CN111748862B - 一种用于海岛复合丝生产的挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合丝生产设备的技术领域，尤其涉及一种用于海岛复合丝生产的挤出机，包括输料壳体、转动设置在输料壳体长度方向内的输料螺杆以及设置在输料壳体长度方向一端并与输料壳体连通的进料斗，输料壳体内位于加热区设有搅拌组件；搅拌组件包括固定设置在输料螺杆外侧壁上的搅拌圆环、设置在搅拌圆环远离进料斗一侧的多根搅拌轴以及设置在搅拌轴圆周外侧壁上的辅助轴。本发明具有有效提高物料混合的均匀度，减少物料各处温差，提高物料的挤出质量的效果。

Description

一种用于海岛复合丝生产的挤出机

技术领域

本发明涉及复合丝加工设备的技术领域，尤其是涉及一种用于海岛复合丝生产的挤出机。

背景技术

海岛复合丝是指先将两种或两种以上聚合物流体以皮芯型或并列型的方式形成复合细流，再把它们汇集在一起，像生产单一成分纤维那样从喷丝孔挤出，得到复合丝。按照其制备工艺的不同又分为共轭复合纺丝法以及共混纺丝法。海岛复合丝以其美观、舒适、隔热、易清洁等一系列普通纤维难以达到的优异性能被广泛应用到时装面料、高性能皮革、过滤材料等领域。

其中共混纺丝法指将两种或两种以上的聚合物切片混合进行熔融纺丝，或将两种或两种以上的聚合物溶液或乳液混合进行溶液纺丝的纤维成型方法，所得纤维即为共混海岛纤维。具体工作步骤一般为先将两种聚合物切片在混合料仓中进行混合，然后加入到螺杆挤出机中进行加热熔融混合，然后以熔融状态经过螺杆挤出机挤出并送入到纺丝组件中，最终经过喷丝板喷出，后续经过上油、拉伸、定型、切断以及打包等步骤完成收卷。

现有授权公告号为CN102303402B的中国发明专利公开了一种单螺杆挤出机，包括壳体、螺杆，螺杆可转动地设置在壳体内的转腔中，螺杆的外周面上设有主推片，主推片在螺杆外周面上螺旋延伸布置，壳体上设置有进料口和出料口，螺杆上具有进料部和出料部，螺杆的进料部位于壳体的进料口位置处，螺杆的出料部位于壳体的出料口内，在螺杆进料部的外周面上设有螺旋延伸的螺旋结构，螺旋结构的螺距与主推片在螺杆进料部上的螺距有差异，螺旋结构与主推片之间发生至少一次交叉，从而在两者相交叉的部位形成尖角状剪切结构。该挤出机挤出颗粒料的间隙小，能保证后续注塑件的品质，且颗粒料在螺杆上行进的顺畅性好。

上述技术中使用的螺杆挤出机在其壳体内沿着远离进料口的方向依次分为送料区、加热区以及熔融输送区，物料在送料区中进行初步混合压实、在加热区中加热融化以及在熔融输送区中以熔融状态被运输挤压出螺杆挤出机的一系列过程。

上述中的现有技术存在以下缺陷：物料在螺杆挤出机中的运输过程为：螺杆进行旋转，使得物料与螺杆挤出机的内壁之间依靠摩擦力产生相对运动进行移动。物料主要的输送状态为沿着螺杆挤出机的长度方向进行水平运输，辅助运输状态为物料自身的小幅度翻滚运输，进而导致物料自身的旋转力度不足，进而会使得物料之间的混合度不足，一方面延长了物料的加热时间，降低了物料的混合均匀性；另一方面物料靠近螺杆挤出机内侧壁的表层物料与内层物料接收到加热的强度以及时间均不同，进而使得表层物料与内层物料的温度存在一定的差异。但是海岛复合丝属于超精细级别的纺丝，对于物料的无论是混合均匀度或者是温度均匀度都具有较高的要求，采用现有技术中的螺杆挤出机显然无法最优的适应物料的加工过程，进而降低后续在复合纺丝组件中的最终成型质量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其具有提高物料混合以及温度的均匀度，提高后续加工质量的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于海岛复合丝生产的挤出机，包括输料壳体、转动设置在输料壳体长度方向内的输料螺杆以及设置在输料壳体长度方向一端并与输料壳体连通的进料斗，所述输料壳体内位于加热区设有搅拌组件；所述搅拌组件包括固定套设在输料螺杆外侧壁上的搅拌圆环、设置在搅拌圆环远离进料斗一侧的多根搅拌轴以及设置在搅拌轴圆周外侧壁上的辅助轴。

通过采用上述技术方案，在加热区内设置搅拌组件，在输料螺杆旋转进行输送物料时，输料螺杆带动搅拌圆环绕着输料螺杆的轴线旋转，进而使得搅拌轴对物料形成搅拌作用，使得物料之间混合更加充分均匀，内层物料与外层物料与电磁加热器的接触机会趋于一致，进而使得加热区对于物料的加热更加均匀，提高物料熔融状态时温度的一致性，最终提高后续物料挤出的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个所述搅拌轴的圆周侧壁均转动设置有活动套筒，所述辅助轴设置在活动套筒的圆周侧壁上。

通过采用上述技术方案，在搅拌轴绕着输料螺杆的轴线进行旋转时，由于物料的阻力使得辅助轴还能绕着对应搅拌轴的轴线进行旋转，进而提高了搅拌组件对于物料的搅拌混合力度，从而提高了物料混合的均匀度，进而使得物料内外层的温度趋于一致，提高了后续挤出的质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述活动套筒的圆周外侧壁还设有用于促进活动套筒旋转的搅拌叶片。

通过采用上述技术方案，在活动套筒沿着输料螺杆的轴线进行公转时，搅拌叶片一方面对加热区的浆体进行搅拌，另一方面搅拌叶片受到浆液的阻力，从而加快活动套筒绕着搅拌轴的轴线旋转，从而提高辅助轴以及搅拌叶片对于物料的搅拌作用，提高物料混合的均匀度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述搅拌组件远离进料斗的一侧设有过滤网。

通过采用上述技术方案，过滤网将加热区未完全融化的部分物料挡住，搅拌组件再次对这些物料进行搅拌，并且在加热区中进行二次加热，减少物料中混杂未完全融化的物料，提高了物料的均匀性，进而提高了物料的挤出质量。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述过滤网呈圆台状设置，所述过滤网远离进料斗的一面直径大于另一面的直径。

通过采用上述技术方案，过滤网设为圆台状，其侧面为弯曲面，一方面减小了过滤网受到熔融物料的挤压力，避免过滤网被较大的挤出压力破坏，提高了过滤网的使用寿命；另一方面过滤网的弧形面与物料接触，提高了过滤网与物料的接触面积，进而提高了对于未熔融物料的阻挡作用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：每个所述搅拌轴远离搅拌圆环的端部均设有耐高温刷毛，所述耐高温刷毛与过滤网的弧形面抵触。

通过采用上述技术方案，搅拌轴在对物料进行搅拌的同时，耐高温刷毛将过滤网表面的部分未熔融物料进行扫除，减少物料粘附在过滤网上导致过滤网堵塞，使得物料再次回到熔融状态的物料中，进而提高物料与加热区的接触面积，继而使得物料更好更快的被融化，提高了混合均匀度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输料壳体内远离搅拌组件的一侧设有用于对物料进行二次搅拌混合的分散混合件。

通过采用上述技术方案，物料在经过加热区后为熔融状态，在物料流经分散混合件时，熔融状态下的物料会与分散混合件进行接触，进而改变物料的流向，分散混合件对于物料具有一定的剪切力，进而使得熔融状态下的物料具有一定的自翻滚流动能力，提高了物料混合的均匀度，进而提高了物料温度的一致性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述输料壳体内远离进料斗的端部设有温度传感器，所述温度传感器连接有控制模块，所述控制模块同时与所述电磁加热器连接。

通过采用上述技术方案，温度传感器可以对熔融后的物料进行温度的实时监控，并将物料的温度数据上传给控制模块，控制模块接收到温度数据之后与标准温度值进行比对分析后，将控制信号传输给电磁加热器，继而控制电磁加热器的温度，调整加热区的温度，使得物料的挤出温度更加标准。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述温度传感器设有多个，每个所述温度传感器均与控制模块连接，多个所述温度传感器与螺杆的外侧壁之间的距离均不同。

通过采用上述技术方案，温度传感器检测温度时对输料壳体内的物料处于不同深度的不同位置进行多点测量监控，提高了温度传感器监控的全面性以及精确性，控制模块接收到温度数据后进行分析处理，结合工作人员对于输料螺杆的转速进行调整，进而使得物料各个点的物料的温度趋于一致，提高了物料温度均匀性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述进料斗上设有预处理组件，所述预处理组件包括设置在进料斗顶端的顶盖、竖直贯穿并转动连接在顶盖上的混料轴、分别固定连接在混料轴圆周侧壁上多个连接杆、设置在连接杆远离混料轴一端部的搅拌块以及设置在顶盖上用于驱动混料轴转动的驱动电机，所述搅拌块朝向进料斗内壁的一面与进料斗的内壁贴合。

通过采用上述技术方案，预处理组件将两种物料组分进行初步混合，保证物料在落入输料壳体内时保持较好的混合度，继而方便后续的混合熔融过程。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在输料壳体内位于加热区的位置设有搅拌组件，使得物料在加热区进行加热的同时还能受到较好的搅拌作用，进而使得物料在输料壳体中表层物料和内层物料以相互交换翻滚的方式运输，使得物料被加热的机会与强度趋于一致，使得物料被加热的更加均匀，同时提高物料各处温度的均匀性；

2.通过设置过滤网，使得未完全熔融的物料能够更加全面的被熔融，减少物料中存在的未熔融颗粒，进而提高了物料的混合均匀性；

3.通过设置温度传感器进行温度监控，设置控制模块进行调节，使得物料的温度更可控，提高了物料的挤出质量；

4.通过在进料斗中设置预处理组件，使得物料向下落料的同时两种不同的物料之间进行初步的混合，一方面减少了初步利用混合箱进行混合的过程，；另一方面提高了后续物料熔融状态下的混合均匀度，提高物料后续加工质量。

附图说明

图1是挤出机的整体结构示意图。

图2是挤出机沿着通过自身轴线的竖直平面的剖视图；

图3是图2中A部分的局部放大图；

图4是用于表示温度传感器以及控制模块之间连接关系的示意图。

图中，1、输料壳体；2、输料螺杆；3、进料斗；4、搅拌组件；41、搅拌圆环；42、搅拌轴；43、辅助轴；5、活动套筒；6、搅拌叶片；7、过滤网；8、耐高温刷毛；9、分散混合件；10、温度传感器；11、控制模块；12、预处理组件；121、顶盖；122、混料轴；123、连接杆；124、搅拌块；125、驱动电机；20、底座；21、支撑板；22、承托台；23、支撑腿；24、电磁加热器；25、输料电机；26、支撑座；27、套管；28、固定杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，包括底座20、竖直固定连接在底座20长度方向两端上表面的支撑板21以及水平设置在两个支撑板21上的输料壳体1，输料壳体1设为圆柱体，在两个支撑板21的上方均开设有弧形口，弧形口的形状与输料壳体1的圆周侧壁相匹配，输料壳体1固定连接在两个支撑板21的弧形口内。

参照图1，在输料壳体1长度方向的一端上方设有漏斗状的进料斗3，在进料斗3的弧形侧面水平焊接有圆环状的承托台22，在承托台22的下表面固定连接有若干用于支撑承托台22的支撑腿23。进料斗3的底端与输料壳体1连通，在输料壳体1的中间部位即加热区的圆周外侧壁套设有电磁加热器24。

参照图2，在输料壳体1的长度方向内通过轴承转动连接有输料螺杆2，输料螺杆2长度方向靠近进料斗3的一端贯穿输料壳体1的竖直侧面并连接有输料电机25，输料电机25的输出轴与输料螺杆2的端部固定连接，在底座20位于输料电机25的下方固定连接有支撑座26，输料电机25固定连接在支撑座26的上表面。

参照图2，在进料斗3上设有预处理组件12，预处理组件12包括固定连接在进料斗3顶端的顶盖121、竖直贯穿并转动连接在顶盖121上的混料轴122、水平固定连接在混料轴122圆周侧壁上的多个连接杆123、分别一体连接在连接杆123端部的搅拌块124以及固定连接在顶盖121上用于驱动混料轴122转动的驱动电机125，搅拌块124朝向进料斗3内壁的一面与进料斗3的内壁贴合，多个搅拌块124关于混料轴122的竖直轴线对称设置。

参照图2和图3，在输料壳体1内位于电磁加热器24处设有搅拌组件4。搅拌组件4包括固定连接在输料螺杆2圆周侧壁的搅拌圆环41、固定连接在搅拌圆环41远离进料斗3的竖直侧面上的搅拌轴42以及设置在搅拌轴42圆周侧壁上的若干辅助轴43。其中搅拌圆环41与输料螺杆2的连接方式为：在输料螺杆2的圆周侧壁固定套设有套管27，在套管27的圆周外侧壁上固定连接有三根完全一样的固定杆28，三根固定杆28沿着套管27的圆周方向均匀分布，固定杆28的长度方向垂直输料螺杆2的轴线，搅拌圆环41则同时固定连接在三根固定杆28远离套管27的一端。在每根固定杆28上均设有两根搅拌轴42，提高搅拌的全面性。

参照图3，在每个搅拌轴42的圆周侧壁均转动连接有活动套筒5，活动套筒5长度方向两端的内壁与搅拌轴42的外侧壁之间通过陶瓷轴承连接。多个辅助轴43则固定连接在活动套筒5的外侧壁。沿着活动套筒5的圆周侧壁的长度方向还交错固定连接三个搅拌叶片6，在活动套筒5做绕着搅拌圆环41轴线的圆周运动的同时，搅拌叶片6受到物料的流体阻力，进而加快活动套筒5沿着搅拌轴42的自传，提高搅拌作用。

参照图3，在搅拌组件4远离进料斗3的一侧设有过滤网7，过滤网7设为圆台状，过滤网7远离进料斗3的一面直径大于另一面的直径，过滤网7的顶面以及底面均与输料螺杆2固定连接。该种设定使得未完全熔融的物料能够在过滤网7的倾斜面上继续进行移动，从而减少物料在过滤网7发生堵塞的可能。位于同一根固定杆28上的两根搅拌轴42的长度不同，在每根搅拌轴42远离搅拌圆环41的端部设有耐高温刷毛8，耐高温刷毛8与过滤网7的弧形面抵接，对过滤网7进行清理，使得物料脱离过滤网7继续进行加热熔融过程。

参照图2，在输料壳体1远离进料斗3的一端内部设有分散混合件9，具体为固定连接在输料壳体1内侧壁上的多个剪切销钉，也可以设为叶片或者是剪切轴。剪切销钉设有四个并呈圆环状均匀分布在输料壳体1的内侧壁的圆周方向，剪切销钉的长度方向输料螺杆2的轴线。

参照图4，在输料壳体1内部还设有温度传感器10，温度传感器10设有三个，三个温度传感器10靠近输料螺杆2的端部与输料螺杆2之间的距离均不相同。每个温度传感器10均连接有控制模块11，控制模块11同时与电磁加热器24电连接。控制模块11设为PLC模块，温度传感器10检测物料的温度，得出模拟信号，然后同时上传至PLC控制模块11，转化为数字信号并进行分析处理，然后传输给电磁加热器24的温控器，控制电磁加热器24的输出功率，从而控制对物料的加热程度。

本实施例的实施原理为：原料从进料斗3上方的两个开口投入到进料斗3中，经过搅拌块123的搅拌被初步混合，然后落到下方的输料壳体1中，在原料运输区沿着输料壳体1的长度方向被逐渐压实运输；

然后在加热区被加热熔融，搅拌组件4对部分熔融的物料进行搅拌，具体为：搅拌圆环41绕着输料螺杆2的轴线旋转，进而带动三根固定杆28绕着输料螺杆2的轴线旋转，进而多个搅拌轴42绕着输料螺杆2的轴线转动，进而对物料形成搅拌作用，使得物料混合的更加均匀，与此同时活动套筒5绕着自身轴线进行旋转，进而使得辅助轴43进一步对物料进行搅拌。

部分未完全熔融的物料被过滤网7过滤下来，搅拌轴42端部的耐高温刷毛8将过滤网7上残留的物料刷下来，进行再次加热熔融，后方的分散混合件9则使得物料熔融的更加充分，提高内层物料以及外层物料之间的温度均匀度。

温度传感器10通过不同位置对物料进行多点检测，温度传感器10检测物料的温度，得出模拟信号，然后同时上传至PLC控制模块11，转化为数字信号并进行分析处理，然后传输给电磁加热器24的温控器，控制电磁加热器24的输出功率，从而控制对物料的加热程。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于海岛复合丝生产的挤出机，包括输料壳体(1)、转动设置在输料壳体(1)长度方向内的输料螺杆(2)以及设置在输料壳体(1)长度方向一端并与输料壳体(1)连通的进料斗(3)，其特征在于：所述输料壳体(1)内位于加热区设有搅拌组件(4)；所述搅拌组件(4)包括固定设置在输料螺杆(2)外侧壁上的搅拌圆环(41)、设置在搅拌圆环(41)远离进料斗(3)一侧的多根搅拌轴(42)以及设置在搅拌轴(42)圆周外侧壁上的辅助轴(43)；

每个所述搅拌轴(42)的圆周侧壁均转动设置有活动套筒(5)，所述辅助轴(43)设置在活动套筒(5)的圆周侧壁上；

所述活动套筒(5)的圆周外侧壁还设有用于促进活动套筒(5)旋转的搅拌叶片(6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述搅拌组件(4)远离进料斗(3)的一侧设有过滤网(7)。

3.根据权利要求2所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述过滤网(7)呈圆台状设置，所述过滤网(7)远离进料斗(3)的一面直径大于另一面的直径。

4.根据权利要求2所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：每个所述搅拌轴(42)远离搅拌圆环(41)的端部均设有耐高温刷毛(8)，所述耐高温刷毛(8)与过滤网(7)的弧形面抵触。

5.根据权利要求1所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述输料壳体(1)内远离搅拌组件(4)的一侧设有用于对物料进行二次搅拌混合的分散混合件(9)。

6.根据权利要求1所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述输料壳体(1)的外壁上套设有电磁加热器(24)，所述输料壳体(1)内远离进料斗(3)的端部设有温度传感器(10)，所述温度传感器(10)连接有控制模块(11)，所述控制模块(11)同时与所述电磁加热器(24)连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述温度传感器(10)设有多个，每个所述温度传感器(10)均与控制模块(11)连接，多个所述温度传感器(10)与输料螺杆(2)的外侧壁之间的距离均不同。

8.根据权利要求1所述的一种用于海岛复合丝生产的挤出机，其特征在于：所述进料斗(3)上设有预处理组件(12)，所述预处理组件(12)包括设置在进料斗(3)顶端的顶盖(121)、竖直贯穿并转动连接在顶盖(121)上的混料轴(122)、分别固定连接在混料轴(122)圆周侧壁上多个连接杆(123)、设置在连接杆(123)远离混料轴(122)一端部的搅拌块(124)以及设置在顶盖(121)上用于驱动混料轴(122)转动的驱动电机(125)，所述搅拌块(124)朝向进料斗(3)内壁的一面与进料斗(3)的内壁贴合。

Images