專利名稱：塑煉螺旋裝置的制作方法
背景1．發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種在例如聚合物注塑機(jī)或聚合物擠出機(jī)中用以熔化或軟化聚合物的螺旋裝置。
2．相關(guān)技術(shù)描述用于注塑或擠出聚合物的螺旋裝置已為人所知。

圖1顯示了一種注塑用的普通或標(biāo)準(zhǔn)的螺旋裝置11，其包括三個(gè)區(qū)，即進(jìn)料區(qū)13、壓縮或輸送區(qū)15和計(jì)量區(qū)17。螺旋裝置11位于中空的圓筒形的筒體19中，筒體19具有不變的內(nèi)徑和優(yōu)選光滑的內(nèi)表面。聚合物樹脂可以以顆粒、微粒、片狀或粉末等任意的形式經(jīng)筒體19上的開口21而進(jìn)入進(jìn)料區(qū)13，螺旋裝置11轉(zhuǎn)動(dòng)將其壓實(shí)，然后將聚合物顆粒推入到壓縮區(qū)15中。顆粒在壓縮區(qū)15中熔化，接著被推入到計(jì)量區(qū)17中，在此對(duì)熔化材料進(jìn)行均質(zhì)處理。此后就可對(duì)均質(zhì)的熔化材料進(jìn)行注塑或進(jìn)一步處理。
螺旋裝置11具有螺旋軸23，螺旋軸23上具有螺旋地設(shè)置在螺旋軸23周圍的螺旋線25，從而形成螺旋片(flight)25。螺旋片25由其深度和螺距進(jìn)行表征，深度為螺旋片25位于螺旋軸23上方的高度，而螺距是兩個(gè)相鄰螺旋片25之間的距離加上一個(gè)螺旋片寬度而得的長(zhǎng)度P。螺旋裝置11的外徑OD包含螺旋片25位于軸23上方和下方的深度，而螺旋裝置11的根部直徑RD僅僅是軸23的直徑、而不包括螺旋片的深度。通常，螺旋裝置11中的螺旋片25在進(jìn)料區(qū)13、壓縮區(qū)15和計(jì)量區(qū)17的每一個(gè)中具有相同的螺距，但從一個(gè)區(qū)到另一個(gè)區(qū)的深度則是不同的。具體地說(shuō)，螺旋片25在進(jìn)料區(qū)13中具有不變的深度x，在計(jì)量區(qū)17具有不變的深度y，其中，y＜x，而在壓縮區(qū)15中其深度逐漸從x減小到y(tǒng)。
螺旋裝置通常由壓縮比進(jìn)行表征，壓縮比是用于量化螺旋裝置壓縮或擠壓樹脂量的一個(gè)比值。壓縮比幕后的概念是進(jìn)料區(qū)內(nèi)的螺旋片體積與計(jì)量區(qū)內(nèi)螺旋片體積的比，但所使用的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)是一種基于下述等式的簡(jiǎn)化方法而得到的 該壓縮比被稱為深度壓縮比。高壓縮的螺旋裝置通常可用于晶態(tài)或半晶態(tài)材料，例如聚合物，其壓縮比大于約2.5。標(biāo)準(zhǔn)壓縮螺旋裝置通常用于非晶態(tài)材料，其壓縮比約為1.8-2.5，通常是2.2。
高壓縮螺旋裝置所存在的問(wèn)題是由壓縮引起的過(guò)熱太高或者不可控制；在熔融聚合物與螺旋裝置一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)“橋接”現(xiàn)象，而不能被向前推進(jìn)；以及在壓縮和計(jì)量區(qū)出現(xiàn)螺旋淤積。這些問(wèn)題限制了螺旋的最大轉(zhuǎn)速，并因此而限制了熔融材料的輸出。為了解決這些問(wèn)題，一些使用者采用了標(biāo)準(zhǔn)螺旋，但標(biāo)準(zhǔn)螺旋計(jì)量區(qū)內(nèi)的螺旋片深度太大，因此在一些情況下，特別是對(duì)于晶態(tài)材料則不能較好地熔化均勻。
為提高螺旋裝置的性能，人們作了很多的嘗試。US4129386公開了一種擠出裝置，該擠出裝置具有帶槽的筒體和螺旋，螺旋在進(jìn)料區(qū)的螺旋角或螺距D經(jīng)輸送區(qū)不斷地增大到計(jì)量區(qū)的螺旋角F。進(jìn)料區(qū)具有恒定的螺旋片高度G，計(jì)量區(qū)具有恒定的螺旋片高度I，輸送區(qū)的螺旋片高度從進(jìn)料區(qū)螺旋片高度G不斷地減小到計(jì)量區(qū)螺旋片高度I。這種螺旋結(jié)構(gòu)存在要被擠出的材料裝入過(guò)多的問(wèn)題，且需要一個(gè)帶槽的筒體以避免沿螺旋方向的壓力梯度過(guò)大。
因此，需要的是一種可均勻熔化且不存在與高壓縮比螺旋相關(guān)問(wèn)題的螺旋裝置。
本發(fā)明涉及一種用于例如注塑機(jī)或擠出機(jī)的螺旋裝置。該螺旋裝置包括螺旋軸，螺旋軸上具有螺旋地設(shè)置在該螺旋軸周圍的螺旋線，從而形成多個(gè)螺旋片，這些螺旋片被分為三個(gè)區(qū)進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)。
螺旋裝置的螺旋片深度、寬度和螺距根據(jù)該螺旋裝置所應(yīng)用的材料來(lái)進(jìn)行設(shè)定，這樣，進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流(drag flow)的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.2，優(yōu)選是小于0.1，最好是小于0.05。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和/或計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比約為0.8-1.0。
這種結(jié)構(gòu)的螺旋裝置具有均衡的質(zhì)量流量，且沿著螺旋具有恒定的壓力增益而不存在壓力峰尖。
進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間具有所需差值的螺旋裝置是這樣一種螺旋裝置，即計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距；進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑；計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑；至少一部分螺旋片的螺距經(jīng)壓縮區(qū)后增大；且至少一部分螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)到靠近計(jì)量區(qū)降低。
本發(fā)明的螺旋裝置可允許較高的螺旋轉(zhuǎn)速，具有較高的生產(chǎn)量，且與傳統(tǒng)的螺旋裝置相比減少了注塑循環(huán)時(shí)間。
詳細(xì)描述本發(fā)明涉及一種用于例如注塑機(jī)或擠出機(jī)的螺旋裝置。該螺旋裝置包括螺旋軸，所述螺旋軸上具有螺旋地設(shè)置在該螺旋軸周圍的螺旋線，從而形成多個(gè)螺旋片。該螺旋裝置具有三個(gè)區(qū)進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)，使用時(shí)安裝到一個(gè)中空的圓筒形筒體中，該筒體具有光滑的內(nèi)圓筒壁，從而可使所述螺旋裝置在中空的筒體中轉(zhuǎn)動(dòng)。
在此，術(shù)語(yǔ)“進(jìn)料區(qū)”是指材料還未被壓縮的螺旋區(qū)。就聚合物顆粒而言，聚合物顆粒是以未熔化的大塊形式存在的。術(shù)語(yǔ)“計(jì)量區(qū)”是指材料已被完全壓縮的螺旋區(qū)。就樹脂顆粒而言，樹脂顆粒是以完全熔化的形式存在的。術(shù)語(yǔ)“壓縮區(qū)”是指對(duì)材料進(jìn)行壓縮的螺旋區(qū)。對(duì)于聚合物顆粒而言，聚合物顆粒是以介于大塊與熔化狀態(tài)之間的混合狀態(tài)形式存在的。
螺旋片以其深度、寬度和螺距進(jìn)行表征，螺旋片深度是位于螺旋軸上方的螺旋片高度，螺旋片螺距是螺旋片長(zhǎng)度(螺旋軸上兩個(gè)相鄰螺旋片之間的距離)與一個(gè)螺旋片寬度之和。如果螺旋片的螺距為25mm，這就意味著當(dāng)螺旋裝置旋轉(zhuǎn)一次時(shí)，在螺旋裝置中，螺旋片上的聚合物就沿軸向向前運(yùn)動(dòng)12.5mm。
如果螺旋片結(jié)構(gòu)是根據(jù)存在于螺旋片上的材料體積來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，那么就可得到一種具有較高螺旋轉(zhuǎn)速、較高生產(chǎn)量并與傳統(tǒng)的螺旋裝置相比減少了注塑循環(huán)時(shí)間的螺旋裝置，本發(fā)明就是基于這種發(fā)現(xiàn)而提出的。
因此，在本發(fā)明中，螺旋裝置的螺旋片深度、寬度和螺距是根據(jù)該螺旋裝置所應(yīng)用的材料來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這樣，進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的絕對(duì)差就小于0.2，優(yōu)選是小于0.1，最好是小于0.05。這種結(jié)構(gòu)的螺旋裝置具有均衡的質(zhì)量流量，且沿著螺旋具有恒定的壓力增益而不存在壓力峰尖。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比約為0.8-1.0。
上述比值可以單位時(shí)間的質(zhì)量或單位時(shí)間的體積為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。
進(jìn)料區(qū)和計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流可通過(guò)以下方式確定。
在一給定時(shí)間范圍內(nèi)，稱量螺旋裝置輸出的材料輸出量，以此來(lái)確定計(jì)量區(qū)材料的實(shí)際流量。通過(guò)將此質(zhì)量流量除以該螺旋裝置所應(yīng)用的材料的熔融密度，就可將該質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換為體積流量。“熔融密度”就是螺旋裝置所應(yīng)用的材料已熔化時(shí)的材料(如聚合物)密度。
假設(shè)螺旋裝置中的材料質(zhì)量流量恒定不變，從計(jì)量區(qū)取定材料的質(zhì)量流量并將該質(zhì)量流量除以螺旋裝置所應(yīng)用的材料的體積密度，就可得到進(jìn)料區(qū)材料的實(shí)際體積流量?！绑w積密度”就是由螺旋裝置所應(yīng)用的材料(如聚合物顆粒或微粒)的質(zhì)量除以固體顆?；蛭⒘Ｒ约八鼈冎g的空隙或孔隙空間總體積所得的值。
“正流”是由螺旋裝置和螺旋裝置筒體內(nèi)表面之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所得到的材料理論體積流量，也就是說(shuō)，由促使材料向前運(yùn)動(dòng)而通過(guò)筒體的螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的材料向前的流量。正流與材料的平均相對(duì)速度和圓筒形筒體的管道橫截面面積之積成比例。換句話說(shuō)，正流是材料的體積泵送能力，其通常根據(jù)單位時(shí)間的體積來(lái)進(jìn)行計(jì)算。正流是一種根據(jù)與包括螺旋片螺距、深度、寬度和螺旋角在內(nèi)的螺旋裝置以及螺旋裝置轉(zhuǎn)速有關(guān)的因素而得到的數(shù)值。通過(guò)增大螺旋裝置的轉(zhuǎn)速和/或增大螺旋裝置的螺旋片深度，就可增大流向螺旋裝置出口端的正流。
理論正流可通過(guò)已知的普通公式進(jìn)行計(jì)算，該公式記載在CarlHanser Verlag,Munich(1963)出版的Gerhard Schenkel的“Kunststoff-Extrudertechnik”第123-125頁(yè)中。
所計(jì)算的進(jìn)料區(qū)理論正流必須通過(guò)與該區(qū)螺旋片的幾何形狀以及螺旋裝置所應(yīng)用的材料有關(guān)的修正因子來(lái)進(jìn)行修正。由于進(jìn)料區(qū)材料的松散特性和螺旋片側(cè)面的影響，這種修正因子是必不可少的，其通常為0.7-0.95，最好是0.8-0.95。修正因子可通過(guò)已知的方法獲得，例如，Schenkel的第123頁(yè)所示的螺旋片高度和長(zhǎng)度的比值與修正因子之間的關(guān)系圖線。求出螺旋片高度與長(zhǎng)度之比并從圖線中讀出相應(yīng)的修正因子，這樣就可確定出修正因子。
從理論上講，所計(jì)算的計(jì)量區(qū)的理論正流也需要由修正因子來(lái)進(jìn)行修正，但事實(shí)上由于計(jì)量區(qū)中的材料是熔化的，修正因子非常接近于1.0，因此就將修正因子近似取為1.0。
具有上述比值的螺旋裝置沿螺旋的每個(gè)螺距上具有相對(duì)恒定的壓力增量。如果在螺旋裝置中出現(xiàn)壓力尖點(diǎn)，就會(huì)有應(yīng)力作用于螺旋裝置中的材料上，這將導(dǎo)致螺旋淤積并降低材料的機(jī)械性能。
盡管螺旋裝置特別適宜于注塑和擠出聚合物，但這并不意味著對(duì)螺旋裝置所應(yīng)用的材料類型有限制。
進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間具有所需差值的螺旋裝置是這樣的一種螺旋裝置計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距；進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑；計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑；至少一部分螺旋片的螺距經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)增大；以及至少一部分螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)到靠近計(jì)量區(qū)而降低。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，螺旋片的幾何形狀是這樣的計(jì)量區(qū)螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)螺旋片的螺距，進(jìn)料區(qū)螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑，計(jì)量區(qū)螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑，螺旋片的螺距經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)增大，且螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)到靠近計(jì)量區(qū)而降低。在此，術(shù)語(yǔ)“螺旋裝置的外徑”是指所測(cè)量的包括螺旋軸和螺旋軸上方以及下方的螺旋片深度在內(nèi)的直徑。
螺旋裝置的壓縮比定量表示了螺旋裝置壓縮樹脂的相對(duì)量，它是由進(jìn)料區(qū)螺旋片的體積除以計(jì)量區(qū)螺旋片的體積而得的。通常，壓縮比近似為進(jìn)料區(qū)螺旋片的深度與計(jì)量區(qū)螺旋片深度的比值。
因此，改變螺旋裝置壓縮比的通常方法是改變進(jìn)料區(qū)和計(jì)量區(qū)的螺旋片深度。由于普通螺旋裝置螺旋片的深度在進(jìn)料區(qū)和計(jì)量區(qū)是恒定的，因此，通過(guò)增大進(jìn)料區(qū)螺旋片的深度或者減小計(jì)量區(qū)螺旋片的深度或者兩者皆之就可增大螺旋裝置的壓縮比。但是，如果螺旋裝置的壓縮比太大就會(huì)出現(xiàn)上述的問(wèn)題，也就是，橋接現(xiàn)象以及出現(xiàn)所不希望有的聚集熱量的增大和螺旋淤積現(xiàn)象。
通過(guò)提供一種進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的絕對(duì)差小于0.2、優(yōu)選是小于0.1、最好是小于0.05的螺旋裝置，就可獲得高壓縮螺旋裝置所具有的益處而不具有那些與高壓縮螺旋裝置相關(guān)聯(lián)的缺陷，且該高壓縮螺旋裝置進(jìn)料區(qū)螺旋片的深度較大而計(jì)量區(qū)螺旋片的深度較小。本發(fā)明就是基于這種發(fā)現(xiàn)而提出的。
實(shí)際上，如上所述，改變本發(fā)明螺旋裝置的螺距和深度就降低了螺旋裝置的壓縮比，并因此而克服了高壓縮比螺旋所帶來(lái)的缺陷。同時(shí)，本發(fā)明的螺旋裝置具有與高壓縮比螺旋裝置相關(guān)的較高的進(jìn)料區(qū)螺旋片深度和較低的計(jì)量區(qū)螺旋片深度所帶來(lái)的所有益處。
當(dāng)螺旋裝置的螺旋片螺距和深度都發(fā)生變化時(shí)，由進(jìn)料區(qū)體積與壓縮區(qū)體積之比而計(jì)算出的壓縮比體積并不能簡(jiǎn)單地進(jìn)行測(cè)量。其中一個(gè)原因是改變螺距會(huì)引起螺旋片的螺旋角沿螺旋軸發(fā)生變化。具有改變了螺旋片螺距和螺旋片深度的螺旋裝置的壓縮比體積可近似地通過(guò)螺旋裝置所處理的聚合物的熔融密度與體積密度之比來(lái)表示。
很多聚合物材料的熔融密度與體積密度之比約為1.3，1.3這個(gè)值是螺旋裝置壓縮比的最小值。在比值1.3以下，聚合物微粒在注塑過(guò)程中就不能被充分壓縮而將其所包含的空氣排出到聚合物之外。
對(duì)于本發(fā)明而言，采用了較低壓縮比的螺旋裝置，也就是說(shuō)，壓縮比等于最低限值1.3或者高于1.3但低于高壓縮螺旋裝置的壓縮比，這樣就可獲得較好的效果。
通過(guò)使進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差值較小，且在進(jìn)料區(qū)和計(jì)量區(qū)內(nèi)具有不同的螺距而在壓縮區(qū)內(nèi)使螺距產(chǎn)生變化就可制成使用良好的螺旋裝置，從傳統(tǒng)的觀念來(lái)看，這是難以想象的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的螺旋裝置是根據(jù)螺旋片處的材料體積進(jìn)行設(shè)計(jì)的，且進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)中的每一個(gè)都具有相同的螺距。本發(fā)明螺旋裝置的特征使其與傳統(tǒng)的螺旋裝置相比具有較高的螺旋轉(zhuǎn)速、較高的生產(chǎn)量且減少了注塑循環(huán)時(shí)間。
圖2示出了本發(fā)明，其中，螺旋裝置27具有進(jìn)料區(qū)29、壓縮區(qū)31和計(jì)量區(qū)33。螺旋裝置27設(shè)置在中空的圓筒形筒體35中，筒體35的內(nèi)徑基本上保持恒定。聚合物樹脂可以是適當(dāng)?shù)娜我庑螒B(tài)，如顆粒、微粒、片狀或粉末狀，其經(jīng)筒體35上的開口37而進(jìn)入進(jìn)料區(qū)29，與傳統(tǒng)的螺旋裝置一樣，螺旋裝置27轉(zhuǎn)動(dòng)而將顆粒壓實(shí)，然后將顆粒推入到壓縮區(qū)31。
螺旋裝置27具有螺旋軸39和螺旋地設(shè)置在螺旋軸39周圍的螺旋線41，從而形成進(jìn)料區(qū)螺旋片43、壓縮區(qū)螺旋片45和計(jì)量區(qū)螺旋片47。
進(jìn)料區(qū)螺旋片43的螺距小于螺旋裝置27的外徑，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)進(jìn)料區(qū)螺旋片43的螺距近似相等。計(jì)量區(qū)螺旋片47的螺距大于螺旋裝置27的外徑，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)計(jì)量區(qū)螺旋片47的螺距也近似相等。另外，進(jìn)料區(qū)螺旋片43的螺距小于計(jì)量區(qū)螺旋片47的螺距。
如圖2所示，壓縮區(qū)螺旋片45的深度從靠近進(jìn)料區(qū)29處向計(jì)量區(qū)33逐漸減小，壓縮區(qū)螺旋片45的螺距從靠近進(jìn)料區(qū)29處向計(jì)量區(qū)33逐漸增大。由于在壓縮區(qū)31中螺旋軸39是錐形的，因此就使壓縮區(qū)螺旋片45的深度產(chǎn)生變化。當(dāng)壓縮區(qū)螺旋片45的深度從靠近進(jìn)料區(qū)29處向計(jì)量區(qū)33減小時(shí)，每個(gè)后面的壓縮區(qū)螺旋片45的深度不是必須要小于前面的螺旋片的深度。類似地，當(dāng)壓縮區(qū)螺旋片45的螺距從靠近進(jìn)料區(qū)29處向計(jì)量區(qū)33增大時(shí)，每個(gè)后面的壓縮區(qū)螺旋片45的螺距也不是必須要大于前面的螺旋片的螺距。
本發(fā)明的螺旋裝置可用于注塑機(jī)或擠出機(jī)中，或者其可用作較大的螺旋裝置的熔化部分。
上面已對(duì)本發(fā)明具有一個(gè)螺旋片的情況進(jìn)行了描述，顯然，本發(fā)明也包括了具有多個(gè)螺旋片的螺旋裝置的情況。
實(shí)施例例1和比較例2例1是本發(fā)明的螺旋裝置，比較例2是傳統(tǒng)的螺旋裝置。表1給出了上述螺旋裝置的物理參數(shù)。
利用這兩種螺旋裝置對(duì)可從E.I.du Pont de Nemours andCompany(杜邦)公司購(gòu)買到的聚醛樹脂Delrin500P進(jìn)行注塑。該樹脂的熔融密度與體積密度的比值為1.16/0.87=1.33。其結(jié)果統(tǒng)計(jì)在下面的表1中。
表1
例1的螺旋裝置與比較例2的螺旋裝置相比，其進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差值較小。因此，例1的螺旋裝置生產(chǎn)出了一種均勻的熔融物，且螺旋裝置的回縮時(shí)間更協(xié)調(diào)一致，并允許較高的RPM，也就是說(shuō)，在不產(chǎn)生螺旋淤積、傾斜、橋接或其它缺陷的情況下，與比較例2的螺旋裝置相比生產(chǎn)出的樹脂產(chǎn)量更高。
例3和比較例4與前面的例子類似，注塑可從杜邦公司購(gòu)買到的尼龍樹脂Zytel135F。在例3中，利用本發(fā)明的螺旋裝置注塑樹脂，而在例4中是采用現(xiàn)有技術(shù)的螺旋裝置來(lái)注塑樹脂。表2給出了其結(jié)果。
表2
例3的螺旋裝置，其進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間沒(méi)有差值，而比較例4的螺旋裝置則存在差值0.31。因此，例3的螺旋裝置生產(chǎn)出了一種均勻的熔融物，且螺旋裝置的回縮時(shí)間更協(xié)調(diào)一致，并允許較高的RPM，也就是說(shuō)，在不產(chǎn)生螺旋淤積、傾斜、橋接或其它缺陷的情況下，與比較例4的螺旋裝置相比生產(chǎn)出的樹脂產(chǎn)量更高。
例5和比較例6與前面的例子類似，使用直徑為65mm的螺旋裝置注塑Delrin500 P。在例5中，利用本發(fā)明的螺旋裝置注塑樹脂，而在例6中是采用現(xiàn)有技術(shù)的螺旋裝置來(lái)注塑樹脂。表3給出了其結(jié)果。
表3
例5的螺旋裝置與比較例6的螺旋裝置相比，其進(jìn)料區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差值較小，而比較例6的螺旋裝置的差值為0.33。因此，例5的螺旋裝置生產(chǎn)出了一種均勻的熔融物，且螺旋裝置的回縮時(shí)間更協(xié)調(diào)一致，并允許較高的RPM，也就是，在不產(chǎn)生螺旋淤積、傾斜、橋接或其它缺陷的情況下，與比較例6的螺旋裝置相比生產(chǎn)出的樹脂產(chǎn)量更高。
權(quán)利要求
1．一種螺旋裝置，其包括螺旋軸，螺旋軸上具有螺旋地設(shè)置在其周圍的螺旋線，從而形成多個(gè)螺旋片，所述螺旋裝置具有進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)，其特征在于，螺旋裝置的螺旋片深度、寬度和螺距根據(jù)該螺旋裝置所應(yīng)用的材料來(lái)進(jìn)行設(shè)定，這樣，進(jìn)料區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.2。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.1。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.05。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比為0.8-1.0。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比為0.8-1.0。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距；進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑；計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑；至少一部分螺旋片的螺距經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)增大；以及至少一部分螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)處到靠近計(jì)量區(qū)處降低。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)螺旋片的螺距。
8．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)螺旋片的螺距近似相等。
9．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑。
10．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)螺旋片的螺距近似相等。
11．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑。
12．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，計(jì)量區(qū)螺旋片的深度近似相等。
13．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)處到靠近計(jì)量區(qū)處降低。
14．根據(jù)權(quán)利要求6所述的螺旋裝置，其特征在于，進(jìn)料區(qū)螺旋片的深度近似相等。
15．一種包括權(quán)利要求1所述螺旋裝置的注塑機(jī)。
16．一種包括權(quán)利要求4所述螺旋裝置的注塑機(jī)。
17．一種包括權(quán)利要求1所述螺旋裝置的擠出機(jī)。
18．一種包括權(quán)利要求6所述螺旋裝置的擠出機(jī)。
19．一種螺旋裝置，其包括螺旋軸，螺旋軸上具有螺旋地設(shè)置在其周圍的螺旋線，從而形成多個(gè)螺旋片，所述螺旋裝置具有進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計(jì)量區(qū)，其特征在于，計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距，進(jìn)料區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距小于螺旋裝置的外徑，計(jì)量區(qū)內(nèi)至少一部分螺旋片的螺距大于螺旋裝置的外徑，至少一部分螺旋片的螺距經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)增大，且至少一部分螺旋片的深度經(jīng)過(guò)壓縮區(qū)從靠近進(jìn)料區(qū)處到靠近計(jì)量區(qū)處降低，其特征在于螺旋片的深度和螺距是根據(jù)該螺旋裝置所應(yīng)用的材料來(lái)進(jìn)行設(shè)定的，這樣，進(jìn)料區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于注塑機(jī)或擠出機(jī)的螺旋裝置(27)。該螺旋裝置(27)包括螺旋軸(39),螺旋軸(39)上具有螺旋地設(shè)置在螺旋軸(39)周圍的螺旋線(41),從而形成多個(gè)螺旋片(43、45、47),所述螺旋裝置(27)具有三個(gè)區(qū)(29、31、33),分別為:進(jìn)料區(qū)(29)、壓縮區(qū)(31)和計(jì)量區(qū)(33),其中,螺旋裝置(27)的螺旋片(43、45、47)的深度和螺距根據(jù)該螺旋裝置(27)所應(yīng)用的材料來(lái)進(jìn)行設(shè)定,這樣,進(jìn)料區(qū)(29)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比和計(jì)量區(qū)(33)材料實(shí)際流量與材料理論正流的比之間的差小于0.2,優(yōu)選是小于0.1,最好是小于0.05。這種結(jié)構(gòu)的螺旋裝置(27)具有均衡的質(zhì)量流量,且沿著螺旋具有恒定的壓力增量而不存在壓力尖點(diǎn)。
文檔編號(hào)B29C45/60GK1299316SQ99805773
公開日2001年6月13日 申請(qǐng)日期1999年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月6日
發(fā)明者A·Y·萊維奎, K·A·希爾默 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司