CN213440743U - 制备超轻粘土的螺杆设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种生产高质量的超轻粘土的螺杆设备。本实用新型提供的制备超轻粘土的螺杆设备，包括：机架；螺旋挤出单元，设置在机架上，包括用于生产超轻粘土的挤出筒和设置在所述挤出筒内的螺杆组件；驱动单元，与所述螺旋挤出单元连接，用于驱动所述螺杆组件的转动；以及控温单元，设置在所述螺旋挤出单元的外侧，用于控制生产所述超轻粘土时的所述螺旋挤出单元的温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及超轻粘土生产领域，具体涉及一种制备超轻粘土的螺杆设备。
背景技术
传统橡皮泥存在质量较大、干燥后容易开裂剥落、失水容易收缩形变的弊端。而超轻粘土质量轻且易于造型，是一种新型环保、无毒、自然风干的新型手工造型材料。其主要是运用真空微球进行发泡，再与聚乙烯醇、交联剂、甘油、颜料等材料按照一定的比例物理混合制成。由于加入微球质量较轻，且易于造型和携带，目前已被广泛使用，成为主流的橡皮泥替代品。
传统的超轻粘土的生产设备是将已发泡微球和聚乙烯醇混合，但这种方式容易对环境产生较大的污染与危害。而使用较多的单螺杆发泡工艺也无法将原料混合均匀，也就无法制得表面光滑质地细腻的良好产品。
实用新型内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供了一种生产高质量的超轻粘土的螺杆设备。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种制备超轻粘土的螺杆设备，包括：机架；螺旋挤出单元，设置在机架上，包括用于生产超轻粘土的挤出筒和设置在所述挤出筒内的螺杆组件；驱动单元，与所述螺旋挤出单元连接，用于驱动所述螺杆组件的转动；以及控温单元，设置在所述螺旋挤出单元的外侧，用于控制生产所述超轻粘土时的所述螺旋挤出单元的温度。
在一个实施例中，所述挤出筒具有第一进料单元，所述第一进料单元包括：第一进料口，设置在所述挤出筒上，与所述挤出筒的内部连通；横向加料螺旋部件，设置在所述第一进料口的下方，用于水平输送物料；第一垂直加料螺旋部件，用于将水平输送的物料输送到所述挤出筒的内部。
在一个实施例中，所述挤出筒具有第二进料单元，所述第二进料单元包括：第二进料口，设置在所述挤出筒上，与所述挤出筒的内部连通；第二垂直加料螺旋部件，用于将所述第二进料口输送的物料输送到所述挤出筒的内部。
在一个实施例中，所述挤出筒具有用于进料的进料区、混合原料的混合区、对混合后的所述原料进行预热的预热区、对原料进行加热处理的处理区、对产生的超轻粘土进行冷却的冷却区以及输出超轻粘土的出料口区，所述混合区和所述预热区的温度均不大于微球最低发泡温度，所述处理区的温度不小于微球最低发泡温度。
在一个实施例中，位于所述进料区、所述混合区、所述预热区、所述处理区、所述冷却区和所述出料口区的至少一个区域中的所述螺杆组件的结构与其他区域的所述螺杆组件的结构不同。
在一个实施例中，所述控温单元为加热套。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：锥形加料斗上的加料电机带动中心轴转动，带动锥形螺旋桨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，在通过垂直加料螺旋装置的螺旋杆把物料定量压进双螺杆挤出机机筒的入料口。这种进料方式能够更适用于粘度较大的聚乙烯醇溶液的加料，避免堵塞问题，同时也使得粘稠的聚乙烯醇溶液能够更快速地通过螺杆的力的作用进入进料区。
本实用新型可通过螺杆夹套加热，可以利用不同发泡温度区间的微球制备超轻粘土，同时可以对螺杆温度进行控制。混合的物料在冷却后，通过出料口进入密封的包装桶，避免了对环境产生的污染。
本实用新型解决了在超轻粘土生产过程中因为发泡温度不够造成的混合不均、环境污染等情况，从而直接获得超轻粘土材料。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中制备超轻粘土的螺杆设备的结构示意图；
图2是本实用新型的实施例中螺杆组件的分区示意图；以及
图3是本实用新型的实施例中第二进料单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的制备超轻粘土的螺杆设备100包括机架9、螺旋挤出单元20、驱动单元30和控温单元40。
机架9呈长方体，长方体的机架9方便安装其他组件。
螺旋挤出单元20设置在机架9上，螺旋挤出单元20包括用于生产超轻粘土的挤出筒4和设置在挤出筒4内的螺杆组件5。
驱动单元30与螺旋挤出单元20连接，用于驱动螺杆组件的转动。驱动单元30包括主电机8和横向联轴器7。主电机8提供带动螺杆组件5旋转的动力。横向联轴器7连接与进料区A，且与螺杆组件的本体固定连接。横向联轴器7用于将螺杆通过减速齿轮连接起来，带动螺杆进行转动。
控温单元40设置在螺旋挤出单元的外侧，用于控制生产超轻粘土时的螺旋挤出单元的温度。控温单元40可以为由多个加热套组成的加热单元，此时，不同加热套的温度可以相同也可以不同；控温单元40也可以是一个加热套，但该加热套不同区域内的温度可以根据需要进行调节。
上述螺杆设备，解决了在超轻粘土生产过程中因为发泡温度不够造成的混合不均、环境污染等情况，从而直接获得超轻粘土材料。
在一个实施例中，如图2所示，挤出筒4具有用于进料的进料区A、混合原料的混合区B、对混合后的原料进行预热的预热区C、对原料进行加热处理的处理区D、对产生的超轻粘土进行冷却的冷却区E以及输出超轻粘土的出料口区F。混合区和预热区的温度均不大于微球最低发泡温度，处理区的温度不小于微球最低发泡温度。在一个实施例中，混合区B以及预热区C的温度可以是相同或者不同的，但是均低于微球最低发泡温度(微球的开始发泡温度Tstart)。
在处理区D中，温度高于微球最低发泡温度(微球的开始发泡温度Tstart)，使微球充分发泡。
挤出筒4具有用于进料的第一进料单元1和第二进料单元3。第一进料单元1和第二进料单元3中的进料口均为锥形加料斗，其中一个进料口用于粘度较大的聚乙烯醇溶液的加料，另一个锥形加料斗用于微球及其他助剂的加料。进料区A与第一进料单元1和第二进料单元3中的进料口的连接可以为垂直连接，优选地，可以是垂直固定连接。位于进料区A的螺杆组件5可以为带有金属螺杆的结构，用于输送聚乙烯醇溶液及微球与其他助剂。
第一进料单元1包括第一进料口、锥形加料螺旋部件、横向加料螺旋部件6和第一垂直加料螺旋部件2。第一进料口设置在挤出筒上，与挤出筒的内部连通。在第一进料口中可以设置与第二进料单元3一样的结构。锥形加料螺旋部件设置在第一进料口内，将第一进料口输送的物料输送到挤出筒的内部。锥形加料螺旋部件中的螺旋桨与水平面夹角为16-20°，螺旋桨与锥形加料斗壁间隙为4-6mm，能够使聚乙烯醇溶液和已发泡微球充分输入到螺杆装置中，增加进料效率，并较少粉尘的环境问题。横向加料螺旋部件6设置在第一进料口的下方，也设置在锥形加料螺旋部件的下方，用于水平输送物料。第一垂直加料螺旋部件2用于将水平输送的物料输送到挤出筒的内部。横向加料螺旋部件6包括用于固定的水平中心轴、围绕水平中心轴旋转的螺杆以及驱动水平中心轴转动的加料电机。第一垂直加料螺旋部件2包括用于固定的垂直中心轴、围绕垂直中心轴旋转的螺杆以及驱动垂直中心轴转动的加料电机。
第二进料单元3包括第二进料口和第二垂直加料螺旋部件。第二垂直加料螺旋部件包括用于固定的垂直中心轴31、围绕垂直中心轴31旋转的锥形螺旋桨32以及驱动垂直中心轴31转动的加料电机33。
在一个实施例中，位于进料区、混合区、预热区、处理区、出料口区的至少一个区域中的螺杆组件5的结构与其他区域的螺杆组件5的结构不同。进料区A包括第一螺杆，混合区B包括第二螺杆，预热区C包括第三螺杆，处理区D包括第四螺杆，出料口区F包括第五螺杆。设置在各个区域内的螺杆可以是相同的，也可以是不同的。进料区A、混合区B、预热区C、处理区D，出料口区F的内部是联通的。
出料接收装置是可自由拆卸的容器，可以为塑料或金属材质，与出料口区F之间可以通过法兰连接，超轻粘土的成品从出料口区F的出料口10出来。
螺杆设备的操作流程如下：
步骤一进料：将聚乙烯醇溶液从一个料斗中加入，在另一个料斗中加入微球及其他助剂，将两个物料输送到螺旋挤出单元的进料区A。
在进料步骤中，第一进料单元1和第二进料单元3的锥形加料斗内搅拌桨的转速可以为50-150rpm，优选90-100rpm。锥形加料斗内的加料速度可以为100-200公斤/小时。进料口中横向加料螺旋单元和垂直加料螺旋单元螺杆转速为50-100rpm。进料区A的温度可以为室温。
步骤二混合分散：将聚乙烯醇溶液和微球及其他助剂从进料区输送到混合区B，使其充分混合均匀。在混合分散步骤中，温度为50-75℃，优选为50-60℃。
步骤三预热：将聚乙烯醇溶液、微球及其他助剂从混合区输送到预热区C，在预热区对物料进行预热以及进一步地混合分散。
在预热步骤中，横向联轴器7的转速为50-100rpm，优选80-90rpm，并与第一进料单元1和第二进料单元3的锥形加料斗内搅拌桨的转速匹配。预热区的温度可以根据微球发泡温度进行调整，例如对于低温微球，预热区的温度可以为60-100℃，优选70-95℃，更优选80-90℃；对于高温微球，预热区的温度可以为120-180℃，优选150-175℃，更优选160-170℃。
在一个实施方案中，在混合步骤中，可以根据实际操作情况设定横向联轴器7的转速。
步骤四加热：将混合好的聚乙烯醇溶液与微球及其他助剂的混合物从预热区输送到处理区D，并在加热区中加热，进行微球的物理膨胀反应。
在加热步骤中，对已经混合好的聚乙烯醇溶液及微球和其他助剂进行加热，使微球达到足够的发泡温度。具体来说，处理区D的温度可根据微球发泡的Tstart选择。原则上，处理区D的温度比微球的Tstart高20-50℃。对于低温微球，处理区D的温度可以为120-170℃，优选140-160℃，更优选140-150℃。对于高温微球，处理区D的温度可以为170-250℃，优选170-200℃，更优选180-190℃。
步骤五冷却：在微球发泡完成后，将混合充分的物料输送到冷却区E，在冷却区E中将已发泡微球和聚乙烯醇及其他助剂进一步混合均匀，同时使物料在出料之前提前降温冷却。冷却步骤的温度为室温，可以根据实际操作情况设定横向联轴器7的转速。
步骤六出料：在已完成发泡的微球和聚乙烯醇及其他助剂完全混合均匀并冷却后，产品从出料口区F经过出料口10出来，进入到密封连接的接收装置中。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种制备超轻粘土的螺杆设备，其特征在于，包括：
机架；
螺旋挤出单元，设置在所述机架上，包括用于生产超轻粘土的挤出筒和设置在所述挤出筒内的螺杆组件；
驱动单元，与所述螺旋挤出单元连接，用于驱动所述螺杆组件的转动；以及
控温单元，设置在所述螺旋挤出单元的外侧，用于控制生产所述超轻粘土时的所述螺旋挤出单元的温度。
2.根据权利要求1所述的螺杆设备，其特征在于，所述挤出筒具有第一进料单元，所述第一进料单元包括：
第一进料口，设置在所述挤出筒上，与所述挤出筒的内部连通；
锥形加料螺旋部件，设置在所述第一进料口内，将所述第一进料口输送的物料输送到所述挤出筒的内部；
横向加料螺旋部件，设置在所述锥形加料螺旋部件的下方，用于水平输送物料；
第一垂直加料螺旋部件，用于将水平输送的物料输送到所述挤出筒的内部。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆设备，其特征在于，所述挤出筒具有第二进料单元，所述第二进料单元包括：
第二进料口，设置在所述挤出筒上，与所述挤出筒的内部连通；
第二垂直加料螺旋部件，用于将所述第二进料口输送的物料输送到所述挤出筒的内部。
4.根据权利要求1所述的螺杆设备，其特征在于，所述挤出筒具有用于进料的进料区、混合原料的混合区、对混合后的所述原料进行预热的预热区、对原料进行加热处理的处理区、对产生的超轻粘土进行冷却的冷却区以及输出超轻粘土的出料口区，
所述混合区和所述预热区的温度均不大于微球最低发泡温度，
所述处理区的温度不小于微球最低发泡温度。
5.根据权利要求4所述的螺杆设备，其特征在于，位于所述进料区、所述混合区、所述预热区、所述处理区、所述冷却区和所述出料口区的至少一个区域中的所述螺杆组件的结构与其他区域的所述螺杆组件的结构不同。
6.根据权利要求1所述的螺杆设备，其特征在于，所述控温单元为加热套。
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