] 螺杆机构中,第一螺杆包括沿物料输送方向依次连接的第一正向输送元件、第一 混炼元件、第一反向输送元件和第一正向输送元件,第二螺杆包括沿物料输送方向依次连 接的第二正向输送元件、第二混炼元件、第二反向输送元件和第二正向输送元件;
[0019] 其中,第一混炼元件和第二混炼元件位于熔融段中部的机筒内,第一反向输送元 件和第二反向输送元件位于熔融段后部的机筒内。
[0020] 本发明通过上述强拉伸同向差速多螺杆挤出机实现的加工方法为:物料进入机筒 的内腔后,在螺杆机构的轴向正位移输送力和第一螺杆与第二螺杆之间的摩擦力共同作用 下,实现物料输送;同时,利用第一螺杆和第二螺杆之间的速度差和直径差产生强拉伸作 用,使物料在输送过程中得到充分混合、熔融和混炼塑化;
[0021] 其中,在螺杆机构内,第一螺杆与第二螺杆之间产生拉伸作用;第一混炼元件与第 一反向输送元件之间产生界面更新作用,第二混炼元件与第二反向输送元件之间也产生界 面更新作用,从而强化了传热过程;再加上第一螺杆和第二螺杆高速旋转产生摩擦热;以及 机筒的外加热;四者共同作用使得物料进一步发生融化,加速物料中熔体与固体的分离,进 一步加速固体的熔融进程,使物料全部形成熔体。
[0022] 上述方法中,物料在机筒中的加工过程具体如下:
[0023] (1)物料从进料口进入输送段对应的流道后,第一螺杆和第二螺杆分别沿各自的 螺杆轴线进行同向差速转动;在第一螺杆和第二螺杆的轴向正位移输送力,以及第一螺杆 和第二螺杆之间的摩擦力的共同作用下实现进料输送,并迫使物料向熔融段对应的流道方 向移动;
[0024] (2)当物料移动至熔融段对应的流道处时,由于第一螺杆和第二螺杆产生拉伸作 用;同时第一混炼元件与第一反向输送元件之间、第二混炼元件与第二反向输送元件之间 分别产生界面更新作用,从而强化了传热过程;再加上第一螺杆和第二螺杆高速旋转产生 摩擦热;以及机筒的外加热;四者共同作用使得物料进一步发生融化,加速物料中熔体与固 体的分离,进一步加速固体的熔融进程,使物料全部形成熔体;
[0025] (3)成为熔体的物料从熔融段对应的流道进入排气段对应的流道后,第一螺杆和 第二螺杆上对应的第一正向输送元件和第二正向输送元件均采用大导程输送元件(即该输 送元件的导程L/D大于或等于3),扩大了物料的排气表面积,在强拉伸作用下气体从排气口 排出,同时熔融的物料受第一螺杆和第二螺杆的作用进一步向混炼挤出段对应的流道方向 运动;
[0026] (4)成为熔体的物料进入混炼挤出段的流道后,熔融的物料受到两根螺杆形成的 流道(即包括螺杆机构与机筒内腔之间、以及两根螺杆的螺槽之间形成的流道)所产生的周 期性压缩扩张作用和两根螺杆的差速旋转所导致强拉伸作用,从而对熔体的物料进行进一 步混炼塑化,且使熔体的物料稳定从出料口挤出;同时,第一螺杆和第二螺杆之间的相互擦 拭作用实现了自洁作用。
[0027] 本发明相对于现有技术,具有以下有益效果:
[0028] 本强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法中,利用第一螺杆和第二螺杆的转 速不同、直径不同产生的强拉伸作用,强化了混合混炼和传热过程,使物料完成塑化的热历 程和机械历程均大大缩短,从而有效降低挤出机的能耗。
[0029] 本强拉伸同向差速多螺杆挤出机的螺杆机构中,第一螺杆和第二螺杆采用对应的 正向输送元件、混炼元件和反向输送元件依次连接构成,混炼元件的加入可提供更强的拉 伸力场作用,能显著降低物料分散的临界毛细管数,使得分散相的粒径更小,适用微纳尺度 材料加工,能显著提高制品质量;同时,正向输送元件和反向输送元件保证了第一螺杆、第 二螺杆紧密啮合同向差速旋转,两根螺杆之间相互擦拭作用,实现了加工过程自洁作用。
附图说明
[0030] 图1为实施例1中螺杆机构的结构示意图。
[0031] 图2为实施例1中螺杆机构及机筒的结构示意图。
[0032] 图3为图1中螺杆机构的截面视图。
[0033] 图4为图1中第一混炼元件和第二混炼元件的结构示意图。
[0034] 图5为实施例2中第一正向输送元件和第二正向输送元件的结构示意图。
[0035] 图6为实施例3中第一混炼元件和第二混炼元件的结构示意图。
[0036] 图7为实施例4中螺杆机构的结构示意图。
[0037] 图8为实施例5中螺杆机构的结构示意图。
具体实施方式
[0038] 下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
[0039] 实施例1
[0040] 本实施例一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,如图2所示,包括机筒1和螺杆机构, 机筒1内设有内腔2,螺杆机构安装于内腔中,如图1所示,螺杆机构包括第一螺杆3和第二螺 杆4,第一螺杆和第二螺杆相互啮合,且第一螺杆和第二螺杆的最外侧边沿都与内腔的内壁 相切;第一螺杆、第二螺杆与机筒的内腔形成流道;第一螺杆由第一正向输送元件5、第一混 炼元件6、第一反向输送元件7和第一正向输送元件5依次连接组成,第二螺杆由第二正向输 送元件8、第二混炼元件9、第二反向输送元件10和第二正向输送元件8依次连接组成。
[0041] 其中,如图3所示,第一螺杆的截面轮廓由2段圆弧和2段非圆曲线弧组成,第二螺 杆的截面轮廓由4段圆弧和4段非圆曲线弧(该非圆曲线弧可为直线状或摆线状)构成;且第 一螺杆为单头螺纹,第二螺杆为双头螺纹,当第一螺杆和第二螺杆同向转动时,第一螺杆的 转速为第二螺杆转速的2倍,且两根螺杆始终保持彼此啮合接触实现自洁功能。
[0042] 如图1或图4所示,第一混炼元件的主体结构与第一正向输送元件相同,只是在其 螺棱上开设有第一凹口 18;第二混炼元件的主体结构与第二正向输送元件相同,只是在其 螺棱上开设有第二凹口 19;且第一凹口和第二凹口均为半圆柱状的凹槽结构。
[0043] 机筒的内腔由两个连通的圆柱槽构成,且内腔的截面形状呈卧倒的“8”字。
[0044] 如图3所示,第一螺杆的旋转中心&和第二螺杆的旋转中心O2之间的距离为C,且第 一螺杆最大外径为Di,最小内径为di,和第二螺杆的最大外径为D2,最小内径为d2,为了保证 两根啮合旋转,则要求:
[0045] Di-di = D2-d2
[0046] C= (Di+d2) /2
[0047] 并且I .KD1Al1彡1.8,1.1彡D2/d2彡4.5。存在特征角度β:
[0048]
Figure CN107139425AD00071
[0049] 如图3所示,第二螺杆的截面轮廓关于O1O2轴对称,也关于经过O2且与O1O2轴垂直的 直线对称,其中所包括的4段圆弧分别为N1N2、N3N4、N5N6和N7N8,N1N2、N5N6这2段圆弧的半径均 为d2/2,对应的圆心角γ /2,而Ν3Ν4、Ν7Ν8这2段圆弧的半径均为D2/2,对应的圆心角均为α/2, 且圆弧Ν3Ν4、Ν7Ν8均与机筒内壁相切。圆弧所对应的圆心角α、γ满足:
[0050] α+ γ =2π_2β
[0051] 另外4段非圆曲线弧分别为N2N3HN6N7和N8Ni,其中,N2N3LN6N7和N8Ni形状 完全相同,其弧线可采用直线或者摆线弧,根据实际需要,也可采用圆弧代替,所对应的圆 心角均为β/2。
[0052] 第一螺杆的截面轮廓由2段圆弧M1M2、Μ3Μ4和2段非圆曲线弧M2M3、M4Mi组成。其中,圆 弧M1M2,半径均为01;/2,对应的圆心角γ,与N1N2、N5N6啮合;圆弧M3M4,半径均为cU/2,对应的 圆心角α,与N3N4、N7N8啮合。另外2段非圆曲线弧分别是M2M^M4M1,关于O1O2轴对称,其形状由 与之相啮合的第二螺杆横截面切割确定。
[0053] 第一螺杆和第二螺杆的螺距L均为0. OlD〜10000D。
[0054] 如图2所示,机筒1设有输送段14、熔融段15、排气段16和混炼挤出段17;输送段14、 熔融段15、排气段16和混炼挤出段17自被加工的物料的移动方向依次排列;输送段的上面 设有与内腔连通的进料口 11,排气段的上面设有与内腔连通的排气口 12;混炼挤出段的末 端设有出料口 13。螺杆机构中,第一混炼元件和第二混炼元件位于熔融段中部的机筒内,第 一反向输送元件和第二反向输送元件位于熔融段后部的机筒内,输送段、熔融段的前部、排 气段以及混炼挤出段对应的机筒内均设置第一正向输送元件和第二正向输送元件,位于排 气段内的第一正向输送元件和第二正向输送元件采用大导程输送元件。
[0055] 通过上述强拉伸同向差速多螺杆挤出机实现的加工方法,包括以下步骤:
[0056] (1)物料从进料口进入输送段的流道后,第一螺杆和第二螺杆分别沿各自螺杆轴 线同向差速转动;在第一螺杆和第二螺杆的轴向正位移输送力以及第一螺杆和第二螺杆之 间的摩擦力共同作用下实现进料输送,并迫使物料向熔融段的流道方向移动;
[0057] (2)当物料移动至熔融段对应的流道处时,由于第一螺杆和第二螺杆产生拉伸作 用;同时第一混炼元件与第一反向输送元件之间、第二混炼元件与第二反向输送元件之间 分别产生界面更新作用,从而强化了传热过程;再加上第一螺杆和第二螺杆高速旋转产生 摩擦热;以及机筒的外加热;四者共同作用使得物料进一步发生融化,加速物料中熔体与固 体的分离,进一步加速固体的熔融进程,使物料全部形成熔体;
[0058] (3)成为熔体的物料从熔融段对应的流道进入排气段对应的流道后,第一螺杆和 第二螺杆上对应的第一正向输送元件和第二正向输送元件均采用大导程输送元件(即该输 送元件的导程L/D大于或等于3),扩大了物料的排气表面积,在强拉伸作用下气体从排气口 排出,同时熔融的物料受第一螺杆和第二螺杆的作用进一步向混炼挤出段对应的流道方向 运动;
[0059] (4)成为熔体的物料进入混炼挤出段的流道后,熔融的物料受到两根螺杆形成的 流道(即包括螺杆机构与机筒内腔之间、以及两根螺杆的螺槽之间形成的流道)所产生的周 期性压缩扩张作用和两根螺杆的差速旋转所导致强拉伸作用,从而对熔体的物料进行进一 步混炼塑化,且使熔体的物料稳定从出料口挤出;同时,第一螺杆和第二螺杆之间的相互擦 拭作用实现了自洁作用。
[0060] 实施例2
[0061] 本实施例一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,与实施例1相比较,其不同之处在 于:如图5所示,第一螺杆的外径小于第二螺杆的外径,即第二螺杆的外径与内径之间的比 值为1.1〜1.8,第一螺杆的外径与内径之间的比值为1.1〜4.5。
[0062] 实施例3
[0063] 本实施例一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,与实施例1相比较,其不同之处在 于:如图6所示,第一螺杆中,第一混炼元件为多个第一捏合块连接形成的组合结构;第二螺 杆中,第二混炼元件为多个第二捏合块连接形成的组合结构。该结构的混炼元件除了可提 供具有正位移输送能力超大产量的完全自洁的混合之外,还引入更强的拉伸力场效应,提 供更强大的分散混合能力。
[0064] 实施例4
[0065] 本实施例一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,与实施例1相比较,其不同之处在 于:如图7所示,螺杆机构还包括第三螺杆20 (其旋转中心为O3),第一螺杆、第二螺杆和第三 螺杆依次嗤合形成“一字型”的三螺杆排布方式,第三螺杆的结构与第一螺杆相同。
[0066] 实施例5
[0067] 本实施例一种强拉伸同向差速多螺杆挤出机,与实施例1相比较,其不同之处在 于:如图8所示,螺杆机构还包括第三螺杆20 (其旋转中心为O3),第一螺杆、第二螺杆和第三 螺杆依次啮合形成“非一字型”的三螺杆排布方式,第三螺杆的结构与第一螺杆相同。
[0068] 如上所述,便可较好地实现本发明,上述实施例仅为本发明的较佳实施例,并非用 来限定本发明的实施范围;即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰,都为本发明权利要 求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1. 强拉伸同向差速多螺杆挤出机,包括机筒和螺杆机构,螺杆机构安装于机筒的内腔 中,其特征在于,螺杆机构包括相互啮合的第一螺杆和第二螺杆,第一螺杆包括依次连接的 第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件,第二螺杆包括依次连接的第二正 向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件,第一螺杆的外径与第二螺杆的外径不相 等。
2. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆 中,第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件均为单头螺纹结构;第二螺杆 中,第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件均为双头螺纹结构。
3. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆 中,第一混炼元件的外周边沿为带有第一凹口的间断式螺棱结构,第一混炼元件的整体外 轮廓形状与第一正向输送元件相同; 第二螺杆中,第二混炼元件的外周边沿为带有第二凹口的间断式螺棱结构,第二混炼 元件的整体外轮廓形状与第二正向输送元件相同; 第一凹口和第二凹口均为半圆柱状的凹槽结构。
4. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆 中,第一混炼元件为多个第一捏合块连接形成的组合结构; 第二螺杆中,第二混炼元件为多个第二捏合块连接形成的组合结构。
5. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆和 第二螺杆同向旋转且时刻保持啮合,第一螺杆与第二螺杆之间的转速比为2〜7。
6. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆和 第二螺杆中,其中一个螺杆为大直径螺杆,另一个螺杆为小直径螺杆,大直径螺杆的外径与 内径之间的比值为1.1〜1.8,小直径螺杆的外径与内径之间的比值为1.1〜4.5。
7. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述第一螺杆的 径向截面轮廓由多段曲率半径不相等的圆弧和多段曲率半径不相等的非圆曲线弧相间连 接构成,第二螺杆的径向截面轮廓也由多段曲率半径不相等的圆弧和多段曲率半径不相等 的非圆曲线弧相间连接构成;构成第二螺杆径向截面轮廓的圆弧及非圆曲线弧总数量是构 成第一螺杆径向截面轮廓的圆弧及非圆曲线弧总数量的2〜7倍。
8. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述螺杆机构还 包括第三螺杆,第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆依次啮合形成“一字型”或“非一字型”的三 螺杆排布方式,第三螺杆的结构与第一螺杆相同。
9. 根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机,其特征在于,所述机筒设有沿 物料输送方向依次连接的输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段,输送段上设有与机筒内腔 连通的进料口,排气段上设有与机筒内腔连通的排气口,混炼挤出段的末端设有出料口; 螺杆机构中,第一螺杆包括沿物料输送方向依次连接的第一正向输送元件、第一混炼 元件、第一反向输送元件和第一正向输送元件,第二螺杆包括沿物料输送方向依次连接的 第二正向输送元件、第二混炼元件、第二反向输送元件和第二正向输送元件; 其中,第一混炼元件和第二混炼元件位于熔融段中部的机筒内,第一反向输送元件和 第二反向输送元件位于熔融段后部的机筒内。
10. 由权利要求1〜9任一项所述强拉伸同向差速多螺杆挤出机实现的加工方法,其特 征在于,物料进入机筒的内腔后,在螺杆机构的轴向正位移输送力和第一螺杆与第二螺杆 之间的摩擦力共同作用下,实现物料输送;同时,利用第一螺杆和第二螺杆之间的速度差和 直径差产生强拉伸作用,使物料在输送过程中得到充分混合、熔融和混炼塑化; 其中,在螺杆机构内,第一螺杆与第二螺杆之间产生拉伸作用;第一混炼元件与第一反 向输送元件之间产生界面更新作用,第二混炼元件与第二反向输送元件之间也产生界面更 新作用,从而强化了传热过程;再加上第一螺杆和第二螺杆高速旋转产生摩擦热;以及机筒 的外加热;四者共同作用使得物料进一步发生融化,加速物料中熔体与固体的分离,进一步 加速固体的熔融进程,使物料全部形成熔体。
CN201710558683.6A 2017-07-11 2017-07-11 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法 Pending CN107139425A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710558683.6A CN107139425A (zh) 2017-07-11 2017-07-11 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710558683.6A CN107139425A (zh) 2017-07-11 2017-07-11 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107139425A true CN107139425A (zh) 2017-09-08

Family

ID=59775971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710558683.6A Pending CN107139425A (zh) 2017-07-11 2017-07-11 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107139425A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111823523A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 青岛科技大学 一种强化传热与混炼的竹节式返混螺杆
WO2020220390A1 (zh) * 2019-04-28 2020-11-05 五邑大学 一种同向差速多螺杆挤出机以及加工方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020220390A1 (zh) * 2019-04-28 2020-11-05 五邑大学 一种同向差速多螺杆挤出机以及加工方法
WO2020220495A1 (zh) * 2019-04-28 2020-11-05 五邑大学 一种同向差速多螺杆挤出机以及加工方法
CN111823523A (zh) * 2020-07-13 2020-10-27 青岛科技大学 一种强化传热与混炼的竹节式返混螺杆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104527025B (zh) 带有折流板的同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法
US11014267B2 (en) Co-rotating self-cleaning two-screw extruder with a gradual number of threads and through self-cleaning function, and a processing method using the same
CN106476242B (zh) 嵌入式矮螺棱同向非对称多螺杆挤出机及其加工方法
CN107139425A (zh) 强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法
CN110116488B (zh) 一种同向差速多螺杆挤出机以及加工方法
US11110637B2 (en) Co-rotating self-cleaning multi-screw extruder with speed ratio of 2.5 and extruding method therefor
CN206840670U (zh) 螺纹头数渐变式的同向差速多螺杆挤出机
CN101823327B (zh) 七螺杆行星组合塑化排气挤出装置及其方法
CN100423931C (zh) 行星螺杆混沌触发挤出方法及其装置
CN206967925U (zh) 嵌入式矮螺棱同向非对称多螺杆挤出机
CN206967928U (zh) 强拉伸同向差速多螺杆挤出机
CN204471829U (zh) 带有折流板的同向自洁双螺杆挤出机
CN105082510B (zh) 多段串联同轴轮式混炼挤出装置
CN107031015A (zh) 螺纹头数渐变式的同向差速多螺杆挤出机及其加工方法
CN206066912U (zh) 具有动态连续密炼功能的锥形双螺杆挤出机
CN103434113A (zh) 自洁型同向差动旋转双螺杆挤出装置及方法
CN111391274B (zh) 一种异向差速旋转挤出装置、挤出机及物料制作方法
CN204604823U (zh) 射出成型机及其熔胶螺杆
CN206967926U (zh) 转速比为2.5的同向自洁型多螺杆挤出机
CN104494103B (zh) 一种三螺杆挤出机
CN103112193B (zh) 具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法
CN100566975C (zh) 单螺杆混沌挤出触发方法及其装置
CN103921427B (zh) 滑动式自适应塑化挤出装置及方法
CN215203386U (zh) 一种平双聚氯乙烯粉料高效造粒专用挤出螺杆
CN106142487B (zh) 射出成型机及其熔胶螺杆

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination