[发明专利]挤出机

说明书

一种挤出机，具有从进料入口端延伸到挤出机出口端的机筒。机筒具有内表面、外表面和在内表面和外表面之间的壁厚。挤出机还具有至少一个位于机筒上的加热部件；驱动地连接于位于机筒内可旋转地安装的螺杆上的螺杆驱动马达，其中螺杆以不同的每分钟转数(PRM)旋转；和可操作地连接于螺杆驱动马达，以基于穿过所述机筒和/或从机筒挤出的材料温度调节螺杆的RPM的控制器。还提供了一种填充模具的操作挤出机的方法。

技术领域

本公开一般涉及挤出机，更具体地涉及用于挤出塑料或热塑材料的挤出机。本公开也涉及使用一个或多个挤出机生产挤出的或模塑的塑料零件的方法。

背景技术

挤出机通常用于加热和融化固体输入材料(例如塑料，或热塑材料)并且以可流动或融化的状态挤出该材料。被挤出的或输出的材料当冷却并固化以形成具有被模壳(form)或铸模(die)限定的截面轮廓的细长塑料组件时，可被引导通过该模壳或铸模。或者，输出的材料可被直接导入模具(mold)，随后冷却并固化以形成具有被该模具限定的形状的被模塑的组件。

所提供的用于提高被传送的塑性材料在通过挤出机或注射机筒时的温度的热量来源之一是机械剪切产热。在剪切产热中，塑性材料经常在处于相对高的压力(例如每平方英寸(psi)2000磅到高达30000psi或更高)下、在旋转的螺杆和静止的机筒之间经受剪切或拉伸，这就导致热量在材料中产生。通常，剪切产热是热量的重要来源。例如，通过剪切产热提供大约50％或更多融化被传送的塑性材料所需的热量可以认为是优选的。

虽然剪切产热可有效提高塑性材料的温度，但是可能存在一种或多种缺陷。例如，塑性材料的过度剪切可能导致塑性材料内的聚合物分子物理和/或化学降解。

发明内容

提供下面的介绍以向读者引入如下更多详细的探讨。该介绍并非意在限制或限定任何要求的或至今仍未要求的发明。一种或多种发明可存在于本文本的包括其权利要求和附图在内的任何部分公开的元素或工序步骤的任意组合或子组合中。

根据本公开的一个方面，挤出机被配置为降低或最小化通过剪切产热赋予被传送的塑性材料的热量。例如，可提供具有相对高的通过机筒壁的传热速率(heat transferrate)的挤出机。可通过由具有高热导率(thermal conductivity)的材料制成的挤出机机筒和/或提供相对薄壁的挤出机机筒，可以增加通过机筒壁的传热速率。通过机筒壁的传热速率的提升能允许更多热量在给定的单位时间内通过机筒壁转移。因此，每单位时间内更多的热量可以通过使用一个或多个机筒加热器转移到通过挤出机机筒传送的塑性材料，这就减少了融化塑性材料所需的剪切产热量。

可替代地或附加地，挤出机机筒和挤出机螺杆的几何结构可被配置为减小通过挤出机机筒传送的塑性材料的压力，由此减少剪切产热量。例如，挤出机机筒和/或挤出机螺杆可被配置为沿挤出机机筒的长度提供恒定的或缩减的体积压缩比。因此，通过挤出机机筒传送的塑性材料可以承受足够的压力，以防止通过机筒的回流(例如，如果模具正在由挤出机进料，则可选择机筒内的压力以使得挤出机填充模具而不回流穿过挤出机)和/或如果两种或多种不同材料存在时，足够混合正通过挤出机机筒传送的材料。

这种设计的优势为能使用薄壁机筒，这就增大了机筒的径向热导率。这就使得设置在机筒上的加热器提供更大比例的热量，并且对由于机筒内部提供的热量(例如，剪切混合)的依赖更少。

通过挤出机的流速可大致低于传统高压挤出机。因此，根据根本公开的单个挤出机的每单位时间内的材料吞吐量可能低于传统高压挤出机。但是，通过降低机筒内部的压力，机筒会变得更轻并且其成本会大幅减少。因此，代替使用单个传统挤出机来制造所需数量的零件，可以以相同或更低的资本成本获得与单个标准挤出机具有相同容量的多个挤出机。

根据本广泛的方面，提供了一种挤出机，包括：

a)机筒，所述机筒从进料入口端延伸到挤出机出口端，所述机筒具有内表面、外表面和在所述内表面和所述外表面之间的壁厚；