[发明专利]用于挤出塑料的多螺杆挤出机的挤出机螺杆

说明书

用于挤出塑料的多螺杆挤出机的挤出机螺杆(100)包括：用于熔融和均质化塑料的进料和计量区(1)和用于带走气态成分的抽空区(2)以及压缩和/或排出区(4)；多螺杆段分(20)，其具有多个行星螺杆(30)，所述行星螺杆至少在其长度的一部分上敞开在挤出机螺杆(100)的外周上；以及驱动区域(3)，其中行星螺杆(30)通过齿(33)啮合在中心轴上的外齿中或定子环的内齿中或多螺杆挤出机的挤出机孔的内壁中。进料和计量区(1)延伸到多螺杆段(20)中，其中位于计量区(1)中的行星螺杆(30)的相应部分被至少部分地封闭。

技术领域

本发明涉及用于挤出塑料的多螺杆挤出机的挤出机螺杆。

技术背景

这种多螺杆挤出机用于从固体塑料颗粒，特别是聚酯颗粒中获得均匀的塑料熔体，并且从申请人的专利文献EP 1434680 B1中已知。对于这种类型的挤出机，在脱气区域中提供了多个行星螺杆。在多螺杆挤出机的运行期间，在排出区域内的行星螺杆的腔室容积没有被完全填充，从而形成了塑料的相应较大的表面积，这有利于排气。随后，将塑料熔体的部分股在排出和/或压缩区中重新结合，并例如传递至下游的熔体泵。

使用众所周知的多螺杆挤出机的困难在于优化许多操作参数，例如驱动和熔融性能、团块温度和在计量区中的停留时间。团块温度过高会导致塑料发生不利的变化，而团块温度过低则会导致计量区内的固体熔融不足。尽管较长的停留时间会促进熔化和均质化，但会加速塑料的水解降解，该塑料在此阶段仍包含水分。

如果固体包含回收物，因此具有不均匀的熔融行为，则这种优化特别困难。在这种情况下，固体部分到达多螺杆段时可能尚未充分熔化。由于多螺杆段中的行星螺杆浮动地安装在塑料熔体中，因此，熔体中可能携带的任何固体残留物都会被挤压穿过行星螺杆的轴承点，从而增加了行星螺杆和轴承的磨损。

发明内容

因此，本发明的目的是改进上述类型的挤出机螺杆，使得在达到脱气区之前仅短的停留时间就可获得均匀熔融的熔体。

根据本发明，通过在其中形成圆锥段以在入口和多螺杆段之间形成直径过渡，由此从例如通过上游挤出机或泵进料的入口管和/或上游单螺杆到多螺杆段形成连续过渡。圆锥段可以是圆锥截面形状的，或者-在横截面中可以看到-凹面或凸面弯曲的。唯一重要的是，将通过入口进料的熔体扇开并送入设置在行星螺杆圆锥段中的各个入口孔。

本发明的基本思想不是在上游进行熔融和均质化，即所谓的计量，而是将其延伸到多螺杆段中。

因此，计量区包括具有较小直径的入口、用于使股膨胀和股分裂成几个部分股的圆锥段、以及(借由几个行星螺杆)部分股的直到达到脱气区的延续。

虽然在现有技术中，结构上分开的段各自还具有某些功能，但现在提供了在一个结构段(即多螺杆段)中使用相同的行星螺杆同时实现两项功能，而在另一方面分配一种功能，即在至少两个结构段上熔化和均质化。

根据本发明，在入口中形成的计量区域的部分只能是短的，或者甚至可以省略，从而减少了停留时间。随后直接分成多条单独的股增加了熔体与挤出机螺杆的接触面积，使得可以很好地控制在各条股中输送的熔体的温度。特别地，熔体的冷却也是可能的。

由于不仅将行星螺杆的端部输送到接收元件的孔中，而且多螺杆段中的计量区域的部分在行星螺杆的长度的至少约四分之一上延伸，相应地这样就产生了各自具有小横截面的长流动通道，从而实现了良好的温度控制和均质化。

由于基于给定的直径比，行星螺杆本身以挤出机螺杆速度的倍数运行的事实，因此在多螺杆段内计量区的纵向部分中的停留时间很短，但是仍然可以因为例如通过封闭区域中行星齿轮的螺距而改变。

关于根据本发明的多螺杆挤出机的操作模式，还应当指出，根据本发明，优选完全填充行星螺杆的完全封闭的纵向区域中的腔室而操作，从而实现良好的输送效果。通过随后的无压脱气区域，不会产生背压，并且可以将在上游设备中仅部分熔化的熔体组分良好吸入。