滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；偏心旋轉(zhuǎn)組件包括同軸設(shè)置的多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；其方法是物料在固體輸送段由強(qiáng)制進(jìn)料螺桿進(jìn)行輸送，在熔融混煉段內(nèi)由偏心旋轉(zhuǎn)組件進(jìn)行熔融塑化混煉，最后在計(jì)量擠出段內(nèi)由計(jì)量擠出螺桿擠出成型。本實(shí)用新型設(shè)置偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮及二次壓縮過(guò)程交替作用而加速熔融效率，可針對(duì)不同物料種類及不同加工產(chǎn)量要求實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)高效熔融，同時(shí)提高熔融效率及強(qiáng)化混合混煉過(guò)程有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)化了混煉和傳熱過(guò)程。
【專利說(shuō)明】滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高分子材料塑化擠出加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]單螺桿擠出機(jī)廣泛應(yīng)用于高分子材料加工領(lǐng)域，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)操作方便等特點(diǎn)，能夠建立穩(wěn)定的擠出壓力，但存在塑化效率低、混合混煉效果差的缺陷。利用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行高分子材料的塑化擠出加工，傳統(tǒng)的方法一般將熔融過(guò)程和混煉過(guò)程分開單獨(dú)進(jìn)行，從而提高熔融塑化效率。
[0003]為進(jìn)一步提高熔融塑化效率，目前也出現(xiàn)了分離型螺桿等新型結(jié)構(gòu)，力爭(zhēng)將固體床和熔池分離，加快熔融過(guò)程，但其中副螺棱的高度和螺旋角的確定強(qiáng)烈依賴于加工物料性能，往往會(huì)出現(xiàn)固體床壓縮速度太快、造成流道阻塞而無(wú)法進(jìn)料的現(xiàn)象，或出現(xiàn)壓縮太慢、螺桿結(jié)構(gòu)無(wú)法適應(yīng)加工物料種類及產(chǎn)量變化的要求而無(wú)法實(shí)現(xiàn)加速熔融目的的現(xiàn)象。
[0004]對(duì)于強(qiáng)化混合混煉，出現(xiàn)了銷釘螺桿、菠蘿塊混合段、屏障型螺桿等多種結(jié)構(gòu)，但其混合能力仍然達(dá)不到同向雙了螺桿的水平，無(wú)法承擔(dān)復(fù)雜的混合任務(wù)。混沌動(dòng)力學(xué)的研究表明，偏心軸與軸承間隙流動(dòng)可觸發(fā)混沌混合，而且間歇混合效果更好，由此可見，開發(fā)一種帶偏心軸塑化熔融段的螺桿，更有利于強(qiáng)化混合混煉。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種塑化混合效果較好、塑化熔融效率較高的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，包括料筒和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；偏心旋轉(zhuǎn)組件包括同軸設(shè)置的多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段、熔融混煉段和計(jì)量擠出段，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。其中，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿可采用截面形狀不同的螺桿，且強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿的螺紋外輪廓線均與料筒的內(nèi)壁相切，料筒的內(nèi)腔由一個(gè)連通的圓柱槽構(gòu)成。
[0007]所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形；相鄰的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽。
[0008]所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上(加工過(guò)程中由于物料的作用，各個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心將不再重合)；強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的軸線、計(jì)量擠出螺桿的軸線和料筒的軸線重合；料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線；
[0009]強(qiáng)制進(jìn)料螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽；
[0010]計(jì)量擠出螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽。
[0011]作為一種優(yōu)選方案，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為90° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為90°。
[0012]作為另一種優(yōu)選方案，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件包括7個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角30°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為90° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為90°。
[0013]所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤也可為四段圓弧的組合形狀；偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上(加工過(guò)程中由于物料的作用，各個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心將不再重合)，料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線。
[0014]上述滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置使用時(shí)，其原理是:強(qiáng)制進(jìn)料螺桿圍繞料筒軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，依次帶動(dòng)各偏心旋轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，偏心旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)一步帶動(dòng)與計(jì)量擠出螺桿圍繞料筒軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。物料從進(jìn)料口進(jìn)入料筒后，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的強(qiáng)制輸送作用下向出料口方向運(yùn)動(dòng)，物料經(jīng)過(guò)熔融混煉段時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤形成的一次壓縮空間(即偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間的空間)，擠壓物料加速熔融，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下將沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間容積擴(kuò)大，并在一次壓實(shí)空間的背側(cè)形成二次壓縮空間(即偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間的空間)，擠壓二次空間內(nèi)的物料加速熔融，在料筒外加熱、偏心滑動(dòng)轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱及的壓縮功共同作用下，物料受到一次壓縮及二次壓縮交替的壓縮作用而加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，物料依次經(jīng)過(guò)若干個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤作用而完成熔融過(guò)程，從固體物料轉(zhuǎn)變成熔體；同時(shí)，固液兩相混合物及熔體在經(jīng)過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)盤組合時(shí)經(jīng)歷了拉伸力場(chǎng)和混沌動(dòng)力學(xué)效應(yīng)交互作用，有效地強(qiáng)化混合混煉，加速熔融的過(guò)程同時(shí)完成混合過(guò)程。最后，熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段，進(jìn)一步完成塑化和混煉，形成穩(wěn)定擠出壓力，從出料口擠出。
[0015]通過(guò)上述裝置，可實(shí)現(xiàn)一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出方法，包括以下步驟:
[0016](I)物料進(jìn)入料筒后，先進(jìn)入固體輸送段，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)；
[0017](2)物料運(yùn)動(dòng)至熔融混煉段后，偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓物料加速熔融；
[0018]各偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成一次壓縮空間，各偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成二次壓縮空間；在一次壓縮空間中，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤的壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間的容積擴(kuò)大，偏心旋轉(zhuǎn)盤擠壓二次壓縮空間內(nèi)的物料；物料在各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮空間和二次壓縮空間的交替壓縮作用下加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，從而轉(zhuǎn)換成熔體；
[0019](3)熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段后，計(jì)量擠出螺桿旋轉(zhuǎn)，將熔體擠出。
[0020]本實(shí)用新型另一種結(jié)構(gòu)的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，包括料筒和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，所述螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和排氣螺桿之間通過(guò)第一偏心旋轉(zhuǎn)組件連接，排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)第二偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件同軸設(shè)置，分別包括多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段、熔融混煉段、排氣段、二次混煉段和計(jì)量擠出段，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，第一偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，排氣螺桿位于料筒的排氣段內(nèi)，第二偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的二次混煉段，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。其中，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿可采用截面形狀不同的螺桿，且強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿的螺紋外輪廓線均與料筒的內(nèi)壁相切，料筒的內(nèi)腔由一個(gè)連通的圓柱槽構(gòu)成。
[0021]所述第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形或四段圓弧的組合形狀；相接的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽；
[0022]第一偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列；
[0023]第二偏心旋轉(zhuǎn)組件包括3個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列。
[0024]通過(guò)上述裝置，可實(shí)現(xiàn)一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出方法，包括以下步驟:
[0025](I)物料進(jìn)入料筒后，先進(jìn)入固體輸送段，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)；
[0026](2)物料運(yùn)動(dòng)至熔融混煉段后，第一偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓物料加速熔融；
[0027]各偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成一次壓縮空間，各偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成二次壓縮空間；在一次壓縮空間中，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤的壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間的容積擴(kuò)大，偏心旋轉(zhuǎn)盤擠壓二次壓縮空間內(nèi)的物料；物料在各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮空間和二次壓縮空間的交替壓縮作用下加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，從而轉(zhuǎn)換成熔體；
[0028](3)熔體進(jìn)入排氣段后，在排氣螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)排出熔體中所帶有的氣體；
[0029](4)熔體進(jìn)入二次混煉段后，第二偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓熔體向前運(yùn)動(dòng)并進(jìn)一步混煉熔融；
[0030](5)熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段后，計(jì)量擠出螺桿旋轉(zhuǎn)，將熔體擠出。
[0031]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0032]1、本實(shí)用新型通過(guò)在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間設(shè)置偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮及二次壓縮過(guò)程交替作用而加速熔融效率，可針對(duì)不同物料種類及不同加工產(chǎn)量要求實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)高效熔融，加工物料適應(yīng)性廣。
[0033]2、本實(shí)用新型將提高熔融效率及強(qiáng)化混合混煉過(guò)程有機(jī)結(jié)合，一次壓縮空間及二次壓縮空間能夠產(chǎn)生有效的拉伸力場(chǎng)作用效果，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的自適應(yīng)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)物料流動(dòng)產(chǎn)生隨機(jī)擾動(dòng)、偏心旋轉(zhuǎn)盤與機(jī)筒之間構(gòu)成的偏心軸軸承間隙流場(chǎng)均能有效的誘發(fā)混沌混合，強(qiáng)化了混煉和傳熱過(guò)程，使完成塑化的熱、機(jī)械歷程大大縮短，能耗低、節(jié)能降耗效果顯著。
[0034]3、本實(shí)用新型能夠大幅度提高單螺桿擠出機(jī)的熔融及混合混煉能力，具有極其優(yōu)異的分散分布混合效果，又能保留單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、擠出特性優(yōu)異的特點(diǎn)，尤其適用于高產(chǎn)量、高填充及納米復(fù)合材料等材料的直接配混成型加工。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為圖1的A-A向截面示意圖。
[0037]圖3為圖1的B-B向截面示意圖。
[0038]圖4為圖1中C-C方向上滑槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖5為圖1的D-D向截面示意圖。
[0040]圖6為單個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤形成的一次壓縮空間示意圖。
[0041]圖7為單個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤形成的二次壓縮空間示意圖。
[0042]圖8為實(shí)施例3中偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖9為實(shí)施例5中單個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖10為圖1中C-C方向上滑槽的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖11為本滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0047]實(shí)施例1
[0048]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，如圖1所示，包括料筒I和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿2和計(jì)量擠出螺桿3，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；偏心旋轉(zhuǎn)組件包括同軸設(shè)置的多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤4，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段5、熔融混煉段6和計(jì)量擠出段7，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。其中，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿可采用截面形狀不同的螺桿，且強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿的螺紋外輪廓線均與料筒的內(nèi)壁相切，料筒的內(nèi)腔由一個(gè)連通的圓柱槽構(gòu)成。
[0049]如圖2或圖3所示，偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形；如圖4所示，相鄰的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽,另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽4-1。
[0050]偏心旋轉(zhuǎn)組件中，偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上(加工過(guò)程中由于物料的作用，各個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心將不再重合)；強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的軸線、計(jì)量擠出螺桿的軸線和料筒的軸線重合；料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線；如圖2、圖3或圖5所示，其中，O為料筒的軸線，P為偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心，P與O的X、y方向距離為均為f，滑槽4-1的寬度為N，深度為K，偏心旋轉(zhuǎn)盤的短軸長(zhǎng)度為M，N〈M，滑槽中線與料筒軸線O的距離為e，其中f〈e ；
[0051]強(qiáng)制進(jìn)料螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽；
[0052]計(jì)量擠出螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽。
[0053]如圖1所示，偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為90° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為90°。在物料輸送過(guò)程中，偏心旋轉(zhuǎn)組件采用錯(cuò)列角45°正向(即各偏心旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相同)輸送的方式進(jìn)行物料輸送。
[0054]上述滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置使用時(shí)，其原理是:強(qiáng)制進(jìn)料螺桿圍繞料筒軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，依次帶動(dòng)各偏心旋轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)，偏心旋轉(zhuǎn)盤進(jìn)一步帶動(dòng)與計(jì)量擠出螺桿圍繞料筒軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。物料從進(jìn)料口進(jìn)入料筒后，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的強(qiáng)制輸送作用下向出料口方向運(yùn)動(dòng)，物料經(jīng)過(guò)熔融混煉段時(shí)，如圖6所示，各偏心旋轉(zhuǎn)盤形成的一次壓縮空間8 (即偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間的空間)，擠壓物料加速熔融，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下將沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間容積擴(kuò)大，并在一次壓實(shí)空間的背側(cè)形成二次壓縮空間9，如圖7所示(即偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間的空間)，擠壓二次空間內(nèi)的物料加速熔融，在料筒外加熱、偏心滑動(dòng)轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱及的壓縮功共同作用下，物料受到一次壓縮及二次壓縮交替的壓縮作用而加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，物料依次經(jīng)過(guò)若干個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤作用而完成熔融過(guò)程，從固體物料轉(zhuǎn)變成熔體；同時(shí)，固液兩相混合物及熔體在經(jīng)過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)盤組合時(shí)經(jīng)歷了拉伸力場(chǎng)和混沌動(dòng)力學(xué)效應(yīng)交互作用，有效地強(qiáng)化混合混煉，加速熔融的過(guò)程同時(shí)完成混合過(guò)程。最后，熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段，進(jìn)一步完成塑化和混煉，形成穩(wěn)定擠出壓力，從出料口擠出。
[0055]通過(guò)上述裝置，可實(shí)現(xiàn)一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出方法，包括以下步驟:
[0056](I)物料進(jìn)入料筒后，先進(jìn)入固體輸送段，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)；
[0057](2)物料運(yùn)動(dòng)至熔融混煉段后，偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓物料加速熔融；
[0058]各偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成一次壓縮空間，各偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成二次壓縮空間；在一次壓縮空間中，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤的壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間的容積擴(kuò)大，偏心旋轉(zhuǎn)盤擠壓二次壓縮空間內(nèi)的物料；物料在各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮空間和二次壓縮空間的交替壓縮作用下加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，從而轉(zhuǎn)換成熔體；
[0059](3)熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段后，計(jì)量擠出螺桿旋轉(zhuǎn)，將熔體擠出。
[0060]實(shí)施例2
[0061]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，偏心旋轉(zhuǎn)組件采用錯(cuò)列角45°反向(即各偏心旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反)輸送的方式進(jìn)行物料輸送。
[0062]實(shí)施例3
[0063]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，如圖8所示，偏心旋轉(zhuǎn)組件包括7個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角30°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為30° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為30°。在物料輸送過(guò)程中，偏心旋轉(zhuǎn)組件采用錯(cuò)列角30°正向(即各偏心旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相同)輸送的方式進(jìn)行物料輸送。
[0064]實(shí)施例4
[0065]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，與實(shí)施例3相比較，其不同之處在于，偏心旋轉(zhuǎn)組件采用錯(cuò)列角30°反向(即各偏心旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿上的螺紋旋轉(zhuǎn)方向相反)輸送的方式進(jìn)行物料輸送。
[0066]實(shí)施例5
[0067]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，如圖9所示，偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤也可為四段圓弧(即圖中所示的弧線QS、SXT、TU和UVQ)的組合形狀；偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上(加工過(guò)程中由于物料的作用，各個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心將不再重合)，，料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線。其中，O為料筒的軸線，P為偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心，P與O的X、y方向距離為均為f，滑槽中線與料筒軸線O的距離為e，其中f〈e。圓弧QS圓心在料筒軸線O上，半徑為D/2，D為料筒內(nèi)徑，O ^ Z QOS ^ 70° ;圓弧TU圓心位于x軸上，距離機(jī)筒中心O為Ec，Ec為偏心旋轉(zhuǎn)盤在X軸上的最大滑動(dòng)距離，半徑為D/2 ;圓弧UVQ經(jīng)過(guò)點(diǎn)V，XV與Z QOS的角分線垂直，且D/7〈PV〈D/2，圓弧TXS經(jīng)過(guò)點(diǎn)X，且D/7〈PX〈D/2。
[0068]實(shí)施例6
[0069]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，與實(shí)施例1相比較，其不同之處在于，偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形；相鄰的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，如圖10所示，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有T型槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有呈T形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的T型槽形成滑槽4-1。
[0070]實(shí)施例7
[0071]本實(shí)施例一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，如圖11所示，包括料筒I和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿2、排氣螺桿10和計(jì)量擠出螺桿3，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和排氣螺桿之間通過(guò)第一偏心旋轉(zhuǎn)組件11連接，排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)第二偏心旋轉(zhuǎn)組件12連接；第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件同軸設(shè)置，分別包括多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤4，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段5、熔融混煉段6、排氣段13、二次混煉段14和計(jì)量擠出段7，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，第一偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，排氣螺桿位于料筒的排氣段內(nèi)，第二偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的二次混煉段，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。其中，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿可采用截面形狀不同的螺桿，且強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿的螺紋外輪廓線均與料筒的內(nèi)壁相切，料筒的內(nèi)腔由一個(gè)連通的圓柱槽構(gòu)成。
[0072]第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形或四段圓弧的組合形狀(當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形時(shí)，其具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同；當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤為四段圓弧的組合形狀時(shí)，其具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例5相同)；相接的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽；
[0073]第一偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列；
[0074]第二偏心旋轉(zhuǎn)組件包括3個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列。
[0075]通過(guò)上述裝置，可實(shí)現(xiàn)一種滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出方法，包括以下步驟:
[0076](I)物料進(jìn)入料筒后，先進(jìn)入固體輸送段，在強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)；
[0077](2)物料運(yùn)動(dòng)至熔融混煉段后，第一偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓物料加速熔融；
[0078]各偏心旋轉(zhuǎn)盤下側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成一次壓縮空間，各偏心旋轉(zhuǎn)盤上側(cè)與料筒內(nèi)壁之間形成二次壓縮空間；在一次壓縮空間中，當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)盤的壓實(shí)速度超過(guò)熔融速度時(shí)，偏心旋轉(zhuǎn)盤在一次壓縮空間內(nèi)物料的作用下沿著滑槽滑動(dòng)，一次壓縮空間的容積擴(kuò)大，偏心旋轉(zhuǎn)盤擠壓二次壓縮空間內(nèi)的物料；物料在各偏心旋轉(zhuǎn)盤的一次壓縮空間和二次壓縮空間的交替壓縮作用下加速熔融，形成自適應(yīng)熔融過(guò)程，從而轉(zhuǎn)換成熔體；
[0079](3)熔體進(jìn)入排氣段后，在排氣螺桿的推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)排出熔體中所帶有的氣體；
[0080](4)熔體進(jìn)入二次混煉段后，第二偏心旋轉(zhuǎn)組件旋轉(zhuǎn)，擠壓熔體向前運(yùn)動(dòng)并進(jìn)一步混煉熔融；
[0081](5)熔體進(jìn)入計(jì)量擠出段后，計(jì)量擠出螺桿旋轉(zhuǎn)，將熔體擠出。
[0082]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，包括料筒和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；偏心旋轉(zhuǎn)組件包括同軸設(shè)置的多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段、熔融混煉段和計(jì)量擠出段，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形；相鄰的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上；強(qiáng)制進(jìn)料螺桿的軸線、計(jì)量擠出螺桿的軸線和料筒的軸線重合；料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線； 強(qiáng)制進(jìn)料螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽； 計(jì)量擠出螺桿上，與偏心旋轉(zhuǎn)組件連接的端面上設(shè)有燕尾槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)或7個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤， 當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為90° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為90° ; 當(dāng)偏心旋轉(zhuǎn)組件包括7個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角30°排列；同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上，兩個(gè)燕尾槽的軸線之間的夾角為90° ;同一偏心旋轉(zhuǎn)盤上,兩個(gè)凸塊的軸線之間的夾角為90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形；相鄰的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有T型槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有呈T形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的T型槽形成滑槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為四段圓弧的組合形狀；偏心旋轉(zhuǎn)組件處于初始狀態(tài)時(shí)，各偏心旋轉(zhuǎn)盤的中心在同一軸線上，料筒水平放置，各偏心旋轉(zhuǎn)盤中心所在的軸線高于料筒的軸線。
7.滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，包括料筒和設(shè)于料筒內(nèi)的螺桿機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺桿機(jī)構(gòu)包括同軸設(shè)置的強(qiáng)制進(jìn)料螺桿、排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿和排氣螺桿之間通過(guò)第一偏心旋轉(zhuǎn)組件連接，排氣螺桿和計(jì)量擠出螺桿之間通過(guò)第二偏心旋轉(zhuǎn)組件連接；第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件同軸設(shè)置，分別包括多個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤，相鄰兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤之間通過(guò)滑槽嚙合連接；料筒包括依次連接的固體輸送段、熔融混煉段、排氣段、二次混煉段和計(jì)量擠出段，強(qiáng)制進(jìn)料螺桿位于料筒的固體輸送段內(nèi)，第一偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的熔融混煉段內(nèi)，排氣螺桿位于料筒的排氣段內(nèi)，第二偏心旋轉(zhuǎn)組件位于料筒的二次混煉段，計(jì)量擠出螺桿位于料筒的計(jì)量擠出段內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的滑動(dòng)式自適應(yīng)塑化擠出裝置，其特征在于，所述第一偏心旋轉(zhuǎn)組件和第二偏心旋轉(zhuǎn)組件中，各偏心旋轉(zhuǎn)盤為橢圓形或四段圓弧的組合形狀；相接的兩個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤中，一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾槽，另一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)盤的兩側(cè)分別設(shè)有燕尾形的凸塊，各凸塊和相應(yīng)的燕尾槽形成滑槽； 第一偏心旋轉(zhuǎn)組件包括5個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤,各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列； 第二偏心旋轉(zhuǎn)組件包括3個(gè)橢圓形的偏心旋轉(zhuǎn)盤，各偏心旋轉(zhuǎn)盤呈錯(cuò)列角45°排列。
【文檔編號(hào)】B29C47/52GK204109329SQ201420201101
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】徐百平, 喻慧文, 陳金偉, 何亮, 王玫瑰 申請(qǐng)人:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院