一种单螺杆塑化挤出机制造技术

本发明专利技术涉及一种高分子材料加工成型设备，公开了一种单螺杆塑化挤出机，包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，机筒设置在壳体上，机筒内嵌套有螺杆，螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，驱动装置的输出端与固体输送段的外端相连接，加热冷却系统用于调节机筒的温度，机筒在位于固体输送段的一端上部设有进料口，机筒在位于熔体输送段的一端设有出料口，熔融段上设有

Single screw plasticizing extruder

The invention relates to a polymer material processing equipment, and discloses a single screw extruder, which comprises a shell, driving device, screw and barrel heating and cooling device, the cylinder is arranged on the casing, a nested barrel screw, the screw comprises solid conveying, melting and melt conveying section section, an outer end of the output end of the driving device and solid conveying section connection, heating and cooling system for regulating the temperature of the barrel, the barrel at the upper end of the solid conveying section is provided with a feed inlet, the barrel in the melt conveying section is located at one end of the material outlet, a melting section

【技术实现步骤摘要】
一种单螺杆塑化挤出机
本专利技术涉及一种高分子材料加工成型设备，特别是涉及一种单螺杆塑化挤出机。
技术介绍
单螺杆挤出成型具有建压能力强，适应性强，稳定性好和用途广泛等优点，几乎适合于所有的高分子材料的加工。螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、熔融、发泡、接枝、熔体输送和泵出等物理和化学过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。固态塑料颗粒或粉末在螺杆上压缩、熔融塑化、混合并挤出至成型机头定型以得到制品或半制品。研究表明，螺杆的熔融塑化能力直接影响挤出制品的质量，而塑化质量和产量往往是矛盾的。常规单螺杆挤出机的熔融塑化效率较低，无法与固体输送效率和熔体输送效率相匹配，长久以来制约着单螺杆挤出机的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单的单螺杆塑化挤出机，以解决上述现有技术存在的问题，提高单螺杆挤出机熔融塑化效率，降低挤出机的制造成本。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种单螺杆塑化挤出机，包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，所述机筒设置在所述壳体上，所述机筒内嵌套有所述螺杆，所述螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，所述驱动装置的输出端与所述固体输送段的外端相连接，所述加热冷却系统用于调节所述机筒的温度，所述机筒在位于所述固体输送段的一端上部设有进料口，所述机筒在位于所述熔体输送段的一端设有出料口，所述熔融段上设有形螺棱。优选的，所述形螺棱包括若干首尾相连的形棱边，所述形螺棱沿其螺旋方向展开在同一平面上后：各所述形棱边中心对称，各所述形棱边的两个端点的连线穿过各所述形棱边的对称中心形成各所述形棱边的中心线，各所述形棱边的中心线在同一直线上且相互连接形成所述形螺棱的螺旋展开线，所述形螺棱展开的轨迹满足以下函数：y＝a·sin(πb·x)其中，所述螺旋展开线的方向为x轴的方向，垂直于所述螺旋展开线的方向为y轴方向，a的取值范围为0.1D～0.25D，b的取值范围为2/D～5/D，D为所述螺杆的公称直径，所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的公称直径均为D，所述螺杆与所述机筒内壁之间设有单面间隙。优选的，所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的长度之比为：(20％～60％)：(20％～40％)：(10％～50％)。优选的，所述熔融段上设有形螺棱的螺杆长度与所述熔融段总长度的比例为0.4～1.0。优选的，所述熔融段为渐变螺杆，所述熔融段包括前端和后端，所述前端与所述固体输送段相连，所述后端与所述熔体输送段相连；由所述前端至所述后端，所述熔融段的螺槽深度逐渐变浅，且所述前端和所述后端的螺槽深度分别与所述固体输送段和所述熔体输送段的螺槽深度相匹配。优选的，所述固体输送段和所述熔体输送段的螺纹升角为17°42'。优选的，所述形螺棱的所述螺旋线的螺纹升角比所述固体输送段和所述熔体输送段的螺纹升角大10°～20°。优选的，所述加热冷却装置包括电加热器和鼓风机，所述电加热器设置在所述机筒外部，所述鼓风机设置在所述机筒下部。优选的，所述单螺杆塑化挤出机还包括控制系统，所述控制系统分别与所述驱动装置、所述加热冷却装置通信连接，以控制所述螺杆的转速以及所述机筒的温度。优选的，所述驱动装置包括电机、皮带、第一皮带轮、第二皮带轮和减速器，所述电机输出轴与所述第一皮带轮连接，所述第一皮带轮通过所述皮带与所述第二皮带轮连接，所述第二皮带轮与所述减速器的输入轴连接，所述减速器的输出轴与所述螺杆连接。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术提供的单螺杆塑化挤出机，螺杆的熔融段采用形螺棱，相比传统单螺杆挤出机，物料在螺杆上单个导程内的熔融长度增大，提高了物料在螺杆熔融段的塑化效率；本专利技术的单螺杆塑化挤出机相比传统单螺杆挤出机，结构简单，可缩小螺杆熔融段长径比，降低挤出机的制造成本；本专利技术的新型单螺杆塑化挤出机相比传统单螺杆挤出机，建压能力强，螺杆内压力峰值出现在熔融段，有利于物料更稳定的挤出。进一步的，形螺棱包括若干形棱边，物料在螺杆熔融段的压缩熔融塑化过程中，由于形棱边的阻隔作用，会造成物料轴向流动，扭转混合，增大了物料在螺杆熔融段中的最大剪切速率，有助于物料的混合，进一步提高了物料的塑化效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术单螺杆塑化挤出机的装配示意图；图2是本专利技术单螺杆塑化挤出机的螺杆与机筒装配示意图；图3是本专利技术单螺杆塑化挤出机的螺杆熔融段结构示意图；图4是本专利技术单螺杆塑化挤出机螺杆熔融段沿螺旋方向的展开示意图；图中：1-壳体、2-螺杆、21-固体输送段、22-熔融段、221-形螺棱、222-螺旋展开线、223-形流道、23-熔体输送段、3-机筒、31-进料口、32-出料口、4-电加热器、5-鼓风机、61-电机、62-皮带、63-第一皮带轮、64-第二皮带轮、7-控制系统。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种结构简单的单螺杆塑化挤出机，以解决上述现有技术存在的问题，提高单螺杆挤出机熔融塑化效率，降低挤出机的制造成本。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种单螺杆塑化挤出机，如图1、2所示，包括壳体1、驱动装置、螺杆2、机筒3和加热冷却装置，机筒3设置在壳体1上，机筒3内嵌套有螺杆2，螺杆2包括依次连接的固体输送段21、熔融段22和熔体输送段23，驱动装置的输出端与固体输送段21的外端相连接，加热冷却系统用于调节机筒3的温度，机筒3在位于固体输送段21的一端上部设有进料口31，机筒3在位于熔体输送段23的一端设有出料口32，螺杆2外壁上均设有螺棱，在熔融段22外壁上设有的螺棱为形螺棱221。本专利技术提供的单螺杆塑化挤出机，螺杆2的熔融段22采用形螺棱221，利用形螺棱221在螺杆2形成的形流道223提高了熔融长度，较短的螺杆熔融段长度可以达到相同的塑化效果，相比常规单螺杆，能够缩小熔融段22所占比例，进而缩小了螺杆2的整体长度，减小了长径比；相比传统单螺杆挤出机，物料在螺杆2上单个导程内的熔融长度增大，提高了物料在螺杆2熔融段的塑化效率，螺杆2长度的减小大大降低了螺杆2加工成本和挤出机制造成本。由于形螺棱221的阻隔作用，会造成物料沿螺杆轴向流动，与螺棱推进的物料扭转混合，增大了物料在螺杆2熔融段22中的剪切作用与最大剪切速率，有助于物料的混合，提高了物料的塑化效率；相比传统单螺杆挤出机，建压能力强，螺杆2内压力峰值出现在熔融段22，有利于物料更稳定的挤出。本专利技术提供的单螺杆塑化挤出机，结构简单，可缩小螺杆熔融段长径比，降低单螺杆塑化挤出机的制造成本。作为一种优选的实施方式，如图3、4所示，本专利技术的形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单螺杆塑化挤出机，其特征在于：包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，所述机筒设置在所述壳体上，所述机筒内嵌套有所述螺杆，所述螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，所述驱动装置的输出端与所述固体输送段的外端相连接，所述加热冷却系统用于调节所述机筒的温度，所述机筒在位于所述固体输送段的一端上部设有进料口，所述机筒在位于所述熔体输送段的一端设有出料口，所述熔融段上设有

【技术特征摘要】
1.一种单螺杆塑化挤出机，其特征在于：包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，所述机筒设置在所述壳体上，所述机筒内嵌套有所述螺杆，所述螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，所述驱动装置的输出端与所述固体输送段的外端相连接，所述加热冷却系统用于调节所述机筒的温度，所述机筒在位于所述固体输送段的一端上部设有进料口，所述机筒在位于所述熔体输送段的一端设有出料口，所述熔融段上设有形螺棱。2.根据权利要求1所述的单螺杆塑化挤出机，其特征在于：所述形螺棱包括若干首尾相连的形棱边，所述形螺棱沿其螺旋方向展开在同一平面上后：各所述形棱边中心对称，各所述形棱边的两个端点的连线穿过各所述形棱边的对称中心形成各所述形棱边的中心线，各所述形棱边的中心线在同一直线上且相互连接形成所述形螺棱的螺旋展开线，所述形螺棱展开的轨迹满足以下函数：y＝a·sin(πb·x)其中，所述螺旋展开线的方向为x轴的方向，垂直于所述螺旋展开线的方向为y轴方向，a的取值范围为0.1D～0.25D，b的取值范围为2/D～5/D，D为所述螺杆的公称直径，所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的公称直径均为D，所述螺杆与所述机筒内壁之间设有单面间隙。3.根据权利要求1所述的单螺杆塑化挤出机，其特征在于：所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的长度之比为：(20％～60％)：(20％～40％)：(10％～50％)。4.根据权利要求1所述的单螺杆塑化挤出机，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明印，陈轲，薛平，金葵，黄勇，
申请(专利权)人：北京化工大学，新疆工程学院，
类型：发明
国别省市：北京,11