CN201151183Y - 螺旋芯棒式螺杆混炼头 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种螺旋芯棒式螺杆混炼头，其基体形状为圆台形或圆锥形，在圆台或圆锥形基体的侧表面设置有螺旋槽；或其基体形状为圆柱形，在圆柱形基体的侧表面设置有螺旋槽，所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅。本混炼头主要应用于注塑机或挤出机的螺杆上，具有混炼效果好，不积料，剪切低，温升小，自清洁能力强，适用范围广的特点，可适用于加工稳定的塑料如：PP、PE、ABS等，也适合于易分解和变色的塑料，如PET、PVC、PC、PA等。

Description

螺旋芯棒式螺杆混炼头
技术领域
本实用新型涉及塑料加工机械中螺杆的混炼元件，特别涉及一种螺旋芯棒式螺杆混炼头。
背景技术
螺杆是注塑机的核心部件之一，具有输送、熔融、计量和注射的功能。注塑机螺杆一般采取三段式：加料段、压缩段和计量段；也有两段式的：加料段和压缩段(无计量段)。随着人们对产品质量要求的提高，对螺杆的熔融塑化能力要求也在提高，于是要求螺杆具有较好的混炼功能，使熔体的温度均匀，产品的颜色分布均匀，所以通常会在螺杆的计量段上设计一段混炼段来实现这一功能。
目前，注塑机螺杆的混炼元件主要有两种：1、销钉型混炼头(见图1)，其结构特征是混炼头上分布着一些按照一定规律排列的销钉，通过销钉分散混合熔体，从而达到混炼的效果。2、屏障型混炼头(见图2)，其结构特征是混炼头上均匀分布着一定数量的槽——进料槽和出料槽，每对进料槽和出料槽之间有一屏障棱。进料槽的熔体穿过屏障棱，进入到出料槽，通常屏障棱与料筒的间隙很小，所以每次只有很少的一部分料穿过屏障棱间隙进入到出料槽，小的间隙一方面可以阻止未塑化好的颗粒通过，另一方面可以进一步剪切混炼熔体，同时通过间隙的几股物料通过出料槽后又进行混合。这两种混炼头虽然结构简单，加工容易，成本低，混炼效果好，得到了国内众多塑料机械厂家的青睐，但是这两种混炼头都有缺点，使得它们对物料的适应性不好：销钉型混炼头的缺点是容易积料，自清洁能力差，在那些经常需要换色的情况下，需要浪费很多的物料，而对于PET、PVC等容易变色的材料，由于长时间的积料，导致注塑出的制品容易变色发黄，发黑；屏障型混炼头虽然自清洁性能好，缺点是熔体通过屏障间隙，会产生高剪切，不适合热敏性材料PET、PVC等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种混炼效果好，不积料，剪切低，温升小，自清洁能力强，适用范围广的螺旋芯棒式螺杆混炼头；本螺杆混炼头可应用于注塑机或挤出机的螺杆上。
本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：其基体形状为圆台形或圆锥形，在圆台或圆锥形基体的侧表面设置有螺旋槽。
所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅；所述螺旋槽的深度沿圆台或圆锥形基体轴向的变化曲线可为多种形式，例如直线型、曲线型、直线和曲线混合型等。
一种螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：其基体形状为圆柱形，在圆柱形基体的侧表面设置有螺旋槽，所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅；所述螺旋槽的深度沿圆柱形基体轴向的变化曲线可为多种形式，例如直线型、曲线型、直线和曲线混合型等。
所述螺旋槽的截面形状为圆弧形、矩形、三角形、梯形或不规则形状。
所述螺旋槽个数为3个或3个以上；所述螺旋槽个数越多，混炼效果越好。
所述螺旋槽均匀分布于圆台或圆锥形基体的侧表面；优选轴对称分布于圆台或圆锥形基体的侧表面。
所述螺旋槽与安装此混炼头的螺杆的螺棱的螺旋方向相同，使熔体可以沿着螺旋槽向前输送。
所述圆台或圆锥形基体大端的外径(亦即相邻螺旋槽之间的螺棱外径)优选与所连接的螺杆外径相同，也可小于所连接的螺杆外径；所述圆台形基体小端的外径优选与所连接螺杆的计量段螺旋槽根径相同，也可大于或小于螺杆计量段螺旋槽根径。
所述圆台或圆锥形基体的长度一般为2D(D为所连接螺杆的直径)的长度或稍短于2D的长度。所述圆台或圆锥形基体的长度越长，混炼头的混炼效果越好。
所述圆台或圆锥形基体大端的端面和侧表面之间设有倒角；所述倒角大小一般为R1～2。
所述混炼头的表面在调质后进行氮化处理或者镀铬处理。
本实用新型的作用原理是：从螺杆计量段出来的物料熔体进入本混炼头时被分成了多股(即沿各螺旋槽同时进入)，多股物料熔体沿着各个螺旋槽流动。由于螺旋槽的深度是逐渐变浅的，所以每一螺旋槽的物料会通过螺棱溢出到相邻的另一螺旋槽中，这样沿周向循环溢流。随着螺旋槽深度越来越浅，螺棱与料筒的间隙也越来越大，这样可以使更多的物料溢出混合。同时由于大螺棱与料筒的间隙，会使一部分料流回流(由于前端压力高，使熔体倒流)。所以本螺杆混炼头中的物料熔体将形成混沌流动，从而达到理想的混炼效果，使物料熔体的温度均匀，颜色分布均匀。由于本实用新型混炼头的螺棱与料筒的间隙相对比较大，所以剪切低，温升也小。另外，本实用新型混炼头对物料熔体的自清洁能力强，不会造成积料。所以不但可以适合一些稳定的塑料如：PP、PE、ABS等，也适合易分解和变色的塑料，如PET、PVC、PC、PA等。
本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)混炼效果好；本混炼头在混炼过程中同时产生溢流混合以及回流混合，所以其混炼效果好，物料熔体的温度更为均匀，其颜色分布亦较均匀。
(2)剪切低、温升小；对于基体为圆台或圆锥形的混炼头，混炼头的螺棱与料筒的间隙逐渐增大，其总体平均间隙相对于现有的屏障型混炼头较大，这样对物料的剪切效应较低，可使物料的温升较小，防止热敏性物料的分解。
(3)自清能力强；本混炼头主要通过螺旋槽传输并混炼物料，所以本混炼头具有较强的自清洁能力，不会造成积料，这相对于现有的销钉型混炼头，自清洁效果有明显提高。
(4)适用性好；本混炼头对物料的剪切低，温升小，因而可较好地适用于各种不同的物料，特别是对于常规混炼头不能较好应用的易分解变色塑料，如PET、PVC、PC、PA等，本混炼头可以较好地应用，对物料的影响较小，混炼效果理想。
附图说明
图1是现有的销钉型混炼头的结构示意图。
图2是现有的的屏障型混炼头的结构示意图。
图3是本实用新型的螺旋芯棒式螺杆混炼头的结构示意图。
图4是图3所示螺旋芯棒式螺杆混炼头的正视图。
图5是图4所示螺旋芯棒式螺杆混炼头的B-B剖视图。
图6是图4所示螺旋芯棒式螺杆混炼头的局部剖视图。
图7是图3所示螺旋芯棒式螺杆混炼头的应用示意图。
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的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
图3～图7示出了本实用新型的具体实施方式。由图3和图4可见，本螺旋芯棒式螺杆混炼头的基体形状为圆台形，在圆台或圆锥形基体的侧表面设置有八个螺旋槽1，所述螺旋槽1轴对称设置于圆台或圆锥形基体的侧表面(见图5)，螺旋槽1的截面形状为圆弧形，如图6所示，螺旋槽的深度由深逐渐变浅，所述螺旋槽的深度沿圆台或圆锥形基体轴向的变化曲线可为多种形式，例如直线型、曲线型、直线和曲线混合型等；所述圆台或圆锥形基体的长度为2D长度(D为所连接螺杆的直径)。所述圆台或圆锥形基体大端的端面和侧表面之间设有倒角2(见图4)；所述螺旋槽与安装此混炼头的螺杆的螺旋槽的螺旋方向相同，如图7所示，所述圆台或圆锥形基体大端的外径(亦即相邻螺旋槽之间的螺棱外径)与所连接的螺杆外径相同，也可小于所连接的螺杆外径；所述圆台或圆锥形基体小端的外径与所连接螺杆的计量段螺旋槽根径相同，也可大于或小于螺杆计量段螺旋槽根径。混炼头的表面在调质后进行氮化处理或者镀铬处理。
本螺旋芯棒式螺杆混炼头的作用过程是：从螺杆计量段出来的物料熔体进入本混炼头时被分成了八股(即沿八个螺旋槽1同时进入)，八股物料熔体沿着八个螺旋槽流动。由于螺旋槽1的深度是逐渐变浅的，所以每一螺旋槽1的物料会通过螺棱3溢出到相邻的另一螺旋槽1中，这样沿周向循环溢流。随着螺旋槽1的深度越来越浅，螺棱3与料筒的间隙也越来越大，这样可以使更多的物料溢出混合。同时由于大螺棱与料筒的间隙，会使一部分料流回流。所以本螺杆混炼头中的物料熔体将形成混沌流动，从而达到理想的混炼效果，使物料熔体的温度均匀，颜色分布均匀。
将本实用新型螺旋芯棒式螺杆混炼头在本申请人制造的震德CJ120M5型螺杆上进行塑化注射实验，采用PP加色粉、ABS加色粉，分别注塑制品。
实验结果表明，此混炼头有良好的混炼效果。
实施例2
本实施例除下述特征外同实施例1：混炼头的基体形状为圆锥形。
实施例3
本螺旋芯棒式螺杆混炼头的基体形状为圆柱形，在圆柱形基体的侧表面设置有螺旋槽，所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅；所述螺旋槽的深度沿圆柱形基体轴向的变化曲线可为多种形式，例如直线型、曲线型、直线和曲线混合型等。所述螺旋槽个数为3个或3个以上；螺旋槽轴对称设置于圆柱形基体的侧表面。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：其基体形状为圆台形或圆锥形，在圆台或圆锥形基体的侧表面设置有螺旋槽。
2、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅。
3、根据权利要求2所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽的深度沿基体轴向的变化曲线为直线型、曲线型、直线和曲线混合型。
4、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽的截面形状为圆弧形、矩形、三角形、梯形或不规则形状。
5、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽个数为3个或3个以上。
6、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽均匀分布于圆台或圆锥形基体的侧表面。
7、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述螺旋槽与安装此混炼头的螺杆的螺棱的螺旋方向相同。
8、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述圆台或圆锥形基体大端的外径与所连接的螺杆外径相同或小于所连接的螺杆外径；所述圆台或圆锥形基体小端的外径与所连接螺杆的计量段螺旋槽根径相同或大于或小于螺杆计量段螺旋槽根径。
9、根据权利要求1所述的螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：所述圆台或圆锥形基体的长度为2D的长度，D为所连接螺杆的直径。
10、一种螺旋芯棒式螺杆混炼头，其特征在于：其基体形状为圆柱形，在圆柱形基体的侧表面设置有螺旋槽，所述螺旋槽的深度由深逐渐变浅。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2450924C1 (ru) * 2010-10-26 2012-05-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" (ГОУ ВПО "ВГТА") Экструдер с дорном
CN106498195A (zh) * 2016-12-10 2017-03-15 广东伊之密精密机械股份有限公司 一种半固态合金制浆用静态屏障混炼装置
CN112292249A (zh) * 2018-06-25 2021-01-29 株式会社神户制钢所 螺杆式挤出机

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