CN109049602A - 一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机包括以下模块：贮存淀粉和树脂的料斗，植物纤维的料斗，传送物料的螺杆，稳流熔体的齿轮泵，均化的静态混合器，纳米红外加热圈。所述单螺杆挤出机的淀粉从料斗进入输送段，在螺杆的传送下，由输送段段进入压缩段。所述物料由压缩段进入齿轮泵，物料进入齿轮泵的吸入腔中，随着齿轮的转动熔体从两侧被带入排出腔，熔体被挤出排出腔，压送到出口管道。所述齿轮泵出口管道进入静态混合器。本发明有益效果是：齿轮泵对熔体的稳流、稳压的输送，静态混合器对熔体反复的分流和合流，实现了熔体良好的均化。提高了淀粉基物料共混效果、产品外观和性能稳定性。
Description
本发明涉及挤出机技术领域，具体涉及生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机。
背景技术
随着环保意识的不断增强，人类意识到塑料制品产生的废物正在对人类的生活环境造成损害。一些国家先后制定了限制或禁止使用不可降解塑料的规定，特别是一次性塑料制品。研究人员加快研发了可以生物降解的淀粉基塑料，因为它们价格便宜、可再生及可生物降解。在生产淀粉基塑料时，挤出过程中碰到糊化、塑化、剪切捏合及均压定量输出等技术问题，因而，使用传统的塑料单螺杆挤出机不再适合生产淀粉基塑料。在国内外，应用螺杆、齿轮泵、静态混合器三者组合式单螺杆挤出机生产淀粉基塑料技术开发存在空白。
专利号为CN 101973121B发明一种用于生产淀粉基塑料的双螺杆同向混炼单螺杆挤出机。该发明专利缺点：对于淀粉、树脂混合材料进行造粒时，无法让多种材料均匀混合，材料在熔融状态无法重新取向。设备螺杆较长，当加入植物纤维时出现过渡剪切，且螺杆较长使成本增加。专利号为US5208267发明一种用于生产发泡产品的同向旋转双螺杆单螺杆挤出机。该发明双螺杆单螺杆挤出机挤出淀粉和添加剂，包括少量的聚亚烷基二醇或其衍生物和/或颗粒状气泡成核剂。缺点是使用本发明的双螺杆单螺杆挤出机仅限于填料。
现有挤出机设备中，对挤出机的螺杆进行改进有单螺杆、双螺杆到多螺杆的形式，单螺杆挤出机螺杆改进共同点是螺距、螺深和螺纹等形式变化，目的是提高物料的熔融塑化、混炼和正位移输送物料停留时间短，使物料进入模头有一定压力，又不能对物料剪切强度太大，加重螺杆负荷。单螺杆挤出机出现的问题有：当螺杆转速有波动时，引起挤出物料的温度、压力、流量的波动，同时，熔体的混合、挤压和均化很难再提高。因此，有必要研发一种针对于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的单螺杆挤出机在挤出淀粉基和树脂熔体过程中易发生压力、流量的波动，不具有良好的混合、均化效果。解决现有单螺杆挤出机在挤出淀粉基和树脂熔体过程中出现压力、流量的波动，混合、均化效果差的问题。目的在于提供一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机。
为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述包括以下模块：贮存物料的料斗，植物纤维的料斗，传送物料的螺杆，连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵，熔体均化的静态混合器，纳米红外加热圈。
在使用本单螺杆挤出机时，将物料放入料斗，物料从料斗进入螺杆，物料在螺杆的传送下，由输送段进入压缩段。物料由压缩段进入齿轮泵的吸入腔，熔体随齿轮转动进入齿槽，齿槽中的熔体被挤出到排出腔，压送到出口管道，熔体由齿轮泵出口管道进入静态混合器。其中，齿轮泵对熔体起着稳流、稳压的作用，静态混合器对熔体起着的均化作用。此外，螺杆圆周在压缩段上安装销钉，通过销钉的分流、剪切和混合作用。
所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述储存物料的料斗是简式料斗，料斗的下料口与机筒进料口之间加装齿轮加料器。齿轮加料器转动的快慢即控制淀粉基物料到料筒的量，消除架桥现象，进而减小机筒的压力。
所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述植物纤维的料斗，料斗加装在压缩段的末端，减小螺杆对植物纤维的过度剪切，螺杆破坏植物纤维的结构，保证不降低植物纤维的力学性能。
所述的传送物料螺杆是单螺杆，螺杆直径在输送段不变化，螺杆直径在压缩段呈锥形逐渐变小。螺深体积在输送段不变，螺深体积在压缩段由大逐渐变小，螺杆圆周在压缩段上安装销钉。
所述的连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵，齿轮采用承受较高载荷的渐开线型斜齿轮。所述连续传送熔体的齿轮泵，齿轮泵的喂料角增大，使有熔体不断的填入吸入腔，连续的充满齿谷。采用渐开线型斜齿轮，原因在于斜齿的表面是先点接触，然后过渡到面接触，最后到点接触的，斜齿的过渡更光滑；啮合时能对物料进行连续，平稳的挤压，减小压力的波动，能够降噪；同时斜齿轮还具有一定的自洁作用，可以避免物料的沉积分解和粘附齿轮的炭化。齿轮泵的喂料角增大，会使齿轮泵不产生负压、空穴、气蚀，进一步使熔体不出现扰流现象，减少产品出现气泡。
所述的熔体均化的静态混合器，静态混合器由许多单元组成，单元内部是交叉结构，熔体在单元内部反复的进行分流和合流。可以提高熔体的塑化、共混效果，实现了熔体良好的均化，速度场、热场分布更趋一致，进而提高塑料制品的外观质量和力学性能。
所述的纳米红外加热圈，通过电热涂料将辐射热能转换成远红外热能产生的直接作用是：提高了被加热物体的温度，降低了排潮损失的温度，增强了被加热物体的热能吸收速度；减少了热能损失，达到节能的目的。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明的单螺杆挤出机，螺杆无计量段，熔体由压缩段直接进入齿轮泵，齿轮泵作用效果优于螺杆的计量段，除具有准确、定量输送熔体物料，还具有稳压、稳流，对于静态混合器而言，相当于是外加的动力源。
2、本发明的单螺杆挤出机，齿轮泵高速转动，使吸入腔压强小，螺杆末端的熔体较顺利输出，能够消除逆流，使生产率提高。
3、本发明的单螺杆挤出机，料斗加装在压缩段的末端，减小螺杆对植物纤维的过度剪切，螺杆破坏植物纤维的结构，保证不降低植物纤维的力学性能。
4、本发明的单螺杆挤出机，静态混合器具有较好的均化效果，熔体在单元内部反复的进行分流和合流，可以提高熔体的塑化、混合效果，实现了熔体良好的均化。
5、本发明的单螺杆挤出机，静态混合器的单元数量可根据材料性能进行增减，用螺杆混合物料的传统方式得到改变，提升了物料混合效果。
附图说明
图1所示为本发明的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机示意图；
图2所示为螺杆示意图；
图3所示为料斗示意图；
1-简式料斗，2-纳米红外加热器，3-机筒，4-纤维料斗，5-齿轮泵，6-主动齿轮，7-静态混合器，8-口模，9-从动齿轮，9-喂料角，11-螺杆，12-料斗下料口，13-机筒进料口，14-螺深体积，15-销钉，16-输送段，17-压缩段，18- 齿轮加料器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作对本发明的限定。
如图1、图2和图3所示，本发明是一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机包括以下模块：贮存物料的料斗(1)，植物纤维的料斗 (4)，传送物料的螺杆(11)，连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵(5)，熔体混合的静态混合器(7)，熔体成型的口模(8)。
进一步地，一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机包括以下模块：贮存物料的料斗(1)，植物纤维的料斗(4)，传送物料的螺杆 (11)，连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵(5)，熔体混合的静态混合器(7)，熔体成型的口模(8)。所述储存物料的料斗是简式料斗(1)，料斗的下料口(12) 与机筒进料口(13)之间加装齿轮加料器。所述传送物料螺杆是单螺杆(11)，螺杆直径在输送段(16)不变，螺杆直径在压缩段(17)呈锥形逐渐变小；螺深体积(14)在输送段(16)不变，螺深体积在压缩段(17)逐渐由大变小，螺杆圆周在压缩段(17)上安装销钉(15)。
进一步地，一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机包括以下模块：贮存物料的料斗(1)，植物纤维的料斗(4)，传送物料的螺杆 (11)，连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵(5)，熔体混合的静态混合器(7)，熔体成型的口模(8)。所述储存物料的料斗是简式料斗(1)，料斗的下料口(12) 与机筒进料口(13)之间加装齿轮加料器。所述传送物料螺杆是单螺杆(11)，螺杆直径在输送段(16)不变，螺杆直径在压缩段(17)呈锥形逐渐变小；螺深体积(14)在输送段(16)不变，螺深体积在压缩段(17)逐渐由大变小，螺杆圆周在压缩段(17)上安装销钉(15)。所述连续传送熔体的齿轮泵(5)，齿轮(6)(9)采用承受较高载荷的渐开线型斜齿轮。所述连续传送熔体的齿轮泵(5)，齿轮泵的喂料角(10)增大，使有熔体不断的填入吸入腔，连续的充满齿谷。所述熔体稳压的静态混合器(7)，静态混合器由许多单元组成，单元内部是交叉结构，熔体在单元内部反复的进行分流和合流。可以提高塑料熔体的塑化、共混效果，使塑料材质更加均匀，速度场、热场分布更趋一致，进而提高塑料制品的外观质量和力学性能。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于，所述单螺杆挤出机包括以下模块：贮存物料的料斗，植物纤维的料斗，传送物料的螺杆，连续传送稳压、稳流熔体的齿轮泵，熔体均化的静态混合器，节能的纳米红外加热圈，熔体成型的口模。
2.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述植物纤维的料斗，加装在压缩段的末端。
3.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述储存物料的料斗是简式料斗，料斗的下料口与机筒进料口之间加装齿轮加料器。
4.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述传送物料螺杆是单螺杆，螺杆直径在输送段不变化，螺杆直径在压缩段呈锥形逐渐变小；螺深在输送段不变化，螺深在压缩段逐渐变大，螺杆圆周在压缩段上安装销钉。
5.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述连续传送熔体的齿轮泵，齿轮采用承受较高载荷的渐开线型斜齿轮。所述连续传送熔体的齿轮泵，齿轮泵的喂料角增大，使有熔体不断的填入吸入腔，连续的充满齿谷。
6.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述熔体均化的静态混合器，静态混合器由许多单元组成，单元内部是交叉结构，熔体在单元内部反复的进行分流和合流。可以提高塑料熔体的塑化、共混效果，使复合材料挤出更加均匀，速度场、热场分布更趋一致，进而提高塑料制品的外观质量和力学性能。
7.根据权利要求书1所述的一种用于生产淀粉基塑料的单螺杆挤出机，其特征在于：所述纳米红外加热圈，加装在输送段、压缩段、熔体泵及静态混合器的部位。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20181221 Assignee: Zhongzhilian (Tianjin) Technology Co.,Ltd. Assignor: TIANJIN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2023120000023 Denomination of invention: A single screw extruder for producing starch based plastics Granted publication date: 20210219 License type: Common License Record date: 20230706 Application publication date: 20181221 Assignee: Tianjin boyutai Construction Engineering Technology Co.,Ltd. Assignor: TIANJIN University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Contract record no.: X2023120000025 Denomination of invention: A single screw extruder for producing starch based plastics Granted publication date: 20210219 License type: Common License Record date: 20230706 |