本发明专利技术涉及一种挤出机料筒嵌入式风冷装置，包括：冷却风罩、内置式导热嵌件、散热翅片和横向导热元件；冷却风罩沿着料筒的周向包围料筒设置，冷却风罩上设有进风口和出风口；内置式导热嵌件沿着料筒的轴向分布在料筒壁内；横向导热元件的一端与内置式导热嵌件相接，另一端与位于冷却风罩内的散热翅片相接。本发明专利技术具有冷却更高效、更快速的优点，属于挤出机料筒冷却技术。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及挤出机料筒冷却技术，特别涉及一种能够实现挤出机料筒快速、高效冷却的风冷却装置及方法。
技术介绍
螺杆挤出机是高分子材料加工的典型装备，相比螺杆造型技术的不断进步，其加热冷却方面的研究进展不大。随着高分子材料加工精细化及节能的要求的不断提高，对冷却效率及速度要求也不断提高。目前常用的冷却方法主要有(I)采用在料筒开槽，在槽中通入水或油冷却的方法；(2)螺杆内部通入冷却介质从内部冷却；(3)在料筒外包覆紫铜翅片的强制风冷却方法。就料筒的冷却方式而言，方法(I)容易造成急冷现象，导致加工过程温度波动大，冷却 介质带走大量的热，能量浪费严重，并且难于精确控温。另一方面，水和油管路阀门也存在因长期使用而泄露等问题，不易保持和维护。风冷却的冷却介质来源容易，无需配置额外的输送管路，但由于挤出机料筒一般采用的合金钢导热系数较低，导致料筒冷却的过程传热热阻较大，风冷的换热系数较低。采用方法(3)，冷却速度慢，过程响应时间较长，冷却效果不理想。为此，需要采用强化传热技术来提高冷却效率及加快冷却过程响应时间。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种高效、快速的挤出机料筒嵌入式风冷装置。本专利技术的另一目的在于提供由上述装置实现的能够实现挤出机料筒高效、快速冷却的挤出机料筒嵌入式风冷方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案—种挤出机料筒嵌入式风冷装置，包括冷却风罩、内置式导热嵌件、散热翅片和横向导热元件；冷却风罩沿着料筒的周向包围料筒设置，冷却风罩上设有进风口和出风口 ；内置式导热嵌件沿着料筒的轴向分布在料筒壁内；横向导热元件的一端与内置式导热嵌件相接，另一端与位于冷却风罩内的散热翅片相接。采用这种结构后，在料筒内壁和内置式导热嵌件之间的料筒材料、内置式导热嵌件、横向导热元件、散热翅片之间，热量从高温区向低温区扩散传热，最后散热翅片在冷却风罩内风冷却，实现冷却的快速、高效。之所以将内置式导热嵌件轴向设置加工，而不采取网状排布的方式，主要是其他排布的方式一来不好加工，二来会损坏料筒的强度。内置式导热嵌件有多个，在料筒壁内周向均匀分布。采用这种结构后，散热更均匀，热量能更快从料筒的内壁向内置式导热嵌件传递。内置式导热嵌件为紫铜棒，与料筒壁内开设的轴向圆柱孔紧密胀接。采用这种结构后，由于紫铜棒具有更高的导热能力，使得热量很好的从料筒壁传递到内置式导热嵌件。内置式导热嵌件和/或横向导热元件采用热管结构。采用这种结构后，热管为一根管子利用内部的循环介质蒸发冷凝导热，导热系数可以是铜的上百倍，因此具有更高的导热能力，使得热量很好的从料筒内壁传递到内置式导热嵌件和/或横向导热元件。横向导热元件垂直于料筒的外壁。采用这种结构后，因料筒的外层要安装加热器，垂直的结构更能节省空间。内置式导热嵌件、散热翅片和横向导热元件的数量相同，一一对应设置。采用这种结构后，即内置式导热嵌件、横向导热元件和散热翅片依次相接，结构简单，散热可靠。进风口位于冷却风罩的最下端，出风口位于冷却风罩的最上端。采用这种结构后，进风口和出风口相隔最远，利于冷却风在冷却风罩中流动实现风冷。进风口和出风口均与散热翅片正对。采用这种结构后，即进风口与出风口各自对齐部分散热翅片，能更好的对散热翅片进行风冷却。 料筒外壁一体化设有两法兰，冷却风罩嵌入两法兰之间，法兰和冷却风罩之间通过螺纹连接。采用这种结构后，结构简单，安装方便。一种挤出机料筒嵌入式风冷方法，使用一种挤出机料筒嵌入式风冷装置，包括如下步骤a.料筒的内壁的热量通过料筒材料由内向外传递，到达具有更高导热能力的内置式导热嵌件，经内置式导热嵌件，热量沿轴向传递，流向温度更低的横向导热元件；b.热量到达横向导热元件后，继续沿着横向导热元件的轴向从内向外传递，到达与之相连的散热翅片；c.冷却风从冷却风罩的进风口进入，与散热翅片对流换热，温度升高后从出风口排出，将散热翅片内积聚的热量带走，从而完成对挤出机料筒内部的冷却。采用这种方法后，在料筒内壁和内置式导热嵌件之间的料筒材料、内置式导热嵌件、横向导热元件、散热翅片之间，热量从高温区向低温区扩散传热，最后散热翅片在冷却风罩内风冷却，实现冷却的快速、高效。本专利技术的原理是挤出机料筒的内壁为高温区，散热翅片为低温区，热量从料筒的内壁向散热翅片传递。热量先通过挤出机料筒内孔传递给料筒金属材料，首先到达靠近料筒内孔壁面附近的区域，此处热量被具有更高导热性能的内置式导热嵌件带走，沿挤出机料筒轴向快速传递给横向导热元件，横向导热元件把热量传递给与之相连的散热翅片，散热翅片进一步把热量传给冷却风罩内由进风口进入的快速流动的低温冷却风，通过出风口把热量带走。总的说来，本专利技术具有如下优点I、本专利技术在导热能力较差的挤出机料筒壁内嵌入了具有更高导热能力的内置式导热嵌件及横向导热元件，改变了以往单纯的径向传热方式，形成了轴向与径向相结合的复杂传热网络，使得冷却效果更好，冷却方法高效、快速。2、本专利技术直接冷却挤出机料筒近内壁附近的料筒材料，避免了大量的热量被冷却介质带走而造成的能量浪费，节能降耗效果显著。3、本专利技术采用的散热翅片可以采用强化传热方法来提高传热效率，冷却方式比液体冷却冲击更小，更适用于精密温控的需要。4、本专利技术采用空气作为冷却介质，减少液体冷却所需的管路及输送控制阀门，减少密封需求，便于操作维护。附图说明图I是本专利技术的实施例一的纵截面的半剖视图，剖面通过料筒的轴线。图2是图I所示A-A处的横截面的剖视图。图3是图2的局部放大图。图4是实施例三的纵截面的半剖视图。图5是实施例五的横截面的剖视图。其中，I为料筒，2为冷却风罩,3为内置式导热嵌件,4为散热翅片,5为横向导热兀件，6为螺栓孔,7为连接内孔。 具体实施例方式下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。实施例一如图I、图2和图3所示，本挤出机料筒嵌入式风冷装置包括挤出机的料筒I、冷却风罩2、内置式导热嵌件3、散热翅片4、横向导热兀件5。挤出机的料筒I水平设置，内部有水平方向设置的圆柱孔，供物料通过，料筒I的外壁为圆柱形。冷却风罩2内部中空，沿着料筒I的周向包围料筒1，冷却风罩2的最上端设有出风口 C，最下端设有进风口 B，出风口 C和进风口 B均位于冷却风罩2的中间位置。料筒I的外壁一体化设有两法兰，两法兰之间构成连接内孔7，冷却风罩2置于连接内孔7之内，冷却风罩2与法兰之间通过螺纹连接，螺栓穿过法兰上的螺栓孔6。内置式导热嵌件3沿着料筒I的轴向分布在料筒壁内，图2所示内置式导热嵌件3有六个，沿着圆周的周向均匀设置。内置式导热嵌件3为导热能力更高的紫铜棒，与料筒壁内开设的轴向圆柱孔紧密胀接。横向导热兀件5的数量与内置式导热嵌件3相同,横向导热兀件5垂直于料筒I的外壁设置，即沿着径向设置，横向导热元件5的一端与内置式导热嵌件3相接，另一端位于冷却风罩2内并与散热翅片4相接。横向导热元件5采用导热能力比料筒壁更高的材料。散热翅片4也位于冷却风罩2内，数量也是六个，且位于最上端的散热翅片4与出风口 C正对，位于最下端的散热翅片4与进风口 B正对。由上述装置实现的挤出机料筒嵌入式风冷方法，具体包括如下步骤( I)挤出机的料筒I的内壁的热量通过料筒材料向挤出机的料筒I的外壁传递，到达近本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种挤出机料筒嵌入式风冷装置，其特征在于：包括：冷却风罩、内置式导热嵌件、散热翅片和横向导热元件；冷却风罩沿着料筒的周向包围料筒设置，冷却风罩上设有进风口和出风口；内置式导热嵌件沿着料筒的轴向分布在料筒壁内；横向导热元件的一端与内置式导热嵌件相接，另一端与位于冷却风罩内的散热翅片相接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐百平，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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