CN219540315U - 一种大长径比反应器芯轴的连接结构及螺杆挤出机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及反应器芯轴，具体公开了一种大长径比反应器芯轴的连接结构，包括多个轴段(1)，各所述轴段(1)的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段(1)的一者的端部上设有螺纹孔(201)、另一者的端部上设有螺柱部(202)以螺纹连接，相邻两个所述轴段(1)上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段(1)螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件(3)渐开线花键配合联接。另外，本实用新型还公开了一种螺杆挤出机。本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构的结构简单，便于加工和装配，使用效果好。

Description

一种大长径比反应器芯轴的连接结构及螺杆挤出机

技术领域

本实用新型涉及反应器芯轴，具体涉及一种大长径比反应器芯轴的连接结构。另外，本实用新型还涉及一种螺杆挤出机。

背景技术

目前，双螺杆挤出机做聚合、缩聚反应器是聚合工艺上的新突破。双螺杆反应器具有良好的混合、剪切、自清理作用，并且能够不断地除去低分子产物，特别适合连续生产某些特殊要求的聚合物。目前这种反应器已成功地应用在聚酰胺、聚酯、对位芳纶、有机硅树脂等品种的工业化生产中。

随着技术的进步、低成本和单线高能产能需求的增加，要求双螺杆的长径比越来越大，从原来的30:1发展到64:1，螺杆直径也从φ30mm增加到φ300mm，长径比和直径的增加，带来反应器的芯轴长度不断的加长。

但是，受机床加工能力的限制，反应器芯轴的长度一般不超过10m，即反应器的工作长度不超过10m。但是随着工艺技术的进度，往往又要求反应器的长径比越来越大，即要求反应器的长度≥10m。受加工能力限制，反应器的长径比有一定限制，无法满足工艺要求，只能采用多阶反应器来解决。多阶反应器的缺点比较多：第一，多阶反应器造价比较高；第二，多阶反应器的衔接部位自清理性能不足，可能出现物料滞留；第三，多阶反应器的运行成本高。

有鉴于此，需要设计一种大长径比反应器芯轴的连接结构，以解决或克服上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型一方面所要解决的技术问题是提供一种大长径比反应器芯轴的连接结构，该大长径比反应器芯轴的连接结构能够满足反应器芯轴大长径比的使用要求，结构简单，使用效果好。

本实用新型另一方面所要解决的技术问题是提供一种螺杆挤出机，该螺杆挤出机的大长径比反应器芯轴的连接结构能够满足大长径比反应性芯轴的加工和使用要求，结构简单，使用效果好。

为了解决上述技术问题，本实用新型一方面提供一种大长径比反应器芯轴的连接结构，包括多个轴段，各所述轴段的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段的一者的端部上设有螺纹孔、另一者的端部上设有螺柱部以螺纹连接，相邻两个所述轴段上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件渐开线花键配合联接。

作为本实用新型的一个优选实施方式，相邻两个所述轴段之间还设有用于确保相邻两个所述轴段上的所述外花键键齿相对应的间距调整垫片，所述轴段的端部适于抵靠所述间距调整垫片。

更优选地，所述间距调整垫片为圆环垫片，所述螺柱部适于穿过所述间距调整垫片的中心孔。

作为本实用新型的另一个优选实施方式，所述间距调整垫片的外径小于所述轴段的外径。

作为本实用新型的又一个优选实施方式，所述间距调整垫片的厚度为0.1-15mm。

作为本实用新型的一个具体结构形式，所述轴段包括半轴A和半轴B，所述外花键设置在所述半轴A和所述半轴B的外周面上。

进一步具体地，所述外花键的键齿相对应地设置为：所述半轴A上的外花键相位与所述半轴B上的外花键相位相同。

作为本实用新型的另一个具体结构形式，所述半轴A的长度为4-10m，所述半轴B的长度为4-10m。

作为本实用新型的又一个具体结构形式，所述反应器元件沿所述轴段的长度方向的尺寸大于相邻的所述轴段端部之间的间隙宽度。

另外，本实用新型另一方面还提供一种螺杆挤出机，包括上述技术方案中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构。

通过上述技术方案，本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构包括多个轴段，各所述轴段的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段的一者的端部上设有螺纹孔、另一者的端部上设有螺柱部以螺纹连接，相邻两个所述轴段上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件渐开线花键配合联接。本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构中，通过在相邻两个轴段的端部设置螺纹连接结构，将相邻的两个轴段螺纹连接，在旋转其中一个轴段过程中，将设于轴段外周面上的外花键的键齿的相位调整为相同，通过反应器元件连接在相邻两个轴段的连接部位，螺纹连接能够限制相邻两个轴段在轴向方向的距离，而反应器元件与轴段间的渐开线花键副能够限制相邻两个轴段在周向方向上的相对转动，两者相结合，能够使相邻两个轴段连接并能够有效控制相邻两个轴段间的间隙，使得相邻两个轴段的连接结构简单，连接效果好。

有关本实用新型的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构的一个具体实施例的结构示意图。

附图标记说明

1轴段 101半轴A

102半轴B 201螺纹孔

202螺柱部 3反应器元件

4间距调整垫片

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型的基本实施方式提供一种大长径比反应器芯轴的连接结构，包括多个轴段1，各所述轴段1的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段1的一者的端部上设有螺纹孔201、另一者的端部上设有螺柱部202以螺纹连接，相邻两个所述轴段1上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段1螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件3渐开线花键配合联接。

在本实用新型的具体应用实施例中，长径比是指对于柱形物体，其长度与直径的比值，即本实用新型的反应器芯轴的长度与直径的比值，且对于本领域技术人员而言，反应器芯轴的长径比一般达到60:1以上，可以称为“大长径比”。大长径比反应器芯轴的长度为14m，已经远超过现有机床的最大加工能力，因此，本实用新型的反应器芯轴设置为多个轴段1，相邻两个轴段1的其中一者的端部设有螺纹孔201，另一个轴段1的端面上设置螺柱部202，螺柱部202能够旋入螺纹孔201，使得相邻的两个轴段1形成为螺纹连接。旋转其中一个轴段1的过程中，因为要将相邻的两个轴段1的外周面上的外花键相位调整为相对应，相邻的两个轴段1的端部可能出现间隙，一般情况下，可增加间距调整垫片4，也可不增加，在不增加间距调整垫片4时可利用套接在两个轴段1的间隙处的反应器元件3，可以防止相邻的两个轴段1在螺纹连接部2处弯折或断裂，由此可以看出，反应器元件3与轴段1之间形成渐开线花键副，使得反应器元件3既能够连接在轴段1上，还能够对两个相互连接的轴段1的螺纹连接部2起到加强作用，同时，更意想不到的是，渐开线花键副还能够限制螺柱部202与螺纹孔201之间的相对转动，能够有效限制螺纹连接部2在使用过程中松动，该结构可取代现有的在螺纹孔201与螺柱部202旋入过程中利用螺纹胶防松的办法，便于后续维修时拆卸。同时，可以想到的是，将反应器芯轴拆分为多个轴段1，各轴段1的长度均≤10m，不仅能够满足机床加工能力要求，同时，还能够降低各轴段1在生产过程中热处理难度，不易出现弯折。

需要说明的是，本实用新型的外花键指的是渐开线花键的外花键，设置在各轴段1的外周面上，内花键指的是渐开线花键的内花键，设置在反应器元件3的内周面上。设置在相邻两个轴段1的外周面上的外花键的相位相同，以及键齿相对应，均表示在本实用新型中，设置在各轴段1的外周面上的外花键的各参数均相同，即设置在各轴段1的外周面上的外花键完全相同。

作为本实用新型的一个优选实施方式，相邻两个所述轴段1之间还设有用于确保相邻两个所述轴段1上的所述外花键键齿相对应的间距调整垫片4，所述轴段1的端部适于抵靠所述间距调整垫片4。

本实用新型具体实施方式的相邻两个轴段1在螺纹连接后，为了将外周面上的外花键的相位对齐，两个轴段1的端部之间极有可能出现间隙，且不同的两个轴段1连接后，间隙的宽度可能不一样，因此，本实用新型的间距调整垫片4的厚度可根据实际间隙的宽度而定，也可以提前制作多个不同厚度的间距调整垫片4，间距调整垫片4上均做有标记，表面该间距调整垫片的厚度，便于装配人员根据实际测量的间隙宽度选用合适的间距调整垫片4。当然，设置在两个轴段1间的间距调整垫片4的数量也不仅限于一个，可采用多个组合使用。

优选地，所述间距调整垫片4为圆环垫片，所述螺柱部202适于穿过所述间距调整垫片4的中心孔。

进一步优选地，所述间距调整垫片4的外径小于所述轴段1的外径。

圆环垫片既便于生产，也便于安装，中心区域设有通孔，适于螺柱部202穿过。为了保证两个轴段1连接后的精度，圆环垫片的两侧端面的加工精度较高，对外圆的加工要求则比较低，一般小于轴段1的外周面即可。当然，根据实际加工生产要求，间距调整垫片4也可以为正方形垫片，正方形垫片的对角长度小于轴段1的外径。为了便于安装，本实用新型的间距调整垫片4还可以是两个厚度相同的半圆环，安装时可直接卡入相邻两个轴段1的端部的间隙中，使用更便捷。

作为本实用新型的另一个优选实施方式，所述间距调整垫片4的厚度为0.1-15mm。

作为本实用新型的一个具体实施例中，所述螺纹孔201的内螺纹尺寸为M42×2L，所述螺柱部202的外螺纹尺寸为M42×2L。当然，根据实际使用和安装需求，螺纹孔201与螺柱部202的螺纹尺寸可为其他尺寸和其他类型的螺纹结构，均属于本实用新型的保护范围。

作为本实用新型的一个具体结构形式，所述轴段1包括半轴A101和半轴B102，所述外花键设置在所述半轴A101和所述半轴B102的外周面上。

作为本实用新型的另一个具体结构形式，所述外花键的键齿相对应地设置为：所述半轴A101上的外花键相位与所述半轴B102上的外花键相位相同，便于反应器元件3同时连接在半轴A101和半轴B102的端部，将半轴A101和半轴B102的相互连接的部位固定连接，既能够防止螺纹连接松动，也能够进一步增强半轴A101和半轴B102相互连接部位的结构强度。

进一步具体地，所述半轴A101的长度为4-10m，所述半轴B102的长度为4-10m。作为本实用新型的一个具体实施例，半轴A101的长度为10m，已经达到机床的最大加工能力，半轴B102的长度为4m。可以想到的是，根据实际使用要求，可将半轴A101和半轴B102的相应调整，均属于本实用新型的保护范围。

作为本实用新型的又一个具体结构形式，所述反应器元件3沿所述轴段的长度方向的尺寸大于相邻的所述轴段端部之间的间隙宽度。优选地，半轴A101与半轴B102之间的间隙位于反应器元件3的宽度方向的中心区域，便于反应器元件3受力均匀。

下面以一个具体实施例来说明本实用新型的技术构思：

本实用新型反应器芯轴为半轴A101和半轴B102，半轴A101的长度为10m，半轴B102的长度为4m，半轴A101的一端设有螺纹孔201，螺纹孔201尺寸为M42×2L，半轴B102的靠近半轴A101的端部设有螺柱部202，螺柱部202上设有M42×2L的外螺纹，半轴A101和半轴B102的两端的外周面上均设有相位相同的外花键，反应器元件3的中心区域形成有通孔，通孔内形成有内花键，外花键与内花键能够形成渐开线花键副。在螺柱部202旋入螺纹孔201内前，先将反应器元件3连接在半轴A101或半轴B102的端部，然后在螺纹孔201内旋入螺柱部202，当半轴A101和半轴B102的两端面之间的距离小于8mm时，将半轴A101和半轴B102上的外花键相位相对应，同时利用渐开线花键通规检验合格后，测量半轴A101和半轴B102的两端面之间的实际距离，根据测得的实际距离选择合适厚度的间距调整垫片4，旋开螺柱部202，将间距调整垫片4安装在半轴A101和半轴B102两端之间，旋紧螺柱部202，此时，间距调整垫片4与半轴A101和半轴B102之间均没用间隙，且半轴A101和半轴B102的外周面上的外花键相位也相同，最后将反应器元件3移动至间距调整垫片4处，且间距调整垫片4基本位于反应器元件3的中心区域，此时能够得到长度为14m的大长径比反应器芯轴，满足对位芳纶聚合工艺要求。

另外，本实用新型的基本实施方式还提供一种螺杆挤出机，包括根据上述技术方案中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构。

本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构具有以下优点：

第一，本实用新型的反应器芯轴包括半轴A101和半轴B102，将大长径比的反应器芯轴分为至少两个轴段1，既满足了机床的最大加工要求，同时，也能够使得各轴段1在热处理过程中不易变形，降低了加工难度，节约了加工时间，进而降低了加工成本。

第二，本实用新型的相邻两个轴段1之间通过螺纹连接，且相邻两个轴段1间设置间距调整垫片4，各轴段1的外周面上还设有外花键，与反应器元件3的内周面的内花键形成为渐开线花键副，既能够将各轴段1连接成大长径比的反应器芯轴，同时，还能够有效限制螺柱部202与螺纹孔201间的相对转动，避免相互连接的两个轴段1之间的连接松动，影响后期使用效果。

第三，反应器元件3与各轴段1之间形成渐开线花键副连接，既能够满足反应器元件3的正常安装连接，其位置设置在相邻两个轴段1之间的连接部位，能够有效避免螺纹连接的连接松动的同时，还能够有效增加螺纹连接处的连接强度，使用效果好。

由以上描述可以看出，本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构包括多个轴段1，各所述轴段1的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段1的一者的端部上设有螺纹孔201、另一者的端部上设有螺柱部202以螺纹连接，相邻两个所述轴段1上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段1螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件3渐开线花键配合联接。本实用新型的大长径比反应器芯轴的连接结构通过将具有大长径比的反应器芯轴分成多个轴段1，满足了机床的最大加工能力，也降低了加工过程中热处理难度，同时，设置在相邻两个轴段1的端部的螺纹连接满足了相邻两个轴段1的连接要求，而设置在相邻两个轴段1的端部的外花键与反应器元件3上的内花键形成为渐开线花键副能够有效限制螺纹连接间的相对转动，避免使用过程中相邻两个轴段1间的相对转动，替代了其他螺纹防松结构，简化了连接结构，降低了生产成本和装配难度，使用效果好。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，包括多个轴段(1)，各所述轴段(1)的外周面上形成有外花键，相邻两个所述轴段(1)的一者的端部上设有螺纹孔(201)、另一者的端部上设有螺柱部(202)以螺纹连接，相邻两个所述轴段(1)上的所述外花键的键齿相对应，该相邻的两个所述轴段(1)螺纹连接的端部与形成有内花键的反应器元件(3)渐开线花键配合联接。

2.根据权利要求1所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，相邻两个所述轴段(1)之间还设有用于确保相邻两个所述轴段(1)上的所述外花键键齿相对应的间距调整垫片(4)，所述轴段(1)的端部适于抵靠所述间距调整垫片(4)。

3.根据权利要求2所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述间距调整垫片(4)为圆环垫片，所述螺柱部(202)适于穿过所述间距调整垫片(4)的中心孔。

4.根据权利要求3所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述间距调整垫片(4)的外径小于所述轴段(1)的外径。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述间距调整垫片(4)的厚度为0.1-15mm。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述轴段(1)包括半轴A(101)和半轴B(102)，所述外花键设置在所述半轴A(101)和所述半轴B(102)的外周面上。

7.根据权利要求6所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述外花键的键齿相对应地设置为：所述半轴A(101)上的外花键相位与所述半轴B(102)上的外花键相位相同。

8.根据权利要求6所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述半轴A(101)的长度为4-10m，所述半轴B(102)的长度为4-10m。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构，其特征在于，所述反应器元件(3)沿所述轴段的长度方向的尺寸大于相邻的所述轴段端部之间的间隙宽度。

10.一种螺杆挤出机，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的大长径比反应器芯轴的连接结构。