專利名稱：擠壓機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種擠壓機，其包括至少兩個定子，即內定子，其具有至少一個外表面，該外表面至少大部分呈圓錐形；和外定子，其具有至少一個內表面，該內表面至少大部分呈圓錐形；所述擠壓機還至少具有一個轉子，該轉子至少大部分呈圓錐形，并位于各定子之間；該擠壓機包含一供給導管，用于將材料供給定子之間的空間；以及，該轉子在供給導管的洞口包含有孔穴，通過這些孔穴，至少一部分所輸進的材料能夠流過。
美國出版的專利文獻3 314 108公開的擠壓機具有兩個圓錐形定子和一個圓錐形轉子，該轉子能夠在定子之間轉動。需要擠壓的塑性材料通過兩個不同的導管供給至轉子的不同側邊。通過不同導管的材料雜質被所供材料端部的封圈所阻止。材料以如下方式被輸送至轉子的內部，即在材料供給導管的端口處，轉子具有孔穴，材料能夠通過該孔穴流動至轉子內部。當轉子轉動時，孔穴途徑供給導管的洞口，于是，作用在沿著導管所供材料上的阻力隨著孔穴相對于導管洞口的位置而變化。這就造成了材料的抽吸效應，降低了供給率，甚至破壞了材料的分布。
歐洲專利申請89 906 779.7公開的擠壓機包括數個圓錐形定子和能夠在定子之間轉動的轉子。所擠壓的材料沿著一個導管供給至每個轉子的開端，因此，轉子在進口處含有孔穴，通過這些孔穴，材料同樣可以流動至轉子的另一側。如上所述，這種結構所存在的問題是，作用在沿著導管所供材料上的阻力隨著轉子的轉動和隨著轉子的孔穴同時途經導管的洞口而變化。
本發明的目的在于提供一種擠壓機，其不存在上述問題，并且所擠壓的材料能夠均勻地供給至該擠壓機內。
如本發明所述的擠壓機，其特征在于，供給導管的端口和由轉子的孔穴和/或溝槽所形成的通道是以如下方式設計的，即在供給導管的端口處，通道可見部分的面積總和，隨著轉子的轉動而始終保持本質上的定值。
本發明的主要思想是，在將材料供給轉子的導管的端部，也就是在定子和轉子的連接處，在轉子轉動的每一時刻，可見的轉子通道的面積總和，在供給導管的端口處，在本質上保持常數。更進一步地，本發明所推薦的實施例的思想在于，供給洞口端的寬度本質上等于兩轉子通道中心間的距離，或者是該距離的數倍。在此情況下，材料至少暫時地從供給導管同時供給至最少兩個不同的轉子通道。本發明的另一個推薦實施例的思想在于，供給導管的端部包含一個延伸部分，因此，供給導管的端口處具有比導管其它部分更大的橫截面。更進一步地，一個推薦實施例的思想在于，供給導管端面處的延伸部分所具有的容積在本質上與位于延伸部分處的轉子通道的容積相等。另外一個推薦實施例的思想是在供給導管端口處的延伸部分具有非對稱形狀，也就是該延伸部分在端部逐漸縮小。
本發明的優點是，沿著供給導管所輸送的材料能夠通過轉子通道從供給導管均勻地流動，因此，在材料的流動中將不會出現抽吸效應。通過利用供給導管端口處的延伸部分，導管本身可以制成很小，以使通過供給導管的流體不會在供給導管中滯留過長的時間，這就防止了材料的有害的非均勻暖熱。當供給導管端口處的延伸部分的容積與轉子通道的相應容積大小相等時，可以使得在轉子孔穴從延伸部分的一端移至另一端的時間內，處在延伸部分內的材料發生完全地變化，因此，材料在擠壓機內滯留的時間將盡可能地短，并且分布集中。當供給導管端口處的延伸部分被做成非對稱形狀時，轉動轉子使得材料在同一方向上轉動，并且朝端部逐漸縮小的該非對稱的延伸部分迫使材料進入轉子孔穴，從而產生更加均勻的供給流動。
本發明將在下文結合附圖被詳細地進行說明，其中
圖1是根據本發明的擠壓機的流體進口的截面形狀圖，圖2是根據本發明的擠壓機的流體進口的另一個實施例的截面圖，圖3是轉子實施例的側視示意圖，圖4是另一個轉子實施例的側視示意圖，和圖5是圖4所示結構的截面形狀圖。
圖1示出了擠壓機材料進口的截面形狀。該擠壓機包含一個圓錐形轉子1，它被設置成朝著箭頭A所示的方向轉動。所謂圓錐形狀的定義一般是指其大部分呈圓錐形的設置，也就是說，例如轉子的某些部分可能是圓筒形的，也比如包含一個圓筒形的延伸段，正如本申請人自己的專利申請PCT/FI96/00261所描述的那樣，其內容也包含于此，以供參考。靜態定子2被設置在轉子1的外圍。為了清晰起見，圖1中所示的定子2僅僅是其局部，但在實際中它是整圈地圍繞著轉子1。在轉子1的內部設有另外一個靜態定子，為了清晰起見，在圖1中未示出。供給導管3被設置成穿過外側定子2。通過供給導管3，擠壓機接受材料，例如，這些材料可以形成塑料管、電纜套、膠片、以及其它類似的產品。轉子1包含有孔穴5，通過這些孔穴，由供給導管3輸送的材料可以流動至轉子1的內部，即轉子1和內側定子之間。該擠壓機的結構對于本領域的技術人員來說是完全熟知的，因此，在這里就不再更詳細地予以描述。
延伸部分4形成于供給導管3的端口部分，也就是靠近轉子1的一端。延伸部分4靠貼轉子的部分的面積大于供給導管3的截面面積。以這種方式，輸送材料在供給導管3中所滯留的時間可以被縮短，這就防止了由材料的非均勻暖熱所造成的問題。供給導管3通常具有圓形截面，但其截面形狀也同樣可以是其它形式，比如橢圓，或者可能是某種非對稱形狀。所擠壓的材料輸送進供給導管3，例如可通過輸送蛇管、或者送料斗、或其它所熟知的方式進行。
靠著轉子1側邊的延伸部分4的寬度在圖1中本質上等于轉子孔穴5中心之間的距離。為了確保足夠良好的特性，延伸部分4的寬度和孔穴5中心之間的距離不應該有多于15％的偏差，靠在轉子1的延伸部分4的連接處可以具有，比如橢圓形的帽狀、圓形或者其它合適的形狀。也可以是非對稱形狀。當轉子1沿著箭頭A所指的方向轉動時，可片刻地看到在延伸部分4處的一個孔穴。隨著轉子1的向前轉動，可片刻地看到在延伸部分4處的兩個孔穴，但每個孔穴在延伸部分4處僅是部分地可見。孔穴5和延伸部分4應以如下方式制成合適的形狀，即在延伸部分4處的可見孔穴5的各部分加在一起構成一個面積，該面積始終在本質上等于該孔穴5的完整的面積。換言之，在延伸部分4處最先可見的孔穴5以如下方式途經延伸部分4，即在延伸部分4的區域內完全不可見時，下一個孔穴5便開始可見了。更進一步地，當第一個可見的孔穴的區域在延伸部分4處變得越來越小時，下一個孔穴5的相應區域會越來越多地變得可見。孔穴5可見部分的面積，其變化值在延伸部分4處不應該超過這些面積平均值的40％。如果該變化值越小，則效果自然也越好。
孔穴5通常為圓形，但其它形式的孔穴，比如橢圓形，同樣是可以的。孔穴5也可以是非對稱形狀的。最好將孔穴5制成相對于轉子半徑傾斜α角度。通過改變α角，可以影響所輸送的材料穿過孔穴5的容易程度。α角越大，削割進所供給材料的孔穴5的邊緣就越尖。更為甚者，當α角度值大時，孔穴5的邊緣會增加所供給材料的纖維破壞程度。
最好將延伸部分4的容積制成與孔穴5的容積在本質上相等。孔穴5的容積由轉子1的外側和內側表面以及孔穴5的側壁來確定。相應地，延伸部分4的容積由靠貼轉子1的延伸部分的表面區域、延伸部分的深度D以及延伸部分切削進定子的形狀來確定。當孔穴5的容積Vr與延伸部分4的容積Vs相等時，所輸送的材料可以以與延伸部分4容積相對應的數量供給一個孔穴5，因此，所輸送的材料滯留在擠壓機內的時間可以被精心地加以控制。孔穴5的容積Vr與延伸部分4的容積Vs不應有多于40％的偏差，以便材料的滯留時間可以得到控制。
圖2示出了依據本發明的擠壓機的流體進口的另一實施例的截面形狀。圖2中標注的標記對應于圖1所標注的標記。供給導管3的延伸部分4被制成如下的非對稱形狀，即延伸部分的容積沿著轉子1的轉動方向A朝延伸部分的端部而減小。沿著方向A轉動的轉子1迫使所輸送的材料朝著同一方向轉動，而不斷減小的延伸部分4的容積使得材料進入孔穴5。材料均勻地流動，因為它從供給導管流動至延伸部分4時并不改變流動方向。供給導管3可進一步地處在這樣一個位置，即它不指向轉子1的中心，而是與該中心偏離β角。于是，根據轉子1的轉動方向，所供給的材料可以更好地均勻流動，并且可更流暢地流動。當β角增大時，位于供給導管3端口的延伸部分4可以減小，并且，在極端情況下，角度β可如此之寬，即使供給導管3與轉子1幾乎相切，于是，也就不需要單獨的延伸部分4了，但面對轉子1的供給導管端口的寬度在本質上與孔穴5中心之間的距離相等，或者是該距離的數倍。
圖3是轉子實施例的側視示意圖。圖3中所標注的標記對應于圖1和圖2中所標注的標記。圖3示出了轉子1的圓錐形狀。在轉子內部和外部的定子至少在靠轉子側邊的表面處具有自然的圓錐形狀。孔穴5是非對稱性的，因此，當材料由供給導管3供給時，少量的材料首先流過孔穴5，并且，當孔穴5更接近于供給導管的端口時，孔穴更多的部分處于可見狀態，因此，在此端有更多的材料流過孔穴5。在圖3中，供給導管3的延伸部分4的輪廓是借助于點劃線顯示的。圖3所示的非對稱轉子的開孔方式，可以使得每個孔穴在處于供給導管的期間內加速提供材料供給量。
圖4是本發明所述裝置中的一部分轉子1的側視圖。圖中標注的標記對應于圖1至圖3所標注的標記。圖4示出了轉子1在材料供給的部分。在圖4所示的情形中，所擠壓的材料由一個供給裝置供應給轉子1的內部和外部。在該供應裝置中，轉子1包含孔穴5，一部分材料能夠經由該孔穴5從供應裝置流進轉子1內。孔穴5的邊緣具有斜面，使得每個斜面能夠保證材料由孔穴5光滑地流動至定子內部的溝槽中。在圖4中，用虛線描述了引導轉子1內部的材料的斜面和轉子內部的溝槽。通過孔穴5，可以觀察到設置在定子2上的溝槽6，該溝槽6促使材料在轉子1和內定子2之間的流動。
在轉子1的外側的孔穴5之間具有溝槽7。在溝槽7的端部，有一擴張部分7a，同樣它也被做成斜坡形。于是，所供給的材料由供給導管流動至該擴張部分7a和溝槽7中，以此種方式，材料可由這里流動至轉子1和外定子2之間的轉子1的外部。因此，僅需一個供應裝置便可均勻地將材料供給轉子的內部和外部。
供給導管中的延伸部分4的輪廓在圖4中是利用點劃線來示意的。由轉子1的溝槽7、其擴張部分7a和孔穴5在延伸部分4的可見區域所形成的通道的面積在轉子1轉動時本質上保持定值。同樣，最好使該通道的容積對應于延伸部分4的容積。通道4的表面和容積可通過在轉子1外側溝槽7之間提供一個或數個連接溝槽7b來容易地進行調節。通過連接溝槽7b，也可以促使轉子1和定子2之間的材料的有效供應。
在轉子1的溝槽7的兩端并不是必須需要擴張部分7a，但溝槽7沿其整個長度應該具有本質上相同的寬度。溝槽7也可僅從孔穴5的上方開始，以便能夠容易地將溝槽7設置成相互靠近的位置。在此種情況下，在供給洞口的下方部分，轉子通道僅由孔穴5形成，并且在上方部分則由溝槽7、可能的擴張部分7a和連接溝槽7b來形成。
圖5是圖4所示轉子部分的截面圖。圖中標注的標記對應于圖1至圖4所標注的標記。材料最好由加力輸送螺桿供給至供給導管3中，該螺桿提供足夠高的壓力給所供應的材料，此時，材料流動至擠壓機。加力輸送螺桿和在孔穴5和溝槽7的擴張部分7a之后提供的斜面能確保在溝槽7中具有足夠數量的擠壓材料，以便該擠壓機能確保具有良好和穩定的產量。在圖5中，用虛線描述了位于截面位置之后的孔穴5和相關的斜面。
本發明的附圖和相關的說明僅僅用來說明本發明思想。本發明的具體細節在權利要求范圍內可以有所變化。因此，在供給導管端口處同時可見的轉子1的孔穴5可以是兩個以上，只要孔穴5的可見部分面積的總和保持本質上的定值即可。相應地，供給導管端口處的寬度則應等于在轉子1中孔穴5中心之間距離的數倍。該擠壓機自然也可以含有一個以上的轉子和兩個以上的定子。
權利要求
1．一種擠壓機，包含至少兩個定子(2)，即內定子，其具有至少一個外表面，該外表面至少大部分呈圓錐形；和外定子，其具有至少一個內表面，該內表面至少大部分呈圓錐形；所述擠壓機還至少具有一個轉子(1)，該轉子至少大部分呈圓錐形，并位于各定子(2)之間；該擠壓機包含一個供給導管(3)，用于將材料供應給定子(2)之間的空間；以及，該轉子(1)在供給導管(3)的洞口處包含有孔穴(5)，通過這些孔穴(5)，至少一部分所輸進的材料能夠流過，其特征在于供給導管(3)的端口和由轉子(1)的孔穴(5)和/或轉子(1)的溝槽(7,7a,7b)所形成的通道是這樣設計的，即各通道的可見部分的面積總和，在供給導管(3)端口處，隨著轉子的轉動而始終保持本質上的定值。
2．如權利要求1所述的擠壓機，其特征在于沿著轉子(1)的轉動方向上的供給導管(3)的端口寬度在本質上與轉子(1)的孔穴(5)的中心之間的距離相等，或者是該距離的數倍。
3．如權利要求1或2所述的擠壓機，其特征在于供給導管(3)偏離轉子(1)的中心β角。
4．如上述權利要求其中之一所述的擠壓機，其特征在于供給導管(3)的端部包含一個延伸部分(4)，因此，供給導管(3)的端部具有比供給導管(3)的其它截面更大的橫截面。
5．如權利要求4所述的擠壓機，其特征在于供給導管(3)中的延伸部分(4)的容積(Vs)在本質上與轉子(1)的延伸部分(4)處的轉子(1)的通道容積(Vr)相等。
6．如權利要求4或5所述的擠壓機，其特征在于在供給導管(3)端口處的延伸部分(4)具有如下的非對稱形狀，即延伸部分朝著端部方向逐漸縮小。
7．如上述權利要求其中之一所述的擠壓機，其特征在于轉子(1)的孔穴(5)相對于轉子半徑呈α角度的傾斜。
8．如上述權利要求其中之一所述的擠壓機，其特征在于轉子(1)的孔穴(5)具有非對稱形狀。
全文摘要
本發明涉及一種擠壓機,其包括至少兩個圓錐形定子和至少一個可轉動的轉子,轉子位于定子之間。擠壓機包含一個供給導管(3),用于將材料供進定子(2)之間的空間,轉子(1)在供給導管(3)的洞口處包含有孔穴(5),通過這些孔穴(5)所供材料能夠流進轉子(1)的內部。供給導管(3)的端口和由轉子(1)的孔穴(5)和/或其溝槽(7,7a,7b)所形成的通道是這樣設計的,即:在供給導管(3)端口處的通道可見部分的面積在本質上保持在轉子轉動時處于定值。在此種情況下,通過供給導管(3)所供應的材料能夠均勻地從供給導管(3)通過孔穴(5)流至轉子(1)的溝槽(7,7a,7b),使得在材料流動中,將不會出現抽吸效應。
文檔編號F16L9/12GK1210487SQ97192170
公開日1999年3月10日 申請日期1997年2月7日 優先權日1996年2月8日
發明者于利·耶爾文凱烈, 卡里·柯爾雅瓦伊嫩 申請人:科訥瑙有限公司