CN109130135A - 一种双螺杆挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双螺杆挤出机，解决了如何一次输出多种规格挤出材料的问题，其技术方案要点是：包括机架、进料装置、设置在机筒内的双螺杆机构、加热装置、机头和PLC控制装置，机筒包括依次连接的若干子筒体；子筒体内包括主流道和与主流道连通的支流道机头包括若干个，且分别设置在子筒体的末端出口处；双螺杆机构包括若干组，且分别设置在子筒体内，每组双螺杆机构的转速独立受控于PLC控制装置；加热装置包括多级，且分别设置在子筒体内，每级加热装置的温度独立的受控于PLC控制装置；支流道分别连接有受控于PLC控制装置的出料控制装置，达到了节省了生产时间，提高了生产效益，进而提高了工作效率的有益效果。

Description

一种双螺杆挤出机

技术领域

本发明涉及塑料加工机械技术领域，更具体地说，它涉及一种双螺杆挤出机。

背景技术

双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的，由于具有良好的加料性能、混炼塑化性能、排气性能、挤出稳定性等特点，目前已经广泛应用于挤出制品的成型加工。

双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几个部分组成，有两根平行的螺杆置于“∞” 形截面的料筒中，目前常用的螺杆挤出机工作时，通过加热和螺杆的挤出力把颗粒状的物料化为熔融状态后流入后道工序加工，且一般只有一个挤出机头，即一次只能输出一种混合后的材料。尤其在用于挤出塑料时，不同的加热温度使得挤出的塑料质量不同，而现有技术中一次只能输出一种质量的塑料产品；若需要生产因温度不同而产出的不同质量的产品，需要停机后调整加热段的温度后，再次开机进行生产；大大降低了工作效率低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种双螺杆挤出机，具有一次输出多种规格挤出材料的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种双螺杆挤出机，包括机架、进料装置、设置在机筒内的双螺杆机构、加热装置、机头和PLC控制装置，所述机筒包括依次连接的若干子筒体，沿熔体的流动方向，所述子筒体的内径依次减小；

所述子筒体内包括主流道和与所述主流道连通的支流道，所述双螺杆机构设置在所述主流道内，所述机头包括若干个，且分别设置在所述子筒体的末端出口处；

所述双螺杆机构包括若干组，且分别设置在所述子筒体内，每组双螺杆机构的转速独立受控于所述PLC控制装置；

所述加热装置包括多级，且分别设置在所述子筒体内，每级加热装置的温度独立的受控于所述PLC控制装置；

所述支流道分别连接有受控于所述PLC 控制装置的出料控制装置。

采用上述技术方案，通过设置多组子筒体，每组子筒体由独立的加热装置进行温度控制，由于在不同温度下塑料产品的品质不同，通过单独控制加热装置，沿着熔体的流动方向，可以设置温度逐渐升高，这样可以一次输出多种规格的挤出材料；针对市场上只存在单一子筒体的挤出机的现状，节省了生产时间，提高了生产效益，进而提高了工作效率。

进一步，所述支流道包括缓冲室和出料腔，所述机头设置在所述出料腔末端，所述支流道还包括若干连通所述主流道和所述缓冲室的分流管；

所述出料控制装置包括与所述PLC控制装置电性连接的出料螺杆组件，所述出料螺杆组件包括位于所述缓冲室内的搅拌轮、位于所述出料腔内的且同所述搅拌轮同步转动的输送螺杆和受控于所述PLC控制装置的驱动所述搅拌轮的驱动组件。

采用上述技术方案，通过设置缓冲室使得熔体在缓冲室内进行缓冲，减小由于压力波动导致出料不均匀的问题，主流道与缓冲室通过多个分流管连通，在挤出过程中，不同的分流管可以具有不同的熔体流速，减小由于局部压力波动对整个挤出过程稳定性的影响，且不同的分流管可以起到自动调节作用，流速大的分流管和流速小的分流管之间的相互影响小，使得整体挤出过程稳定；容易想到，当熔体流速大时，熔体之间的压力大，进而导致流体的密度大，而熔体流速小则导致流体密度小，通过搅拌轮对缓冲室内的熔体进行搅拌，平衡了不同密度的熔体，然后通过输送螺杆对缓冲室内的熔体进行输出，使输出的熔体密度均匀。

进一步，所述出料控制装置还包括位于所述支流道内的用于封闭所述支流道的封堵组件，所述封堵组件位于所述出料螺杆组件与该支流道对应的机头之间。

采用上述技术方案，当上述输送螺杆不运动时，分流管处于阻断状态，由于挤出机内压力较大，可导致部分流体在高压下在分流管内移动；通过设置封堵组件，进一步隔断分流管，减小熔体的泄漏。

进一步，所述封堵组件包括转动连接于所述支流道内的阀芯，以及驱动所述阀芯转动的驱动阀。

采用上述技术方案，阀芯转动连接于支流道内，通过驱动阀驱动所述阀芯转动，从而实现了对支流道的封堵，结果简单，运行稳定。

进一步，若干子筒体之间通过连接筒连接，所述连接筒的内腔为锥形，锥形的内腔两端的口径分别与所述连接筒两端的子筒体的口径相同。

采用上述技术方案，连接筒的内腔为锥形，且锥形的内腔两端的口径分别与所述连接筒两端的子筒体的口径相同，使得相邻子筒体之间过度平稳，防止由于出现死角导致熔体堆积在内腔里。

进一步，连接每个缓冲室的分流管为4个，4个所述分流管连通所述子筒体的管口周向均匀分布于所述子筒体。

采用上述技术方案，4个分流管周向均匀分布于所述子筒体，子筒体的4周均可以出料，进一步可以达到均匀出料，减小局部压力过大导致熔体密度过大。

进一步，所述支流道还设有排气口，所述排气口连接有受控于所述PLC控制装置的排气阀。

采用上述技术方案，通过设置受控于PLC控制装置的排气阀，及时排出支流道内的气体，使熔体内不含气泡。

进一步，4个所述分流管的位于子筒体内的管口设置有与所述PLC控制装置电性连接的温度传感器，所述温度传感器用于感知所述管口处的温度，并将温度信号传递给PLC控制装置，所述PLC控制装置根据所述温度信号与预设温度值进行比较并发出以下指令：当所述温度信号大于或等于所述预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，使熔体产生进入所述分流管的运动趋势。

采用上述技术方案，当所述温度信号大于或等于所述预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，导致位于后端的熔体压力变大，从而产生向分流管运动的趋势，上述技术方案通过对温度的监控实现了自动出料，控制精确度高。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过设置多组子筒体，每组子筒体由独立的加热装置进行温度控制，由于在不同温度下塑料产品的品质不同，通过单独控制加热装置，沿着熔体的流动方向，可以设置温度逐渐升高，这样可以一次输出多种规格的挤出材料；针对市场上只存在单一子筒体的挤出机的现状，节省了生产时间，提高了生产效益，进而提高了工作效率；

2、当所述温度信号大于或等于所述预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，导致位于后端的熔体压力变大，从而产生向分流管运动的趋势，上述技术方案通过对温度的监控实现了自动出料，控制精确度高。

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要地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的一种双螺杆挤出机的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中的支流道的结构示意图。

附图标记：100、机架；101、进料装置；102、子筒体；103、连接筒；110、支流道；111、缓冲室；112、出料腔；113、分流管；120、机头；130、出料控制装置；140、控制电机；150、出料螺杆组件；151、搅拌轮；152、输送螺杆；153、驱动组件；154、第一驱动电机；155、第一齿轮；156、环形齿轮；157、齿轮箱；160、封堵组件；161、阀芯；162、驱动阀；170、排气口；180、排气阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做详细说明。

一种双螺杆挤出机，包括机架100和承载于机架100的机筒，机筒连接有进料装置101，机筒内具有沿机筒长度方向设置的“∞”形腔，“∞”形腔内设有双螺杆机构，该双螺杆机构为两根平行的螺杆，此外，该双螺杆挤出机还包括了加热装置，加热装置设于机筒外，用于对机筒进行加热。双螺杆机构在机筒内回转使塑料颗粒或熔体逐步向前移动至机头120。本发明所述的“前”和“后”指的均是沿着熔体的流动方向的前方和后方。

参见图1，机筒包括依次连接的3个子筒体102，沿熔体的流动方向，子筒体102的内径依次减小；相邻的子筒体102之间通过连接筒103连接，连接筒103的内腔为锥形，锥形内腔两端的口径分别与连接筒103两端的子筒体102的口径相同；通过将连接筒103的内腔设置为锥形，且锥形的内腔两端的口径分别与连接筒103两端的子筒体102的口径相同，使得相邻子筒体102之间过度平稳，防止由于出现死角导致熔体堆积在内腔里；每个子筒体102包括了位于子筒体102内部的主流道，这里的主流道即上述“∞”形腔，沿熔体流动的方向，位于后端的两个子筒体102还包括了与主流道连通的支流道110，每个支流道110均具有子筒体，位于前端的子筒体102的末端的子筒体直接安装有机头120；支流道110内设有受控于PLC 控制装置的出料控制装置130（参见图2）。在其他实施例中，位于最前端的子筒体102也可以不直接连接机头120，而是采用与上述后端两个子筒体102相同的结构，即也设置支流道110。

双螺杆机构设置有3组，且分别设置在每个子筒体102内，每组双螺杆机构由独立的控制电机140控制，控制电机140独立受控于PLC控制装置；加热装置也包括了3级，且分别设置在子筒体102内，每级加热装置的温度独立的受控于PLC控制装置，在生产时，沿熔体的流动方向加热装置的温度逐级升高。

通过设置多组子筒体102，每组子筒体102由独立的加热装置进行温度控制，由于在不同温度下塑料产品的品质不同，通过单独控制加热装置，沿着熔体的流动方向，可以设置温度逐渐升高，这样可以一次输出多种规格的挤出材料；针对市场上只存在单一子筒体102的挤出机的现状，节省了生产时间，提高了生产效益，进而提高了工作效率。

参见图2，支流道110包括缓冲室111和出料腔112，每个支流道110连接有一个机头120，支流道110还包括4个连通主流道和缓冲室111的分流管113；出料控制装置130包括与PLC控制装置电性连接的出料螺杆组件150，出料螺杆组件150包括位于缓冲室111内的搅拌轮151、位于出料腔112内的且同搅拌轮151同步转动的输送螺杆152和受控于PLC控制装置的驱动搅拌轮151的驱动组件153，其中，搅拌轮151同轴固定连接有输送螺杆152，搅拌轮151和输送螺杆152的两端通过轴承转动连接于支流道110内，驱动组件153包括了第一驱动电机154和齿轮传动组件，齿轮传动组件包括连接于第一驱动电机154输出轴的第一齿轮155和固定于搅拌轮151的叶片外端的环形齿轮156，第一齿轮155和环形齿轮156啮合传动，且第一齿轮155位于缓冲室111外部的齿轮箱157内。

出料控制装置130还包括了位于支流道110内的用于封闭支流道110的封堵组件160，封堵组件160位于出料螺杆组件150与该支流道110对应的机头120之间，封堵组件160包括转动连接于支流道110内的阀芯161，以及驱动阀芯161转动的驱动阀162，阀芯161为圆形片状结构，驱动阀162为液压阀。图2所示的状态为阀芯161打开的状态，当需要封堵支流道110时，通过驱动阀162控制阀芯161转动90°使得阀芯161完全封堵支流道110即可；当上述输送螺杆152不运动时，分流管113处于阻断状态，由于挤出机内压力较大，可导致部分流体在高压下在分流管113内移动；通过设置封堵组件160，进一步隔断分流管113，减小熔体的泄漏。

通过设置缓冲室111使得熔体在缓冲室111内进行缓冲，减小由于压力波动导致出料不均匀的问题，主流道与缓冲室111通过多个分流管113连通，在挤出过程中，不同的分流管113可以具有不同的熔体流速，减小由于局部压力波动对整个挤出过程稳定性的影响，且不同的分流管113可以起到自动调节作用，流速大的分流管113和流速小的分流管113之间的相互影响小，使得整体挤出过程稳定；容易想到，当熔体流速大时，熔体之间的压力大，进而导致流体的密度大，而熔体流速小则导致流体密度小，通过搅拌轮151对缓冲室111内的熔体进行搅拌，平衡了不同密度的熔体，然后通过输送螺杆152对缓冲室111内的熔体进行输出，使输出的熔体密度均匀。

此外，4个分流管113的位于子筒体102内的管口设置有与PLC控制装置电性连接的温度传感器，温度传感器用于感知管口处的温度，并将温度信号传递给PLC控制装置，PLC控制装置根据温度信号与预设温度值进行比较并发出以下指令：当温度信号大于或等于预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，使熔体产生进入分流管113的运动趋势。当温度信号大于或等于预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，导致位于后端的熔体压力变大，从而产生向分流管113运动的趋势，上述技术方案通过对温度的监控实现了自动出料，控制精确度高。

进一步，参见图1和图2，4个分流管113连通子筒体102的管口沿子筒体102的上、下、左、右周向均匀分布于子筒体102，子筒体102的4周均可以出料，进一步可以达到均匀出料，减小局部压力过大导致熔体密度过大。支流道110内设有排气口170，排气口170连接有受控于PLC控制装置的排气阀180，通过设置受控于PLC控制装置的排气阀180，及时排出支流道110内的气体，使熔体内不含气泡。PLC控制装置还连接有控制按钮和显示屏。

综上所述，具体的工作过程为，双螺杆机构在机筒内回转使塑料颗粒或熔体逐步向前移动至机头120，沿熔体的流动方向子筒体102的内径依次减小，使得在满足入料速度不变的情况下，三个机头120均可以均匀的出料，防止由于三个机头120同时出料时导致入料量不足出现的熔体密度降低的现象；温度传感器用于感知子筒体102的温度，当子筒体102的温度达到设定值后，PLC控制装置减慢沿着熔体流动方向前端的双螺杆机构的转速，在后端入料速度不变得情况下，导致后端得子筒体102内的压力升高，使熔体产生向支流道110流动的趋势，同时PLC控制装置驱动出料控制装置130运行，封堵组件160打开，部分熔体即进入对应的支流道110内从对应的机头120挤出；剩余的进入前端的熔体在子筒体102内继续加热，并从前端的机头120挤出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双螺杆挤出机，包括机架(100)、进料装置(101)、设置在机筒内的双螺杆机构、加热装置、机头(120)和PLC控制装置，其特征在于，所述机筒包括依次连接的若干子筒体(102)，沿熔体的流动方向，所述子筒体(102)的内径依次减小；

所述子筒体(102)内包括主流道和与所述主流道连通的支流道(110)，所述双螺杆机构设置在所述主流道内，所述机头(120)包括若干个，且分别设置在所述子筒体(102)的末端出口处；

所述双螺杆机构包括若干组，且分别设置在所述子筒体(102)内，每组双螺杆机构的转速独立受控于所述PLC控制装置；

所述加热装置包括多级，且分别设置在所述子筒体(102)内，每级加热装置的温度独立的受控于所述PLC控制装置；

所述支流道(110)分别连接有受控于所述PLC 控制装置的出料控制装置(130)。

2.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，所述支流道(110)包括缓冲室(111)和出料腔(112)，所述机头(120)设置在所述出料腔(112)末端，所述支流道(110)还包括若干连通所述主流道和所述缓冲室(111)的分流管(113)；

所述出料控制装置(130)包括与所述PLC控制装置电性连接的出料螺杆组件(150)，所述出料螺杆组件(150)包括位于所述缓冲室(111)内的搅拌轮(151)、位于所述出料腔(112)内的且同所述搅拌轮(151)同步转动的输送螺杆(152)和受控于所述PLC控制装置的驱动所述搅拌轮(151)的驱动组件(153)。

3.根据权利要求2所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，所述出料控制装置(130)还包括位于所述支流道(110)内的用于封闭所述支流道(110)的封堵组件(160)，所述封堵组件(160)位于所述出料螺杆组件(150)与该支流道(110)对应的机头(120)之间。

4.根据权利要求3所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，所述封堵组件(160)包括转动连接于所述支流道(110)内的阀芯(161)，以及驱动所述阀芯(161)转动的驱动阀(162)。

5.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，若干子筒体(102)之间通过连接筒(103)连接，所述连接筒(103)的内腔为锥形，锥形的内腔两端的口径分别与所述连接筒(103)两端的子筒体(102)的口径相同。

6.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，连接每个缓冲室(111)的分流管(113)为4个，4个所述分流管(113)连通所述子筒体(102)的管口周向均匀分布于所述子筒体(102)。

7.根据权利要求1所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，所述支流道(110)还设有排气口(170)，所述排气口(170)连接有受控于所述PLC控制装置的排气阀(180)。

8.根据权利要求2所述的一种双螺杆挤出机，其特征在于，4个所述分流管(113)的位于子筒体(102)内的管口设置有与所述PLC控制装置电性连接的温度传感器，所述温度传感器用于感知所述管口处的温度，并将温度信号传递给PLC控制装置，所述PLC控制装置根据所述温度信号与预设温度值进行比较并发出以下指令：当所述温度信号大于或等于所述预设温度值时，沿熔体的流动方向，减慢位于前端的双螺杆机构的转速，使熔体产生进入所述分流管(113)的运动趋势。