CN219634487U - 生产抗菌母粒的螺杆挤出机 - Google Patents
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Abstract
生产抗菌母粒的螺杆挤出机，包括横卧放置的机筒，机筒为筒体结构，其一端顶部设置有进料斗，其另一端底部设置有出料口，机筒设有换热件；所述机筒在靠近进料斗的一端安装有螺杆驱动电机，机筒内设有从进料斗项出料口延伸的啮合的双螺杆；其中，所述双螺杆依次包括加料段、熔融段、计量段。加料段螺距由大逐渐变小，将松散的物料进行压实，提高螺槽中的充满程度；加料段与熔融段之间设有反向螺纹段，能够使得大部分物料经受可控恒定的剪切和压力，物料升温可控；熔融段的螺槽容积逐步减小，形成一定的几何压缩比，保证物料到达计量段时仍有足够的致密度。故能够更好的实现物料的稳定输送，保持温度的稳定，降低过热等情况的发生。
Description
技术领域
本实用新型涉及抗菌母粒生产领域，具体为生产抗菌母粒的混料设备。
背景技术
为使抗菌剂在抗菌材料中发挥出良好的抗菌性、抗菌长效性，并在使用中性能稳定，制作抗菌塑料和抗菌纤维时，一般采用母粒化技术。抗菌母粒是将各种抗菌剂均匀分散在基体树脂中做成的浓缩体，以一定量抗菌母粒和相应的树脂粒子掺混后，按照塑料、纤维的加工成型方法，即可制得表面具有抗菌作用(杀菌和抑菌作用)的塑料制件、制品和抗菌纤维。
抗菌母粒的生产离不开抗菌剂以及基体树脂的处理与混合，螺杆挤出机是其中重要的熔融混合设备，如图1所示，螺杆挤出一般包括机筒1、机筒内的螺杆2、驱动螺杆的电机3，进料斗4和出料口5分设在螺杆2的两端的位置。螺杆2通过旋转产生的推力将基体材料向前输送，并且在输送过程中形成熔融状态进行混合；螺杆2一般包括加料段、熔融段和计量段。
螺杆挤出机的工作效率对于抗菌母粒的生产具有至关重要的影响，而螺杆挤出机的挤出效率主要取决于螺杆结构，目前螺杆结构设计主要是基于经验公式，设计之后仍需要进行优化调整。
因此，提供具有较高挤出效率的螺杆挤出机，仍然具有重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供生产抗菌母粒的混料设备，尤其是生产抗菌母粒的螺杆挤出机。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：生产抗菌母粒的螺杆挤出机，包括横卧放置的机筒，机筒为筒体结构，其一端顶部设置有进料斗，其另一端底部设置有出料口，机筒设有换热件；所述机筒在靠近进料斗的一端安装有螺杆驱动电机，机筒内设有从进料斗项出料口延伸的啮合的双螺杆；其中，所述双螺杆依次包括加料段、熔融段、计量段，其中：
加料段长度为8-10D，螺纹等深不等距，螺距逐渐缩小，加料段第一个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为(1.5-2)∶1；
加料段与熔融段之间设有反向螺纹段，加料段最后一个螺槽容积与反向螺纹的单螺槽容积的比为1∶(3-4)；
熔融段的螺槽容积逐步减小，第一个螺槽容积与熔融段最后一个螺槽容积的比为(1.1-1.3)∶1；熔融段第一个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2)，熔融段长度为2-4D；
计量段的长度为螺杆长度的20-25％，计量段为等距等深等距螺纹，计量段单个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2.5)；
所述机筒置有抗菌剂加入口；D为螺杆外直径。
在一种优选实施例中，抗菌剂加入口设置在熔融段靠近加料段的1/5的长度区间内。
在一种优选实施例中，螺杆头锥度为16°-200°。
在一种优选实施例中，所述机筒设有排气口，排气口所对的螺杆处设有排气段。更优选地，排气段位于计量段与熔融段之间。
更优选地，所述排气段为同向螺纹段，同向螺纹段的单个螺槽的螺槽容积，大于排气段前后螺槽的螺槽容积。
在一种优选实施例中，在抗菌剂加入口所对的螺杆区域，螺杆设有第二反向螺纹段。
更优选地，抗菌剂加入口、第二反向螺纹段的位于螺杆的熔融段；更优选地，当第二反向螺纹段的位于螺杆的熔融段的时候，所述“熔融段的螺槽容积逐步减小”，并不包括第二反向螺纹段。
更优选地，第二反向螺纹段的单个螺槽容积，大于第二反向螺纹段之前一个螺槽的螺槽容积，并且大于第二反向螺纹段之后一个螺槽的螺槽容积。
例如，第二反向螺纹段的螺间距大于第二反向螺纹前后的螺纹的螺间距，和/或第二反向螺纹的螺槽深度大于第二反向螺纹前后的螺纹的螺槽深度。
在一种优选实施例中，加料段、熔融段、计量段单独设置所述换热件。
更优选地，反向螺纹段单独设置所述换热件。
更优选地，第二反向螺纹段单独设置所述换热件。
更优选地，排气段单独设置所述换热件。
在一种优选实施例中，所述换热件为模块化设计，包括至少两个换热模块，每一个换热模块包括两片换热组件，两片换热组件扣合形成筒状结构，各个换热模块，包裹在机筒外。
在一种优选实施例中，根据机筒的形状，换热片可以是半圆形、L型等结构，从而更好的贴合机筒表面。
在一种优选实施例中，换热组件内设有孔道，两片换热组件的孔道密封连通形成流体通道，流体通道的进口和出口连接到换热组件外部。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型采用双螺杆挤出机，特定的螺槽容积，能够更好的实现物料的稳定输送，而且能够很好的保持温度的稳定，降低过热等情况的发生。
附图说明
图1为常规螺杆挤出结构示意图；
图2为本实用新型的生产抗菌母粒的螺杆挤出机结构示意图；
图3为本实用新型的生产抗菌母粒的螺杆挤出机排气口结构示意图；
图4为本实用新型的生产抗菌母粒的螺杆挤出机反向螺纹段结构示意图；
图5为本实用新型的生产抗菌母粒的螺杆挤出机换热件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
参照图2，本实施例中生产抗菌母粒的螺杆挤出机，包括横卧放置的机筒1，机筒1一端顶部设置有进料斗，其另一端底部设置有出料口5，机筒1设有换热件，用于对机筒1内进行换热；所述机筒1在靠近进料斗4的一端安装有螺杆驱动电机3。
机筒1为筒体结构，可以是圆筒、方形筒，可以是统一尺寸，或者也可以是从一端向另一端逐渐变细或变粗，这主要取决于螺杆2与机筒1之间的间距，一般而言，间距越大，越不利于换热件对机筒1内的换热。
机筒1内设有从进料斗向出料口延伸的啮合的双螺杆2；其中，所述双螺杆2依次包括加料段21、熔融段22、计量段24。
加料段21长度为8-10D(D为螺杆外直径，下同)，螺纹等深不等距设计，螺距逐渐缩小，加料段21第一个螺槽容积与加料段21最后一个螺槽容积的比为(1.5-2)∶1；本实施例中，加料段采用大螺槽深度，容积输送能力较大，例如螺杆外径D与内直径d的比为1.5-2.0。从进料斗4落入加料段21的物料为固体物料，松散的物料需要进行压实，这就要求提高螺槽中的充满程度，本申请采用螺距由大逐渐变小的设计，可以实现该目的，相比于常规等的间距设计，更能对物料压实，相比于阶跃式导程变化，降低了颗粒物料过载的几率。
参照图4，加料段21与熔融段22之间设有反向螺纹段25，加料段21最后一个螺槽容积与反向螺纹段25的单螺槽容积的比为1∶(3-4)，从而形成非对称大导程的反向螺纹构型。机筒2内的加热主要来自两个因素，一种是换热件的外热，另一种是螺杆机械能变为摩擦热、剪切热等，反向螺纹能够加快机械能变为剪切热，从而使得物料熔融更快。反向螺纹段25设计在熔融段22之前，可以更好的实现物料的预热，降低熔融段22的工作压力。这种非对称大导程的反向螺纹构型能够使得大部分物料经受可控恒定的剪切和压力，物料升温可控。相比于一般螺杆采用的捏合块的结构，这种非对称大导程的反向螺纹构型更有利于螺杆的稳定，虽然其产生的压力对粘度敏感度更高，但母粒生产采用的一般为单组分基材，因此，这种设计并不影响母粒的生产。
熔融段22应当保证物料到达计量段24时仍有足够的致密度，故需要一定的几何压缩比，故熔融段22的螺槽容积逐步减小，熔融段22第一个螺槽容积与熔融段22最后一个螺槽容积的比为(1.1-1.3)∶1。熔融段22第一个螺槽容积与加料段21最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2)。熔融段22的长度为2-4D。
计量段24的长度为螺杆长度的20-25％，计量段24为等距等深等距螺纹，计量段24单个螺槽容积与加料段21最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2.5)。
所述机筒2在熔融段的位置，设置有抗菌剂加入口，将抗菌剂直接加入到熔融的物料中，为了保证熔融段22的混合效果，抗菌剂加入口设置在熔融段22靠近加料段21的1/5的长度区间内。
为了提高混合效果，在抗菌剂加入口所对的螺杆区域，螺杆设有第二反向螺纹段。第二反向螺纹段的单个螺槽容积，大于第二反向螺纹段之前一个螺槽的螺槽容积，并且大于第二反向螺纹段之后一个螺槽的螺槽容积，应当重要的是，当第二反向螺纹段的位于螺杆的熔融段的时候，所述“熔融段的螺槽容积逐步减小”，并不包括第二反向螺纹段的部分。第二反向螺纹段的设置可以参考图3，但可以根据抗菌剂的加入量、相容性等来设计第二反向螺纹段的参数，一方面避免物料过长时间的停留，另一方面提高混合效果。
实施例2
参照图3，在实施例1的基础上，所述机筒1设有排气口6，如果需要，可以设置更多个排气口。
其中一个排气口6位于计量段24与熔融段22之间，所对的螺杆2处设有排气段23。所述排气段23为同向螺纹段，同向螺纹段的单个螺槽的螺槽容积，大于排气段前后螺槽的螺槽容积。
排气口6前后均为密封结构，而且螺杆2的螺槽更浅，这样物料与机筒1内壁之间密封性较好，排气口下方螺槽变大，物料充满度降低，在压力作用下，气体溢出，排气口6也可以连接真空泵等设备。
排气段23的螺槽容积增大，从而形成低充满度的熔体层，物料可暴露的自由表面更大，停留时间增加，有利于排气。
当然，排气口出的螺槽也可以是反向螺纹，增加停留时间，可以更好的排气，但对于温度的控制也就有了更高的要求。
实施例3
在实施例1和2的基础上，本实施例中，换热件设计为模块化，即换热件由不止一个换热模块组成，例如，排气段、反向螺纹段和第二反向螺纹段均可以单独包裹换热模块，加料段、熔融段和计量段也独立的包裹不止一个换热模块，这样，每个区域温度出现波动，都可以及时调整，从而快速将温度进行温度。
参照图5，每一个换热模块包括两片换热组件11，两片换热组件11扣合形成筒状结构，包裹在机筒外。扣合之后，螺栓将换热站11的连接板12固定，从而形成一个整体。换热组件11内设有孔道，两片换热组件11的孔道密封连通形成流体通道，流体通道的进口13(和出口)连接到换热组件外部。这样，可以随时调整换热流体的温度来调节机筒1内的温度。
换热件内部形状取决于机筒1的外部形状，例如根据机筒1的形状，可以是圆形、方形等。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于，包括横卧放置的机筒，机筒为筒体结构，其一端顶部设置有进料斗，其另一端底部设置有出料口，机筒设有换热件；所述机筒在靠近进料斗的一端安装有螺杆驱动电机，机筒内设有从进料斗项出料口延伸的啮合的双螺杆；其中，所述双螺杆依次包括加料段、熔融段、计量段，其中，
加料段长度为8-10D，螺纹等深不等距，螺距逐渐缩小，加料段第一个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为(1.5-2)∶1；
加料段与熔融段之间设有反向螺纹段，加料段最后一个螺槽容积与反向螺纹的单螺槽容积的比为1∶(3-4)；
熔融段的螺槽容积逐步减小，第一个螺槽容积与熔融段最后一个螺槽容积的比为(1.1-1.3)∶1；熔融段第一个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2)，熔融段长度为2-4D；
计量段的长度为螺杆长度的20-25％，计量段为等距等深等距螺纹，计量段单个螺槽容积与加料段最后一个螺槽容积的比为1∶(1.5-2.5)；
所述机筒设置有抗菌剂加入口；D为螺杆外直径。
2.根据权利要求1所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：所述机筒设有排气口，排气口所对的螺杆处设有排气段。
3.根据权利要求2所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：排气段位于计量段与熔融段之间。
4.根据权利要求2所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：所述排气段为同向螺纹段，同向螺纹段的单个螺槽的螺槽容积，大于排气段前后螺槽的螺槽容积。
5.根据权利要求1所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：在抗菌剂加入口所对的螺杆区域，螺杆设有第二反向螺纹段。
6.根据权利要求5所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：抗菌剂加入口、第二反向螺纹段的位于螺杆的熔融段。
7.根据权利要求5所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：第二反向螺纹段的单个螺槽容积，大于第二反向螺纹段之前一个螺槽的螺槽容积，并且大于第二反向螺纹段之后一个螺槽的螺槽容积。
8.根据权利要求1所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：所述换热件为模块化设计，包括至少两个换热模块，每一个换热模块包括两片换热组件，两片换热组件扣合形成筒状结构，包裹在机筒外。
9.根据权利要求8所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：换热组件内设有孔道，两片换热组件的孔道密封连通形成流体通道，流体通道的进口和出口连接到换热组件外部。
10.根据权利要求1所述的生产抗菌母粒的螺杆挤出机，其特征在于：抗菌剂加入口设置在熔融段靠近加料段的1/5的长度区间内。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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