CN201109175Y - 一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机 - Google Patents

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蒋迪清
李及珠
丁建华
谢开冀
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Abstract

本实用新型提供一种用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机，包括机筒、双螺杆、强制加料装置、排汽装置、机头，双螺杆安装在机筒内，机头设在机筒挤出端，强制加料装置垂直设在机筒进料端，排汽装置设在机筒上，强制加料装置包括料斗及其底部的横向、垂直加料螺旋装置，料斗内还设有强制加料组件，包括加料电机、上桨叶、下桨叶、锥形螺旋，加料电机垂直安装在料斗顶部，加料电机轴连接有与料斗高度相应的中心轴，锥形螺旋设在中心轴下端，上、下桨叶分别设在中心轴中部的上、下横杆的外端，上、下横杆的长度分别与料斗直段、锥段的内径相应。本设备很好地解决了原料下料时架桥、堵塞问题和排除水汽问题，复合制品取向性高、强度高。

Description

一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机
技术领域
本实用新型涉及天然纤维复合材料技术领域及塑料挤出技术领域，具体是指一种用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机。
背景技术
我国是世界产麻大国，麻资源丰富，据统计苎麻产量占世界的98％，它是我国特有的草本植物，国际上称为“中国草”，还有黄麻、红麻和亚麻种植面积也很大。苎麻是纺织业的上等纤维原料，黄麻亚麻和红麻可供制作麻布、麻袋、绳索和地毯等用。然而，不管是哪种麻，通常人们主要利用麻的韧皮纤维部分，而鲜麻经剥制后留下的麻杆则被当作废弃物焚烧处理，这些废弃物约占整条麻的2/3以上，其主要成分是纤维素和半纤维素。焚烧处理不但污染环境，而且造成资源极大浪费。
天然纤维复合材料生产技术是近几年来迅猛发展的新技术，其原料主要采用木材纤维，由于我国森林资源有限，这一工艺的原料供应存在很大瓶颈。利用苎麻、黄麻、红麻和亚麻等茎杆生产木塑复合材料解决了木纤维原料短缺的问题，也为天然麻的综合利用找到了新的途径，不但为麻农解决了农业废弃物的出路，也解决了麻纺织业下脚料浪费和造成环境污染问题。
天然纤维复合材料制品通常是型材和板材，而这些材料是用螺杆挤出机成型的。用麻杆与塑料复合生产新型复合材料有许多优点，但在传统的螺杆挤出机上成型有许多技术难点需要解决，其中最突出的是下料问题：因为鲜麻剥制后还有些麻纤维未剥尽，加上麻杆本身也有纤维，麻杆在粉碎时，这些纤维很难碎成粉末，而是以长约数毫米的短纤维形式存在于其中，虽然这些短纤维在制品中能起到增强作用，对提高制品的强度很有好处，但是这些短纤维容易絮聚、架桥，造成下料困难，在喂料时，在料斗和垂直入口段处都会出现堵塞现象，而传统的强制加料只能解决某些粉状物料在垂直入口段的堵塞问题，而不能解决含有容易絮聚的短小纤维产生的架桥和堵塞问题；同时，纤维吸湿性强，水汽不易排除，传统的双螺杆挤出机只有1～2个排汽口，不利于水汽的排出；另外，若采用传统挤出扁平状型材的机头(机头的流入位置截面为双环形，过渡位置截面为圆形，经分流梭分流后的流出位置截面为扁环形)，由于原料中含有许多细小的麻纤维，当天然纤维复合材料流经上述机头中的过渡结构后进入成型模具时，会使纤维的取向变得杂乱无序，不利于得到高强度的挤出制品。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机，其能很好地解决原料下料时的架桥和堵塞问题，能最大限度地排除水汽，能制得高取向性、高强度的挤出复合制品。
本实用新型的目的通过下述方案实现：本用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机，包括机筒、双螺杆、强制加料装置、排汽装置、机头，双螺杆安装在机筒内，机头设置在机筒的挤出端，强制加料装置垂直设置在机筒的进料端，排汽装置设置在机筒上，强制加料装置包括料斗及料斗底部依次设置的横向、垂直加料螺旋装置，其特征在于，所述料斗内还设置有强制加料组件，包括加料电机、上桨叶、下桨叶、锥形螺旋，所述加料电机垂直安装在料斗的顶部，加料电机轴连接有与料斗高度相应的中心轴，所述锥形螺旋设置在中心轴下端，所述上、下桨叶分别设置在中心轴中部的上、下横杆的外端，上、下横杆的长度分别与料斗直段、锥段的内径相应。
为更好地实现本实用新型，所述上、下横杆所在的垂直面相应与上、下桨叶所在平面的夹角分别为45°～60°，且所述上、下桨叶外侧面与料斗内圆周面的间隙为3～5mm。
为更好地排出水汽，所述机筒上设有3～5个排汽装置；
为了得到高取向性、高强度的挤出复合制品，对机头的过渡结构进行改进：即机头为高取向机头，将机头的过渡位置截面由圆形截面改为双U形截面，其长径、短径分别与机头的流入位置双环形截面的长径、短径相等，则物料挤出时通道的面积减少，形成稳定的层流状态，可使纤维得到更好的取向性，呈有序排列，使产品获得更高的强度。
本实用新型的工作原理是：(1)工作时，加料电机带动中心轴转动，从而带动上、下桨叶把物料刮向中心，而中心轴下端的锥形螺旋则把物料推向横向加料螺旋装置的入料口，横向加料螺旋装置的螺旋杆把物料推向垂直加料螺旋装置的入料口，垂直加料螺旋装置的螺旋杆又把物料强制压进双螺杆挤出机的机筒的入料口；(2)双螺杆在机筒内挤压物料，物料温度升高，产生的水汽通过机筒上的多个排汽装置排出；(3)物料流经高取向机头的过渡结构，使物料中的细小纤维在制品中分布均匀，取向有序。从而较好地实现使用本双螺杆挤出机制备麻杆与塑料复合新材料。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)很好地解决了原料下料时的架桥和堵塞问题，能把内含大量细小纤维的物料连续、均匀、稳定地喂入螺杆挤出机；
(2)机筒上多个排汽口能最大限度地排除水汽，使制品表面平整、不起泡；
(3)采用高取向机头能得到高取向性、高强度的挤出复合制品。
附图说明
图1是本实用新型一种用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机的结构示意图；
图2是图1所示强制加料装置的结构示意图；
图3是传统挤出扁平状型材的机头的纵切面示图；
图4-1～4-3分别是图3所示机头的A-A截面、B-B截面、C-C截面的形状示意图；
图5是图3所示机头改进后B-B截面的开状示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机，由模头1、机头2、双螺杆3、机筒9、排汽装置4、机架5、强制加料装置6、减速箱7、主电机8组成，双螺杆安装在机筒9内，双螺杆3通过安装在机架5上的主电机8、减速箱7驱动，模头1、机头2依次设置在机筒9的挤出端，强制加料装置6垂直设置在机筒9的进料端，3～5个排汽装置4设置在机筒9上，可更好地排出水汽；
如图2所示，强制加料装置6包括料斗10及料斗10底部依次设置的横向、垂直加料螺旋装置11、12，料斗10内还设置有强制加料组件，包括加料电机13、上桨叶14、下桨叶15、锥形螺旋16，加料电机13垂直安装在料斗10的顶部，加料电机13轴连接有与料斗10高度相应的中心轴17，锥形螺旋16设置在中心轴17下端，上、下桨叶14、15分别设置在中心轴17中部的上、下横杆18、19的外端，上、下横杆18、19的长度分别与料斗10直段、锥段的内径相应；上、下横杆18、19所在的垂直面相应与上、下桨叶14、15所在平面的夹角分别为45°～60°，且上、下桨叶14、15外侧面与料斗10内圆周面的间隙为3～5mm。
如图3及图4-1～4-3所示，传统挤出扁平状型材的机头2包括过渡段、平行段，过渡段的流入位置A-A截面为双环形，过渡位置B-B截面为圆形，经分流梭20分流后的流出位置C-C截面为扁环形；如图5所示，将机头2改进为高取向机头，把机头2的过渡位置B-B截面由圆形截面改为双U形截面，该过渡位置双U形截面的长径、短径分别与机头2的流入位置A-A双环形截面的长径、短径相等。则物料挤出时通道的面积减少，形成稳定的层流状态，可使纤维得到更好的取向性，呈有序排列，使产品获得更高的强度。
本用于制备麻杆与塑料复合材料的双螺杆挤出机是这样工作的：(1)工作时，加料电机13带动中心轴17转动，从而带动上、下桨叶14、15把物料刮向中心，而中心轴17下端的锥形螺旋16则把物料推向横向加料螺旋装置11的入料口，横向加料螺旋装置11的螺旋杆11-1把物料推向垂直加料螺旋装置12的入料口，垂直加料螺旋装置12的螺旋杆12-1又把物料强制压进双螺杆挤出机的机筒9的入料口；(2)双螺杆3在机筒9内挤压物料，物料温度升高，产生的水汽通过机筒9上的3～5个排汽装置4排出；(3)物料流经高取向机头2的过渡结构，使物料中的细小纤维在制品中分布均匀，取向有序。从而较好地实现使用本双螺杆挤出机制备麻杆与塑料复合新材料。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。

Claims (4)

1. 一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机，包括机筒、双螺杆、强制加料装置、排汽装置、机头，双螺杆安装在机筒内，机头设置在机筒的挤出端，强制加料装置垂直设置在机筒的进料端，排汽装置设置在机筒上，强制加料装置包括料斗及料斗底部依次设置的横向、垂直加料螺旋装置，其特征在于：所述料斗内还设置有强制加料组件，包括加料电机、上桨叶、下桨叶、锥形螺旋，所述加料电机垂直安装在料斗的顶部，加料电机轴连接有与料斗高度相应的中心轴，所述锥形螺旋设置在中心轴下端，所述上、下桨叶分别设置在中心轴中部的上、下横杆的外端，上、下横杆的长度分别与料斗直段、锥段的内径相应。
2. 根据权利要求1所述一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机，其特征在于：所述上、下横杆所在的垂直面相应与上、下桨叶所在平面的夹角分别为45°～60°，且上、下桨叶外侧面与料斗内圆周面的间隙为3～5mm。
3. 根据权利要求1所述一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机，其特征在于：所述机筒上设有3～5个排汽装置。
4. 根据权利要求1所述一种用于制备麻杆与塑料复合新材料的双螺杆挤出机，其特征在于：所述机头为高取向机头，即机头的过渡位置为双U形截面，所述过渡位置双U形截面的长径、短径分别与机头的流入位置双环形截面的长径、短径相等。
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