專利名稱：塑料擠出機(jī)用分離型螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種塑料擠出機(jī)，尤其是一種塑料擠出機(jī)中使用的分離型螺桿， 具體地說是一種兼具麥拉菲爾(Maillefer)螺桿和巴爾(Barr)螺桿優(yōu)點(diǎn)的塑料擠出機(jī)用 分離型螺桿。
背景技術(shù)：
眾所周知，螺桿是擠出機(jī)的 關(guān)鍵零件，被稱為擠出機(jī)的心臟。早期的擠出機(jī)使用的 螺桿大多為普通螺桿，又稱三段式螺桿，這種螺桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便，但是混煉效果差、產(chǎn) 量低、擠出波動(dòng)大。為了解決這些問題，人們陸續(xù)開發(fā)了數(shù)十種新型螺桿，其中使用最為廣 泛的是分離螺桿。分離型螺桿最早由麥拉菲爾(Maillefer)發(fā)明，被稱為M螺桿，之后又有 許多分離型螺桿問世，如雙頭螺棱分離型螺桿DFM、B螺桿、B-II, DL螺桿、K螺桿等。所有 分離型螺桿的原理極其相同。在分離段的開始，一副螺棱被引入螺槽。副螺棱與機(jī)筒之間 的間隙一般大于主螺棱與機(jī)筒之間的間隙。該間隙要足夠大，以便聚合物熔體能流過副螺 棱，但對(duì)固體聚合物流過副螺棱而言則此間隙太小。因此，固體床將位于副螺棱的有效側(cè)， 而聚合物熔體主要在副螺棱的被動(dòng)側(cè)。因而副螺棱造成分離，將固體床限制在副螺棱的一 側(cè)，而令聚合物熔體在另一側(cè)，如圖1所示。因而，分離型螺桿有一固體螺槽和一熔體螺槽。在順螺槽方向，固體螺槽的橫截面 積減小，而熔體槽的橫截面積則相應(yīng)增加。在副螺紋末端，固體螺槽減小至零，而熔體螺槽 則又開始占滿螺槽。這種幾何形狀保證固體的完全熔融，因?yàn)楣腆w不能輸送越過分離段，除 非能越過副螺棱間隙。如果粒子已減小至一個(gè)相當(dāng)小的尺寸，能在跨過分離段后快速熔融， 以上情形才是可能的。分離型螺桿的另一優(yōu)點(diǎn)是，所有聚合物必須流過副螺棱間隙，在該 處，物料直接受到較高程度的剪應(yīng)力，這導(dǎo)致了一度程度的混合。在這些分離型螺桿中，最具代表性的是麥拉菲爾(Maillefer)螺桿與巴爾 (Barr)螺桿。麥拉菲爾(Maillefer)螺桿如圖2所示。這種分離型螺桿的主要特點(diǎn)是，副螺棱的螺旋角大于主螺棱的螺旋角。因此固體 螺槽寬度不斷減小，而熔體螺槽寬度則相應(yīng)增大。這種幾何形狀使固體螺槽和熔體螺槽能 平滑而逐漸變化。其缺點(diǎn)是固體螺槽寬度減小，而致使熔融速率相應(yīng)降低，因?yàn)槿廴谒俾手?接取決于固體床寬度。巴爾(Barr)螺桿如圖3所示。分離段的起始部分與麥拉菲爾(Maillefer)螺桿相同。然而，當(dāng)熔體螺槽充分寬 時(shí)，副螺棱開始變成平行于主螺棱。于是，固體螺槽的橫截面積因螺槽深度減小而減小，而 同時(shí)，熔體螺槽深度增大。這種幾何形狀的優(yōu)點(diǎn)是固體螺槽寬度不像麥拉菲爾(Maillefer) 幾何形狀那樣不斷減少，而在較大的值上保持恒定。這增大固體_熔體界面，并改善熔融性 能。然而，也稍有缺乏。因?yàn)樵诜蛛x段后部，熔體槽窄而相當(dāng)深，故熔體螺槽的熔體輸送效率 遠(yuǎn)小于麥拉菲爾(Maillefer)螺桿。而且在分離段末端，在短長(zhǎng)度內(nèi)，熔體螺槽從窄而深變 為寬而淺。這種螺槽幾何形狀的快速改變將無助于穩(wěn)定流動(dòng)狀態(tài)。在麥拉菲爾(Maillefer)螺桿中，不存在這些突然的螺槽幾何形狀變化。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的麥拉菲爾(Maillefer)螺桿存在的固體螺槽寬 度小，熔融速率較低，而巴爾(Barr)螺桿存在的熔體槽窄而深，故熔體螺槽的熔體輸送效 率低的問題，設(shè)計(jì)一種兼具兩者優(yōu)點(diǎn)的塑料擠出機(jī)用分離型螺桿。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種塑料擠出機(jī)用分離型螺桿，包括螺桿本體1，螺桿本體1上設(shè)有主螺棱2和副 螺棱3，其特征是所述的主螺棱2和副螺棱3的導(dǎo)程在喂料段4、過渡段5和計(jì)量段7相同 或相近似，主螺棱2在分離段6的導(dǎo)程大于副螺棱3在分離段6的導(dǎo)程。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型結(jié)合了現(xiàn)有的兩種最具代表性的麥拉菲爾(Maillefer)螺桿和巴爾 (Barr)螺桿的優(yōu)點(diǎn)，具有輸送效率高，熔融速度快的特點(diǎn)。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)使得固體 螺槽寬度非常緩慢的逐漸減小，直至固體螺槽深度很小時(shí)才快速降至零，因而非常符合經(jīng) 典的托德摩爾(Todmor)熔融理論熔融主要發(fā)生在機(jī)筒側(cè)的熔膜，即固體床厚度方向，而 寬度方向熔融較少。本實(shí)用新型的螺桿熔體螺槽不像巴爾(Barr)螺桿熔體螺槽那樣既深 又窄，不利于熔體輸送；但比麥拉菲爾(Maillefer)螺桿熔體螺槽深，更加便于降低熔體溫 度。因此本實(shí)用新型是一種兼具巴爾(Barr)螺桿和麥拉菲爾(Maillefer)螺桿幾何形狀 與擠出量特點(diǎn)的有效的折衷設(shè)計(jì)方案。

圖1是本實(shí)用新型的分離型螺桿的工作原理示意圖。圖2是現(xiàn)有的麥拉菲爾(Maillefer)螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是現(xiàn)有的巴爾(Barr)螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的分離型螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中8為主螺棱，9為副螺棱，10為機(jī)筒，11為固本螺槽，12為熔體螺槽，13為 主螺棱間隙，14為副螺棱間隙。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖4所示。一種塑料擠出機(jī)用分離型螺桿，包括螺桿本體1，螺桿本體1上設(shè)有主螺棱2和 副螺棱3，所述的主螺棱2和副螺棱3的導(dǎo)程在喂料段4、過渡段5和計(jì)量段7相同或相近 似，主螺棱2在分離段6的導(dǎo)程大于副螺棱3在分離段6的導(dǎo)程，兩者相差差值一般取主 螺棱導(dǎo)程的2% 5%為佳，以90螺桿為例，兩者的差值約為2. 5% (相同規(guī)格的麥拉菲爾 (Maillefer)螺桿為 5% -7% ) 本實(shí)施例的特點(diǎn)是主螺棱、副螺棱除分離段外的導(dǎo)程相近，這將導(dǎo)致分離段長(zhǎng)度 很長(zhǎng)，為了把分離段長(zhǎng)度控制在所需的范圍內(nèi)，在分離段前后端分別改變了主螺棱導(dǎo)程。另 外為了使擠出過程中固體床不變形，以及在分離段中有較好的壓力分布，增加了分離段主螺棱的導(dǎo)程。該設(shè)計(jì)中固體螺槽寬度非常緩慢的逐漸減小，直至固體螺槽深度很小時(shí)才快速降至零。這非常符合經(jīng)典的托德摩爾(Todmor)熔融理論熔融主要發(fā)生在機(jī)筒側(cè)的熔 膜，即固體床厚度方向，而寬度方向熔融較少。該螺桿熔體螺槽不像巴爾(Barr)螺桿熔體 螺槽那樣既深又窄，不利于熔體輸送；但比麥拉菲爾(Maillefer)螺桿熔體螺槽深，更加便 于降低熔體溫度。這是一種考慮巴爾(Barr)螺桿和麥拉菲爾(Maillefer)螺桿幾何形狀 與擠出性能之間有效的折衷設(shè)計(jì)方案。 本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求一種塑料擠出機(jī)用分離型螺桿，包括螺桿本體(1)，螺桿本體(1)上設(shè)有主螺棱(2)和副螺棱(3)，其特征是所述的主螺棱(2)和副螺棱(3)的導(dǎo)程在喂料段(4)、過渡段(5)和計(jì)量段(7)相同，主螺棱(2)在分離段(6)的導(dǎo)程略大于副螺棱(3)在分離段(6)的導(dǎo)程，兩者相差差值為主螺棱導(dǎo)程的2％～5％。
專利摘要一種塑料擠出機(jī)用分離型螺桿，包括螺桿本體(1)，螺桿本體(1)上設(shè)有主螺棱(2)和副螺棱(3)，其特征是所述的主螺棱(2)和副螺棱(3)的導(dǎo)程在喂料段(4)、過渡段(5)和計(jì)量段(7)相同或相近似，主螺棱(2)在分離段(6)的導(dǎo)程大于副螺棱(3)在分離段(6)的導(dǎo)程。本實(shí)用新型結(jié)合了現(xiàn)有的兩種最具代表性的麥拉菲爾(Maillefer)螺桿和巴爾(Barr)螺桿的優(yōu)點(diǎn)，具有輸送效率高，熔融速度快的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C47/62GK201761059SQ20102014085
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者張祖波, 蔣欣, 陳輝殿, 黃峻喜 申請(qǐng)人:南京藝工電工設(shè)備有限公司