CN218111654U - 超高分子量高填充挤出机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高分子量高填充挤出机，包括：安装于机架上并依次连接的驱动电机、动力传递系统、减速分配齿轮箱系统、以及设于机筒内的螺杆系统，机筒上安装有加热器，机筒的出料端设有机筒支撑装置，螺杆系统包括两根锥形螺杆，两根锥形螺杆的螺纹旋向相同，螺杆旋转方向相同，每根锥形螺杆上设有反向螺纹区，在反向螺纹区前的螺棱处开设有回流槽。

Description

超高分子量高填充挤出机

技术领域

本实用新型涉及挤出机领域，特别涉及超高分子量聚乙烯及金属粉末或其他填充物粉末混合挤出机。

背景技术

目前一般都采用单螺杆挤出机制作超高分子量聚乙烯，随着人们对超高分子量聚乙烯性能要求的进一步提升，特别是在军事用品应用上的高质量要求，需要在超高分子量聚乙烯配方中添入一定比例的金属粉末或者钙粉、滑石粉等填充物，当填充比例达到20％时，现有技术中的单螺杆挤出机无法将填充物与超高分子量聚乙烯均匀混合，并且由于加入了高比例填充物后，物料的流动性进一步降低，单螺杆很难将物料挤出，导致螺杆抱死，无法生产出合格的挤出制品。为了克服上述缺陷，也有人尝试用积木式平双挤出，但是较高的剪切速率导致超高分子量聚乙烯的分子量被严重破坏，失去了超高分子量聚乙烯的强度。

如中国专利申请95219311.6公开的一种超高分子量聚乙烯单螺杆挤出机，其在机筒的压缩段、计量段和螺杆的计量段设置销钉；采用四段式螺杆，压缩段做成压缩比较低且不相等的二个区段，加料段采用双头螺纹结构；在螺杆出口处，成型模头前设置过滤板；机筒加料段的沟槽采用镶拉槽套结构。但是该超高分子量聚乙烯单螺杆挤出机仍然未克服单螺杆在加料段粉末固体塞输送、压缩段物料是半固体，靠近机筒侧和靠近螺棱槽一侧难以充分混合，熔体从计量段挤出时是螺旋运动的带状物的缺陷。

由此可见，提供一种可以有效均匀混合超高分子量聚乙烯及金属粉末或其他填充物粉末，物料流动性佳、挤出扭矩小的超高分子量高填充挤出机成为业内急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种超高分子量高填充挤出机，其输送能力强，物料塑化速度快，挤出物流动性佳。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种超高分子量高填充挤出机，包括：安装于机架上并依次连接的驱动电机、动力传递系统、减速分配齿轮箱系统、以及设于机筒内的螺杆系统，机筒上安装有加热器，机筒的出料端设有机筒支撑装置，其中，螺杆系统包括两根锥形螺杆，两根锥形螺杆的螺纹旋向相同，螺杆旋转方向相同，每根锥形螺杆上设有反向螺纹区，在反向螺纹区前的螺棱处开设有回流槽。

可选择地，每根锥形螺杆上设有至少两处反向螺纹区，螺棱处开设有至少两个回流槽。

可选择地，每处反向螺纹区上开设有浅槽。

可选择地，每处反向螺纹区的外径小于其对应螺纹区的外径。

可选择地，每根锥形螺杆的大头直径设定为小头直径的1.5～2.5倍，每根锥形螺杆的螺纹部分的有效长度设定为小头直径的30～50倍。

可选择地，每根锥形螺杆的转速设定为每分钟20转～70转。

可选择地，在减速分配齿轮箱系统中，分配箱与齿轮箱之间通过万向节进行连接。

可选择地，在齿轮箱中的齿轮设定为圆柱齿轮。

本实用新型的有益效果是：(1)、采用锥形的双螺杆设计，且两根螺杆呈夹角布置，增大了在分配箱处的中心距，确保存在足够的空间安装较大的推力轴承，从而具有强制输送的功能，有效解决流动性差的物料在单螺杆中挤不出的问题，锥形的双螺杆由于下料口大，有效克服了吃料不畅缺陷；(2)、两根同向旋转的螺杆提高了挤出机的混合性能，螺杆处设置的反向螺纹区可有效减少适当压力，迅速塑化物料；(3)、螺杆混炼区采用回流槽的结构，在低转速下既能起到混合作用又能有效避免高的剪切；(4)、分配箱与齿轮箱之间采用万向节连接，可以通过分配轴与减速齿轮轴不同轴心布置，拉大齿轮之间的中心距，同时将两个齿轮由锥形齿轮变为普通的圆柱齿轮，降低制作难度，有利于提高制作精度，同时提高齿轮扭矩。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1示出了本实用新型的超高分子量高填充挤出机的装配示意图。

图2示出了本实用新型的螺杆系统的结构示意图。

图3示出了本实用新型的减速分配齿轮箱系统的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，作为一种非限制性实施方式，本实用新型的超高分子量高填充挤出机包括：驱动电机1、动力传递系统2、减速分配齿轮箱系统3、计量喂料系统4、机筒5、螺杆系统6、花键套7、加热器8、机筒支撑装置9、以及机架10。

由图1可见，驱动电机1将动力由动力传递系统2传递给减速分配齿轮箱系统3，由减速分配齿轮箱系统3减速并转变成两个同方向旋转方向后将动力分配给螺杆系统6的两根锥形螺杆，使得两根锥形螺杆获得一致的转向和转速，螺杆系统6与减速分配齿轮箱系统3由花键套7连接，机筒5上安装有加热器8，机筒5的出料端由机筒支撑装置9支撑，所有部件都安装在机架10上，高分子量聚乙烯及金属粉末或其他填充物粉末混合后由计量喂料系统4定量喂入机筒5的下料口内。

在该非限制性实施方式中，如图2所示，螺杆系统6包括两根锥形螺杆60，两根锥形螺杆60的螺纹旋向相同，螺杆旋转方向相同，每根锥形螺杆60上设有两个反向螺纹区601，在反向螺纹区601前的螺棱处开设有回流槽602。

采用锥形的双螺杆设计，可以有效地解决超高分子量聚乙烯及金属粉末或其他填充物粉末混合在挤出时挤出压力高、流动性差难以挤出、吃料不畅的缺陷。因为两根锥形螺杆60呈夹角布置，所以在分配箱处中心距很大，使得它有足够的空间安装较大的推力轴承，理论上螺杆轴线往螺杆大头方向无限延长可获得无限大的轴承安装空间，由于采用锥形双螺杆，根据双螺杆的特性具有强制输送的功能，有效解决流动性差的物料在单螺杆中挤不出的问题，锥形的双螺杆由于下料口大能有效解决吃料不畅的问题。

请参考图2，在该非限制性实施方式中，对于混合不够均匀，不易塑化的缺陷，由于螺杆系统6为两根锥形螺杆的设置，且为同向旋转，同向旋转的螺杆具有高的混合性能，螺杆大头直径是小头直径的1.5～2.5倍，螺杆螺纹部分的有效长度为30～50倍的小头直径，螺杆处设计有2处及2处以上反向螺纹区601，在反向螺纹区601上开设浅槽或磨小反向螺纹区外径来减少适当压力，反向螺纹区601前设计有回流槽602充当混合区，长度根据填充量适当增加或减小，多次进入反向螺纹区601后，物料会迅速塑化，并在回流槽602的作用下充分混合，在进入挤出段适当前增加几牙回流槽602，使物料进入模具前进一步均化。

作为另一种非限制性实施方式，对于分子量下降严重的缺陷，设定锥形螺杆601的转速低于每分钟90转，使得螺杆的剪切速率处于低水平，由此在低转速下既能起到混合作用又能有效避免高的剪切。

作为又一种非限制性实施方式，如图3所示，减速分配齿轮箱3包括输入齿轮A、二级齿轮B、第一输出齿轮31、第二输出齿轮32、惰轮C、万向节30、推力轴承D、第一输出轴33以及第二输出轴34。对于挤出扭矩大齿轮容易损坏的缺陷，分配箱与齿轮箱的连接采用万向节30设计，通过分配轴与减速齿轮轴不同轴心布置，拉大第一输出齿轮31和第二输出齿轮32的中心距，同时将两个齿轮由锥形齿轮变为普通的圆柱齿轮，降低制作难度，有利于提高制作精度同时提高齿轮扭矩。

尽管在此已详细描述本实用新型的优选实施方式，但要理解的是本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体结构和步骤，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。此外所揭示的各种参数可以根据具体使用条件在本实用新型所公开的范围内适当选取。此外所揭示的各个施工步骤也可以根据具体使用条件适当地增减或调整顺序。

Claims (7)

1.一种超高分子量高填充挤出机，包括：安装于机架上并依次连接的驱动电机、动力传递系统、减速分配齿轮箱系统、以及设于机筒内的螺杆系统，所述机筒上安装有加热器，所述机筒的出料端设有机筒支撑装置，其特征在于，所述螺杆系统包括两根锥形螺杆，所述两根锥形螺杆的螺纹旋向相同，螺杆旋转方向相同，每根锥形螺杆上设有反向螺纹区，在所述反向螺纹区前的螺棱处开设有回流槽。

2.如权利要求1所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，每根锥形螺杆上设有至少两处反向螺纹区，螺棱处开设有至少两个回流槽。

3.如权利要求1所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，每处所述反向螺纹区上开设有浅槽。

4.如权利要求1所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，每处所述反向螺纹区的外径小于其对应螺纹区的外径。

5.如权利要求1所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，每根锥形螺杆的大头直径设定为小头直径的1.5～2.5倍，每根锥形螺杆的螺纹部分的有效长度设定为小头直径的30～50倍。

6.如权利要求5所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，在所述减速分配齿轮箱系统中，分配箱与齿轮箱之间通过万向节进行连接。

7.如权利要求6所述的超高分子量高填充挤出机，其特征在于，在所述齿轮箱中的齿轮设定为圆柱齿轮。

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