專利名稱：一種內排氣式平行異向多螺桿擠出機的制作方法
技術領域：
本發明屬于塑料擠出成型技術領域，具體地，涉及一種使用至少兩根相互非嚙合螺桿的擠出成型設備結構的改進，即一種內排氣式平行異向多螺桿擠出機。
背景技術：
目前，在塑料或橡膠加工領域中，應用的擠出機按螺桿數量分為無螺桿擠出機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機、多螺桿擠出機。常用的有單螺桿擠出機、平行同向雙螺桿擠出機、平行異向雙螺桿擠出機、錐形同向雙螺桿擠出機、錐形異向雙螺桿擠出機、非嚙合異向雙螺桿擠出機和臺階式擠出機。
單螺桿擠出機優點在于機頭壓力高，擠出平穩，但塑化效率低，吃料性能差。參考中國發明專利申請單螺桿擠出機，專利申請號201110275773. 7，該發明提供了一種單螺桿擠出機，包括減速箱、螺桿、機筒，螺桿與減速箱輸出軸連接，螺桿的外周加工有螺紋片，機筒上設置有進料口和出料口，螺桿上具有進料段、壓縮段和計量段，螺桿的進料部位于機筒的進料口位置處，螺桿的出料部位于機筒的出料口內。平行同向雙螺桿擠出機的優點在于塑化性能好，其缺點是擠出壓力小、分配箱結構復雜，且耗電大。參考中國實用新型專利嚙合平行同向雙螺桿擠出機，專利號02228373.0，其公開了一種嚙合平行同向螺桿擠出機，它包括傳動裝置，喂料和擠出裝置，其特征是擠出裝置由料筒和裝在料筒內的嚙合平行同向旋轉的雙螺桿元件組成，螺桿元件由螺桿軸、螺紋元件、反螺紋元件和捏合元件組成，在料筒的出料口依次裝有齒輪泵和擠出模頭，螺紋元件，反螺紋元件，捏合元件通過漸開線花鍵依次連接在螺桿軸上。而平行異向雙螺桿擠出機在塑化性能及擠出壓力上均不佳，但吃料性能好。參考中國發明專利異向旋轉雙螺桿擠出機，專利號200580051075. 1，一種螺桿擠出機，所述螺桿擠出機具有本體，其形成容納兩個異向旋轉、軸線平行的轉子的兩個圓筒的腔室；進料口，其在所述本體的一端用于在腔室內的待混合材料；卸料口，其用于在所述本體的另一端排放已混合材料；在每個轉子上的帶有螺桿的傳送段，其用于將材料從所述進料口向下游供給到包括至少兩個混合區的混合段，每個混合區都具有至少一個前傳翼和至少一個位于所述前傳翼下游的后傳翼，其特征在于節流閥設置在所述混合段下游的腔室中，并且帶有螺桿的第二傳送段和第二混合段設置在所述節流閥的下游。錐形異向雙螺桿擠出機的優點是擠出壓力中等，缺點是塑化性能差、設備加工難度大。參考中國實用新型專利錐形同向雙螺桿擠出機，專利號200420118947. 4，該發明公開了一種錐形同向雙螺桿擠出機，它由驅動電機，聯軸器，減速分配箱，喂料系統，機筒，錐形雙螺桿，排氣系統，切粒系統，料斗等所組成，在機筒內設有二根同方向轉動的主錐形螺桿和副錐形螺桿，它們分別與減速分配箱內的主動齒輪和從動齒輪相連接，在二齒輪的下方還設有中間齒輪。非嚙合異向雙螺桿擠出機塑化能力差，但吃料性能好；臺階式擠出機占地面積大、能耗大等，因而實際使用中均不盡人意。
由此可見，在擠出機中塑化性能、排氣性能與擠出壓力相互制約。然而，塑化性能差，將會直接影響到塑化后產品的質量，并且擠出能力又影響到產量與成本。為此是否設計一種擠出機，集上述優點，而去其缺點，突破現在擠出機的缺陷，多功能優化組合，適用于多種塑料的加工，顯得有十分重要的經濟價值和推廣應用價值。
發明內容
本發明就是針對上述問題，彌補現有技術的不足，提供一種擠出壓力大、塑化能力增強、能耗降低、節能效果顯著、吃料性能好、排氣性能好、防冒料性能好、螺桿加工方便，并適合各種塑料及橡膠加工的內排氣式平行異向多螺桿擠出機。為實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案。本發明包括機架，機架上設置驅動電機和減速箱，減速箱通過聯軸器與其左側的 分配箱相連，分配箱上的喂料裝置與料斗的上方相應，料斗的下方與分配箱左側機筒的進料端相應，機筒的出料端設置有端蓋，機筒內置主螺桿和位于進料端的、與主螺桿螺紋方向相反的副螺桿，主螺桿和副螺桿分別與分配箱內的主動齒輪及從動齒輪相連；其結構要點是主螺桿的左端為中空結構，并內置左端固定在端蓋上的內螺桿，內螺桿的螺紋與主螺桿的螺紋方向相反；主螺桿的右端內有排氣通道，所述排氣通道與內螺桿內的排氣通道相通；與副螺桿相應的主螺桿上的螺紋為單螺紋，除此之外，主螺桿上螺紋為雙螺紋；雙螺紋的兩螺棱之間的主螺桿上設置有同排氣通道相連的第一通孔，內螺桿外的主螺桿雙螺紋的兩螺棱之間設置有若干第二通孔；端蓋上設置有與主螺桿和內螺桿之間腔體相通的熔體出口，以及與排氣通道相連的排氣口。進一步地，副螺桿上的螺紋為單螺紋，且副螺桿與主螺桿為異向內旋轉；由于相互平行的主螺桿和副螺桿達到異向內旋轉，增加了吃料和壓縮性能，從而提高了固定輸送能力及防冒料能力。更進一步地，副螺桿為短螺桿，且與主螺桿為非嚙合安裝，增大螺槽斷面積，提高進料量。作為本發明的一種優選方案，所述內螺桿的螺紋為單螺紋，增大螺槽斷面積，提高
擠出量。所述主螺桿上相鄰兩雙螺紋之間的導程與相鄰兩單螺紋之間的導程相等，形成排氣和熔體通道。另外，在主螺桿上選用大規格的推力軸承組合，因副螺桿較短，為主螺桿長度的四分之一左右，副螺桿上則選用小推力軸承組合，以能承受平行異向螺桿的大擠出壓力，保證了平行異向多螺桿擠出機的使用可靠性，降低了電機的功率。在內螺桿的右端與主螺桿芯部內端面之間具有排氣間隙，由第二通孔進入到內螺桿內的氣體(高溫氣體或水蒸氣等)可從該間隙進入排氣通道內，進而由排氣通道的兩端排出機筒外。與現有技術相比本發明的有益效果是。(I)擠出壓力大增設的內螺桿成為較長而穩定的計量段，這等于增大了螺桿的長徑比，所以提高了擠出壓力。(2)塑化能力增強在主螺桿上，液相均已分離出來，并被及時地從第二通孔中導出，固相寬度占據整個螺槽的寬度大，因此，有最大的熔融表面，提高了熔融塑化能力，其結果是增大了產量。(3)能耗降低、節能效果顯著本發明與現有技術中的若干擠出機相比，如150擠出機以往采用132-160KW電機，本發明采用55KW電機即可以達到同等產量塑料。(4)吃料性能好吃料段采用了非嚙合雙螺桿，因此提高了吃料性能。(5)排氣性能好由于本發明結構上采用了固相壓縮排氣與熔融段排氣同時進行，內螺桿右端有較長的排氣空間，所以排氣效果良好。(6)防冒料性能好內螺桿有較長的排氣長度和空間，熔融物料在此段存儲物料，并能自動調節儲料量。(7)螺桿加工方便主螺桿從壓縮段開始，增加了一條附加螺紋成為雙螺紋，但附加螺紋的螺距與主螺紋相等，這就給螺桿的加工帶來了很大方便；內螺桿也采用單螺紋加 工很方便。(8)適合各種塑料及橡膠加工本發明中就內螺桿來說，與主螺桿相比它的直徑比較小、螺槽較深，因此內螺桿上熔料所受剪切是較小的，已經熔融的物料進入內螺桿后不再受機筒加熱(螺桿的溫度一般總低于機筒的溫度)，這就保證了熔料不易過熱分解，所以適合包括易分解物料在內的多種熱塑性塑料及橡膠加工。
圖I是本發明的結構示意圖。圖中，I為機架、2為減速箱、3為聯軸器、4為驅動電機、5為分配箱、6為喂料裝置、7為進料端、8為吃料段、9為機筒、10為副螺桿、11為主螺桿、12為內螺桿、13為排氣通道、14為端蓋、15為出料端、16為料斗、17為主動齒輪、18為從動齒輪。圖2是本發明機筒的結構示意圖。圖中，19為壓縮段、20為熔融段。圖3是圖2的A部放大圖。圖中，21為單螺紋、22為第一通孔、23為雙螺紋。圖4是圖2的B部放大圖。圖中，24為第二通孔、25為排氣口、26為熔體出口、27為螺槽。
具體實施例方式如圖I所示，本發明的擠出機包括機架1，機架I上設置驅動電機4和減速箱2，減速箱2通過聯軸器3與其左側的分配箱5相連，位于分配箱5上的喂料裝置6與料斗16的上方相應，料斗16的下方與分配箱5左側機筒9的進料端7相應，機筒9的出料端15設置有端蓋14，機筒9內置主螺桿11和位于進料端7的、與主螺桿11螺紋方向相反的副螺桿10，主螺桿11和副螺桿10分別與分配箱5內的主動齒輪17及從動齒輪18相連；主螺桿11的左段為中空結構，并內置左端固定在端蓋14上的內螺桿12，內螺桿12的螺紋與主螺桿11的螺紋方向相反；主螺桿11的右段內有排氣通道13，所述排氣通道與內螺桿12內的排氣通道13相通；與副螺桿10相應的主螺桿11上的螺紋為單螺紋21，除此之外，主螺桿11上螺紋為雙螺紋；雙螺紋兩螺棱之間的主螺桿11上設置有同排氣通道13相連的第一通孔22，內螺桿12外的主螺桿11雙螺紋的兩螺棱之間設置有若干第二通孔24 ;端蓋14上設置有與主螺桿11和內螺桿12之間腔體相通的熔體出口 26，以及與排氣通道13相連的排氣口25。如圖2-4所示，為本發明機筒9及相關部件的結構示意圖和局部放大圖。本發明擠出機主螺桿11和副螺桿10的異向內旋轉是通過分配箱5中所排列的主動齒輪17和從動齒輪18來實現的；其中，主動齒輪17與主螺桿11相連，從動齒輪18與副螺桿10相連，從而使主螺桿11和副螺桿10達到異向旋轉。而內螺桿12由于固定在機筒9的端蓋14上，因此內螺桿12固定不動。機筒9內各部件在不同階段所起的作用可分成三段，即吃料段8(固體輸送段)、壓縮段19和熔融段20(計量段)。吃料段8為從機筒9進料端7至主螺桿11上的螺紋由單螺紋21轉變為雙螺紋23處。當待加工的塑料進入該段后，接受雙螺桿向前方的擠壓推進。壓縮段19則從主螺桿11帶有雙螺紋開始，其長度為主螺桿11直徑的2-5倍，固體塑料中的氣體(低溫氣體)迅速從雙螺紋23之間主螺桿11上的第一通孔22進入到主螺桿11右段內的排氣通道13中，由排氣通道13的左端或右端排出機筒9外。繼續向前推進的塑料進入熔融段20，在外加熱和機械摩擦的熱量作用下，迅速熔融，從兩螺棱之間的 主螺桿11上的第二通孔24進入到主螺桿11和內螺桿12之間腔體內，從而液相與固相分離，并從機筒9左端端蓋14上的熔體出口 26導出；而固相則留存在相鄰兩雙螺紋23之間的螺槽27內，由于螺槽27的面積較大，因此有最大的熔融表面，提高了熔融速率，其結果也增大了產量；未熔融的固相繼續熔融，最后也熔為液相，從熔體出口 26排出。
權利要求
1.一種內排氣式平行異向多螺桿擠出機，包括機架(1)，機架(I)上設置驅動電機(4)和減速箱(2)，減速箱(2)通過聯軸器(3)與其左側的分配箱(5)相連，分配箱(5)上的喂料裝置(6 )與出料口下方的料斗(16 )相應，料斗(16 )的下方與分配箱(5 )左側機筒(9 )的進料端(8)相連，機筒(9)的出料端(15)設置有端蓋(14)，機筒(9)內置主螺桿(11)和位于進料端(7)的、與主螺桿(11)螺紋方向相反的副螺桿(10)，主螺桿(11)和副螺桿(10)分別與分配箱(5)內的主動齒輪(17)及從動齒輪(18)相連；其特征在于 主螺桿(11)的左端為中空結構，并內置左端固定在端蓋(14 )上的內螺桿(12 )，內螺桿(12)的螺紋與主螺桿(11)的螺紋方向相反；主螺桿(11)的右端內有排氣通道(13)，所述排氣通道(13)與內螺桿(12)內的排氣通道(13)相通；與副螺桿(10)相應的主螺桿(11)上的螺紋為單螺紋(21)，除此之外，主螺桿(11)上螺紋除進料端外為雙螺紋(23);雙螺紋(23)的兩螺棱之間底部與主螺桿(11)中心內孔有同排氣通道(13)相通的第一通孔(22)，內螺桿(12)外的主螺桿(11)雙螺紋的兩螺棱之間設置有若干第二通孔(24);端蓋(14)上設置有與主螺桿(11)和內螺桿(12)之間腔體相通的熔體出口(26)，以及與排氣通道(13)相連的排氣口(25)。
2.如權利要求I所述的內排氣式平行異向多螺桿擠出機，其特征在于副螺桿(10)上的螺紋可為單螺紋(21)，且副螺桿(10)與主螺桿(11)為異向內旋轉。
3.如權利要求2所述的內排氣式平行異向多螺桿擠出機，其特征在于副螺桿(10)為可短螺桿，且與主螺桿(11)為非嚙合安裝。
4.如權利要求I所述的內排氣式平行異向多螺桿擠出機，其特征在于所述內螺桿(12)的螺紋為單螺紋(21)。
5.如權利要求I所述的內排氣式平行異向多螺桿擠出機，其特征在于所述主螺桿11上相鄰兩雙螺紋23之間的導程與相鄰兩單螺紋21之間的導程相等。
6.如權利要求I所述的內排氣式平行異向多螺桿擠出機，其特征在于在內螺桿(12)的右端與主螺桿(11)芯部左端之間具有一定的排氣間隙。
全文摘要
一種內排氣式平行異向多螺桿擠出機涉及一種使用至少兩根相互非嚙合螺桿的擠出成型設備。本發明優點擠出壓力大、塑化能力增強、能耗降低、節能效果顯著、吃料性能好、排氣性能好、防冒料性能好、螺桿加工方便，適合各種塑料及橡膠加工。本發明結構要點主螺桿左端為中空結構，內置左端固定在端蓋上的內螺桿，內螺桿螺紋與主螺桿螺紋方向相反；主螺桿右端內有排氣通道，與內螺桿內的排氣通道相通；與副螺桿相應的主螺桿上螺紋為單螺紋，此外為雙螺紋；雙螺紋兩螺棱之間主螺桿上具有同排氣通道相連的第一通孔，內螺桿外主螺桿雙螺紋的兩螺棱之間具有若干第二通孔；端蓋上有與主螺桿和內螺桿之間腔體相通的熔體出口,中心有排氣通道相連的排氣口。
文檔編號B29C47/46GK102886888SQ20121040635
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者金世源 申請人:金世源