CN112537007A - 一种双螺杆塑料挤出机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及塑料生产技术领域，且公开了一种双螺杆塑料挤出机，包括输送筒，所述输送筒的一个侧壁开设有输送腔，所述输送腔的内部活动套接有螺杆，所述输送筒的顶部开设有物料口，所述输送筒的内腔中设置有移动半筒，所述移动半筒的两端固定连接有可伸缩的连接条。本发明通过往复移动组件的作用使得两个螺杆之间由啮合至非啮合再至啮合的位置变化，实现了该挤出机同时具有螺杆啮合和非啮合的功能，提高了物料分布混合效果和输送的效率，并且通过传动机构使得两个螺杆同步运行且至使用一个电机，使得该挤出机在未大幅提高能耗的基础上达到了更好的使用性能。

Description

一种双螺杆塑料挤出机
技术领域
本发明涉及塑料生产技术领域，具体为一种双螺杆塑料挤出机。
背景技术
挤出成型是塑料制件的重要成型方法之一，在塑料的成型生产中占有重要的地位。大部分热塑性塑料都能用以挤出成型。随着聚合物加工业的发展，对高分子材料成型和混合工艺提出了越来越多和越来越高的要求。双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机的基础上发展起来的一种挤出成型器械。
非啮合异向旋转双螺杆挤出机，在成型制品中较少应用，但在聚合物的物理改性、脱水、脱挥、反应挤出中都得到应用，另外非啮合双螺杆挤出机还具有良好的分布混合能力，在这种双螺杆挤出机中设置简单的螺纹输送元件，以提供有效的低剪切(恒定的剪应力)和分布混合。这种有效分布混合不是通过增加剪切(即增加应变)，而是通过不断调整脚面取向来得到的。当物料随着螺杆的旋转，在两螺杆的相切处时会发生重新取向，而且物料由剪切取向其他区流动，也会发生重新取向。这种靠界面的不断重新取向而实现的混合是指数函数，与应变速率无关，因而即使在低的螺杆转数下也可以获得良好的分布混合。双螺杆挤出机的两根螺杆之间的间隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好，全啮合具有较好的自清洁功能，非啮合具有较好的混合功能，部分啮合处于两者中间。现有的双螺杆挤出机为了同时满足混合、剪切的功能，大多在螺杆的不同位置设置不同的螺纹元件，多种元件的混合增加了螺杆生产的复杂程度。
因此相对来说啮合双螺杆挤出机的挤出成型效果较好，而非啮合双螺杆挤出机的分布混合效果较好，而在现有技术中，这两种啮合方式往往是分开在两台挤出机上，无法在同一台挤出机上体现两种啮合的优异性。
发明内容
针对背景技术中提出的现有双螺杆挤出机在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种双螺杆塑料挤出机，具备双螺杆可周期性啮合和非啮合的优点，解决了上述背景技术中提出的同一台挤出机的双螺杆只具有单一的位置关系的问题。
本发明提供如下技术方案：一种双螺杆塑料挤出机，包括输送筒，所述输送筒的一个侧壁开设有输送腔，所述输送腔的内部活动套接有螺杆，所述输送筒的顶部开设有物料口，所述输送筒的内腔中设置有移动半筒，所述移动半筒的两端固定连接有可伸缩的连接条，所述连接条远离移动半筒的一端固定连接在输送筒的内壁上且位于输送腔的两端，所述输送筒的上下内壁均开设有滑道，所述移动半筒的两端滑动连接在滑道的内部，所述螺杆的一端连接有传动机构，所述传动机构包括同步旋转组件和往复移动组件。
优选的，所述输送腔和移动半筒均呈半环状，所述螺杆的数量为两个且分别位于输送腔和移动半筒中心处。
优选的，所述同步旋转组件包括固定齿轮和移动齿轮，所述固定齿轮和移动齿轮相啮合且分别固定套接在两个螺杆上，其中一个所述螺杆连接电机的转轴。
优选的，所述移动齿轮包括齿轮盘，所述齿轮盘的外周设有活动齿，所述活动齿靠近齿轮盘的一端固定连接有移动块，所述齿轮盘的内部均匀开设有滑动通道，所述移动块滑动套接在滑动通道的内部，所述齿轮盘的内部设有位于滑动通道处的线圈，所述滑动通道的内部设有拉力带且拉力带的两端分别连接移动块和齿轮盘，所述移动块为条形磁铁。
优选的，所述往复移动组件包括有外壳、偏心凸轮、连接杆、轴承和复位弹簧，所述偏心凸轮和轴承分别固定套接在两个螺杆上，所述轴承的外壁上固定连接有连接杆，所述连接杆远离轴承的一端沿着偏心凸轮的外壁滑动，所述复位弹簧的两端分别连接轴承的外壁和外壳的内壁。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过往复移动组件的作用使得两个螺杆之间由啮合至非啮合再至啮合的位置变化，实现了该挤出机同时具有螺杆啮合和非啮合的功能，提高了物料分布混合效果和输送的效率，并且通过传动机构使得两个螺杆同步运行且至使用一个电机，使得该挤出机在未大幅提高能耗的基础上达到了更好的使用性能。
2、本发明通过螺杆带动移动半筒同步横向移动，使得螺杆与移动半筒内壁之间的距离固定，避免两个螺杆啮合时螺杆与移动半筒之间的距离过大造成漏流的情况，从而保证螺杆在啮合状态下对物料的输送功能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局部侧视图；
图3为移动齿轮的结构示意图。
图中：1、输送筒；2、输送腔；3、螺杆；4、滑道；5、移动半筒；6、连接条；7、物料口；8、传动机构；9、同步旋转组件；901、固定齿轮；902、移动齿轮；9020、齿轮盘；9021、活动齿；9022、移动块；9023、滑动通道；9024、线圈；9025、拉力带；10、往复移动组件；1001、偏心凸轮；1002、连接杆；1003、轴承；1004、复位弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种双螺杆塑料挤出机，包括输送筒1，输送筒1的一个侧壁开设有输送腔2，输送腔2的内部活动套接有螺杆3，输送筒1的顶部开设有物料口7，输送筒1的内腔中设置有移动半筒5，移动半筒5的两端固定连接有可伸缩的连接条6，输送腔2、移动半筒5和连接条6共同组成的空间为物料输送的空间；连接条6远离移动半筒5的一端固定连接在输送筒1的内壁上且位于输送腔2的两端，连接条6可采用橡胶材料制成，具有伸缩的性能且可将输送腔2与移动半筒5之间密封，防止物料漏出去；另外在附图1-2中，连接条6外接在输送腔2和移动半筒5的外壁上，为了使得输送腔2和移动半筒5能够更好的密贴，降低两个螺杆3啮合时的漏流情况，可在输送腔2和移动半筒5的上下两端设置内凹槽，并将连接条6的两端固定在内凹槽中，这样移动半筒5可移动至与输送腔2的上下两端完全贴合的状态；输送筒1的上下内壁均开设有滑道4，移动半筒5的两端滑动连接在滑道4的内部，螺杆3的一端连接有传动机构8，传动机构8包括同步旋转组件9和往复移动组件10，位于输送腔2内的螺杆3为固定位置旋转，而位于移动半筒5内的螺杆3通过同步旋转组件9和往复移动组件10实现在自转的同时往复运动。
输送腔2和移动半筒5均呈半环状，螺杆3的数量为两个且分别位于输送腔2和移动半筒5中心处，移动半筒5远离传动机构8的一端与螺杆3的非螺旋段活动套接，使得螺杆3在移动时可同时带动移动半筒5移动，且移动半筒5不阻碍螺杆3的旋转；移动半筒5的主要作用是当两个螺杆3啮合时，螺杆3与输送腔2和移动半筒5外壁之间的间隙尽量小，降低漏流的情况。
参阅图1，同步旋转组件9包括固定齿轮901和移动齿轮902，固定齿轮901和移动齿轮902相啮合且分别固定套接在两个螺杆3上，其中一个螺杆3连接电机的转轴，两个螺杆3向内异向旋转；由于在移动半筒5的移动过程中，螺杆3上的移动齿轮902与固定齿轮901的位置不固定，使用传统的齿轮无法啮合，因此无法在移动齿轮902移动过程中带动移动齿轮902旋转，参阅图3，在本方案中，移动齿轮902包括齿轮盘9020，齿轮盘9020的外周设有活动齿9021，活动齿9021靠近齿轮盘9020的一端固定连接有移动块9022，齿轮盘9020的内部均匀开设有滑动通道9023，移动块9022滑动套接在滑动通道9023的内部，齿轮盘9020的内部设有位于滑动通道9023处的线圈9024，滑动通道9023的内部设有拉力带9025且拉力带9025的两端分别连接移动块9022和齿轮盘9020，移动块9022为条形磁铁；在不考虑离心力时，拉力带9025在初始收缩状态下，移动块9022完全置于滑动通道9023内，活动齿9021刚好位于齿轮盘9020的边缘，此时移动半筒5的位置为两个螺杆3啮合，当移动齿轮902向远离输送腔2的一侧移动时，移动块9022在通电后的线圈9024的排斥下伸出，使得活动齿9021刚好可以与固定齿轮901的轮齿啮合，因此移动块9022的伸长数值与移动齿轮902的移动数值相同，通过上述方法，可实现在移动齿轮902横向移动的过程中始终通过与固定齿轮901的啮合而旋转，因此可以实现两个螺杆3同步旋转；另外在齿轮盘9020的旋转过程中，活动齿9021和活动齿9021由于离心力的作用会向外移动，在上述方案中，而由于齿轮盘9020的旋转速度是与固定齿轮901相同的，因此活动齿9021和移动块9022的离心力以及在离心力作用下向外伸出的距离可通过计算获得，由此，在计量线圈9024通入的电流大小以及电流方向时，需要按照具体情况而定；若活动齿9021和移动块9022在离心力作用下不伸出，则按照上述不考虑离心力的方式调整线圈9024的电流量。
参阅图1，往复移动组件10包括有外壳、偏心凸轮1001、连接杆1002、轴承1003和复位弹簧1004，偏心凸轮1001和轴承1003分别固定套接在两个螺杆3上，轴承1003的外壁上固定连接有连接杆1002，轴承1003的内圈固定在移动半筒5内的螺杆3上，外圈连接连接杆1002，并且轴承1003的外圈需要固定，使得外圈能够克服与内圈之间的摩擦力保持不旋转；连接杆1002远离轴承1003的一端沿着偏心凸轮1001的外壁滑动，复位弹簧1004的两端分别连接轴承1003的外壁和外壳的内壁，当偏心凸轮1001随着电机旋转时，偏心凸轮1001推动连接杆1002、轴承1003移动，从而推动移动半筒5内的螺杆3以及与螺杆3固定的移动半筒5移动，并通过复位弹簧1004实现复位，由此达到移动半筒5以及螺杆3往复移动的目的。
本发明的使用方法如下：
电机带动输送腔2内的螺杆3旋转，固定齿轮901与移动齿轮902啮合从而带动移动半筒5内的螺杆3旋转，实现了双螺旋挤出机对物料的输送及混合功能；移动齿轮902上由于线圈9024与拉力带9025对移动块9022的共同作用，实现了移动块9022的在滑动通道9023内的移动，从而可以使得活动齿9021在移动过程中始终与固定齿轮901的轮齿啮合；
在电机的旋转过程中，利用偏心凸轮1001、连接杆1002和复位弹簧1004实现了移动半筒5以及螺杆3的往复运动，使得两个螺杆3的位置可调整，在该方案中，两个螺杆3的位置从啮合至部分啮合至非啮合形成一个周期性的变换。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种双螺杆塑料挤出机，包括输送筒(1)，所述输送筒(1)的一个侧壁开设有输送腔(2)，所述输送腔(2)的内部活动套接有螺杆(3)，所述输送筒(1)的顶部开设有物料口(7)，其特征在于：所述输送筒(1)的内腔中设置有移动半筒(5)，所述移动半筒(5)的两端固定连接有可伸缩的连接条(6)，所述连接条(6)远离移动半筒(5)的一端固定连接在输送筒(1)的内壁上且位于输送腔(2)的两端，所述输送筒(1)的上下内壁均开设有滑道(4)，所述移动半筒(5)的两端滑动连接在滑道(4)的内部，所述螺杆(3)的一端连接有传动机构(8)，所述传动机构(8)包括同步旋转组件(9)和往复移动组件(10)。
2.根据权利要求1所述的一种双螺杆塑料挤出机，其特征在于：所述输送腔(2)和移动半筒(5)均呈半环状，所述螺杆(3)的数量为两个且分别位于输送腔(2)和移动半筒(5)中心处。
3.根据权利要求1所述的一种双螺杆塑料挤出机，其特征在于：所述同步旋转组件(9)包括固定齿轮(901)和移动齿轮(902)，所述固定齿轮(901)和移动齿轮(902)相啮合且分别固定套接在两个螺杆(3)上，其中一个所述螺杆(3)连接电机的转轴。
4.根据权利要求3所述的一种双螺杆塑料挤出机，其特征在于：所述移动齿轮(902)包括齿轮盘(9020)，所述齿轮盘(9020)的外周设有活动齿(9021)，所述活动齿(9021)靠近齿轮盘(9020)的一端固定连接有移动块(9022)，所述齿轮盘(9020)的内部均匀开设有滑动通道(9023)，所述移动块(9022)滑动套接在滑动通道(9023)的内部，所述齿轮盘(9020)的内部设有位于滑动通道(9023)处的线圈(9024)，所述滑动通道(9023)的内部设有拉力带(9025)且拉力带(9025)的两端分别连接移动块(9022)和齿轮盘(9020)，所述移动块(9022)为条形磁铁。
5.根据权利要求1所述的一种双螺杆塑料挤出机，其特征在于：所述往复移动组件(10)包括有外壳、偏心凸轮(1001)、连接杆(1002)、轴承(1003)和复位弹簧(1004)，所述偏心凸轮(1001)和轴承(1003)分别固定套接在两个螺杆(3)上，所述轴承(1003)的外壁上固定连接有连接杆(1002)，所述连接杆(1002)远离轴承(1003)的一端沿着偏心凸轮(1001)的外壁滑动，所述复位弹簧(1004)的两端分别连接轴承(1003)的外壁和外壳的内壁。
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