用于分配组合物的设备制造技术

本发明专利技术提供了一种用于分配组合物的设备和方法，该设备包括：料筒(120)，该料筒具有入口(128)和出口(129)；螺杆(122)，该螺杆被接收在料筒中；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到螺杆的柄端(134)以旋转螺杆。螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，内表面限定与出口相邻的腔(142)，并且其中螺杆还包括多个孔口(140)，腔和外表面通过多个孔口彼此连通。孔口沿着腔的穿孔部分(146)定位，其中穿孔部分可具有随着远离柄端而增加的横向尺寸。孔口还可提供相对于螺杆的外表面的随着远离柄端而增加的孔面积。螺杆还可包括螺旋螺纹(132)，该螺旋螺纹具有凸起螺纹区段(150)和一个或多个降低螺纹区段(152)，其中孔口至少部分地位于降低螺纹区段上。于降低螺纹区段上。于降低螺纹区段上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分配组合物的设备


[0001]提供了用于聚合物组合物的分配器，特别是能够连续地分配聚合物组合物的那些分配器，以及相关方法和分配系统。

技术介绍

[0002]螺杆分配器通常用作连续制造或转换操作中聚合物材料的进料机构。这些机器使用容置于圆柱形料筒内的旋转螺杆。料筒包括通常位于料筒顶部的入口和位于料筒末端的出口。沿着其长度，料筒可包括一个或多个电阻加热元件，该一个或多个电阻加热元件可被精确控制。
[0003]这些分配器通常接收和转换含有一种或多种聚合物的进料。进料可包括在环境温度下为固体的一种或多种热塑性树脂。在通过入口被进给到分配器中之后，进料通过沿着料筒壁的热传导和螺杆旋转所生成的高压和摩擦的组合被加热到其熔融温度以上。进料因此在通过旋转螺杆沿着料筒长度进行输送时被计量、熔融和混合，并且最终通过出口从料筒的远侧端部排出。
[0004]螺杆可使用电动马达驱动单元和齿轮箱以预定速度来操作。温度控制器在沿着料筒的一个或多个区域处连接到加热和/或冷却元件以维持设定点温度。螺杆和料筒组件挤出给定材料的能力是基于料筒和螺杆的特性或构造、所分配的组合物的特性以及系统被操作的情况。

技术实现思路

[0005]在配置单螺杆分配器时考虑了许多设计考虑和权衡，尤其是对于需要精确计量大量材料的应用。移动大量材料通常需要扩大螺杆和料筒的大小或提高螺杆的转速。扩大机器的大小会大大增加重量和成本。更快的螺杆速度通常会增加扭矩水平，并且可能需要更大的驱动马达，这也会增加重量和成本。
[0006]另一个问题涉及热传递。为了有效地分配固体热塑性塑料，其温度必须提高到其熔融温度以上。热量可通过料筒传递，但传热速率会受到热塑性塑料在分配器内的停留时间的限制。在这些情况下，分配器的长度通常会增加，以提供充分熔融热塑性塑料的时间。此外，分配器必须应对在液体熔体中搅动的各种大小的固体的不均匀混合物，从而提出如何有效地将热量递送至固体而不会使熔体过热的问题。
[0007]本文提供了一种使用中空芯螺杆的自动分配解决方案，该中空芯螺杆提供了非常规流动路径，该非常规流动路径以减轻许多这些技术挑战的方式逐渐分离组合物的固体部分和液体部分。令人惊讶的是，所提供的螺杆可提供与常规单螺杆分配器相似或更大程度的通过量，但剪切力显著减小并且扭矩显著减小。减小的扭矩源于螺杆的外向通道中空气量的增加，并且允许更小且更轻的驱动马达。重量的减轻又可允许分配器在自动制造过程中被安装在更小且更具成本效益的机械臂上。
[0008]所提供的分配器的操作还提供可持续性益处。中空芯螺杆增加的表面积和流动路
径可改善热传递，并且可在较低的挤出机温度下提供改进的熔融，以降低功耗。更快的熔融可允许更高的通过量，而不需要更长的螺杆/料筒。组合物上的剪切力减小还可减少热降解、提高质量同时减少浪费。
[0009]已发现所提供的设备可尤其适用于压敏粘合剂的使用点分配，如先前在共同待决的美国临时专利申请号62/810,221(Napierala等人)、62/810,248(Napierala等人)和62/907,325(Napierala等人)中描述的。
[0010]在第一方面，提供了一种用于分配组合物的设备。该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；螺杆，该螺杆被接收在料筒中，该螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔，并且其中螺杆还包括多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。多个孔口沿着腔的穿孔部分定位，并且该穿孔部分可具有随着远离柄端而增加的横向尺寸。
[0011]在第二方面，提供了一种用于分配组合物的设备，该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；螺杆，该螺杆被接收在料筒中，该螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔，并且其中螺杆还包括多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。螺杆包括围绕轴延伸的螺旋螺纹，并且螺旋螺纹可包括凸起螺纹区段和与凸起螺纹区段相邻的一个或多个降低螺纹区段，凸起螺纹区段和降低螺纹区段沿着螺旋螺纹彼此平行延伸。降低螺纹区段可位于凸起螺纹区段的远侧并且与轴的暴露表面相邻，其中多个孔口至少部分地位于一个或多个降低螺纹区段上。
[0012]在第三方面，一种用于分配组合物的设备，该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；螺杆，该螺杆被接收在料筒中，该螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔，并且其中螺杆还包括多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。多个孔口沿着腔的穿孔部分定位，并且该穿孔部分可具有相对于螺杆的外表面的随着远离柄端而增加的孔面积。
[0013]在第四方面，提供了一种螺杆，该螺杆具有远侧端部和柄端，用于与用于分配组合物的设备一起使用。该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。该螺杆包括：轴；螺旋螺纹，该螺旋螺纹围绕该轴延伸，其中该轴是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔；和多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。多个孔口沿着腔的穿孔部分定位，该穿孔部分具有随着远离柄端而增加的横向尺寸。
[0014]在第五方面，提供了一种螺杆，该螺杆具有远侧端部和柄端，用于与用于分配组合物的设备一起使用。该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。该螺杆包括：轴；螺旋螺纹，该螺旋螺纹围绕该轴延伸，其中该轴是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔；和多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。螺旋螺纹包括凸起螺纹区段和与凸起螺纹区段相邻的一个或多个降低螺纹区段，凸起螺纹区段和降低螺纹区段沿着螺旋螺纹彼此平行延伸。降低螺纹区段可位于凸起螺纹区段的远侧并且与轴的暴露表面相邻，
其中多个孔口至少部分地位于一个或多个降低螺纹区段上。
[0015]在第六方面，提供了一种螺杆，该螺杆具有远侧端部和柄端，用于与用于分配组合物的设备一起使用。该设备包括：料筒，该料筒具有入口和出口；和驱动机构，该驱动机构可操作地联接到柄端并且能够使螺杆在料筒内旋转。该螺杆包括：轴；螺旋螺纹，该螺旋螺纹围绕该轴延伸，其中该轴是中空的并且包括内表面和外表面两者，该内表面限定与出口相邻的腔；和多个孔口，腔和外表面通过该多个孔口彼此连通。多个孔口沿着腔的穿孔部分定位，并且该穿孔部分可具有相对于螺杆的外表面的随着远离柄端而增加的孔面积。
[0016]在第七方面，提供了一种使用该设备分配组合物的方法。该方法包括：将组合物进给到料筒的入口中；旋转该螺杆以将该组合物朝着螺杆的远侧端部输送，并且生成足够的压力以推动组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分配组合物的设备，所述设备包括：料筒，所述料筒具有入口和出口；螺杆，所述螺杆被接收在所述料筒中，所述螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，所述驱动机构可操作地联接到所述柄端并且能够使所述螺杆在所述料筒内旋转，其中所述螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，所述内表面限定与所述出口相邻的腔，并且其中所述螺杆还包括多个孔口，所述腔和所述外表面通过所述多个孔口彼此连通，所述多个孔口沿着所述腔的穿孔部分定位，并且所述穿孔部分具有随着远离所述柄端而增加的横向尺寸。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述螺杆包括螺旋螺纹，所述螺旋螺纹围绕轴延伸，所述螺旋螺纹包括凸起螺纹区段和与所述凸起螺纹区段相邻的一个或多个降低螺纹区段，每个降低螺纹区段位于所述凸起螺纹区段的远侧并且与所述轴的暴露表面相邻，并且进一步其中所述多个孔口至少部分地位于所述一个或多个降低螺纹区段上。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述穿孔部分具有相对于所述螺杆的所述外表面的随着远离所述柄端而增加的孔面积。4.一种用于分配组合物的设备，所述设备包括：料筒，所述料筒具有入口和出口；螺杆，所述螺杆被接收在所述料筒中，所述螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，所述驱动机构可操作地联接到所述柄端并且能够使所述螺杆在所述料筒内旋转，其中所述螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，所述内表面限定与所述出口相邻的腔，并且其中所述螺杆还包括多个孔口，所述腔和所述外表面通过所述多个孔口彼此连通，并且其中所述螺杆包括螺旋螺纹，所述螺旋螺纹围绕轴延伸，所述螺旋螺纹包括凸起螺纹区段和与所述凸起螺纹区段相邻的一个或多个降低螺纹区段，并且每个降低螺纹区段位于所述凸起螺纹区段的远侧并且与所述轴的暴露表面相邻，并且其中所述多个孔口至少部分地位于所述一个或多个降低螺纹区段上。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述多个孔口沿着所述腔的穿孔部分定位，所述穿孔部分具有随着远离所述柄端而增加的横向尺寸。6.根据权利要求4或5所述的设备，其中所述多个孔口沿着所述腔的穿孔部分定位，并且其中所述穿孔部分具有相对于所述螺杆的所述外表面的随着远离所述柄端而增加的孔面积。7.一种用于分配组合物的设备，所述设备包括：料筒，所述料筒具有入口和出口；螺杆，所述螺杆被接收在所述料筒中，所述螺杆具有远侧端部和柄端；和驱动机构，所述驱动机构可操作地联接到所述柄端并且能够使所述螺杆在所述料筒内旋转，其中所述螺杆是中空的并且包括内表面和外表面两者，所述内表面限定与所述出口相邻的腔，并且其中所述螺杆还包括多个孔口，所述腔和所述外表面通过所述多个孔口彼此连通，并且
其中所述多个孔口沿着所述腔的穿孔部分定位，所述穿孔部分具有相对于所述螺杆的所述外表面的随着远离所述柄端而增加的孔面积。8.根据权利要求7所述的设备，其中所述穿孔部分具有随着远离所述柄端而增加的横向尺寸。9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：