CN216544655U - 一种用于管材生产的螺杆 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种用于管材生产的螺杆，包括杆体以及沿杆体螺旋延伸的第一螺纹和第二螺纹，第一螺纹和第二螺纹与杆体的外表面形成两条物料槽，杆体自后向前依次为进料段、压缩段、计量段、屏障段和混炼段；进料段的物料槽的容积自后向前逐渐减小又逐渐增大；压缩段的物料槽的容积自后向前逐渐减小，压缩段的第一螺纹上设置有容积逐渐增大的第一液相槽，压缩段的第二螺纹上设置有容积逐渐增大的第二液相槽；屏障段设置有若干个沿杆体的周向交替设置的屏障，若干个屏障沿杆体螺旋延伸；本申请的压缩段通过两个物料槽提高物料的熔融速度，压缩段通过两个液相槽提高物料的输送效率，提高螺杆高速旋转下的挤出产量。

Description

一种用于管材生产的螺杆

技术领域

本申请涉及塑料挤出设备技术领域，尤其是涉及一种用于管材生产的螺杆。

背景技术

当前塑料管材挤出机总的趋势是增加塑化长度，提高螺杆转速和适当加深螺槽深度来提高生产率，现有PE管材螺杆在高速下生产率难以提高、塑化质量也不佳。原先固相槽容积大，先融化的物料容易将未熔融的固相颗粒包裹起来，但是由于塑料导热性能普遍较差，固相颗粒的熔融塑化速度下降，也容易使物料的熔融速率跟不上固相槽容积变小的趋势，出现固态床破裂，堵塞，出现挤出波动，影响塑化质量。

发明内容

本申请的目的是解决现有技术中螺杆在高速旋转时物料塑化效果差、螺杆易堵塞的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种用于管材生产的螺杆，包括自后向前延伸的杆体以及沿所述的杆体螺旋延伸的第一螺纹和第二螺纹，所述的第一螺纹和第二螺纹与所述的杆体的外表面形成两条沿所述的杆体螺旋延伸的物料槽，所述的杆体自后向前依次为进料段、压缩段、计量段、屏障段和混炼段，所述的第一螺纹和所述的第二螺纹设置在所述的进料段、压缩段和计量段；所述的进料段自后向前为第一分段、第二分段和第三分段，所述的第二分段的物料槽的容积自后向前逐渐减小，所述的第三分段的物料槽的容积自后向前逐渐增大；所述的压缩段的物料槽的容积自后向前逐渐减小，所述的压缩段的第一螺纹上设置有沿所述的第一螺纹延伸的第一液相槽，所述的压缩段的第二螺纹上设置有沿所述的第二螺纹延伸的第二液相槽，所述的第一液相槽的容积和所述的第二液相槽的容积均沿自后向前的方向逐渐增大；所述的屏障段设置有若干个自后向前螺旋延伸的屏障，所述的若干个屏障沿所述的杆体的周向交替分布，相邻的两个所述的屏障之间设置有一对与所述的屏障平行的输入槽和输出槽。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的第一螺纹和所述的第二螺纹的外径相等且保持不变。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的第二分段的底径逐渐增大，所述的第一分段的底径与所述的第二分段的底径的最小值相等，所述的第三分段的底径与所述的第二分段的底径的最大值相等；所述的第一分段和第二分段的螺距相等，所述的第三分段螺距大于或者等于所述的第二分段的螺距。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的压缩段的第一螺纹包括第一主螺棱和第一副螺棱，所述的压缩段的第二螺纹包括第二主螺棱和第二副螺棱，所述的第一主螺棱和第一副螺棱之间的间隙形成所述的第一液相槽，所述的第二主螺棱和第二副螺棱之间的间隙形成所述的第二液相槽。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的第一主螺棱的外径与所述的第二主螺棱的外径相等，所述的第一副螺棱的外径与所述的第二副螺棱的外径相等，所述的第一主螺棱的外径大于所述的第一副螺棱的外径。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的第一主螺棱的螺纹升角与所述的第二主螺棱的螺纹升角相等，所述的第一副螺棱的螺纹升角与所述的第二副螺棱的螺纹升角相等，所述的第一副螺棱的螺纹升角大于所述的第一主螺棱的螺纹升角。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的计量段的第一螺纹和第二螺纹的导程相等，所述的计量段的第一螺纹和第二螺纹的导程自后向前均匀不变。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的输入槽的槽深自后向前逐渐减小，所述的输出槽的槽深自后向前逐渐增加。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的混炼段设置有若干个自后向前等距离分布的方销部，各个所述的方销部包括若干个径向向外延伸的方销，各个所述的方销部的若干个方销沿所述的杆体的周向等角度设置。

在上述技术方案中，进一步优选的，所述的混炼段设置有五组方销部。

本申请与现有技术相比获得如下有益效果：

本申请通过进料段上的双螺纹和底径变化的杆体提高进料段的进料量和物料输送的稳定性；压缩段通过两个物料槽提高物料的熔融速度，通过两个液相槽提高物料的输送效率，提高螺杆高速转动时的挤出产量；屏障段通过沿杆体的周向交替设置的输入槽和输出槽对物料进行进一步的塑化。

附图说明

图1为本申请的一种实施例的结构示意图；

图2为本申请的进料段的结构示意图；

图3为本申请的进料段的螺纹展开的结构示意图；

图4为本申请的压缩段的结构示意图；

图5为图4中沿A-A线剖切的局部剖切图；

图6为本申请的压缩段的螺纹展开的结构示意图；

图7为本申请的屏障段的结构示意图；

图8为本申请的屏障段的螺纹展开的结构示意图。

其中：1、杆体；11、进料段；111、第一分段；112、第二分段；113、第三分段；12、压缩段；13计量段；14、屏障段；15、混炼段；2、第一螺纹；21、第一主螺棱；22、第一副螺棱；201、第一液相槽；3、第二螺纹；31、第二主螺棱；32、第二副螺棱；301、第二液相槽；4、第一物料槽；5、第二物料槽；6、输入槽；7、输出槽；8、方销部；9、屏障。

具体实施方式

为详细说明申请的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而，各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外，各种示例性实施例可以不同，但不必是排他的。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。

以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本申请中，诸如“前”、“后”等的空间相对术语，由此来描述如附图中示出的一个元件与另一(其它)元件的关系。空间相对术语意图包括设备在使用、操作和/或制造中除了附图中描绘的方位之外的不同方位。

本申请所述的“前”、“后”按照附图1所示的前、后。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。

本申请实施例提供一种用于管材生产的螺杆，该螺杆高速旋转以挤出生产管材的熔体，如图1-8所示，该螺杆包括自后向前延伸的杆体1以及沿杆体1螺旋延伸的第一螺纹2和第二螺纹3；杆体1自后向前依次为进料段11、压缩段12、计量段13、屏障段14和混炼段15。第一螺纹2的前端面、第二螺纹3的后端面与杆体1的外表面形成第一物料槽4，第二螺纹3的前端面、第一螺纹2的后端面与杆体1的外表面形成第二物料槽5，在本实施例中，第一螺纹2和第二螺纹3的外径相等且始终保持不变。

如图1-3所示，进料段11自后向前依次分为第一分段111、第二分段112和第三分段113。在本实施例中，第二分段112的底径D₂自后向前逐渐增加，第一分段111的底径D₁与第二分段112的底径D₂的最小值相等，第三分段的底径D₃与第二分段的底径D₂的最大值相等；第三分段113的螺距P₂自后向前增加，第一分段111和第二分段112螺距P₁与第三分段113的螺距P₂的最小值相等；所以，第一物料槽4和第二物料槽5的容积自后向前逐渐减小；第三分段113的第一物料槽4和第二物料槽5的容积自后向前逐渐增加。物料进入螺杆后自后向前输送，第一分段111较深的物料槽提高了进料段11的进料量和螺杆的输送能力；物料由第一分段111的第一螺纹2和第二螺纹3向第二分段112挤压、推送，由于第二分段112的第一物料槽4和第二物料槽5的容积逐渐减小，所以物料在第二分段112中被逐渐压缩，第二分段112逐渐减小容积的第一物料槽4和第二物料槽5将物料逐渐压实在杆体1上以形成固体床，提高了物料的输送效率；由于第三分段113的第一物料槽4和第二物料槽5的容积逐渐增加，则物料在第三分段113的压力逐渐降低，第三分段113减缓第一分段111和第二分段112的喂料压力，并且保证物料压力稳定地向压缩段12输送。进料段11使用双头螺纹能够减缓物料对螺纹的磨损，提高螺杆的使用寿命和物料的输送效率。

如图1、4、5、6所示，压缩段12的第一螺纹2具有沿轴向螺旋延伸的第一主螺棱21和第一副螺棱22，第一主螺棱21和第一副螺棱22之间的间隙形成第一液相槽201；压缩段12的第二螺纹3具有沿轴向螺旋延伸的第二主螺棱31和第二副螺棱32，第二主螺棱31和第二副螺棱32之间的间隙形成第二液相槽301。在本实施例中，第一主螺棱21、第一副螺棱22、第二主螺棱31和第二副螺棱32的导程均相同，第一主螺棱21的螺纹升角α₁和第二主螺棱31的螺纹升角α₂相等，第一副螺棱22的螺纹升角α₃和第二副螺棱32的螺纹升角α₄相等，第一主螺纹21的螺纹升角α₁小于第一副螺棱22的螺纹升角α₃；所以，第一副螺棱22沿延伸方向逐渐远离第一主螺棱21，并且逐渐靠近第二主螺棱31，即第一液相槽201的槽宽W₁逐渐增加，第一物料槽4的槽宽W₃逐渐减小；第二副螺棱32沿延伸方向逐渐远离第二主螺棱31，并且逐渐靠近第一主螺棱21，即第二液相槽301的槽宽W₂逐渐增加，第二物料槽5的槽宽W₄逐渐减小。在两个液相槽的槽宽逐渐增加的同时，液相槽的槽深也随着液相槽的延伸方向逐渐增加，即第一液相槽201和第二液相槽301的容积自后向前逐渐增加；在两个物料槽的槽宽逐渐减小的同时，物料槽的槽深也随着物料槽的延伸方向逐渐减小，即第一物料槽4和第二物料槽5的容积自后向前之间减小。

在本实施例中，第一主螺棱21的外径与第二主螺棱31的外径相等，第一副螺棱22的外径和第二副螺棱32的外径相等，第一主螺棱21的外径大于第一副螺棱22的外径，第一主螺棱21与第一副螺棱22具有高度差δ，高度差δ为1-2mm；物料在进入压缩段12后，未完全熔融的物料被第一主螺棱21和第二主螺棱31拦截在第一物料槽4和第二物料槽5中进行挤压和输送，未完全熔融的物料在两个物料槽内经过高温逐渐熔融、塑化，完全熔融后的物料在第一液相槽201和第二液相槽301内输送。随着未完全熔融的物料逐渐熔融，未完全熔融的物料的体积减小，完全熔融的物料逐渐增加，第一物料槽4和第二物料槽5的容积逐渐减小，第一液相槽201和第二液相槽301的容积逐渐增加，物料槽和液相槽的容积自后向前的变化符合物料的熔融塑化过程；两个液相槽将完全熔融的物料快速向计量段13输送，避免完全熔融的物料滞留在压缩段12内将未完全熔融的物料包裹而降低未完全熔融的物料的熔融速度，提高螺杆的输送效率。具有高低差的两个主螺棱和两个副螺棱形成两个供完全熔融的物料输送的液相槽和两个供未熔融的物料输送的物料槽，尽可能地将熔融的物料和未熔融的物料分隔开，在螺杆高速转动时，两个物料槽提高物料的熔融速度，两个液相槽提高熔融的物料的输送效率，提高螺杆的挤出产量和物料的塑化效果。

如图1所示，计量段13的第一螺纹2和第二螺纹3的导程相等，并且第一螺纹2和第二螺纹3的导程在计量段13保持不变，计量段13的底径小于进料段11的底径，计量段13较深的第一物料槽4和第二物料槽5保证熔融的物料有足够的输送空间，避免物料在计量段13受到巨大的剪切力和摩擦力，以达到稳定物料的温度的目的，防止物料温度过高而烧焦，提高物料输送的稳定性。

如图1、7、8所示，屏障段14设置有若干个沿杆体1的周向交替分布的屏障9，并且若干个屏障9沿杆体1自后向前螺旋延伸，相邻的两个屏障9之间设置有与屏障9平行的输入槽6和输出槽7。在本实施例中，输入槽6的槽深自后向前逐渐减小，输出槽7的槽深自后向前逐渐增大；物料进入屏障段14后沿与螺杆旋向相反的方向流动，熔融的物料自后向前地进入输入槽6后越过进料槽6和输出槽7之间的屏障9进入输出槽7，最后从输出槽7流出屏障段14，符合熔融的物料的流动，提高屏障段14的输送能力；输入槽6和输出槽7之间的屏障9使物料在高剪切力下进一步塑化。

如图1所示，在本实施例中，混炼段15设置有五组自后向前等距离分布的方销部8，各个方销部8包括若干个沿杆体1的径向向外延伸的方销，各个方销部8的方销沿杆体1的周向等角度分布。熔融的物料在混炼段15被方销充分地分散混合，有效地降低物料的温度。

本申请通过进料段11的双螺纹和底径变化的杆体1，提高进料段11的进料量和物料输送的稳定性；压缩段12通过两个物料槽提高物料的熔融速度，压缩段12通过两个液相槽提高物料的输送效率，提高螺杆高速转动时的挤出产量；屏障段14通过沿杆体1的周向交替设置的输入槽6和输出槽7对物料进行进一步的塑化；混炼段15通过多个方销部8分散和混合物料，降低熔融的物料的温度。

以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，包括自后向前延伸的杆体（1）以及沿所述的杆体（1）螺旋延伸的第一螺纹（2）和第二螺纹（3），所述的第一螺纹（2）和第二螺纹（3）与所述的杆体（1）的外表面形成两条沿所述的杆体（1）螺旋延伸的物料槽，所述的杆体（1）自后向前依次为进料段（11）、压缩段（12）、计量段（13）、屏障段（14）和混炼段（15），所述的第一螺纹（2）和所述的第二螺纹（3）设置在所述的进料段（11）、压缩段（12）和计量段（13）；所述的进料段（11）自后向前为第一分段（111）、第二分段（112）和第三分段（113），所述的第二分段（112）的物料槽的容积自后向前逐渐减小，所述的第三分段（113）的物料槽的容积自后向前逐渐增大；所述的压缩段（12）的物料槽的容积自后向前逐渐减小，所述的压缩段（12）的第一螺纹（2）上设置有沿所述的第一螺纹（2）延伸的第一液相槽（201），所述的压缩段（12）的第二螺纹（3）上设置有沿所述的第二螺纹（3）延伸的第二液相槽（301），所述的第一液相槽（201）的容积和所述的第二液相槽（301）的容积均沿自后向前的方向逐渐增大；所述的屏障段（14）设置有若干个自后向前螺旋延伸的屏障（9），所述的若干个屏障（9）沿所述的杆体（1）的周向交替分布，相邻的两个所述的屏障（9）之间设置有一对与所述的屏障（9）平行的输入槽（6）和输出槽（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的第一螺纹（2）和所述的第二螺纹（3）的外径相等且保持不变。

3.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的第二分段（112）的底径逐渐增大，所述的第一分段（111）的底径与所述的第二分段（112）的底径的最小值相等，所述的第三分段（113）的底径与所述的第二分段（112）的底径的最大值相等；所述的第一分段（111）和第二分段（112）的螺距相等，所述的第三分段（113）螺距大于或者等于所述的第二分段（112）的螺距。

4.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的压缩段（12）的第一螺纹（2）包括第一主螺棱（21）和第一副螺棱（22），所述的压缩段（12）的第二螺纹（3）包括第二主螺棱（31）和第二副螺棱（32），所述的第一主螺棱（21）和第一副螺棱（22）之间的间隙形成所述的第一液相槽（201），所述的第二主螺棱（31）和第二副螺棱（32）之间的间隙形成所述的第二液相槽（301）。

5.根据权利要求4所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的第一主螺棱（21）的外径与所述的第二主螺棱（31）的外径相等，所述的第一副螺棱（22）的外径与所述的第二副螺棱（32）的外径相等，所述的第一主螺棱（21）的外径大于所述的第一副螺棱（22）的外径。

6.根据权利要求4所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的第一主螺棱（21）的螺纹升角与所述的第二主螺棱（31）的螺纹升角相等，所述的第一副螺棱（22）的螺纹升角与所述的第二副螺棱（32）的螺纹升角相等，所述的第一副螺棱（22）的螺纹升角大于所述的第一主螺棱（21）的螺纹升角。

7.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的计量段（13）的第一螺纹（2）和第二螺纹（3）的导程相等，所述的计量段（13）的第一螺纹（2）和第二螺纹（3）的导程自后向前均匀不变。

8.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的输入槽（6）的槽深自后向前逐渐减小，所述的输出槽（7）的槽深自后向前逐渐增加。

9.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的混炼段（15）设置有若干个自后向前等距离分布的方销部（8），各个所述的方销部（8）包括若干个径向向外延伸的方销，各个所述的方销部（8）的若干个方销沿所述的杆体（1）的周向等角度设置。

10.根据权利要求1所述的一种用于管材生产的螺杆，其特征在于，所述的混炼段（15）设置有五组方销部（8）。

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