本实用新型专利技术提供一种橡胶挤出机螺杆及橡胶挤出机塑化装置，属于橡胶挤出机械技术领域。该塑化装置包括机筒，机筒内设有螺杆；螺杆包括喂料段、塑化段和输送段；喂料段和输送段外侧壁均设有输送螺纹，塑化段的外侧壁设有塑化元件；塑化元件包括安装部和哑铃部，安装部为间隔布置在塑化段外侧壁的环状体；哑铃部包括圆柱杆和位于圆柱杆两端的球体，圆柱杆的中部倾斜固定在所述安装部上，每个安装部的环形外侧壁上固定有若干哑铃部，且相邻安装部上的哑铃部错位安装，使得沿螺杆的长度方向看，所有哑铃部呈螺旋状布置。本实用新型专利技术通过对挤出机的塑化装置进行创新性设计，提高橡胶挤出机的混合能力与塑化能力，实现挤出产量和塑化效果的均衡。
【技术实现步骤摘要】
一种橡胶挤出机螺杆及橡胶挤出机塑化装置
本技术涉及橡胶挤出机械
，具体涉及一种橡胶挤出机螺杆及橡胶挤出机塑化装置。
技术介绍
现有的单螺杆橡胶冷喂料销钉机筒挤出机，喂入挤出机后的胶料在螺杆与机筒、销钉的共同作用下，对胶料进行搅拌、混合、升温、塑化等，最后以一定的挤出温度通过机头进行定型挤出。在这个过程中，挤出能力、挤出温度、塑化能力三者是互相关联的“魔鬼三角”关系，要同时保证这三者同时达到最优是几乎是不可能的事情。冷喂料挤出机的工艺目标是在挤出胶温可控的前提下，达到最高的挤出产量和最好的塑化效果。冷喂料挤出机的基本结构型式是将一根整体式的螺杆装入内径略大于螺杆外径的销钉机筒中，机筒内表面和螺杆外表面之间就形成了胶料的主要挤出加工区域。胶料在挤出加工过程中的物料特性是逐段发生变化的，根据胶料状态的变化特点沿挤出方向可划分为固体输送、塑化熔融和熔体输送三个区域，也称为挤出机的喂料段、塑化段和挤出段，不同的功能区段有着不同的螺棱结构设计和销钉排布型式。喂料段中的胶料呈现高弹态，塑化段中的胶料由高弹态向粘流态转变，挤出段中的胶料呈现粘流态。为了便于分析研究，将挤出产量、塑化效果和挤出胶温定义为挤出性能三要素；将喂料、塑化和挤出定义为挤出功能三要素，并将现行的这种采用同一套机筒螺杆构件组合来同步实现“喂料、塑化、挤出”功能三要素的挤出机理形象地概括为“1-1-1”三段同步式的挤出机理。目前的挤出理论研究及生产实践均证明，挤出性能三要素不可能同时达到理想的高效值区域，若要提高挤出产量，则必须降低塑化效果，同时挤出胶温将升高；若要提高塑化效果，则需要同时降低挤出胶温和挤出产量。三者之间呈现出相互制约的“魔鬼三角”现象。因此在挤出生产实践中，只能选择在工艺许可的挤出胶温范围内去实现挤出产量和塑化效果的均衡。从而，提高橡胶挤出机的混合能力与塑化能力，是目前对橡胶挤出机的工作效率进行优化的方向。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种橡胶挤出机螺杆和塑化装置，本技术针对现有的单螺杆橡胶冷喂料销钉机筒挤出机所存在的“魔鬼三角”缺陷，对现行挤出机理进行基于关键要素解耦合的创新重构，将橡胶挤出机的塑化装置与挤出装置进行有效分离，通过对挤出机的塑化装置进行创新性设计，提高橡胶挤出机的混合能力与塑化能力，实现挤出产量和塑化效果的均衡。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：一种橡胶挤出机螺杆，所述螺杆包括依次布置的喂料段、塑化段和输送段；所述喂料段和输送段外侧壁均设有输送螺纹，所述塑化段为圆柱体状结构，塑化段的外侧壁设有塑化元件；所述塑化元件包括安装部和哑铃部，所述安装部为间隔布置在塑化段外侧壁的环状体；每个安装部的环形外侧壁上固定有若干哑铃部，所述哑铃部包括柱状杆和两个球体，所述柱状杆固定在所述安装部上，两个所述球体分别位于柱状杆的两端。本技术中，优选地，所述柱状杆的中部倾斜固定在所述安装部上，且相邻安装部上的哑铃部错位安装，使得沿螺杆的长度方向看，所有哑铃部呈螺旋状布置。本技术中，优选地，所述柱状杆的中心轴线与螺杆的中心轴线之间的夹角为8-12°。本技术中，优选地，所述柱状杆为圆柱杆，圆柱杆直径为塑化段外表面工作直径的1/9～1/7，所述球体直径为塑化段外表面工作直径的1/6～1/4，同一圆柱杆两头的球体中心距离为塑化段外表面工作直径的3/8～5/8。本技术中，优选地，所述圆柱杆与塑化段之间的距离为塑化段外表面工作直径的1/32～3/32，安装部在塑化段在等距间隔布置，相邻安装部之间的距离为塑化段外表面工作直径的7/10～1；同一螺杆上每个安装部上的哑铃部数量相同。本技术中，优选地，所述喂料段、塑化段和输送段的长度之比均为1:1.5～2.5:1。本技术还提供利用上述螺杆的橡胶挤出机塑化装置，包括机筒，所述机筒内设置一条或者两条水平并排的所述螺杆，所述螺杆的两端均通过轴承与机筒端部外侧的轴承座转动连接，且螺杆的其中一端通过动力装置驱动旋转。本技术中，优选地，所述机筒内设置两条螺杆时，两条螺杆分别为快速螺杆和慢速螺杆，采用不同的动力装置进行驱动，两条螺杆的喂料段之间、塑化段之间和输送段之间分别对齐，所述快速螺杆塑化段上的安装部和慢速螺杆塑化段上的安装部一一对齐总数相同，所述快速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量少于慢速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量，快速螺杆塑化段上的哑铃部和慢速螺杆塑化段上的哑铃部部分啮合。本技术中，优选地，所述快速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量与慢速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量之比为1:2、1:3或1:4。本技术中，优选地，所述快速螺杆的喂料段和慢速螺杆的喂料段上设有螺纹方向相反且相互啮合的输送螺纹，所述快速螺杆的输送段与慢速螺杆的输送段设有螺纹方向相反且相互啮合的输送螺纹。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术中，螺杆包括依次布置的喂料段、塑化段和输送段，喂料段和输送段外侧壁均设有输送螺纹，其功能侧重于对胶料的输送；塑化段为圆柱体状结构，其外侧壁设有哑铃状塑化元件，其功能侧重于搅拌、混合、塑化，这样的设计，可以让塑化段既有现有技术的输送功能，又能增加塑化段的塑化能力。2、本技术将现有的销钉式改进为哑铃式结构，哑铃式结构两端的球体可以使得剪切的接触面更大，柱状杆的设置方向改变了原有销钉模式的剪切方向，且哑铃式结构各部分形状尺寸不同，这些因素共同作用增大了混合、搅拌和剪切作用，从而提高塑化效果。哑铃状结构在螺杆上交错布置,且从螺杆的长度方向看哑铃部呈螺旋状布置，该结构一方面可以使得螺旋布置的塑化装置在具有塑化能力的同时保持了输送的作用；另一方面，现有的销钉式结构其销钉固定在机筒内壁，工作过程中不会转动，胶料流动的同时被剪切塑化；而本技术中哑铃状结构固定在螺杆外壁，可以随螺杆的转动而转动，增强了其对胶料的搅拌与剪切的强度，且该剪切作用使得机筒内的胶料整体都能受到作用力，混合搅拌得更加均匀。3、本技术的双螺杆挤出机塑化装置中，将两根螺杆平行布置，慢速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量与快速螺杆塑化段上每个安装部上的哑铃部数量成整数倍关系，且两者的哑铃状结构之间形成部分啮合，使用时将两根螺杆的速度调整成不同倍数的旋转速度，通过两根螺杆的旋转速度的不同，调整其哑铃部对胶料的剪切效率，使得机筒内部的橡胶料受到两种不同程度的剪切作用，达到调整与提高胶料的剪切效果的目的，可使得塑化段具有更强的混合、搅拌能力，从而提高橡胶挤出机对胶料的混合能力与塑化能力。4、本技术在对螺杆各部位的大小比例进行设置时，通过对圆柱杆直径、球体直径、球体中心距离、柱状杆与塑化段之间的距离、安装部的间距等参数进行设计，可以取得更加紧凑的布局、更低的用料成本和更加的塑化效果、更高的产量之间的平衡。【附图说明】图1是本技术所提供的一种橡胶挤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述螺杆包括依次布置的喂料段、塑化段和输送段；所述喂料段和输送段外侧壁均设有输送螺纹，所述塑化段为圆柱体状结构，塑化段的外侧壁设有塑化元件；所述塑化元件包括安装部和哑铃部，所述安装部为间隔布置在塑化段外侧壁的环状体；每个安装部的环形外侧壁上固定有若干哑铃部，所述哑铃部包括柱状杆和两个球体，所述柱状杆固定在所述安装部上，两个所述球体分别位于柱状杆的两端。/n
【技术特征摘要】
1.一种橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述螺杆包括依次布置的喂料段、塑化段和输送段；所述喂料段和输送段外侧壁均设有输送螺纹，所述塑化段为圆柱体状结构，塑化段的外侧壁设有塑化元件；所述塑化元件包括安装部和哑铃部，所述安装部为间隔布置在塑化段外侧壁的环状体；每个安装部的环形外侧壁上固定有若干哑铃部，所述哑铃部包括柱状杆和两个球体，所述柱状杆固定在所述安装部上，两个所述球体分别位于柱状杆的两端。
2.根据权利要求1所述的橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述柱状杆的中部倾斜固定在所述安装部上，且相邻安装部上的哑铃部错位安装，使得沿螺杆的长度方向看，所有哑铃部呈螺旋状布置。
3.根据权利要求2所述的橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述柱状杆的中心轴线与螺杆的中心轴线之间的夹角为8-12°。
4.根据权利要求2或3所述的一种橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述柱状杆为圆柱杆，所述圆柱杆直径为塑化段外表面工作直径的1/9～1/7，所述球体直径为塑化段外表面工作直径的1/6～1/4，同一圆柱杆两头的球体中心距离为塑化段外表面工作直径的3/8～5/8。
5.根据权利要求2或3所述的一种橡胶挤出机螺杆，其特征在于：所述柱状杆与塑化段之间的距离为塑化段外表面工作直径的1/32～3/32，安装部在塑化段在等距间隔布置，相邻安装部之间的距离为塑化段外表面工作直径的7/10～1；同一螺杆上每个安装部上的哑铃部数量相同。
6.根据权利要求1所述的一种橡...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄发国，潘家芳，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：新型
国别省市：广西;45
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