CN110948825B - 一种捏合挤出装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种捏合挤出装置，包括料筒、挤料螺杆和驱动电机，挤料螺杆设于料筒内，挤料螺杆与驱动电机的动力输出端传动连接，挤料螺杆沿自身长度方向顺次设有进料段、初级混合段、第一排气送料段、剪切混合段、第二排气送料段、捏合段和排料挤出段；初级混合段的周壁环设有让位凹槽，让位凹槽内设有多根搅拌杆，料筒的内壁设有导向环，剪切混合段设有多个第一分散盘，料筒的内壁设有第二分散盘，第二分散盘与第一分散盘交替排列。将物料混合和挤出合为一体，彻底解决了传统搅拌装置混合不充分的问题，提高了产品质量，同时减少了生产设备和生产成本，物料交联后结构强度高，具有更好的机械性能和耐环境应力开裂等性能。

Description

一种捏合挤出装置
技术领域
本发明属于电缆生产设备领域，具体地说，涉及一种捏合挤出装置。
背景技术
随着全球经济的飞速发展及人类对环保、消防安全意识的不断加强，绿色环保、低碳节能、消防安全成为建筑行业领域的关注焦点。另一方面，随着城市的发展，地面上的高楼大厦密集度增加，电线电缆需求量越来越大，辐射密集度越来越高，因为电线电缆质量问题造成消防安全事故也频繁发生，低烟、无卤、阻燃、耐火、环保、安全已成为电线电缆领域所共同研发的方向。
交联低烟无卤聚烯烃作绝缘料交联后，可提高材料的机械性能、耐热性能、耐环境应力开裂等性能，拓宽材料的应用范围、提高材料的可靠性和寿命。目前国内常用的交联型低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料主要有辐照交联、紫外光交联和硅烷交联三种。其中，硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料，是在硅烷交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料基础上通过改变其引发剂、氧化剂配比制成的，是应用于电缆中的一种新材料。相比硅烷交联料的温水、蒸汽交联，硅烷自然交联低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘料可以自然交联，交联方便且质量稳定，生产效率高，应用于电缆类产品生产操作灵活性强。
目前在生产硅烷自然交联低烟无卤聚烯烃绝缘料时，首先通过搅拌装置将A料和B料混合均匀，然后置于捏合挤出装置中挤出，挤出速度可根据具体设备和产品规格而定，物料挤出后在自然条件下交联。传统搅拌装置依靠搅拌叶对物料进行剪切分散，搅拌过程中大部物料在搅拌容器的内壁附近旋转，没受到搅拌叶的剪切分散作用，导致A料和B料混合不均匀。此外，通过搅拌设备混合只能进行间歇式生产，搅拌设备与挤出机之间不能连成一条连续生产的流水线，生产效率低，不同批次的产品之间也可能存在差异，产品质量的稳定性差。
发明内容
针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种捏合挤出装置，将混合和挤出合为一体，提升物料的混合效果、产品质量和生产效率。
为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种捏合挤出装置，包括料筒、挤料螺杆和驱动电机，所述挤料螺杆设于料筒内，所述挤料螺杆与所述料筒可旋转连接，所述挤料螺杆与所述驱动电机的动力输出端传动连接，所述挤料螺杆在所述驱动电机的带动下绕自身中心轴线转动，所述挤料螺杆沿自身长度方向顺次设有进料段、初级混合段、第一排气送料段、剪切混合段、第二排气送料段、捏合段和排料挤出段；
所述初级混合段的周壁环设有让位凹槽，所述让位凹槽的横截面为梯形，所述让位凹槽的上底侧靠近所述挤料螺杆的中心轴线，所述让位凹槽内设有多根搅拌杆，所述搅拌杆与所述挤料螺杆的长度方向平行，多根所述搅拌杆沿所述挤料螺杆的周向均匀排列，所述料筒的内壁设有与所述让位凹槽相对应的导向环，所述导向环的横截面为梯形，所述导向环的上底侧靠近所述挤料螺杆的中心轴线；
所述剪切混合段设有多个第一分散盘，多个所述第一分散盘沿所述挤料螺杆的长度方向均匀排列，所述第一分散盘的外缘靠近所述料筒，所述料筒的内壁设有与所述第一分散盘相配合的第二分散盘，所述第二分散盘环设于所述挤料螺杆的四周，所述第二分散盘与所述第一分散盘沿所述挤料螺杆的长度方向交替排列，所述第二分散盘的内缘靠近所述挤料螺杆的周壁。
进一步地，所述导向环的上底侧伸入所述让位凹槽内。
进一步地，所述初级混合段的周壁环设有多个让位凹槽，多个所述让位凹槽沿所述挤料螺杆的长度方向排列。
进一步地，所述第一排气送料段螺纹的螺距沿螺杆长度方向逐渐增大。
进一步地，所述捏合段设有用于捏合物料的捏合齿，所述捏合齿为Z形。
进一步地，述进料段的螺纹为矩形螺纹。
进一步地，所述进料段的螺纹上设有通气凹槽。
本发明的有益效果是：
(1)在排料挤出段的上游端设置初级混合段和剪切混合段来混合不同的原料，实现物料混合和挤出一体化，减少了生产设备和生产成本；
(2)与传统搅拌设备间歇式生产相比，本发明可以长时间连续生产，生产效率高，需要人为干预的工作更少，自动化程度高，产品稳定性也更好；
(3)物料经过初级混合段时，物料会沿着导向环侧壁的斜面进入让位凹槽内，让位凹槽内的搅拌杆则会沿周向对物料进行搅拌，这样可以避免部分物料始终贴附在料筒内壁，避免产生分层现象，物料经过剪切混合段时，物料被推动挤入第一分散盘与第二分散盘之间的间隙中，此时物料被充分碾展开，旋转的第一分散盘则使物料在径向不断被剪切分散混合，通过初级混合段和剪切混合段的配合作用，彻底解决了传统搅拌装置混合不充分的问题，提高产品质量；
(4)在本发明中，物料混合后先通过捏合段捏合，然后通过排料挤出段挤出，测试表明，相比传统简单混合挤出的生产工艺，增加捏合工序后，物料交联后结构强度高，具有更好的机械性能和耐环境应力开裂等性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明初级混合段的结构示意图；
图3为本发明剪切混合段的结构示意图；
图4为本发明捏合段的结构示意图；
图5为本发明进料段螺纹的结构示意图；
1-料筒，2-挤料螺杆，21-进料段，22-初级混合段，221-让位凹槽，222-搅拌杆，223-导向环，23-第一排气送料段，24-剪切混合段，241-第一分散盘，242-第二分散盘，25-第二排气送料段，26-捏合段，261-捏合齿，27-排料挤出段，3-驱动电机，4-螺纹，5-通气凹槽。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本实施例提供一种捏合挤出装置，如图1所示，包括料筒1、挤料螺杆2和驱动电机3，挤料螺杆2设于料筒1内，挤料螺杆2通过轴承与料筒1可旋转连接，料筒1的一端顶部设有进料管，料筒1的另一端设有出料管，物料从进料管进入料筒1内，经挤料螺杆2推动从出料管挤出。挤料螺杆2与驱动电机3的动力输出端传动连接，挤料螺杆2在驱动电机3的带动下绕自身中心轴线转动，驱动电机3通常采用电机实现。挤料螺杆2沿自身长度方向顺次设有进料段21、初级混合段22、第一排气送料段23、剪切混合段24、第二排气送料段25、捏合段26和排料挤出段27，料筒1上设有排气通孔，排气通孔与进料段21、第一排气送料段23、第二排气送料段25和排料挤出段27对应。
其中，如图5所示，进料段21的螺纹4为矩形螺纹4，进料段21的螺纹4上设有通气凹槽5，通气凹槽5可以增加螺纹4之间间隙的连通性，便于物料进入时包裹的空气排出，同时通气凹槽5还可以增大物料与螺纹4之间的附着力，进而增大挤料螺杆2对物料的推动力，便于物料顺畅通过下游的初级混合段22。
请参考图2，初级混合段22的周壁环设有让位凹槽221，让位凹槽221的横截面为梯形，让位凹槽221的上底侧靠近挤料螺杆2的中心轴线，这样让位凹槽221的开口端宽度大于凹槽底部宽度。让位凹槽221内设有多根搅拌杆222，搅拌杆222与挤料螺杆2的长度方向平行，多根搅拌杆222沿挤料螺杆2的周向均匀排列。料筒1的内壁设有与让位凹槽221相对应的导向环223，导向环223的横截面为梯形，导向环223的上底侧靠近挤料螺杆2的中心轴线并伸入让位凹槽221内，这样导向环223与让位凹槽221共同围成V形通道，与几字形通道相比，物料受到的阻力较小，流通更顺畅。
在本实施例中，为了保证混合效果，初级混合段22的周壁环设有两个让位凹槽221，两个让位凹槽221沿挤料螺杆2的长度方向排列，料筒1的内壁同样设置了两个导向环223，导向环223与让位凹槽221一一对应。
请参考图3，剪切混合段24设有多个第一分散盘241，多个第一分散盘241沿挤料螺杆2的长度方向均匀排列，第一分散盘241的外缘靠近料筒1，料筒1的内壁设有与第一分散盘241相配合的第二分散盘242，第二分散盘242环设于挤料螺杆2的四周，第二分散盘242与第一分散盘241沿挤料螺杆2的长度方向交替排列，第二分散盘242的内缘靠近挤料螺杆2的周壁。
为了促进物料顺畅通过剪切混合段24，在一些实施例中，第一排气送料段23螺纹的螺距沿螺杆长度方向逐渐增大，这样可以使物料蓄积在剪切混合段24的上游端，便于物料在螺杆的推动下挤入第一分散盘242和第二分散盘242之间的间隙中。物料通过剪切混合段24后处于松散的状态，所述在捏合段26设置用于捏合物料的捏合齿261(如图4所示)，捏合齿261为Z形，通过捏合齿261的捏合作用使物料聚合起来。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种捏合挤出装置，其特征是：包括料筒、挤料螺杆和驱动电机，所述挤料螺杆设于料筒内，所述挤料螺杆与所述料筒可旋转连接，所述挤料螺杆与所述驱动电机的动力输出端传动连接，所述挤料螺杆在所述驱动电机的带动下绕自身中心轴线转动，所述挤料螺杆沿自身长度方向顺次设有进料段、初级混合段、第一排气送料段、剪切混合段、第二排气送料段、捏合段和排料挤出段；
所述初级混合段的周壁环设有让位凹槽，所述让位凹槽的横截面为梯形，所述让位凹槽的上底侧靠近所述挤料螺杆的中心轴线，所述让位凹槽内设有多根搅拌杆，所述搅拌杆与所述挤料螺杆的长度方向平行，多根所述搅拌杆沿所述挤料螺杆的周向均匀排列，所述料筒的内壁设有与所述让位凹槽相对应的导向环，所述导向环的横截面为梯形，所述导向环的上底侧靠近所述挤料螺杆的中心轴线；
所述剪切混合段设有多个第一分散盘，多个所述第一分散盘沿所述挤料螺杆的长度方向均匀排列，所述第一分散盘的外缘靠近所述料筒，所述料筒的内壁设有与所述第一分散盘相配合的第二分散盘，所述第二分散盘环设于所述挤料螺杆的四周，所述第二分散盘与所述第一分散盘沿所述挤料螺杆的长度方向交替排列，所述第二分散盘的内缘靠近所述挤料螺杆的周壁；
所述进料段的螺纹上设有通气凹槽；
所述第一排气送料段螺纹的螺距沿螺杆长度方向逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的捏合挤出装置，其特征是：所述导向环的上底侧伸入所述让位凹槽内。
3.根据权利要求1或2所述的捏合挤出装置，其特征是：所述初级混合段的周壁环设有多个让位凹槽，多个所述让位凹槽沿所述挤料螺杆的长度方向排列。
4.根据权利要求1所述的捏合挤出装置，其特征是：所述捏合段设有用于捏合物料的捏合齿，所述捏合齿为Z形。
5.根据权利要求1所述的捏合挤出装置，其特征是：所述进料段的螺纹为矩形螺纹。
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