專利名稱：排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種排氣式擠出螺桿，特別是一種能夠生產(chǎn)無機(jī)粉體高填充塑料粒料的排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿。
背景技術(shù)：
目前生產(chǎn)無機(jī)粉體(碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸銅、高嶺土、白土、云母粉、硅藻土、二氧化鈦、氧化鋅、白云石粉、二氧化硅、硅酸鈣、滑石粉、顏料、玻璃纖維、空心玻璃微珠、硅石粉、膨潤(rùn)土、白堊粉及其混合物等)高填充(填充量40% 85%)生產(chǎn)塑料、橡膠系列制品時(shí)，需要先制成粒料，生產(chǎn)高填充粒料的設(shè)備主要有雙螺桿擠出造粒機(jī)組、單螺桿擠出造粒機(jī)組、雙階式擠出機(jī)組和排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組；雙螺桿雖然排氣很好，但是填充量過大時(shí)，物料流動(dòng)性差，導(dǎo)致物料與螺桿之間、物料與機(jī)筒之間剪切太大，摩擦熱不斷增力口，熔溫很難控制，致使部分物料發(fā)生分解，使生產(chǎn)出來的粒料物理性能降低，因此限制了添加量和使用范圍；單螺桿擠出造粒機(jī)組沒有排氣功能，對(duì)填充量大的材料塑化不好，生產(chǎn)出的粒料和制品氣泡多，性能差，表面光潔度不好，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性差，合格率低；雙階式擠出機(jī)組是先采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行塑化后再進(jìn)入單螺桿進(jìn)行擠出造粒，該設(shè)備也具有雙螺桿的弊病，同時(shí)在物料從雙螺桿擠出機(jī)向單螺桿擠出機(jī)輸送時(shí)經(jīng)過了開放轉(zhuǎn)移，單螺桿擠出機(jī)沒有排氣功能，因此生產(chǎn)的粒料依然有氣泡，性能差；排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組是生產(chǎn)高填充材料最理想的設(shè)備，密煉機(jī)可根據(jù)物料情況設(shè)定密煉時(shí)間，保證物料塑化達(dá)到最佳效果，再經(jīng)過雙錐喂料喂入擠出機(jī)，此時(shí)物料在密煉和雙錐喂料時(shí)都有空氣被包裹在物料中，因此需要用特殊結(jié)構(gòu)的排氣式單螺桿擠出機(jī)擠出造粒，才能使熔體經(jīng)雙錐喂料喂入擠出機(jī)時(shí)夾帶的氣體、物料在密煉過程沒有排出并包裹在熔融物料中的氣體、單體、低聚物、縮聚物、水分和物料在密煉、擠出過程因溫度升高大量揮發(fā)成份產(chǎn)生的揮發(fā)物等廢棄物徹底排出，而擠出的粒料密實(shí)無氣孔，生產(chǎn)的制品無氣泡、水泡和揮發(fā)物泡孔，提升產(chǎn)品品質(zhì)。生產(chǎn)無機(jī)粉體高填充(填充量40% 85%)塑料、橡膠系列制品專用粒料由于填充量大，因此需要排氣，如果不排氣就會(huì)導(dǎo)致粒料密實(shí)度低，制品的綜合性能差，制品表面光潔度不好，有氣泡。要想解決氣泡問題，排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組最關(guān)鍵的部件即是螺桿。排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組的螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)填充材料物料的喂入能力、計(jì)量輸送能力、塑化程度、排氣功率、揮發(fā)物和水份排除能力、排氣口冒料、擠出熔體溫度、擠出熔體壓力、擠出制品尺寸穩(wěn)定性均有關(guān)鍵性影響。因此螺桿設(shè)計(jì)決定著排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組的工作能力和生產(chǎn)出來的制品性能。目前國(guó)內(nèi)外排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組中擠出機(jī)螺桿的工作螺紋一般由喂料段、壓縮段、計(jì)量段、排氣段、第二壓縮段、第二計(jì)量段、泵出段七部分組成，螺桿長(zhǎng)徑比比值都是大于25:1。這種排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組對(duì)生產(chǎn)高填充塑料粒料主要存在的不足如下:1、螺桿長(zhǎng)徑比太長(zhǎng)，因?yàn)槲锪弦呀?jīng)過密煉機(jī)密煉塑化已達(dá)到了熔融狀態(tài)，不需要過長(zhǎng)時(shí)間的塑化，物料在螺桿里呆的時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)對(duì)物料產(chǎn)生斷鏈或過剪切現(xiàn)象，影響制品性能，尤其是當(dāng)填充量超過50%以上時(shí)，加工過程中隨著螺桿轉(zhuǎn)速的不斷運(yùn)行，熔體與螺桿、機(jī)筒產(chǎn)生的摩擦熱不斷提高，填充量越大，產(chǎn)生的摩擦熱越大，熔體溫度也不斷增加，隨著螺桿運(yùn)行時(shí)間的不斷增加熔體的溫度會(huì)越來越難以控制，導(dǎo)致材料的性能下降，顏色變黃，如果刻意控制螺桿轉(zhuǎn)速又會(huì)影響產(chǎn)量；2、喂料段大多為淺螺紋、螺距小，其吃料喂入能力較差，速度慢，產(chǎn)量低；3、壓縮段過長(zhǎng)，螺紋淺，物料在高壓下運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，物料與螺桿和機(jī)筒摩擦?xí)r間過長(zhǎng)，物料塑化時(shí)間長(zhǎng)，易造成物料過塑化現(xiàn)象、焦燒、發(fā)黃甚至降解，導(dǎo)致生產(chǎn)的粒料性能較差;4、計(jì)量段螺距太寬，太長(zhǎng)，因?yàn)槲锪显诿軣掃^程已經(jīng)充分塑化，物料的粘流性較好，從壓縮段進(jìn)入計(jì)量段后很快形成了較密實(shí)的片狀形態(tài)，熔料的“自由”表面更新的機(jī)會(huì)小，氣體從物料內(nèi)部逸出幾率小，進(jìn)入排氣段片狀物料包裹在物料內(nèi)部的水分和揮發(fā)物不能有效的被真空抽走，影響水分和揮發(fā)物排出；5、目前國(guó)內(nèi)外使用的排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組的螺桿排氣段過長(zhǎng)，由于擠出機(jī)擠出的物料主要是靠黏性物料與機(jī)筒之間的摩擦力利用螺桿螺棱的推進(jìn)來向前傳輸物料，而現(xiàn)有的擠出機(jī)排氣段比較長(zhǎng)，排氣口設(shè)計(jì)在離減壓段起點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，這樣就會(huì)導(dǎo)致物料在向前輸送過程中，物料與機(jī)筒之間不可避免的接觸，排氣口上的抽真空裝置給排氣口處造成很大的負(fù)壓，而使得機(jī)筒上貼近排氣口處的物料很容易被抽吸到排氣口中，堵塞排氣口。影響物料向前輸送，同時(shí)造成物料在計(jì)量段存積，排氣口冒料，向前輸送能力差，因此為了避免這種情況只好降低擠出速度，因此目前國(guó)內(nèi)外排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組大多存在產(chǎn)量低、配方的適應(yīng)性窄、排氣口易冒料、自潔能力差等缺陷，且多為小規(guī)格機(jī)組、極少有0150以上的大規(guī)格排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組。6、目前市場(chǎng)上的排氣式螺桿多為突變式，這種螺桿死角多，容易產(chǎn)生糊料現(xiàn)象，使物料容易產(chǎn)生雜質(zhì)和 降解，降低粒料和制品的綜合性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，提供一種排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，能夠使無機(jī)粉體高填充(填充量40% 85%)物料在密煉、擠出造粒生產(chǎn)過程中有效地排除物料內(nèi)部的氣體、單體、低聚物、縮聚物、水分和其他揮發(fā)物，提高生產(chǎn)效率，增強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量和性能。采用的技術(shù)方案是:排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，為一體結(jié)構(gòu)的螺桿本體，依次設(shè)喂料段、第一壓縮段、第一計(jì)量段、排氣段、第二壓縮段、第二計(jì)量段、擠出段。所述的喂料段為防止物料反流的單頭漸變導(dǎo)程錐形螺桿。所述第一壓縮段也叫塑化段為使物料在向前輸送時(shí)逐漸擠壓密實(shí)的深螺紋大導(dǎo)程螺桿。所述第一計(jì)量段是連接第一壓縮段的深螺紋大導(dǎo)程螺桿，并在該段設(shè)有許多個(gè)使物料充分塑化、翻攪的無規(guī)則銷釘作為塑化元件。所述排氣段為連接第一計(jì)量段螺紋，而該段螺紋深度比第一計(jì)量段螺紋深度逐漸變深的螺紋式螺桿；所述第二壓縮段為螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿，使擠出塑料粒料壓縮完全、密實(shí)、均勻。所述第二計(jì)量段為連接第二壓縮段螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿。所述擠出段為連接第二計(jì)量段螺槽，該段螺槽深度逐漸變淺直至無螺槽的螺桿。上述的螺桿本體其長(zhǎng)徑比為20:1，減少密煉塑化好的物料在螺桿里停留的時(shí)間，有利提聞粒料的物理性能。本實(shí)用新型取得的有益效果是:1、本實(shí)用新型與以往的排氣式螺桿不同之處是螺桿的長(zhǎng)徑比縮短只有20:1，這一點(diǎn)在排氣式螺桿中是創(chuàng)新點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)在于密煉塑化好的物料喂入擠出機(jī)后減少了在螺桿里停留的時(shí)間，減少物料與螺桿、機(jī)筒摩擦導(dǎo)致的過剪切缺陷，提高粒料的物理性能。2、喂料段螺紋比目前市場(chǎng)上螺桿的螺紋深10%、螺距間距也長(zhǎng)了 5%，增加了喂料能力，提高了產(chǎn)量，生產(chǎn)高填充材料比目前的排氣式單螺桿產(chǎn)量提高了一倍，一般產(chǎn)量在每小時(shí)400-500 kg，本實(shí)用新型產(chǎn)量每小時(shí)可達(dá)600-800 kg。3、由于物料已經(jīng)密煉充分塑化，為了防止物料在高壓運(yùn)行下與螺桿和機(jī)筒摩擦?xí)r間過長(zhǎng)，產(chǎn)生摩擦熱，出現(xiàn)過塑化、物料發(fā)黃甚至降解現(xiàn)象，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)螺桿的壓縮段比一般的螺桿縮短10-15%左右，運(yùn)行時(shí)間縮短10%左右，在提高喂料速度時(shí)，減少物料因摩擦熱和過剪切出現(xiàn)分解的幾率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量；4、本實(shí)用新型螺桿的計(jì)量段螺距比一般螺桿縮短5%，并在該段增加了兩螺段多個(gè)無規(guī)則銷釘，形成交替齒狀，增加了物料在計(jì)量段的剪切頻率，使物料在經(jīng)過銷釘槽的剪切后，充分翻攪，形成不規(guī)則的碎片或碎塊，增加了熔料的“自由”表面積及其更新速率，使包裹在物料內(nèi)部的水分和揮發(fā)物迅速逸出，被真空抽走，從而提高除氣效率。使擠出的粒料密實(shí)均勻無氣孔，生產(chǎn)的制品無氣泡、水泡和揮發(fā)物泡孔，提升產(chǎn)品品質(zhì)。
·[0020]5、為了提高排氣式螺桿的除氣效率，避免排氣口堵料、冒料問題，目前市場(chǎng)上的螺桿多采用加長(zhǎng)排氣段，排氣口設(shè)計(jì)在離減壓段起點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方，降低擠出速度，或者是增加多孔盤的方式。對(duì)于高填充材料加長(zhǎng)排氣段排氣依然不徹底，同時(shí)還加大了排氣口的負(fù)壓，還會(huì)加大冒料和堵料的問題。降低擠出速度方式不利于提高產(chǎn)量。增加多孔盤的方式增加了死角，物料容易留在死角內(nèi)產(chǎn)生分解，降低物料的性能。因此本實(shí)用新型在螺桿設(shè)計(jì)上采用了縮短了排氣段距離，比一般螺桿的排氣段短20%左右，減壓段設(shè)計(jì)呈漸變形式，排氣口設(shè)在螺紋最深，無壓力的位置，避免物料與機(jī)筒之間接觸，而且物料在經(jīng)過較短的排氣段時(shí)并沒有充滿整個(gè)螺槽，不會(huì)形成較大的負(fù)壓，所以排氣口不會(huì)被物料堵塞，能很好地去除物料之間的氣體，同時(shí)解決排氣口冒料問題。同時(shí)提高了產(chǎn)量，又提高了產(chǎn)品的性能。本設(shè)計(jì)大小螺桿均適宜，突破了無O 150以上的大規(guī)格排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組的現(xiàn)狀。6、目前市場(chǎng)上的排氣式螺桿多為突變式，本實(shí)用新型專利采用漸變式螺桿，解決了螺桿死角處粘料、集料產(chǎn)生的糊料現(xiàn)象，減少物料雜質(zhì)，提高制品綜合性能。同時(shí)，漸變式螺桿的段與段之間的連接平緩，使得高填充材料在流動(dòng)過程中與螺桿的沖擊壓力小，提高了物料的流動(dòng)速率，增加了產(chǎn)量，并減少了螺桿的磨損，此外，螺桿的自潔能力強(qiáng)，延長(zhǎng)了螺桿的使用壽命。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中銷釘槽的局部放大圖。圖3是圖2的剖面圖。[0025]圖4是圖1的剖面圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，作進(jìn)一步的闡述。排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，為一體結(jié)構(gòu)的螺桿本體，依次設(shè)喂料段1、第一壓縮段2、第一計(jì)量段3、排氣段4、第二壓縮段5、第二計(jì)量段6、擠出段7組成(見圖1、圖4)。所述喂料段I為單頭漸變導(dǎo)程錐形螺桿，防止物料反流。所述第一壓縮段2也叫塑化段為使物料在向前輸送時(shí)逐漸擠壓密實(shí)的深螺紋大導(dǎo)程螺桿。所述第一計(jì)量段3是連接第一壓縮段的深螺紋大導(dǎo)程螺桿，使物料在向前輸送時(shí)逐漸擠壓密實(shí)，并在該段設(shè)計(jì)有50多個(gè)無規(guī)則銷釘(見圖2、圖3)作為塑化元件，增加壓力，使物料充分塑化、翻攪，增加熔料的“自由”表面積。所述排氣段4為連接第一計(jì)量段螺紋，而該段螺紋深度比第一計(jì)量段螺紋深度逐漸變深的螺紋式螺桿，該段必須保持零壓力，該段的螺槽只為聚合物部分填充來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)螺槽未完全填充，至少在沿螺槽方向沒有壓力發(fā)生的可能，排氣段的螺紋深度是比第一計(jì)量段的螺紋深度大，大到至少3倍，螺槽充滿物料的程度不超過50 %，如果超過了，不僅影響排氣效果，還可能引起排氣口冒料；小于50 %時(shí)，物料通過時(shí)充分排除氣體和揮發(fā)物，螺桿可正常工作。所述第二壓縮段5為螺槽逐漸變淺的等距螺紋，第二計(jì)量段6為連續(xù)第二壓縮段螺槽逐漸變淺的等距螺紋，所述擠出段7為連接第二計(jì)量段螺槽，該段螺槽深度逐漸變淺直至無螺槽的螺桿，壓力逐漸變大，使物料擠出時(shí)穩(wěn)定平衡，使擠出塑料粒料壓縮完全、密實(shí)、均勻，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。本實(shí)用新型螺桿的長(zhǎng)徑比為20:1，對(duì)于密煉塑化好的物料喂入擠出機(jī)后減少了在螺桿里停留的時(shí)間，減少物料與螺桿、機(jī)筒摩擦導(dǎo)致的過剪切缺陷，提高粒料的物理性能。本實(shí) 用新型經(jīng)適用于多種規(guī)格排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組，本實(shí)施例所用機(jī)組為O 150排氣式密煉-單螺桿擠出造粒機(jī)組，該機(jī)組額定轉(zhuǎn)速為60rpm、擠出口型為O 195，結(jié)果表明:擠出的高填充粒料，產(chǎn)量為600-800公斤/小時(shí)，機(jī)頭壓力約為20Mpa，擠出制品密實(shí)均勻無雜質(zhì)，橫截面無明顯氣孔，制品機(jī)械性能良好，無焦糊降解現(xiàn)象，排氣口無堵料、冒料現(xiàn)象，停止喂料空轉(zhuǎn)五分鐘后停機(jī)拆卸螺桿，螺槽內(nèi)無積料。
權(quán)利要求1.排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，其特征在于該螺桿為一體結(jié)構(gòu)的螺桿本體，依次設(shè)喂料段(I)、第一壓縮段(2)、第一計(jì)量段(3)、排氣段(4)、第二壓縮段(5)、第二計(jì)量段(6)、擠出段(7);所述喂料段(I)為防止物料反流的單頭漸變導(dǎo)程錐形螺桿；所述第一壓縮段(2)也叫塑化段為使物料在向前輸送時(shí)逐漸擠壓密實(shí)的深螺紋大導(dǎo)程螺桿；所述第一計(jì)量段(3)是連接第一壓縮段的深螺紋大導(dǎo)程螺桿，并在該段設(shè)有許多個(gè)使物料充分塑化、翻攪的無規(guī)則銷釘作為塑化元件；所述排氣段(4)為連接第一計(jì)量段螺紋，而該段螺紋深度比第一計(jì)量段螺紋深度逐漸變深的螺紋式螺桿；所述第二壓縮段(5)為螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿；所述第二計(jì)量段(6)為連接第二壓縮段螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿；所述擠出段(7)為連接第二計(jì)量段螺槽，該段螺槽深度逐漸變淺直至無螺槽的螺桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，其特征在于所述的螺桿本體其 長(zhǎng)徑比為20:1。
專利摘要排氣式密煉單螺旋桿擠出造粒機(jī)組專用螺桿，為一體結(jié)構(gòu)的螺桿本體上，依次設(shè)喂料段、第一壓縮段、第一計(jì)量段、排氣段、第二壓縮段、第二計(jì)量段、擠出段組成，所述的喂料段單頭漸變導(dǎo)程錐形螺桿；所述第一壓縮段為深螺紋大導(dǎo)程螺桿；所述第一計(jì)量段是連接第一壓縮段的深螺紋大導(dǎo)程螺桿，并在該段設(shè)有許多個(gè)使物料充分塑化的無規(guī)則銷釘作為塑化元件；所述排氣段為連接第一計(jì)量段螺紋，而該段螺紋深度比第一計(jì)量段螺紋深度逐漸變深的螺紋式螺桿；所述第二壓縮段為螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿；所述第二計(jì)量段為連接第二壓縮段螺槽逐漸變淺的等距螺紋螺桿；所述擠出段為連接第二計(jì)量段螺槽，該段螺槽深度逐漸變淺直至無螺槽的螺桿。本實(shí)用新型擠出制品密實(shí)均勻無雜質(zhì)，橫截面無明顯氣孔，制品機(jī)械性能良好。
文檔編號(hào)B29C47/60GK203125925SQ20122051861
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者宋明翰, 邵壯 申請(qǐng)人:宋明翰