專利名稱：一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙螺桿擠出機(jī)，特別是涉及ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)。
背景技術(shù)：
聚こ烯醇(PVA)是ー種性能優(yōu)良，用途廣泛的聚合物。傳統(tǒng)PVA纖維可通過濕法紡絲，凝膠紡絲制造，這些方法エ序比較復(fù)雜，對環(huán)境污染較大。由于聚こ烯醇分子結(jié)構(gòu)中含有大量羥基，會在大分子間形成大量氫鍵，導(dǎo)致其熔點(diǎn)與分解溫度接近，理論上難以使用經(jīng)濟(jì)，高效，環(huán)境污染小的熔融紡絲方法。目前，研究人員通過改性劑水破壞聚こ烯醇分子間氫鍵，限制其結(jié)晶，降低了其熔點(diǎn)，得到了聚こ烯醇纖維的熔融紡絲加工窗ロ。在聚合物加工設(shè)備中，螺桿擠出機(jī)是最為重要和最為突出的設(shè)備之一，目前，單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī)在エ業(yè)中都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其中，雙螺桿擠出機(jī)可作為聚合物共混，聚合物反應(yīng)的ー種連續(xù)化學(xué)反應(yīng)器，又是居最重要地位的，其應(yīng)用也越來越廣泛。雙螺桿擠出機(jī)一般可分為嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)，嚙合異向雙螺桿擠出機(jī)，非嚙合雙螺桿擠出機(jī)和錐形雙螺桿擠出機(jī)等。單螺桿擠出機(jī)，雙螺桿擠出機(jī)等在熱塑性塑料的成型加工中取得了很好的效果。中國專利CN1786302所述，采用含氮化合物、親水性輔助添加劑和水與聚こ烯醇復(fù)合，進(jìn)行熔融紡絲，采用通用擠出-紡絲設(shè)備。中國專利CN101899722所述，采用少量水復(fù)合低醇解度聚こ烯醇進(jìn)行熔融紡絲，采用普通單螺桿擠出機(jī)。中國專利CN102086535所述，對水復(fù)合的聚こ烯醇進(jìn)行了冷凍熔融紡絲，采用普通單螺桿擠出機(jī)。但是，在聚こ烯醇的熔融紡絲過程中，由于熔體中含有大量的水份，在單螺桿或雙螺桿螺桿高溫熔融區(qū)，在較大壓力下會蒸發(fā)出大量的水蒸氣，水蒸氣會從加料ロ逆出，聚こ烯醇與水比例無法控制在一定的范圍之內(nèi)，熔體粘度無法保持，無法得到性能較高的聚こ烯醇纖維，紡絲甚至無法順利進(jìn)行。上述專利并未能夠解決聚こ烯醇在熔融紡絲エ藝中面臨的這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，目的在于克服在現(xiàn)有技術(shù)下雙螺桿擠出機(jī)對于聚こ烯醇熔融紡絲的不足，避免了聚こ烯醇熔融紡絲過程中水蒸氣的逆出，對水蒸氣起到了密封的作用，保持熔體中聚こ烯醇和水的比例在一定范圍內(nèi)，保證了聚こ烯醇熔融紡絲的進(jìn)行。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的原理是設(shè)計(jì)以下螺紋元件，螺紋元件I具有大小適中的螺桿根徑與螺槽深度；螺紋元件II具有較大的螺桿根徑，較小的螺槽深度，物料在此處具有較小的流量，較大的壓カ；螺紋元件III具有較小螺桿根徑，較大的螺槽深度，物料在此處具有較大的流 量，較小的壓力。以上三組螺紋元件具有相同的外徑與中心距，按照螺紋元件I，螺紋元件II，螺紋元件III的順序組合成ー個基本循環(huán)段，此時，螺紋元件I的螺槽處壓カ適中，壓カ為P1，螺紋元件II的螺槽處于高壓區(qū)，壓カ為P2，螺紋元件III的螺槽中處于低壓區(qū)，壓カ為P3。當(dāng)水蒸氣從螺紋元件II處逆流到螺紋元件II與螺紋元件III連接處吋，由于P3< P2，，壓カ差使得水蒸氣無法繼續(xù)往進(jìn)料反方向逆流，水蒸氣密封得以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，包括雙螺桿、夾套、冷卻套筒、驅(qū)動傳動系統(tǒng)、螺桿 溫度控制裝置和電機(jī)等，所述的雙螺桿的螺紋元件至少有螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III三種組合而成；組合方式至少包含依次為螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III的至少ー個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I;或者組合方式包含螺紋元件I，之后接螺紋元件II與螺紋元件III的至少ー個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I ;所述的螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III滿足以下關(guān)系h2S2 < K1S1 < h3S3 ；D03 < D01 < D02 ；其中所述的Ii1為螺紋元件I的螺槽深度，S1為螺紋元件I的螺紋間距，D01為螺紋元件I的螺桿根徑；h2為螺紋元件II的螺槽深度，S2為螺紋元件II的螺紋間距，D02為螺紋元件II的螺桿根徑；h3為螺紋元件III的螺槽深度，S3螺紋元件III的螺紋間距，D03為螺紋元件III的螺桿根徑。作為優(yōu)選的技術(shù)方案如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的螺紋元件主要技術(shù)參數(shù)如下螺紋元件I螺桿根徑Dtll彡15mm,螺槽深度Ii1彡15mm,螺紋間距S1彡IOmm,螺棱寬度B1 ^ IOmm ;其中，O.3D01 ^ hi ^ O. 6D01, B1 ^ S1 ；螺紋元件II螺桿根徑Dtl2彡20mm,螺槽深度h2彡IOmm,螺紋間距S2彡5mm,螺棱寬度B2彡5mm ；其中，O.ID02 彡 h2 彡 O. 3D02, B2 ^ S2 ；螺紋元件III螺桿根徑Dtl3彡IOmm,螺槽深度h3彡20mm,螺紋間距S3彡IOmm,螺棱寬度B3 ^ IOmm ;其中，O.6D03 彡 h3 彡 2D03, B3 彡 S3。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的雙螺桿的長徑比12 く L/D <80。螺桿長徑比是ー個重要參量，不同類型的螺桿擠出機(jī)的長徑比范圍是不同的。對于エ藝簡單的擠出制品和造粒，只需長徑比較小的螺桿擠出機(jī)。當(dāng)需要對聚合物進(jìn)行共混、填充、增強(qiáng)、反應(yīng)等處理時，有時需要多個加料ロ，需要較長停留時間，就需要使用長徑比較大的螺桿擠出機(jī)。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的雙螺桿的中心距A > D_h。雙螺桿擠出機(jī)兩根螺桿之間的中心距是ー個重要的參量，他決定了雙螺桿擠出機(jī)傳動系統(tǒng)輸出軸，推力軸承以及螺桿外徑與根徑等的大小設(shè)計(jì)。對于嚙合型平行雙螺桿，D-h < A < D，對于非嚙合型平行雙螺桿，一般A = D，或A略大于D。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的Dtl3 = O. 5D02 = 2/3D01o對于平行雙螺桿擠出機(jī)，各螺紋元件具有相同的外徑，很大程度上反應(yīng)了雙螺桿擠出機(jī)的生產(chǎn)能力大小，而螺桿根徑與螺槽深度則決定了螺紋元件局部的物料流量的大小，能在雙螺桿中建立不同的壓カ分布。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的Ii1 = O. 4D01, B1 = Sp如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的h2 = O. 2D02, B2 = S2。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的h3 = D03,1. IS3 ^ B3 ^ 2S3。對于嚙合型雙螺桿擠出機(jī)，螺紋間距與螺棱寬度的大小直接影響了雙螺桿的嚙合方式，當(dāng)螺紋間距S與螺棱寬度B相等時，可以制造出縱向橫向皆封閉的全嚙合型雙螺桿，具有較強(qiáng)的物料輸送能力。當(dāng)螺紋間距S大于螺棱寬度B時，可以制造出縱向或者橫向開放的雙螺桿，具有較好的物料混合能力。本發(fā)明所述的水汽密封型螺紋元件組合可應(yīng)用于嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)，嚙合異向雙螺桿擠出機(jī)，非嚙合同向、異向雙螺桿擠出機(jī)以及錐型雙螺桿擠出機(jī)等，所述的水汽密封型螺紋元件應(yīng)用于上述雙螺桿擠出機(jī)都能夠?qū)崿F(xiàn)水汽密封的目的。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)其一，具有較小螺桿根徑，較大的螺槽深度的螺紋元件處物料流量大，物料在此段螺紋元件處處于半填滿狀態(tài)并具有較小壓力。具有較大的螺桿根徑，較小的螺槽深度的螺紋元件處物料流量小并處于填滿狀態(tài)，具有較大壓力。利用壓カ差對水蒸氣進(jìn)行了密封，是針對聚こ烯醇熔紡エ藝做出的全新設(shè)計(jì)。其ニ，具有水蒸氣密封功能的雙螺桿擠出機(jī)，能夠保持熔體的物料比例，保持熔體的粘度，使紡絲順利進(jìn)行，能提高產(chǎn)品的性能與產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意2是本發(fā)明的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)螺紋元件局部放大示意3是本發(fā)明的ー種組合方式的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意4是本發(fā)明的另ー種組合方式的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意圖其中，I :雙螺桿2 :夾套3 :冷卻套筒4 :驅(qū)動傳動系統(tǒng)5 :螺桿溫度控制裝置6 電機(jī)7 :螺紋元件I 8 :螺紋元件II 9 :螺紋元件III
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，包括雙螺桿(I)、夾套(2)、冷卻套筒
(3)、驅(qū)動傳動系統(tǒng)(4)、螺桿溫度控制裝置(5)和電機(jī)(6)等，其特征是所述的雙螺桿的螺紋元件至少有螺紋元件I (7)、螺紋元件II (8)和螺紋元件III (9)三種組合而成；組合方 式至少包含依次為螺紋元件I (7)、螺紋元件II (8)和螺紋元件III (9)的至少ー個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I (7);或者組合方式包含螺紋元件I (7)，之后接螺紋元件II (8)與螺紋元件III (9)的至少ー個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I (7)；所述的螺紋元件I (7)、螺紋元件II (8)和螺紋元件III (9)的滿足以下關(guān)系h2S2 < Ii1S1 < h3S3 ；D03 < D01 < D02 ；其中所述的Ill為螺紋元件I (7)的螺槽深度，S1為螺紋元件I (7)的螺紋間距，D01為螺紋元件I (7)的螺桿根徑；h2為螺紋元件II (8)的螺槽深度，S2為螺紋元件II (8)的螺紋間距，D02為螺紋元件II (8)的螺桿根徑；h3為螺紋元件III (9)的螺槽深度，S3螺紋元件IIK9)的螺紋間距，Dtl3為螺紋元件III (9)的螺桿根徑。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的螺紋元件主要技術(shù)參數(shù)如下 螺紋元件I (7)螺桿根徑Dtll彡15mm,螺槽深度Ii1彡15mm,螺紋間距S1彡IOmm,螺棱寬度B1 ^ IOmm ;其中，O.3D01 ^ hi ^ O. 6D01，B1 彡 S1 ;螺紋元件II (8)螺桿根徑Dtl2彡20mm,螺槽深度h2彡IOmm,螺紋間距S2彡5mm,螺棱寬度B2彡5mm ；其中，O.ID02 彡 h2 彡 O. 3D02, B2 ^ S2 ；螺紋元件III (9)螺桿根徑Dtl3彡IOmm,螺槽深度h3彡20mm,螺紋間距S3彡IOmm,螺棱寬度B3 ^ IOmm ;其中，O.6D03 彡 h3 彡 2D03, B3 ^ S3 ；如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的雙螺桿的長徑比12 く L/D く 80。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的雙螺桿的中心距A ^ D-h。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的Dtl3 = O. 5D02 = 2/3DQ1。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的Ii1 = O. 4D01, B1 = Sp如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的h2 = O. 2D02, B2 = S2。如上所述的ー種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，所述的h3 = D03,1. IS3 ^ B3 ^ 2S3。圖I是本發(fā)明的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意圖，所述的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)由雙螺桿(I)、夾套(2)、冷卻套筒(3)、驅(qū)動傳動系統(tǒng)(4)、螺桿溫度控制裝置(5)和電機(jī)(6)等組成。圖2是本發(fā)明的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)螺紋元件局部放大示意圖，所述的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)螺紋元件局部由螺紋元件I (7)、螺紋元件II (8)、螺紋元件111(9)的順序組成ー個基本循環(huán)。圖3是本發(fā)明的ー種組合方式的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意圖，所述的組合方式為螺紋元件I (7)、螺紋元件II (8)和螺紋元件III (9)的至少兩個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I (7)。圖4是本發(fā)明的另ー種組合方式的水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)的示意圖，所述的組合方式為螺紋元件I (7)，之后接螺紋元件II (8)與螺紋元件III (9)的至少兩個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I (7)。
權(quán)利要求
1.一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，包括雙螺桿、夾套、冷卻套筒、驅(qū)動傳動系統(tǒng)、螺桿溫度控制裝置和電機(jī)，其特征是所述的雙螺桿的螺紋元件至少有螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III三種組合而成；組合方式至少包含依次為螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III的至少一個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I;或者組合方式包含螺紋元件I，之后接螺紋元件II與螺紋元件III的至少一個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I; 所述的螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III滿足以下關(guān)系 h2S2 < Ii1S1 < h3S3 ； D(i3〈 D01 < D02 ； 其中所述的Ii1為螺紋元件I的螺槽深度，S1為螺紋元件I的螺紋間距，Dtll為螺紋元件I的螺桿根徑；h2為螺紋元件II的螺槽深度，S2為螺紋元件II的螺紋間距，Dtl2為螺紋元件II的螺桿根徑；h3為螺紋元件III的螺槽深度，S3螺紋元件III的螺紋間距，D03為螺紋元件III的螺桿根徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的螺紋元件主要技術(shù)參數(shù)如下 螺紋元件I 螺桿根徑Dtll彡15mm,螺槽深度Ii1彡15mm,螺紋間距S1彡IOmm,螺棱寬度B1彡IOmm ； 其中，0. 3D01 ^ ^ 0. 6D01, B1 ^ S1 ； 螺紋元件II 螺桿根徑Dtl2彡20mm,螺槽深度h2彡IOmm,螺紋間距S2彡5mm,螺棱寬度B2彡5mm ； 其中，0. ID02 彡 h2 彡 0. 3D02, B2 ^ S2 ； 螺紋元件III 螺桿根徑Dtl3彡IOmm,螺槽深度h3彡20mm,螺紋間距S3彡IOmm,螺棱寬度B3彡IOmm ；其中，0. 6D03 彡 h3 彡 2D03, B3 ( S3O
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的雙螺桿的長徑比12 ( L/D ( 80。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的雙螺桿的中心距A彡D-h。
其中所述D為螺桿直徑，h為螺槽深度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的Dtl3=0. 5D02 = 2/3D01o
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的h=.0.4D01, B1 = Siq
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的匕=.0.2D02, B2 = S2O
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，其特征在于，所述的h3= D03,.1.IS3 ^ B3 ^ 2S3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水汽密封型雙螺桿擠出機(jī)，主要用于以水為增塑劑的聚乙烯醇纖維熔融紡絲，包括雙螺桿(1)、夾套(2)、冷卻套筒(3)、驅(qū)動傳動系統(tǒng)(4)、螺桿溫度控制裝置(5)和電機(jī)(6)等。其特征在于所述雙螺桿的螺紋元件至少有螺紋元件I(7)、螺紋元件II(8)和螺紋元件III(9)組合而成；組合方式至少包含螺紋元件I、螺紋元件II和螺紋元件III的至少一個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I；或螺紋元件I，之后接螺紋元件II與螺紋元件III的至少一個循環(huán)，以及在所述循環(huán)后再接螺紋元件I。本發(fā)明通過螺桿設(shè)計(jì)，利用壓力差對水汽進(jìn)行了密封，能保持紡絲熔體的物料比例與粘度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號D01D1/04GK102650078SQ20121007878
公開日2012年8月29日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者劉國平, 李文剛, 趙炯心 申請人:上海羅洋新材料科技有限公司