[发明专利]挤出机和挤出机操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双螺杆挤出机，具体地涉及一种具有同向转动轴的双螺杆挤出机的运行方法。

背景技术

具有一端进料口和在另一端出料口的双螺杆挤出机已为大家所熟悉并已被广泛用于混合物料的特定用途，包括以持续和受控的方式捏合、分配、均匀化、分送材料，并可伴随或不伴随温度升高和热量输入。材料通过连接在该入料口的漏斗被供给挤出机，而挤出机通常是根据所谓的“饥饿供给(starvefeeding)”的方法进行运行。

材料可以由单组分或单成分或多组分组成，并可以是单相或多相的。某些组分在加工过程中可能需要经历相变。由挤出机所做的工作(work)是施加多种作用力从而在不同平面上产生剪切、压缩、拉伸和折叠作用。仅在一个特定时段将这些力均匀地作用于每个微粒或分子上以便限制所实行的工作是有利的，因为过度的工作将会使脆弱的分子产生分解，从而导致次品的产生。所做的工作的程度取决于多种因素，包括被加工材料的性质、挤出机可以承受的在不同端口上输入的材料数量、在任何给定的速度下可用的扭矩大小、挤出机的长度、以及挤出机加工区域的元件和部件的结构。

据信，虽然剪切速率的提高会导致比能(specific energy)要求和温度的提高，但剪切速率的提高可改善混合和均匀化的质量。为了平衡在比能要求和温度的提高，有必要减少在挤出机内的停留时间和增加通过量(through put)。一种途径是提高挤出机的容积比并通过显著提高最小比扭矩要求。挤出机的容积比(volumetric ratio)被定义为挤出机直径[D]除以螺杆根部直径[d]的比率。容积比的提高虽然不利地影响扭矩传送能力，但提高了挤出机的注满容量(fill capacity)。挤出机的比扭矩(specific torque)[T/a³]是指在扭矩[T]与双螺杆挤出机的两轴线之间的中心距[a]的三次方之比。为了提高比扭矩要求，就需要一个更大功率的马达，这就要求相应地加强在变速箱和扭矩传送系统内的其他零部件。容积比和比扭矩的提高会要求进行各种改进，其中涉及设计、材料、处理和更高的安全水平的综合改进。

发明内容

本发明涉及一种挤出机的操作方法；该挤出机包括：一个具有至少两个圆柱形缸孔的缸体，每个缸孔具有一根与另一根轴线相平行的轴线，而该第一轴线和该第二轴线之间的距离为“a”；被置于该第一和第二缸孔中的至少一根第一螺旋轴和一根第二螺旋轴；该第一和第二螺旋轴分别设置有第一和第二螺杆；该第一螺杆和第二螺杆各自具有挤出机直径D和螺杆根部直径d；该第一和第二螺旋轴各自具有至少1.4的容积比，其中该容积比被定义为挤出机直径D除以螺杆根部直径d；至少两个进料漏斗，所述进料漏斗被设置在该两个缸孔附近并通向所述的缸孔，而至少一个进料漏斗具有一个进入该缸孔的侧进口；该方法包括：通过该至少两个进料漏斗将待加工的材料供入该缸孔；传送该材料通过从该进料漏斗至该挤出机出口的挤出机长度；以至少1000rpm的转速及至少8.5Nm/cm³的扭矩密度驱动所述第一和第二螺旋轴的每一根；该扭矩密度被定义为第一和第二轴的每一根上的扭矩除以第一和第二轴线之间的距离’a’的三次方。

本发明还涉及一种挤出机的操作方法；该挤出机包括一个至少具有两个圆柱形缸孔的缸体，每个缸孔具有一根与另一根轴线相平行的轴线，而第一和第二轴线之间的距离为“a”；置于该第一和第二缸孔中的至少一根第一螺旋轴和一根第二螺旋轴；该第一和第二螺旋轴分别设置有第一和第二螺杆，各螺杆包括至少一个元件；该第一和第二螺杆各具有挤出机直径D和螺杆根部直径d；该第一和第二螺旋轴各具有至少1.4的容积比，其中该容积比被定义为挤出机直径D除以螺杆根部直径d；一个连接于第一轴并包括一个第一台阶的第一进料口元件(intake element)，一个连接于与第一进料口元件相邻的第二轴并包括一个第二台阶的第二进料口元件，其中该第一台阶和第二台阶适合于当该第一料口元件和该第二进料口元件以同方向转动时，共同工作从而产生正向的传送作用以传输材料；至少两个进料漏斗，所述进料漏斗设置在该两个缸孔附近并通向所述的缸孔，而至少一个进料漏斗具有一个进入该缸孔的侧进口；该方法包括：通过该至少两个进料漏斗将待加工的材料供入该缸孔；传送该材料通过从该进料漏斗至该挤出机出口的挤出机长度；以至少1000rpm的转速及至少8.5Nm/cm³的扭矩密度驱动所述第一和第二螺旋轴的每一根；该扭矩密度被定义为第一和第二轴的每一根上的扭矩除以第一和第二轴线之间的距离’a’的三次方。

附图简述