CN116968294A - 一种行星螺杆式挤出机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及挤出机技术领域，公开一种行星螺杆式挤出机，包括机筒组件以及螺杆机构，机筒组件的两端设置有进料口和出料口，螺杆机构水平设置于机筒组件内且将机筒组件依次分为进料段、行星段以及挤出段，在行星段的机筒组件上设置有排气口，排气口上连接有排气管，在进料段的机筒组件上设置有可持续向排气管内提供抽吸力的抽气机构，抽气机构包括于进料段的机筒组件外固定套设且与排气管连通的抽气环、密封移动于抽气环内的活塞体以及设置于抽气环外且可与活塞体吸附并驱使活塞体在抽气环内循环移动的磁驱动机构，在抽气环上设置有排气槽，在排气槽和排气管之间弹性伸缩设置有可横向打开或封闭抽气环的阻隔部件，该挤出机能够显著降低挤出产品中气泡的产生，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及挤出机技术领域，尤其涉及一种行星螺杆式挤出机。
背景技术
行星螺杆式挤出机通常由转动系统、挤压系统、加料系统和温控系统组成。行星螺杆式挤出机的挤压系统由加料段和行星段组成，加料段为普通的单螺杆，该段的压力较低，螺槽中仅部分充满物料，行星段为行星式挤出机最重要的部分，其主要起到使物料熔融塑化混炼的作用，该段由一根中心螺杆、若干行星螺杆以及壁内开齿的机筒组件构成，在运行过程中，旋转的中心螺杆驱动行星螺杆自转，同时行星螺杆向行星一样围绕中心螺杆公转。加料段部分的机筒组件设有水冷系统，行星段的机筒组件设有油加热循环系统，同时在与行星段机筒组件连接处设置有隔热层，防止两段机筒组件的温度相互影响。
原料进入加料段后，被加料段推送至行星段，加料段持续强力推动下，物料向螺杆前方机头挤出处移动，从中心螺杆和机筒组件间的内螺纹齿间和与其啮合的行星小直径螺杆齿间通过，由于行星螺杆中各螺杆不断转动，使原料在相互啮合转动的螺纹齿间隙受到强烈的挤压、延伸和剪切等多种力作用，使原料在行星段不断被翻动、混合，最后呈熔融状态，被均匀塑化，逐渐被推向螺杆前端，从机头挤出。
物料在混合过程中，需要进行排气，公告号为CN101823327B中国专利公开七螺杆行星组合塑化排气挤出装置及其方法，包括螺杆机构、机筒组件、进料口、排气口、出料口和动力机构，螺杆机构设于机筒组件内并水平放置，将机筒组件分为固体输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段，排气口设置于排气端的机筒组件上方，进料口和排气口均与机筒组件连通，出料口设置于机筒组件的尾端。
现有的行星螺杆式挤出机的排气是通过熔融物料中的气体的自动逸出进行排气，这种自动逸出的方式导致熔融的物料中那些细小的气泡无法及时逸出，这些细小的气泡就会导致成型后的塑料存在泡沫状的孔洞，成本质量差。
发明内容
本发明针对现有技术行星螺杆式挤出机的排气效果差的缺点，提供了一种能够提升排气性能的行星螺杆式挤出机。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种行星螺杆式挤出机，包括机筒组件以及转动于机筒组件内的螺杆机构，机筒组件的两端设置有进料口和出料口，螺杆机构水平设置且将机筒组件自进料口向出料口依次分为进料段、行星段以及挤出段，在行星段的机筒组件上设置有排气口，排气口上连接有向进料段延伸的排气管，在进料段的机筒组件上设置有可持续向排气管内提供抽吸力的抽气机构，抽气机构包括于进料段的机筒组件外固定套设且与排气管连通的抽气环、密封移动于抽气环内的活塞体以及设置于抽气环外可与活塞体吸附并驱使活塞体在抽气环内循环移动的磁驱动机构，在抽气环上设置有排气槽，在排气槽和排气管之间弹性伸缩设置有可横向打开或封闭抽气环的阻隔部件，当活塞体移动至阻隔部件处时，活塞体抵压阻隔部件并驱使其收缩直至活塞体通过阻隔部件；当活塞体通过阻隔部件后，阻隔部件自动伸出并阻隔排气槽补入空气至活塞体与阻隔部件之间。
采用上述方案，行星段能够加热、熔融并混匀物料，物料熔融和混匀过程中内部会混入空气，未完全排气会导致挤出的物料成型后带有气孔，增设抽气机构，利用磁驱动机构驱使活塞体在抽气环内循环运动，当活塞体通过阻隔部件后，活塞体与阻隔部件之间的间距逐渐增大进而导致负压逐渐增大，当活塞体经过排气管后，负压就能抽取排气管内的空气，活塞体与排气槽之间的空气经排气槽排出，活塞体与阻隔部件之间的空气由排气管提供，而排气管内的空气是抽取机筒组件内的空气，机筒组件内空气的抽取能够加速熔融物料中气体的快速排出，能够显著降低挤出产品中气泡的产生，采用磁驱动机构，所需动力小，节能环保。
作为优选，活塞体包括由磁体或可被磁体吸附的金属制成的芯体以及包裹在芯体外且与抽气环内壁密封配合的第一弹性层，所述磁驱动机构包括由磁体制成且与抽气环外壁贴合或间隙配合的吸附体以及驱使吸附体绕抽气环外周周向移动的驱动部件。
采用上述方案，芯体与吸附体相互吸引，吸附体运动过程中，能够带动芯体在抽气环内的移动，第一弹性层起到密封作用，使移动的芯体能够阻隔其两侧的腔室，进而实现芯体两侧腔室压力的变化。
作为优选，吸附体包括分别与抽气环的外环壁和内环壁贴合或间隙配合的吸附块以及同时与两吸附块一端连接的连接块，所述连接块与所述驱动部件固定连接。
采用上述方案，吸附块设置上下两块，增加与芯体的吸附面积和吸附牢固性，吸附块通过连接块进行连接，连接块与驱动部件固定后，驱动部件就能同时驱使两吸附块进行运动。
作为优选，在吸附体和抽气环之间设置有驱使吸附体导向移动的导向机构，所述导向机构包括于抽气环靠近连接块的一侧凸设的与抽气环同心的环状轨道、于吸附块相对的一侧凸设的分别与环状轨道的外环壁以及内环壁贴合的滚动体。
采用上述方案，导向机构起到导向的同时还能够利用滚动体与环状轨道的滚动配合，提高吸附体在抽气环外壁移动的流畅性。
作为优选，所述滚动体为滚轮，环状轨道的外环壁和内环壁的横截面设置成可供滚轮局部嵌入的凹弧状。
采用上述方案，滚动体设置成滚轮，环状轨道的截面设置成凹弧状，滚轮在凹弧状的环状轨道上运动，能够限位滚轮脱出环状轨道，降低吸附体脱离抽气环的概率。
作为优选，所述驱动机部件包括转动设置于进料段机筒组件上的从动齿轮以及与从动齿轮啮合的驱动齿轮，驱动齿轮固定于一驱动电机的电机轴上，所述连接块与驱动齿轮靠近其的一侧固定连接。
采用上述方案，利用驱动电机驱使驱动齿轮转动，带动与驱动齿轮啮合的从动齿轮，由于从动齿轮与连接块固定，进而能够带动吸附体在抽气环上绕抽气环周向运动。
作为优选，阻隔部件包括固定于抽气环外壁且开口与抽气环内壁连通的安装盒、伸缩设置在安装盒内在伸出时可横向阻隔抽气环且在收缩时可供活塞体通过的阻隔体以及两端分别与阻隔体以及安装盒底部弹性抵接的弹性件，阻隔件靠近排气槽的一侧设置成受抵压后向安装盒内收缩的抵压斜面。
采用上述方案，阻隔部件的阻隔体类似锁舌，其上的抵压斜面受抵压后驱使阻隔体回缩，阻隔体完全缩入安装盒内后，抽气环可流畅通过阻隔体所在位置；当活塞体通过后，阻隔件在弹性件的复位作用下，自动伸出直至与远离安装盒的一侧内壁弹性抵接，实现对阻隔件两侧的腔室的完全阻隔，无需另设驱动机构，结构巧妙。
作为优选，螺杆机构包括位于行星段的中心螺杆，位于行星段的机筒组件内壁带有内齿，在中心螺杆与机筒组件之间绕中心螺杆周向分布有同时与内齿以及中心螺杆啮合的行星螺杆，在螺杆机构上设置有增加局部空间以增加物料活动强度的匀料机构。
采用上述方案，匀料机构设置后，物料行进至该部位时，由于局部空间的骤然扩增，会导致物料运动幅度增加，增加混料的均匀性。
作为优选，匀料机构包括于中心螺杆和/或行星螺杆上设置的缩径段以及于缩径段上凸设的搅拌凸起，排气口位于缩径段的正上方。
采用上述方案，中心螺杆和/或行星螺杆局部缩径后，缩径段处的空间会骤然增加，物料之间压力减小，物料活动空间增加，随着搅拌凸起的搅拌，进行物料的均匀混合，混合过程中，排出的气体能够通过排气口排出。
作为优选，匀料机构沿中心螺杆的轴向和/或周向间隔设置有至少一组。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
1、行星段能够加热、熔融并混匀物料，物料熔融和混匀过程中内部会混入空气，未完全排气会导致挤出的物料成型后带有气孔，增设抽气机构，利用电机带动齿轮组进而驱动吸附体绕抽气环周向运动的方式，实现对与吸附体相互吸附的抽气环在内循环运动，当活塞体通过阻隔部件后，活塞体与阻隔部件之间的间距逐渐增大进而导致负压逐渐增大，当活塞体经过排气管后，负压就能抽取排气管内的空气，活塞体与排气槽之间的空气则经排气槽排出，活塞体与阻隔部件之间的空气由排气管提供，而排气管内的空气是抽取机筒组件内的空气，机筒组件内空气的抽取能够加速熔融物料中气体的快速排出，活塞体经过排气槽后，抽气管恢复常压，当活塞体通过阻隔部件后，开始第二次抽气运动，周而复始，上述结构所需动力小，节能环保，且能够显著降低挤出产品中气泡的产生。
2、阻隔部件的阻隔体类似锁舌，其上的抵压斜面受抵压后驱使阻隔体回缩，阻隔体完全缩入安装盒内后，抽气环完全畅通，故，活塞体可流畅通过；当活塞体通过后，阻隔件在弹性件的复位作用下，自动伸出直至与远离安装盒的一侧内壁弹性抵接，实现对阻隔件两侧的腔室的完全阻隔，无需另设驱动机构，结构巧妙。
附图说明
图1是本实施例的一种行星螺杆式挤出机的轴测图；
图2是本实施例的抽气机构的主视图；
图3是本实施例的抽气机构的轴测图；
图4是本实施例的抽气机构的右视图；
图5是图4的A-A的剖视图；
图6是图5的A的放大图；
图7是图5的B-B的剖视图；
图8是图7的C-C的剖视图；
图9是本实施例的一种行星螺杆式挤出机去除机筒组件后的轴测图；
图10是图9的B的放大图；
图11是本实施例的一种行星螺杆式挤出机去除机筒组件后的俯视图；
图12是图11的D-D的剖视图。
以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1、机筒组件；101、进料机筒；行星机筒；103、挤出机筒；2、排气管；3、中心螺杆；4、行星螺杆；41、缩径段；42、加强筋；43、搅拌凸起；5、抽气环；6、从动齿轮；7、驱动电机；8、驱动齿轮；9、装配环；10、固定板；11、吸附块；12、环状轨道；13、滚轮；14、安装盒；15、连接块；16、插块；17、转动轴承；18、芯体；19、第一弹性层；20、阻隔体；2001、抵压斜面；21、弹性件；22、进料口；23、排气槽；24、机座。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一种行星螺杆式挤出机，参照图1、图9和图11所示，包括机座24以及水平架设在机座24上的机筒组件1，在机筒组件1内转动设置有螺杆机构，在机筒组件1上设置有进料口22和出料口，螺杆机构将机筒组件1自进料口22向出料口依次分为进料段、行星段以及挤出段，机筒组件包括分别对应进料段、行星段和挤出段的进料机筒101、行星机筒102和挤出机筒103，进料口22和出料口分别位于进料机筒101和挤出机筒103上，螺杆机构包括位于行星机筒102中心的中心螺杆3，行星机筒102的内壁带有内齿，在中心螺杆3与行星机筒102之间绕中心螺杆3周向分布有同时与内齿以及中心螺杆3啮合的行星螺杆4，进料机筒101远离行星机筒102的一端设置有驱使螺杆机构转动的驱动机构，驱动机构为一与螺杆机构连接的电机，以上为现有技术。
本发明的改进点为，结合图10和图12所示，在螺杆机构上设置有增加局部空间以增加物料活动强度的匀料机构，匀料机构包括于中心螺杆3和行星螺杆4上设置的缩径段41以及于缩径段41上凸设的搅拌凸起43，在缩径段41上还轴向凸设有与常规段连接用于增加缩径段41强度的加强筋42，加强筋42对称设置有两组，搅拌凸起43位于两加强筋42之间且沿缩径段41的轴向间隔分布有若干个，在行星机筒102上设置有排气口，排气口位于缩径段41的正上方，匀料机构沿中心螺杆3的轴向和/或周向间隔设置有至少一组，本实施例沿中心螺杆3的轴向且错开设置有两组，螺杆机构运行时，缩径段41处的空间会骤然增加，物料挤压至该处后压力减小，物料活动空间增加，随着搅拌凸起43的搅拌，进行物料的均匀混合，混合过程中，排出的气体能够通过排气口排出。
结合图1-图3所示，在排气口上连接有向进料段延伸的排气管2，在进料机筒101上设置有可持续向排气管2内提供抽吸力的抽气机构，抽气机构包括于进料机筒101外固定套设且与排气管2连通的抽气环5、密封移动于抽气环5内的活塞体以及设置于抽气环5外可与活塞体吸附并驱使活塞体在抽气环5内循环移动的磁驱动机构，抽气环5通过一固定结构固定在进料机筒101外壁上，固定结构包括固定焊接在进料机筒101外壁上的装配环9，在装配环9和抽气环5之间绕进料机筒101的周向间隔设置有连接块15，连接块15的两端通过螺钉分别与装配环9以及抽气环5固定连接。
结合图4-图7所示，抽气管由不导磁的铝合金制成，活塞体包括由铁制成的芯体18以及包裹在芯体18外且与抽气环5内壁密封配合的第一弹性层19，第一弹性层19选用橡胶材质，磁驱动机构包括由钐钴制成且与抽气环5外壁贴合的吸附体以及驱使吸附体绕抽气环5外周周向移动的驱动部件，吸附体包括分别与抽气环5的外环壁和内环壁贴合的吸附块11以及同时与两吸附块11一端连接的连接块15，驱动机部件包括转动设置于进料机筒101上的从动齿轮6以及与从动齿轮6啮合的驱动齿轮8，驱动齿轮8固定于一驱动电机7的电机轴上，驱动电机7固定在机座上，驱动齿轮8为小齿轮，从动齿轮6为大齿轮，从动齿轮6与进料机筒101之间通过转动轴承17转动配合，驱动齿轮8侧壁上开设有一插槽，连接块15远离吸附块11的一侧凸设有可插入至插槽内的插块16，当插块16与排气槽插接后，从动齿轮6与活动块实现连接。
为了提高吸附块11移动的流畅性和移动轨迹的精确性，在吸附体和抽气环5之间设置有驱使吸附体导向移动的导向机构，具体参照图6所示，导向机构包括于抽气环5靠近连接块15的一侧凸设的与抽气环5同心的环状轨道12、于吸附块11相对的一侧凸设的分别与环状轨道12的外环壁以及内环壁贴合的滚动体，滚动体为滚轮13，环状轨道12的外环壁和内环壁的横截面设置成可供滚轮13局部嵌入的凹弧状，滚轮13在凹弧状的环状轨道12上运动，能够限位滚轮13脱出环状轨道12，进一步降低吸附体脱离抽气环5的概率。
结合图8-图9所示，在抽气环5上设置有排气槽23，在排气槽23和排气管2之间弹性伸缩设置有可横向打开或封闭抽气环的阻隔部件，阻隔部件包括固定于抽气环5外壁且开口与抽气环5内壁连通的安装盒14、伸缩设置在安装盒14内在伸出时可横向阻隔抽气环5且在收缩时可供活塞体通过的阻隔体20以及两端分别与阻隔体20以及安装盒14底部弹性抵接的弹性件21，弹性件21为弹簧，阻隔件外壁包裹有用于实现密封的第二弹性层，第二弹性层同为橡胶制成，阻隔件靠近排气槽23的一侧设置成受抵压后向安装盒14内收缩的抵压斜面2001，当活塞体移动至阻隔体20处时，活塞体抵压阻隔体20并驱使阻隔体20收缩直至活塞体通过阻隔部件；当活塞体通过阻隔体20后，阻隔体20自动伸出并阻隔排气槽23补入空气至活塞体与阻隔体20之间。
抽气机构循环抽气的原理：活塞体通过阻隔体20后，活塞体与阻隔体20之间的间距逐渐增大进而导致两者之间腔室的负压逐渐增大，当活塞体经过排气管2后，排气管2与两者之间的腔室连通，两者之间的负压就能抽取排气管2内的空气，活塞体与排气槽23之间的空气则经排气槽23排出，活塞体与阻隔体20之间的空气由排气管2提供，而排气管2内的空气是抽取行星机筒102内的空气获得的，行星机筒102内空气的抽取能够加速熔融物料中气体的快速排出，活塞体经过排气槽23后，排气管2恢复常压，当活塞体通过阻隔体20后，开始第二次抽气运动，周而复始，仅需一驱动电机7以及较小的动力就能循环抽取行星机筒102内的空气，加速行星段内物料中气泡的排除。
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 (10)
1.一种行星螺杆式挤出机，包括机筒组件(1)以及转动于机筒组件(1)内的螺杆机构，机筒组件(1)的两端设置有进料口(22)和出料口，螺杆机构水平设置且将机筒组件(1)自进料口(22)向出料口依次分为进料段、行星段以及挤出段，其特征在于：在行星段的机筒组件(1)上设置有排气口，排气口上连接有向进料段延伸的排气管(2)，在进料段的机筒组件(1)上设置有可持续向排气管(2)内提供抽吸力的抽气机构，抽气机构包括于进料段的机筒组件(1)外固定套设且与排气管(2)连通的抽气环(5)、密封移动于抽气环(5)内的活塞体以及设置于抽气环(5)外可与活塞体吸附并驱使活塞体在抽气环(5)内循环移动的磁驱动机构，在抽气环(5)上设置有排气槽(23)，在排气槽(23)和排气管(2)之间弹性伸缩设置有可横向打开或封闭抽气环(5)的阻隔部件，当活塞体移动至阻隔部件处时，活塞体抵压阻隔部件并驱使其收缩直至活塞体通过阻隔部件；当活塞体通过阻隔部件后，阻隔部件自动伸出并阻隔排气槽(23)补入空气至活塞体与阻隔部件之间。
2.根据权利要求1所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：活塞体包括由磁体或可被磁体吸附的金属制成的芯体(18)以及包裹在芯体(18)外且与抽气环(5)内壁密封配合的第一弹性层(19)，所述磁驱动机构包括由磁体制成且与抽气环(5)外壁贴合或间隙配合的吸附体以及驱使吸附体绕抽气环(5)外周周向移动的驱动部件。
3.根据权利要求2所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：吸附体包括分别与抽气环(5)的外环壁和内环壁贴合或间隙配合的吸附块(11)以及同时与两吸附块(11)一端连接的连接块(15)，所述连接块(15)与所述驱动部件固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：在吸附体和抽气环(5)之间设置有驱使吸附体导向移动的导向机构，所述导向机构包括于抽气环(5)靠近连接块(15)的一侧凸设的与抽气环(5)同心的环状轨道(12)、于吸附块(11)相对的一侧凸设的分别与环状轨道(12)的外环壁以及内环壁贴合的滚动体。
5.根据权利要求4所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：所述滚动体为滚轮(13)，环状轨道(12)的外环壁和内环壁的横截面设置成可供滚轮(13)局部嵌入的凹弧状。
6.根据权利要求3所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：所述驱动机部件包括转动设置于进料段机筒组件(1)上的从动齿轮(6)以及与从动齿轮(6)啮合的驱动齿轮(8)，驱动齿轮(8)固定于一驱动电机(7)的电机轴上，所述连接块(15)与驱动齿轮(8)靠近其的一侧固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：阻隔部件包括固定于抽气环(5)外壁且开口与抽气环(5)内壁连通的安装盒(14)、伸缩设置在安装盒(14)内在伸出时可横向阻隔抽气环(5)且在收缩时可供活塞体通过的阻隔体(20)以及两端分别与阻隔体(20)以及安装盒(14)底部弹性抵接的弹性件(21)，阻隔件靠近排气槽(23)的一侧设置成受抵压后向安装盒(14)内收缩的抵压斜面(2001)。
8.根据权利要求1所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：螺杆机构包括位于行星段的中心螺杆(3)，位于行星段的机筒组件(1)内壁带有内齿，在中心螺杆(3)与机筒组件(1)之间绕中心螺杆(3)周向分布有同时与内齿以及中心螺杆(3)啮合的行星螺杆(4)，在螺杆机构上设置有增加局部空间以增加物料活动强度的匀料机构。
9.根据权利要求8所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：匀料机构包括于中心螺杆(3)和/或行星螺杆(4)上设置的缩径段(41)以及于缩径段(41)上凸设的搅拌凸起(43)，排气口位于缩径段(41)的正上方。
10.根据权利要求9所述的一种行星螺杆式挤出机，其特征在于：匀料机构沿中心螺杆(3)的轴向和/或周向间隔设置有至少一组。
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