CN208601898U

CN208601898U - 复合锥形螺盘挤出装置

Info

Publication number: CN208601898U
Application number: CN201820375246.0U
Authority: CN
Inventors: 陶建华
Original assignee: SHANGHAI XINSHUO PRECISION MACHINERY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI XINSHUO PRECISION MACHINERY Co Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-03-15
Anticipated expiration: 2028-03-20

Abstract

本实用新型涉及高分子材料的成型和加工，尤其是涉及一种复合锥形螺盘挤出装置，具体地说：涉及一种微量挤出加工装置，如3D打印。本实用新型的目的是这样实现的，一种复合锥形螺盘挤出装置，包括螺杆、推力轴承、轴承、料斗、腔体、腔底、加热控制装置和出料口构成；所述螺杆的端面复合一个锥形螺盘，螺杆另一端部穿出腔体的顶部的孔与驱动机构连接；所述腔底的内侧设有与锥形螺盘配合的锥形凹面，其外侧设有加热控制装置；所述腔体位于螺杆的部位，设有料斗。本实用新型的优点是：通过对螺杆的优化设计，在微量挤出领域，即提供了一种体积小；且又是普通单螺杆所能完成的装置；还能采用多种微量物料，在线变比例混合加工或渐变色彩等方面上提供一种全新的加工方法。

Description

复合锥形螺盘挤出装置

技术领域

本实用新型涉及高分子材料的成型和加工，尤其是涉及一种复合锥形螺盘挤出装置，具体地说：涉及一种微量挤出加工装置，如3D打印。本实用新型可以用于高分子材料、与高分子相关的复合材料和各种其他材料。

背景技术

螺旋压榨技术，在公元前一世纪的希腊就有记载。1944年3月，当时的德国就有用于电线包覆的螺盘式挤出机的专利。上世纪末，出现了更多的螺盘式挤出机专利，如中国实用新型专利CN95227711.5公开的“端面混炼挤出机”，该专利是将平直螺杆与一端面螺盘串联，由螺杆旋转送料，再端面塑化；该专利的特征是：利用了两种不同的螺旋机构的优势，组合构成该专利技术。另外，中国实用新型专利CN102285087A公开了一种“锥形螺旋盘挤出机”，通过改进螺盘的形状，将螺盘的加工性能发挥到极至。再有，中国发明专利CN1519100A，公开了一种：“磨盘式高速挤出机”、中国实用新型专利CN203496144U，公开了一种“用于微量物料共混的新型磨盘挤出机”等等。从上述专利文献中可知，螺盘相比单螺杆挤出机构，在达到同样功效的前提下，结构更紧凑。

现有技术中，研究挤出技术的目的，是为了提高产量或生产效率。然而，到目前为止，在微量挤出技术上，还没有很好的方案。随着时代的进步和科技的发展，针对3D打印技术所要求的微量挤出技术中，由于某些高聚物热稳定性较差的原因，在螺杆设计中很难做到同时保证满足下列三方面的要求，即：1)进料顺畅、2)停留时间短、3)均匀熔融混合。

发明内容

本实用新型的目的是这样实现的，一种复合锥形螺盘挤出装置，包括螺杆、推力轴承、轴承、料斗、腔体、腔底、加热控制装置和出料口构成；所述螺杆外端面复合一锥形螺盘，螺杆另一端部穿出腔体的顶部的孔与驱动机构连接；所述腔底的内侧设有与锥形螺盘配合的锥形凹面，其外侧设有加热控制装置；所述腔体位于螺杆的部位，设有料斗。

所述锥形螺盘上设有螺槽，所述螺槽的深度，从外向内，由深向浅渐变。

所述锥形螺盘的螺棱与腔底的配合面，两者的间隙是渐变的，由轴心向外圆间隙逐渐增大。

所述螺棱上开有漏流缺口，漏流缺口中有销钉。

所述腔体内的顶端设有轴承和推力轴承，作为运动轴。

所述螺杆位于锥形螺盘的背面，设有隔热槽，用于增加螺杆1的温差。

所述锥形螺盘由N条螺棱构成，所述N≥2，且N≤18；两条所述螺棱之间为构成凹槽，所述凹槽的深度，从外向内由深向浅渐变。

所述锥形螺盘中的螺棱条数量N＝10。

本实用新型的优点是：1)由于采用了锥形螺盘复合在螺杆上的方法，减小了螺杆的尺寸，同时也使螺杆的熔融体积减少。2)由于螺杆的结构尺寸缩小，解决了加料难的问题；同时也改善了温差不足的问题。3)通过改进杆上的螺旋线的形状，使螺杆端面的锥形螺盘，在熔融挤出的狭小体积里，具有一定的塑化和混合效果。4)由于在进料段增加了多个加料口，可实现同时计量加料。

附图说明

图1：复合锥形螺盘挤出装置结构示意图

图2：螺杆与锥形螺盘复合体图

图3：本实用新型实施例之一为螺盘单螺旋线

图4：本实用新型实施例之二为螺盘多螺旋线

图5：复合锥形螺盘挤出装置与单螺杆组合

具体实施方式

实施例1：

本实用新型一种复合锥形螺盘挤出装置参见图1和图2所示。所述装置包括：螺杆1、推力轴承2、轴承3、料斗4、腔体(腔体)5、腔底6、加热控制装置7、出料口8构成。其中，所述螺杆1一外端面复合一锥形螺盘11；所述螺杆1的另一端设有驱动段，所述驱动段从所述腔体5顶部的孔穿出，并与驱动机构连接；所述螺杆1的中段设有推料槽。

所述腔底6的内侧设有与锥形螺盘11配合的锥形凹面，其外侧设有加热控制装置7，中间设有轴向的出料口；所述腔体5的筒壁上，位于螺杆1的推料槽位置，设有料斗 4。

所述螺杆1与腔体5作相对旋转运动。

本实用新型的实施1是一种单螺线结构，即：所述锥形螺盘11上仅设有一条螺槽13，所述螺槽13的深度，从外向内，由深向浅渐变。所述螺槽的盘旋构成螺棱14，在螺棱上分布有漏流缺口16，所述漏流缺口16内设有销钉15。

所述螺杆1的锥形螺盘上的螺槽深度，从圆周到轴心是由深变浅，形成螺槽截面的压力。使锥形螺盘的螺槽，由外向内形成压缩比，对物料的输送、压缩和排气都产生良好的作用。

所述锥形螺盘部分的锥角，根据Maxwell和Scalora提出的黏弹性流体的法向应力效应，作为泵的基本原理而设计。所述锥形螺盘的工作面(即螺棱面)，与腔体的接触面的间隙，也是渐变的，靠外圆的工作面间隙大，增加返流漏出，以提高塑化效率，靠圆中心间隙小，提高泵送效率。

所述锥形螺盘工作面上的螺旋槽条数设计，是以材料的性能、加工要求和挤出形式而定。通常选单螺旋槽，以增加螺槽长度；在所述螺棱上开缺口，其目的是使仍未熔的材料回流；在所述缺口中，增加销钉，是为了增加对未熔融物料的剪切力，加快物料的熔体、分裂和再混合，从而使物料的熔体具有热均质性和力学的均质性提高。

所述螺杆1位于锥形螺盘11的背面，设有隔热槽17，该隔热槽17用于增加螺杆1 的温差。

对于热敏性材料，则重点采用熔融挤出即可；因此针对不同的物料性能，需采用不同的熔融结构。

本实用新型的工作原理是：驱动电机经减速箱产生高扭矩和低转速后。当动力传递给螺杆11，使螺杆1和锥形螺盘11低速旋转；且加热控制装置7对物料同时加热到设定温度。本实用新型工作时，首先，向多个料斗计量加设定的物料。其次，当所述物料进入螺杆1后，所述螺杆1推送物料，进入锥形螺盘11的螺槽13内，在锥形螺盘11的近圆周部份的物料，开始逐渐熔融。其三，锥形螺盘1的螺棱14与腔底6接触面的间隙是渐变的；靠近锥形螺盘11的圆周部分的间隙大，靠近锥形螺盘12的间隙小；如此，能增加返流漏出，以提高塑化效率。其四，当熔融的物料进入漏流缺口16时，所剩不多的未溶物料颗粒，通过漏流缺口16中间的销钉15的阻挡，往外缘漏流，提高了熔体的热均质性；同时，在漏流缺口16中的销钉15出增加了剪切，使熔融物料分裂和再混合，提高了熔体的力学均质性。本实用新型的复合锥形螺盘挤出装置在整个熔融过程中，能彻底完成对物料了熔融、复合和剪切工作，进入挤出模式。

按标准单螺杆的设计原理，分加料段、熔融混合段和计量段，加料段能加入3mm粒料，且有足够的进料空间。上述三段中，每段都要有温差，特别是加料段要求加料顺畅，防止架桥，使物料在很小的体积里，产生足够大的温差。

实施例2：

本实用新型实施例2是一种多螺旋的一种复合锥形螺盘挤出装置，所述多螺旋结构是在锥形螺盘上的N条，由中间向外，呈螺旋放射的螺棱14。

所述螺棱14的数量N≥6，且N≤18；两条所述螺棱14之间为构成凹槽，所述凹槽的深度，从外向内由深向浅渐变。N的最佳值为10至12。

所述锥形螺盘的螺棱14条数设计，与材料的性能、加工要求和挤出形式有关。如压缩、熔融和混合都需要，一般选单螺旋槽，以增加螺槽长度，在螺棱上还可开缺口，使仍未熔的材料回流，还可在缺口中加销钉增加剪切，使熔体分裂和再混合，从而使熔体的热均质性和力学的均质性得以改善。

如果只要求熔融挤出，或使用热敏性材料就可采用多螺槽。因此，以针对不同性能的物料，可以得到合理的加工效果。

本实用新型为了增加后期的应用效果，只涉及螺盘挤出中的加料段和熔融混合段，计量段可设计成标准的迷你单螺杆，也可随应用的不同而改变。

Claims

1.一种复合锥形螺盘挤出装置，包括螺杆(1)、推力轴承(2)、轴承(3)、料斗(4)、腔体(5)、腔底(6)、加热控制装置(7)和出料口(8)构成；其特征在于：所述螺杆(1)外端面复合一锥形螺盘(11)，螺杆(1)另一端部穿出腔体(5)的顶部的孔与驱动机构连接；所述腔底(6)的内侧设有与锥形螺盘(11)配合的锥形凹面，其外侧设有加热控制装置(7)；所述腔体(5)位于螺杆(1)的部位，设有料斗(4)。

2.根据权利要求1所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述锥形螺盘(11)上设有螺槽(13)，所述螺槽(13)的深度，从外向内，由深向浅渐变。

3.根据权利要求2所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述锥形螺盘(11)的螺棱(14)与腔底(6)的配合面，两者的间隙是渐变的，由轴心向外圆间隙逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述螺棱(14)上开有漏流缺口(16)，漏流缺口(16)中有销钉(15)。

5.根据权利要求1所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述腔体(5)内的顶端设有轴承(3)和推力轴承(2)，作为运动轴。

6.根据权利要求1所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述螺杆位于锥形螺盘的背面，设有隔热槽，用于增加螺杆(1)的温差。

7.根据权利要求1所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述锥形螺盘(11)由N条螺棱(14)构成，所述N≥2，且N≤18；两条所述螺棱(14)之间为构成凹槽，所述凹槽的深度，从外向内由深向浅渐变。

8.根据权利要求7所述的一种复合锥形螺盘挤出装置，其特征在于：所述锥形螺盘中的螺棱条数量N＝10。