[发明专利]连续挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及连续挤出机，其中原料通过使用旋转轮而被连续地挤出。

背景技术

英国专利1370894公开了通过使用旋转轮的金属连续挤出过程，而使用此过程的机器至今在CONFORM^TM商标下出售。在CONFORM^TM的过程中，轮子具有至少一个周向凹槽以用于接收固体或微粒原料，且该轮子朝着挤出模转过固定的模座。该模座有效地封闭凹槽的一段，且位于与所述凹槽里的原料接触处，以形成挤出室。所述周向凹槽的壁提供与所述原料的接触面，该接触面大于所述模座与所述原料的接触面，使得所述原料与所述轮之间存在的摩擦大于所述原料与所述模座之间的摩擦。因此，所述轮的转动相对于所述模座推进所述凹槽内的物料。直接邻近于所述模座的为相对于所述轮固定设置的承台，该承台用于阻塞所述凹槽，从而阻挡所述通道内的原料通过。所述轮的旋转因此驱动所述原料靠向所述承台，形成巨大的压力。该产生的压缩载荷大得使物料屈服并进入塑性阶段，随后，所述物料通过位于邻近承台的挤出模的模孔流出，物料因此以连续的形式被挤出。

所述轮被安装在细长轴上，所述细长轴的两端被轴承支持撑以进行旋转，所述轴承包括用于保持油和防止灰尘等进入的多个密封。所述轮通过液压螺母(例如油压螺母(Pilgrim nut))被夹紧在位于轴上的一对盘之间。所述液压螺母螺纹连接于所述轴的一端上且被加压以提供所需的较高的夹紧力以防止在挤出过程中所述轮和所述轴的相对旋转。

此类机器需要在相对有限的空间中承受较强的压力。显著的径向载荷在挤出过程中施加于所述轴，使得该轴承受弯曲且夹紧盘易于在所述轮的下方与所述轴的旋转轴分离，但在所述轮的上方压紧所述旋转轴。这将会在所述夹紧盘和所述轮上引起显著的压力和磨损。

对于大型机器而言，可能会有高达500kNm的转矩和超过400吨(tons)的径向力。

另外，在挤出过程中通过在所述轮中、在凹槽中、在抵接所述模座处、在承台处和模具中物料的摩擦和变形从而产生高温。在连续的挤出过程中，如果没有提供冷却，该温度可高达摄氏400-500度，这特别地是在高减速比的情况下。所述机器中的内部冷却通道承载冷却水朝向所述轮、模具和承台流动，但是由于机器组件需要承受较高的机械负荷，这意味着这种通道必须更小以不减少组件的强度和机械完整性。这导致较小的体积流率，并因此导致相对较低的散热率。此外，所述通道容易被堵塞，这妨碍冷却且导致可移动组件的故障率增加。

所述挤出过程导致所述模座、所述模具、所述承台和所述轮上的显著的磨损。因此所述机器组件需要相对频繁(对于连续运行的装置，一年多于50次)的进行保养、维修或更换。此外，挤出区需要定期清理。

此类机器的布置使得难以接入所述轮以进行更换、维修、清理或保养等等。所述夹紧螺母的液压压力首先需要被释放，以使得所述轴可以从所述轮、所述夹紧盘和所述轴承中退出。此过程具有灰尘经过密封进入所述轴承且污染润滑油的风险。此外，这种拆卸使得轴承密封易于磨损或损坏。之后，所述轮通常从所述夹紧盘之间被捶打出来，这在轮被维修或更换之前可能会造成进一步的损坏。

以这样的方式拆卸所述机器之后，接下来的重新组装的过程非常耗时，该重新过程包括施加拧紧液压螺母，之后确保模座精确地相对于所述轮设置。考虑到所述轮被夹紧在所述盘之间且进一步被轴承和其他支撑件掩盖，目测所述轮是不容易的。因此，需要遵循费力的反复试验的过程，以确保所述轮和模座的相对位置正确，并且需要考虑到在使用时发生的所述机器组件的热膨胀。更具体地，所述模座通常相对于所述轮定位，在所述模座和所述轮之间设有一些标记(例如，焊接线条)，且所述轮旋转了一个短的时间。之后，所述模座被移开以便能够目测被挤压的所述标记并且判断所述模座的定位是否正确。之后，通过插入适当的垫片来微调所述模座的位置。

使用液压螺母施加正确的夹紧力并不是一个简单的过程。使用泵来施加预定的压力，其具有沿所述轴的轴向牵引所述轴的作用，以便将在所述盘之间的所述轮夹紧。之后，插入垫片以便收紧间隙且除去压力以使得所述轴相对于所述垫片放松。这样的操作不能够很精确的执行，并且容易出现错误。如果所述夹紧力不够大，在挤出操作中所述轮可能相对于所述轴滑动，或者，所述轮可能不被充分地支撑而导致其分裂。如果施加的夹紧力过大，所述轴可能断裂或过度被拉紧。这过程仅通过对操作所述机器熟练且有经验的人员才可以可靠地执行。

从所述轮的所述凹槽泄漏的多余的金属会被刮掉和丢弃。这种废料被称为“飞边(flash)”，其非常的热且必须被收集、打包且挤压以进行回收。