[实用新型]一种用于聚丙烯的高速挤出单螺杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种，更具体地说涉及一种用于聚丙烯的高速挤出单螺杆。

背景技术

现有的单螺杆挤出机，其挤出系统由机筒和单螺杆所组成。其中单螺杆是关键性部件，通过它的转动，机筒内的物料才能发生移动，并得到增压和部分的摩擦热量，混合均匀后定量地输送到挤出机的机头成型。

如图1所示，根据物料在挤出机中移动过程中，物料的三种物理状态变化过程及螺杆各部位的工作要求，通常将螺杆分为进料段1′(又称固体输送段)、2′压缩段(又称熔融段)和3′计量段(又称均化段)三段，其中进料段1′的作用是输送固体物料给压缩段2′、计量段3′；压缩段2′的作用是压实松散的固体物料并熔融物料；计量段3′的作用是将来自压缩段的物料进一步塑化均匀并定量、定压、定温地送入机头。

传统的用于聚丙烯的单螺杆挤出技术，聚丙烯的挤出过程如下：开机前，通过机筒外部的加热装置对机筒进行预热，使机筒温度上升到聚丙烯能初步熔融所需的温度，恒温加热一段时间后，启动驱动螺杆的电机，带动螺杆转动，而固体状态的聚丙烯通过料斗、经由机筒的加料口进入螺杆进料段的螺槽内，在螺杆的作用下向前输送。当聚丙烯从进料段进入压缩段后，随着聚丙烯的继续向前输送，由于螺杆螺槽深度逐渐变浅，以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用，聚丙烯被进一步压实。与此同时，聚丙烯又吸收来自机筒外面加热装置传导来的热量，因而聚丙烯的温度不断上升，熔融的聚丙烯不断增加，而未熔融的聚丙烯则不断减少。当聚丙烯移动到压缩段末端时，聚丙烯全部或大部分由熔融状态转变为粘流状态。当聚丙烯进入计量段后，被进一步塑化、均匀化，然后被挤入机头。

传统的单螺杆挤出机，挤出质量比较差、挤出量比较小，主要是由于以下原因所造成的：

一、为了保证聚丙烯的完全熔融，传统的单螺杆的压缩比设计得比较大，从而造成物料在向前输送过程中阻力大、移动缓慢；

二、传统螺杆的螺距与螺杆直径相同(即螺杆的螺距等于螺杆直径)的设计，从而导致螺纹升角比较小，造成螺杆的螺棱对物料的推力比较小，影响物料向前移动；

三、传统的螺杆采用单螺纹设计，从而使物料在压缩段时会出现熔融物料与固体物料混合在一起，这不仅造成物料传热效果差，也影响物料的输送。

发明内容

本实用新型的目的是对现有技术进行改进，提供一种用于聚丙烯的高速挤出单螺杆，挤出的物料混炼效果和均匀性能够大幅提高，采用的技术方案如下：

本实用新型的一种用于聚丙烯的高速挤出单螺杆，其特征在于：螺杆从后端到前端依次分为进料段、压缩分离段、计量段、混合段，所述压缩分离段设有主螺棱和副螺棱。

一种较佳的方案，所述进料段螺棱的外径小于压缩分离段、计量段、混合段中任何一段螺棱的外径。

一种更佳的方案，所述压缩分离段、计量段、混合段的螺棱的外径相同。

一种较佳的方案，所述进料段螺棱的外径比压缩分离段螺棱的外径小0.2-1.0毫米。优选的方案是进料段螺棱的外径比压缩分离段螺棱的外径小0.3毫米。这样可以有效的避免由于固体片料堆积于螺棱与机筒内壁的间隙，造成螺杆在旋转过程中出现偏心现象。

所述进料段的长度为进料段螺棱外径的12-14倍。优选的方案是进料段的长度为进料段螺棱的外径的13倍。根据高速挤出的要求及聚丙烯的结晶特性，将进料段延长，这样在高速挤出单螺杆工作的时候，将进料段进行通水冷却，可以更有效的减少固体物料与螺杆表面的摩擦阻力，提高固体物料的输送能力。

所述与计量段相接处压缩分离段的主螺棱的螺距为螺杆直径的1.1-1.2倍。一种优选的方案，所述与计量段相接处的压缩分离段的主螺棱的螺距为螺杆直径的1.15倍。这样将主螺棱的螺距变大，不仅增加压缩段物料的推力，同时避免由于新增一条副螺棱而造成的物料的几何压缩比突增的现象，很好的避开了物料在输送过程中的瓶颈。

所述压缩分离段的螺槽的深度从压缩分离段与进料段相接处朝计量段方向逐渐变小，副螺棱螺距比主螺棱螺距大。由于副螺棱螺距比主螺棱螺距大，导致副螺棱与主螺棱之间的螺槽从压缩分离段与进料段相接处往计量段方向逐渐从窄变宽。由于引入了一条副螺棱，能有效的将已经熔融的物料与固体分开，且固体物料是一直处在于从深到浅、由宽变窄的螺槽中，有利于固体物料逐渐接近机筒内孔，以吸收由机筒外部加热器所传导过来的热量、进一步熔融，而已经熔融的物料翻过副螺棱的外沿进入副螺棱的由窄变宽的螺槽里，有利于熔融物料的输送，最终实现聚丙烯的良好的熔融与高效的输送。

一种较优的方案，所述副螺棱螺距比主螺棱螺距大4～7mm。