[实用新型]加料段机筒开螺旋槽的锥形挤出机

说明书

技术领域

本发明加料段机筒开螺旋槽的锥形挤出机，可用于塑料、橡胶和食品等加工成型。 

背景技术

螺杆挤压系统中料筒和螺杆是关键组件，二者相对运动螺旋输送物料。物料受到来自机筒外部加热和流场剪切等变形能量作用还可进行塑化和混合等。按照物料状态和设备功能，单螺杆挤出机螺杆/料筒组合在长度上可分为加料段、熔融段、混炼段和计量段。 

普通机筒内表面是光滑的圆柱面，其固体输送基本机理为壁面摩擦拖曳作用，输送效率低。在料筒加料段内壁开设纵向沟槽(IKV)可以增大物料在机筒内表面摩擦系数而提高固体输送率，也就提高了挤出量。为制造和更换方便，在机筒加料区上安装了衬套，套内开有形状不同的深而宽的纵向沟槽。如中国专利01213131.8就在加料段处衬套开有纵向矩形斜槽。 

大量研究说明通过改变槽深、槽宽和槽数及槽内锥角等来调节机筒内壁的摩擦因数(J.Sikora.The Effect of the Feed Section Groove Taper Angle on the Performance of a Single-Screw Extruder[J].Polymer Engineering and Science，2001，41(9)：1636-1643)，但IKV挤出机并没有降低比能耗，而是通过高能耗换取了高产量。这一缺陷是由于IKV法是增大了摩擦系数，但在环向阻断了槽内物料的旋转。 

与传统单螺杆挤出机内摩擦拖动的输送机理不同，异向旋转啮合双螺杆挤出机内正位移输送则是主要输送机理。从齿轮传动原理推论，后者相当于外啮合齿轮，可以转化为内啮合齿轮实现正位移输送。这样，如果将单螺杆挤出机内开设螺旋槽，就可能在增大摩擦系数增强摩擦拖动效率的同时，增加正位移 输送效果，从而明显提高固体输送效率。 

锥形螺杆挤出机的螺杆和料筒为锥形的，尾部直径大，承载能力和加料体积大，料筒开槽难度减小；螺槽容积沿挤出方向逐渐减小，物料逐渐得到压缩，从而使螺槽更快充满物料，保证物料连续平缓地塑化，可用于塑炼和混合，如专利200420039774.7和200820056183.9。 

这样，对锥形螺杆挤出机机筒加料段开设螺旋槽则明显提高固体输送效率。 

发明内容

本发明加料段机筒开螺旋槽的锥形挤出机，主要由开螺旋槽的套筒、机筒、锥形螺杆、加热装置、传动装置和机头等组成。内嵌机筒的套筒内开有螺旋沟槽，沟槽均布在加料段机筒内圆周上。调整套筒内开有螺旋沟槽的槽型、条数、分布及长度等可改变挤出机加料段输送性能。 

沟槽的螺旋方向与螺杆螺棱的螺旋方向相反，螺旋角度在0～90℃之间。沟槽的断面形状可以是三角形、矩形、梯形、圆弧状等；螺距和螺槽数可调整。在合理的沟槽深宽比和沟槽螺纹升角下，单螺杆挤出机除进行摩擦拖动外，可以部分进行正位移输送来提高固体输送产量。沟槽螺纹升角一定时，适当提高机筒光洁度，减小摩擦系数可提高正位移输送效果，降低摩擦拖动送段能耗。 

这样，对锥形螺杆挤出机的机筒加料段开设螺旋槽则明显提高固体输送效率，增大产量，并可用于加工粉料和热敏性材料。 

附图说明

图1为加料段机筒开螺旋槽的锥形挤出机示意图 

1-机头，2-机筒，3-加热装置，4-锥形螺杆，5-加料装置，6-机架，7-传动装置，8-电机，9-开螺旋槽的套筒 

图2为螺旋沟槽正面投影示意图 

图3为螺旋沟槽端面示意图 

具体实施方案

一种加料段机筒开螺旋槽的锥形挤出机如图1。主要由机头1、机筒2、加热装置3、锥形螺杆4、加料装置5、机架6、传动装置7、电机8、开螺旋槽的套筒9组成。机筒的套筒9内加工的螺旋槽的正面投影及端面结构如图2和图3。 

在加料装置中加入物料，在机筒及其沟槽与螺杆螺槽之间的物料为固体塞。加料套沟槽底面与螺杆螺槽底面类似于平行弧板，当螺杆转动时，在加料套螺棱推进面和螺杆螺棱推进面的共同推力作用下，固体塞在相对转动的弧板间运动。加料区产生的高压一直传递到螺杆加料段之后的各段。这就使得这种螺杆的挤出产量高，过程稳定；机头压力对生产率的影响很小，波动也大大减小。