一種切向銷釘機筒冷喂料擠出方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料加工機械【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出方法及裝置。該方法增強了對膠料的摩擦拖曳作用，且防止膠料返流，提高了擠出產(chǎn)量，降低了擠出溫度。該擠出裝置由機筒、螺桿、銷釘、傳動系統(tǒng)等組成。機筒安裝在喂料裝置上，機筒內(nèi)安裝有特殊切槽結(jié)構(gòu)的螺桿，機筒壁內(nèi)制有串聯(lián)式軸向循環(huán)冷卻流道，機筒外側(cè)制有銷釘孔，并在沿機筒的長度方向上切向排布若干銷釘組，該裝置結(jié)構(gòu)合理，原理安全可靠,自動化檢測，控制和操作方便，混煉塑化程度高，擠出制品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)力能高，擠出操作工藝簡便易行。
【專利說明】一種切向銷釘機筒冷喂料擠出方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料加工機械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及的是一種切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出方法及裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]冷喂料擠出機出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代，60年代開始得到推廣和普及，80年代成為發(fā)展主流。至90年代初期，歐美等發(fā)達國家用冷喂料擠出機生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)占到生產(chǎn)總量的95%。目前主要有分離型螺桿擠出機、擋板螺桿擠出機、空穴式螺桿擠出機、傳遞式混煉擠出機、銷釘螺桿擠出機和多流道傳遞混合螺桿擠出機等。
[0003]20世紀(jì)60年代后期至90年代初美國的Eniroyal公司開始了針對銷釘技術(shù)的研究，將銷釘從機筒圓周方向徑向插入螺桿螺紋槽中，將流動的膠料進行剪切和攪拌。膠料變成熔體以低剪切速率在螺桿螺槽中流動，逐漸形成連續(xù)的粘流體，這樣便破壞了膠料在擠出過程中的層流和結(jié)塊現(xiàn)象，打破了膠塊，達到了膠料塑化效果，簡化了生產(chǎn)工藝，從開始應(yīng)用在高分子材料擠出工業(yè)中起，銷釘機筒擠出機在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0004]隨著對擠出制品質(zhì)量、產(chǎn)量、制品穩(wěn)定性要求越來越高，傳統(tǒng)意義上的銷釘機筒擠出機存在諸多問題，已不足以滿足一些對混煉、塑化程度要求較高的制品的要求。目前，針對銷釘機筒冷喂料擠出機及相關(guān)擠出技術(shù)，其研究方向主要集中于喂料裝置、驅(qū)動系統(tǒng)以及銷釘方面。傳統(tǒng)意義上的徑向銷釘擠出機將銷釘從機筒圓周方向徑向插入螺桿螺紋槽中，對流動的膠料進行剪切和攪拌，連續(xù)工作狀態(tài)下的強剪切流場不可避免的造成徑向銷釘?shù)募眲∩郎?、磨損甚至斷裂。膠料固有的高粘度會在擠出過程中不可避免地產(chǎn)生大量摩擦熱，主要體現(xiàn)在膠料顆粒以及銷釘本身的溫度升高。擠出過程中溫度的升高，限制了螺桿擠出機的轉(zhuǎn)速，同時降低了擠出產(chǎn)量與經(jīng)濟效益；工作長度或深度的可調(diào)性在一些重要情況下會出現(xiàn)錯誤，比如銷釘探入太深就會造成混合物塑化困難，并造成銷釘?shù)姆钦Ｄp；銷釘?shù)臄?shù)量受到螺槽結(jié)構(gòu)和尺寸的限制，而且物料在螺槽中的總流動方向也受到螺槽的限制，因此物料各組分以不同的次序和位置進行分流和混合，因而溫度的均化作用是有限的。
[0005]此外，在擠出類似橡膠等粘性混合物時，混合物會粘附在筒壁上，并在徑向銷釘背面產(chǎn)生殘留物，導(dǎo)致機器停止時相當(dāng)一部分的物料會滯留在機筒中。因其結(jié)構(gòu)的限制，通常會在擠出工作后使用一些擠出清潔劑，或者在機器重新啟動后的初始階段將遺留在機筒內(nèi)的混合物擠出，既增加了工作量又造成了材料的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，尋求設(shè)計和提供一種能有效地對橡膠類高分子材料擠出過程的擠出溫度、壓力進行實時檢測和優(yōu)化的設(shè)備和技術(shù)工藝，并提供一種切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出方法及裝置，此方法可以增強膠料混合塑化的效果及冷卻效果，對螺桿生產(chǎn)轉(zhuǎn)速限制較小，可大幅度提高生產(chǎn)能力，實現(xiàn)橡膠等高分子材料的低溫、高速、高質(zhì)擠出。
[0007]切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出裝置與傳統(tǒng)的徑向銷釘機筒擠出裝置不同，它的銷釘從方形機筒插入后與螺桿呈相切狀態(tài)，對膠料的剪切作用減弱，正位移作用增強，生產(chǎn)能力大幅度提高(約40%)，此外由于該擠出裝置的銷釘與膠料直接接觸的長度比傳統(tǒng)的徑向銷釘機筒擠出裝置的更長，由于銷釘中設(shè)計了冷卻通道，冷卻面積增大，可以更好地將膠料的熱量帶出，因此這種擠出裝置比傳統(tǒng)的徑向銷釘機筒擠出裝置有更好的混合均化效果、更低的擠出溫度。
[0008]本發(fā)明所闡述的一種切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出裝置，其主體結(jié)構(gòu)包括擠出機筒1、螺桿2、切向銷釘3、緊固螺母4、喂料裝置5、襯套6、花鍵齒輪套7、驅(qū)動裝置8、底座9、支架10、機頭11、壓力溫度傳感器12 ;擠出機筒I安裝在喂料裝置5上，喂料裝置5中制有可更換的喂料襯套6，機筒I內(nèi)安裝有特殊切槽結(jié)構(gòu)的螺桿2，機筒壁內(nèi)制有串聯(lián)式軸向循環(huán)冷卻流道，機筒外側(cè)制有銷釘孔，并在沿機筒的長度方向排布若干切向銷釘組，切向銷釘3穿過機筒上的銷釘孔，沿切于擠出螺桿2的方向穿過螺桿螺槽，切向銷釘兩端制有外螺紋并采用螺母4緊固在機筒I外側(cè)，沿著機筒I長度方向切向銷釘在各異面垂直交錯排布，擠出機頭11與機筒I固連在一起，機頭11下方通過支架10固定在底座9上，構(gòu)成整體切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒擠出裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0009]圖1為切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置擠出段A-A橫向剖視圖。
[0010]圖2為切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置整體示意圖。
[0011]圖3為切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置擠出段示意圖。
[0012]其中:1為機筒,2為螺桿,3為切向銷釘,4為螺母,5為喂料裝置,6為襯套,7為花鍵齒輪套，8為驅(qū)動裝置，9為底座，10為支架，11為機頭，12為壓力溫度傳感器。
【具體實施方式】:
[0013]下面通過實施例并結(jié)合附圖作進一步說明。
[0014]實施例:
[0015]本實施例裝置中，擠出裝置螺桿2通過花鍵齒輪套I與驅(qū)動裝置8連接，喂料裝置5通過螺紋連接固定在驅(qū)動裝置8上，并在左側(cè)與擠出機筒I通過螺紋連接固定，機筒I壁內(nèi)沿長度方向制有冷卻孔，機筒外側(cè)加工銷釘孔，并在沿機筒的長度方向排布若干切向銷釘組，切向銷釘3穿過機筒上的銷釘孔，沿切于擠出螺桿2的方向穿過螺桿螺槽，切向銷釘兩端加工外螺紋并用螺母4緊固在機筒I外側(cè)，沿著機筒I長度方向切向銷釘在各異面垂直交錯排布，擠出機頭11與機筒I固連在一起，機頭11下方通過支架10固定在底座9上。膠料通過喂料裝置5進入擠出螺桿I的螺槽內(nèi)，隨著螺桿旋轉(zhuǎn)向擠出機頭11的方向擠出，在擠出過程中通過異向排布的切向銷釘3，膠料團不斷分減。同時，沿切向銷釘3的長度方向設(shè)有冷卻通道，并在銷釘上設(shè)置冷卻介質(zhì)的入口和出口，分別連接冷卻循環(huán)裝置的進出口。每一組切向銷釘可以通過冷卻管路組合串聯(lián)在一起，也可以將各組分開并行連接，并針對冷卻需要對每一部分的冷卻介質(zhì)流速、流量、溫度做相應(yīng)調(diào)整。機筒I通過串聯(lián)式冷卻流道與外部冷卻循環(huán)裝置連接，實時對擠出場域進行冷卻，在機頭11處制有壓力溫度傳感器12，將溫度、擠出壓力數(shù)據(jù)傳遞到外部控制系統(tǒng)，根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)可對擠出過程進行優(yōu)化調(diào)整?？衫鋮s的切向銷釘與機筒配合對擠出膠料進行冷卻，打破了膠料升溫甚至焦燒對螺桿轉(zhuǎn)速的限制，因此可通過提高螺桿轉(zhuǎn)速獲得較高的生產(chǎn)能力。
[0016]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，設(shè)計提供了一種能有效地對橡膠類高分子材料擠出過程的擠出溫度、壓力進行實時檢測和優(yōu)化的切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出方法及設(shè)備。以上所述的實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，在此需指出，對于此【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下做出的若干改進，這些改進也應(yīng)該視為本發(fā)明的權(quán)利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種切向結(jié)構(gòu)的新型銷釘機筒冷喂料擠出方法，用于實現(xiàn)橡膠等高分子材料高質(zhì)、低溫的擠出要求，其特征在于，通過在機筒設(shè)置與螺桿相切的銷釘，提高摩擦拖曳作用，提高產(chǎn)量，降低剪切作用，降低擠出溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的擠出方法，其特征在于，橡膠等高分子材料在銷釘和螺桿的共同作用下擠出成型。
3.如權(quán)利要求1所述的擠出方法，其特征在于，螺桿采用切槽的結(jié)構(gòu)，切槽的大小與銷釘尺寸相適應(yīng)。
4.如權(quán)利I所述的擠出方法，其特征在于，用于擠出的切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置，其特征在于:主體結(jié)構(gòu)包括擠出機筒1、螺桿2、切向銷釘3、緊固螺母4、喂料裝置5、襯套6、花鍵齒輪套7、驅(qū)動裝置8、底座9、支架10、機頭11、壓力溫度傳感器12 ;擠出機筒I安裝在喂料裝置5上，喂料裝置5中制有可更換的喂料襯套6，機筒內(nèi)安裝有特殊切槽結(jié)構(gòu)的螺桿2，并在沿機筒的長度方向排布若干切向銷釘組，切向銷釘3穿過機筒上的銷釘孔，沿切于擠出螺桿2的方向穿過螺桿螺槽，切向銷釘兩端加工外螺紋并用螺母4緊固在機筒I外側(cè)，沿著機筒I長度方向切向銷釘在各異面垂直交錯排布，擠出機頭11與機筒I固連在一起，機頭11下方通過支架10固定在底座9上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置，其特征在于:切向銷釘3采用特殊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部制有循環(huán)冷卻流道，兩端外部由管接頭通過螺紋連接組成整體或部分的冷卻回路，并與外部循環(huán)冷卻裝置連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置，其特征在于:切向銷釘3切向螺桿螺槽表面，沿機筒長度方向異面垂直交錯排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的切向銷釘機筒冷喂料擠出裝置，其特征在于:沿擠出機筒I長度方向制有串聯(lián)式循環(huán)冷卻流道，并與外部循環(huán)冷卻裝置連接。
【文檔編號】B29C47/08GK103600479SQ201310647310
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】林廣義, 艾沖沖, 董方晨, 張士杰, 劉樹明 申請人:青島科技大學(xué)