CN113694565A - 一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置及其脱泡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置及其脱泡方法。目前还没有针对高粘度物料的快速、完全、连续性脱泡设备。本发明的机筒包括入料筒段、出料筒段和若干输送筒段；输送筒段包括摊薄筒段和脱泡排气筒段；摊薄筒段和出料筒段的内壁均固定有陶瓷衬套；脱泡排气筒段的侧壁开设有负压真空排气口；变螺距变杆径分段式螺杆包括入料螺杆段、出料螺杆段和若干输送螺杆段；入料螺杆段包括进料段和压缩段一；输送螺杆段包括摊薄螺杆段和脱泡排气螺杆段；脱泡排气螺杆段包括减压脱泡段和压缩段二。本发明利用螺槽深度和螺距变化的螺杆对物料进行输送，建立压力后迅速摊薄，完成物料的连续且快速脱泡。

Description

一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置及其脱泡方法
技术领域
本发明涉及脱泡设备，具体涉及一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置及其脱泡方法。
背景技术
脱泡设备的性能好坏主要体现在对不同物料的脱泡效果以及保持脱泡的连续性和快速性上。对脱泡设备性能的提升研究中，一方面针对不同种类的物料调整和设置脱泡设备的各个参数，从而使脱泡设备更加适应不同种类物料脱泡的需求；另一方面根据真空脱泡、离心脱泡、加热脱泡或声波脱泡的原理，创新出新的脱泡设备以达到更高的技术要求。
专利公开号为CN101791493B的专利公开了一种真空釜脱泡装置，采用狭缝溢流摊薄后利用真空脱泡，这种脱泡方法更加适用于能够在真空釜的内壁上形成薄膜的高粘度的物料，而对于一些粘度相对较低难以在内壁上形成薄膜的物料则适应性不足；对于一些粘度过高的物料则会存在溢流、摊薄速度慢、效率低的问题，可见这种技术存在对于不同粘度物料适应性差的缺陷。
专利公开号为CN102031573A的专利公开了一种外置式超声波脱泡装置，该装置利用搅拌离心脱泡和超声波脱泡的原理对纺丝物料进行脱泡。这种脱泡方法需要同时搅拌和超声0.5-3h，脱泡效率低，且声波脱泡对于高粘度物料作用较小。
针对一些高粘度物料的更快速、更完全、连续性脱泡要求，目前还没有好的设备和方法满足需求。
发明内容
本发明针对以上问题，提供一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置及其脱泡方法，可以快速且连续地对高粘度填料流体进行脱泡。
本发明解决以上问题所用的技术方案如下：
本发明一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，包括机筒、料斗、报警传感器和变螺距变杆径分段式螺杆。所述的机筒包括入料筒段、出料筒段和若干输送筒段；输送筒段置于入料筒段和出料筒段之间，且相邻筒段固定连接；所述入料筒段的侧壁开设有入料口，所述的料斗固定在入料口处；所述的输送筒段包括摊薄筒段和脱泡排气筒段；所述摊薄筒段和出料筒段的内壁均固定有陶瓷衬套，且出料筒段的头部开有出料口；所述脱泡排气筒段的侧壁开设有负压真空排气口；所述负压真空排气口的侧壁固定有报警传感器。所述的变螺距变杆径分段式螺杆包括分别置于入料筒段、出料筒段和若干输送筒段内的入料螺杆段、出料螺杆段和若干输送螺杆段；所述的入料螺杆段包括进料段和压缩段一；进料段的螺纹内径和螺距均不变；压缩段一的螺纹内径沿远离进料段的方向逐渐变大，螺距沿远离进料段的方向逐渐变小；所述的输送螺杆段包括摊薄螺杆段和脱泡排气螺杆段；摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺纹内径和螺距均不变，且摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺纹内径均等于压缩段一的螺纹内径最大值，摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺距均等于压缩段一的螺距最小值；所述的脱泡排气螺杆段包括减压脱泡段和压缩段二；各脱泡排气螺杆段的减压脱泡段位于对应一个脱泡排气筒段的负压真空排气口位置处；减压脱泡段的螺纹内径先减小后不变，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐增大；压缩段二的螺纹内径沿远离减压脱泡段的方向逐渐变大，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐变小；减压脱泡段和压缩段二的螺纹内径最大值均等于压缩段一的螺纹内径最大值，减压脱泡段和压缩段二的螺距最小值均等于压缩段一的螺距最小值；变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段固定连接。
优选地，所述料斗的顶部呈圆筒形，底部呈逐渐收窄的锥筒形。
优选地，所述机筒的相邻筒段通过各自一体成型的法兰盘固定连接。
优选地，所述负压真空排气口的内端倒有圆角。
优选地，所述的报警传感器采用气压传感器。
优选地，所述变螺距变杆径分段式螺杆的螺纹外径处处相等，且小于机筒内径。
优选地，所述出料筒段的头部与出料螺杆段的头部呈相匹配的锥形。
优选地，所述变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段通过螺纹结构连接；各螺杆段的螺旋方向相同，各螺纹结构的螺旋方向相同，且螺纹结构的螺旋方向与螺杆段的螺旋方向相反。
更优选地，各相邻螺杆段的螺纹结构如下：入料螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与摊薄螺杆段尾部一体成型的螺柱连接，摊薄螺杆段头部一体成型的螺柱与脱泡排气螺杆段的尾部中心位置处螺纹孔连接；输送螺杆段数量为一个时，脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与出料螺杆段尾部一体成型的螺柱连接；输送螺杆段数量为多个时，级数靠前输送螺杆段中脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与下一级输送螺杆段的摊薄螺杆段尾部一体成型的螺柱连接，最后一级输送螺杆段中脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与出料螺杆段尾部一体成型的螺柱连接。
该具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置的脱泡方法，具体如下：
给脱泡排气螺杆段的负压真空排气口通负压；物料由料斗通过入料口进入到机筒内的变螺距变杆径分段式螺杆上；变螺距变杆径分段式螺杆由外力驱动转动，物料在入料螺杆段上由进料段传递到压缩段一，并在压缩段一的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；进入到摊薄螺杆段后，因摊薄螺杆段的螺槽深度浅、螺距小，物料被进一步压缩摊薄；再向前进入到脱泡排气螺杆段，减压脱泡段的螺槽深度急剧变深，螺距变大，并由于负压作用，被摊薄物料的气泡破裂从负压真空排气口排出；物料继续在脱泡排气螺杆段中压缩段二的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；当输送螺杆段数量为多个时，物料经过多级脱泡排气；最后，脱泡排气后的物料由出料螺杆段输送至出料螺杆段的出料口输出。
本发明具有的有益效果是：
1、利用螺杆的螺旋结构对物料进行输送，改变螺杆的螺槽深度和螺距对物料建立压力并迅速摊薄，完成连续且快速脱泡。
2、机筒和螺杆均为分段式设计，用法兰将各段机筒连接，用螺纹将各段螺杆连接，可以在机筒和螺杆的不同部位运用不同材料，且便于更换磨损严重部分，延长设备使用寿命，能够根据不同物料需求增脱泡级数，达到更好的脱泡效果；每一级脱泡是以物料经过螺杆的压缩段、摊薄段和减压脱泡段，在减压脱泡段通过接入的负压实现。针对一些含有坚硬颗粒容易磨损机筒和螺杆的物料，在机筒的易磨损段添加陶瓷衬套，使设备能够进一步延长使用寿命。
3、对负压真空排气口做圆角和传感器检测报警设计，对高粘度物料脱泡时，脱泡装置的堵塞风险大大下降，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的右视图；
图3为图1的左视图；
图4为本发明中摊薄筒段、脱泡排气筒段、摊薄螺杆段和脱泡排气螺杆段的装配立体图；
图5为本发明中报警传感器的装配位置示意图；
图6为本发明的整体结构剖视图。
具体实施方式
下面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。
如图1至6所示，一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，包括机筒、料斗3、报警传感器6和变螺距变杆径分段式螺杆。机筒包括并排布置且相邻筒段固定连接的筒段一1.1(入料筒段)、筒段二1.2(摊薄筒段)、筒段三1.3(脱泡排气筒段)、筒段四1.4(摊薄筒段)、筒段五1.5(脱泡排气筒段)、筒段六1.6(摊薄筒段)、筒段七1.7(脱泡排气筒段)和筒段八1.8(出料筒段)；筒段一1.1的侧壁开设有入料口2，料斗3固定在入料口处；筒段二1.2、筒段四1.4、筒段六1.6和筒段八1.8的内壁均固定有陶瓷衬套8，且筒段八1.8的头部开有出料口4，筒段三1.3、筒段五1.5和筒段七1.7的侧壁均开设有负压真空排气口5；负压真空排气口5的侧壁固定有防堵塞用的报警传感器6。变螺距变杆径分段式螺杆包括分别置于筒段一1.1、筒段二1.2、筒段三1.3、筒段四1.4、筒段五1.5、筒段六1.6、筒段七1.7和筒段八1.8内的螺杆段一7.1(入料螺杆段)、螺杆段二7.2(摊薄螺杆段)、螺杆段三7.3(脱泡排气螺杆段)、螺杆段四7.4(摊薄螺杆段)、螺杆段五7.5(脱泡排气螺杆段)、螺杆段六7.6(摊薄螺杆段)、螺杆段七7.7(脱泡排气螺杆段)和螺杆段八7.8(出料螺杆段)；螺杆段一7.1包括进料段和压缩段一；进料段的螺纹内径和螺距均不变；压缩段一的螺纹内径沿远离进料段的方向逐渐变大，螺距沿远离进料段的方向逐渐变小；螺杆段二7.2、螺杆段四7.4、螺杆段六7.6和螺杆段八7.8均为摊薄段，螺纹内径和螺距均不变，且螺杆段二7.2、螺杆段四7.4、螺杆段六7.6和螺杆段八7.8的螺纹内径均等于压缩段一的螺纹内径最大值，螺杆段二7.2、螺杆段四7.4、螺杆段六7.6和螺杆段八7.8的螺距等于压缩段一的螺距最小值；螺杆段三7.3、螺杆段五7.5和螺杆段七7.7均包括减压脱泡段7.9和压缩段二；螺杆段三7.3的减压脱泡段7.9位于筒段三1.3的负压真空排气口5位置处，螺杆段五7.5的减压脱泡段7.9位于筒段五1.5的负压真空排气口5位置处，螺杆段七7.7的减压脱泡段7.9位于筒段七1.7的负压真空排气口5位置处；减压脱泡段7.9的螺纹内径先减小后不变，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐增大；压缩段二的螺纹内径沿远离减压脱泡段的方向逐渐变大，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐变小；减压脱泡段和压缩段二的螺纹内径最大值均等于压缩段一的螺纹内径最大值，减压脱泡段和压缩段二的螺距最小值均等于压缩段一的螺距最小值；变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段固定连接。
作为一个优选实施例，如图2所示，料斗3的顶部呈圆筒形，底部呈逐渐收窄的锥筒形。
作为一个优选实施例，如图4所示，机筒的相邻筒段通过各自一体成型的法兰盘固定连接。
作为一个优选实施例，如图4所示，负压真空排气口5的内端倒有圆角。
作为一个优选实施例，如图5所示，报警传感器6采用气压传感器。
作为一个优选实施例，如图6所示，变螺距变杆径分段式螺杆的螺纹外径处处相等，且小于机筒内径。
作为一个优选实施例，如图6所示，筒段八1.8的头部与螺杆段八7.8的头部呈相匹配的锥形。
作为一个优选实施例，如图6所示，变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段通过螺纹结构连接；各螺杆段的螺旋方向相同，各螺纹结构的螺旋方向相同，且螺纹结构的螺旋方向与螺杆段的螺旋方向相反。
作为一个更优选实施例，如图6所示，各相邻螺杆段的螺纹结构如下：螺杆段一7.1的头部中心位置处螺纹孔与螺杆段二7.2尾部一体成型的螺柱连接，螺杆段二7.2头部一体成型的螺柱与螺杆段三7.3的尾部中心位置处螺纹孔连接，螺杆段三7.3的头部中心位置处螺纹孔与螺杆段四7.4尾部一体成型的螺柱连接，螺杆段四7.4头部一体成型的螺柱与螺杆段五7.5的尾部中心位置处螺纹孔连接，螺杆段五7.5的头部中心位置处螺纹孔与螺杆段六7.6尾部一体成型的螺柱连接，螺杆段六7.6头部一体成型的螺柱与螺杆段七7.7的尾部中心位置处螺纹孔连接，螺杆段七7.7的头部中心位置处螺纹孔与螺杆段八7.8尾部一体成型的螺柱连接。
该具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置的脱泡方法，具体如下：
给筒段三1.3、筒段五1.5和筒段七1.7的负压真空排气口5通负压(接真空发生器)；物料由料斗3通过入料口2进入到机筒内的变螺距变杆径分段式螺杆上；变螺距变杆径分段式螺杆由外力(电机)驱动转动，物料在螺杆段一7.1上由进料段传递到压缩段一，并在压缩段一的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；进入到螺杆段二7.2后，因螺杆段二7.2的螺槽深度浅、螺距小，物料被进一步压缩摊薄；再向前进入到螺杆段三7.3，减压脱泡段的螺槽深度急剧变深，螺距变大，并由于负压作用，被摊薄物料的气泡破裂从负压真空排气口排出；物料继续在螺杆段三7.3中压缩段二的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；物料进入螺杆段四7.4和螺杆段五7.5以及螺杆段六7.6和螺杆段七7.7时，与螺杆段二7.2和螺杆段三7.3的一级脱泡排气作用相同，进行二级和三级脱泡排气；最后，脱泡排气后的物料由螺杆段八7.8输送至筒段八1.8的出料口输出。
其中，当物料每次经过摊薄段(螺杆段二7.2、螺杆段四7.4、螺杆段六7.6和螺杆段八7.8)时，因为螺纹内径较大，螺距较小，物料内含有坚硬的氧化铝颗粒，加剧了机筒内壁与变螺距变杆径分段式螺杆的磨损，将摊薄段和摊薄段外的机筒筒段单独设计为一段，可以在磨损严重影响正常生产时迅速更换，而摊薄段外的机筒筒段内壁增加陶瓷衬套，可以增加机筒的耐磨性能。
其中，当物料每次经过减压脱泡段时，负压真空排气口处做圆角设计可有效防止高粘度物料堆积堵塞，负压真空排气口处安装的报警传感器6用于检测负压真空排气口内的气压变化；当负压真空排气口正常畅通时，因不断有气泡破裂从负压真空排气口排出，使负压真空排气口内的气压高于设定的负压；当负压真空排气口被堵塞无法正常使用时，排气管内的气压接近于设定的负压；通过报警传感器6检测负压真空排气口内的气压变化(优选地，报警传感器6的信号传输回控制中心触发报警)，能识别负压真空排气口是否被堵塞。

Claims (10)

1.一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，包括机筒、料斗和报警传感器，其特征在于：还包括变螺距变杆径分段式螺杆；所述的机筒包括入料筒段、出料筒段和若干输送筒段；输送筒段置于入料筒段和出料筒段之间，且相邻筒段固定连接；所述入料筒段的侧壁开设有入料口，所述的料斗固定在入料口处；所述的输送筒段包括摊薄筒段和脱泡排气筒段；所述摊薄筒段和出料筒段的内壁均固定有陶瓷衬套，且出料筒段的头部开有出料口；所述脱泡排气筒段的侧壁开设有负压真空排气口；所述负压真空排气口的侧壁固定有报警传感器；所述的变螺距变杆径分段式螺杆包括分别置于入料筒段、出料筒段和若干输送筒段内的入料螺杆段、出料螺杆段和若干输送螺杆段；所述的入料螺杆段包括进料段和压缩段一；进料段的螺纹内径和螺距均不变；压缩段一的螺纹内径沿远离进料段的方向逐渐变大，螺距沿远离进料段的方向逐渐变小；所述的输送螺杆段包括摊薄螺杆段和脱泡排气螺杆段；摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺纹内径和螺距均不变，且摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺纹内径均等于压缩段一的螺纹内径最大值，摊薄螺杆段和出料螺杆段的螺距均等于压缩段一的螺距最小值；所述的脱泡排气螺杆段包括减压脱泡段和压缩段二；各脱泡排气螺杆段的减压脱泡段位于对应一个脱泡排气筒段的负压真空排气口位置处；减压脱泡段的螺纹内径先减小后不变，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐增大；压缩段二的螺纹内径沿远离减压脱泡段的方向逐渐变大，螺距沿远离减压脱泡段的方向逐渐变小；减压脱泡段和压缩段二的螺纹内径最大值均等于压缩段一的螺纹内径最大值，减压脱泡段和压缩段二的螺距最小值均等于压缩段一的螺距最小值；变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段固定连接。
2.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述料斗的顶部呈圆筒形，底部呈逐渐收窄的锥筒形。
3.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述机筒的相邻筒段通过各自一体成型的法兰盘固定连接。
4.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述负压真空排气口的内端倒有圆角。
5.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述的报警传感器采用气压传感器。
6.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述变螺距变杆径分段式螺杆的螺纹外径处处相等，且小于机筒内径。
7.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述出料筒段的头部与出料螺杆段的头部呈相匹配的锥形。
8.根据权利要求1所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：所述变螺距变杆径分段式螺杆的各相邻螺杆段通过螺纹结构连接；各螺杆段的螺旋方向相同，各螺纹结构的螺旋方向相同，且螺纹结构的螺旋方向与螺杆段的螺旋方向相反。
9.根据权利要求8所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置，其特征在于：各相邻螺杆段的螺纹结构如下：入料螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与摊薄螺杆段尾部一体成型的螺柱连接，摊薄螺杆段头部一体成型的螺柱与脱泡排气螺杆段的尾部中心位置处螺纹孔连接；输送螺杆段数量为一个时，脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与出料螺杆段尾部一体成型的螺柱连接；输送螺杆段数量为多个时，级数靠前输送螺杆段中脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与下一级输送螺杆段的摊薄螺杆段尾部一体成型的螺柱连接，最后一级输送螺杆段中脱泡排气螺杆段的头部中心位置处螺纹孔与出料螺杆段尾部一体成型的螺柱连接。
10.根据权利要求1至9中任一项所述一种具有分段式螺杆与陶瓷衬套的脱泡装置的脱泡方法，其特征在于：该方法具体如下：
给脱泡排气螺杆段的负压真空排气口通负压；物料由料斗通过入料口进入到机筒内的变螺距变杆径分段式螺杆上；变螺距变杆径分段式螺杆由外力驱动转动，物料在入料螺杆段上由进料段传递到压缩段一，并在压缩段一的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；进入到摊薄螺杆段后，因摊薄螺杆段的螺槽深度浅、螺距小，物料被进一步压缩摊薄；再向前进入到脱泡排气螺杆段，减压脱泡段的螺槽深度急剧变深，螺距变大，并由于负压作用，被摊薄物料的气泡破裂从负压真空排气口排出；物料继续在脱泡排气螺杆段中压缩段二的螺槽深度变浅、螺距变小作用下受到挤压；当输送螺杆段数量为多个时，物料经过多级脱泡排气；最后，脱泡排气后的物料由出料螺杆段输送至出料螺杆段的出料口输出。
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