一种具有大长径比结构的单螺杆挤出机的制作方法

本实用新型涉及一种螺杆挤出机，尤其是涉及一种具有大长径比结构的单螺杆挤出机。
背景技术：
：随着我国经济建设的大规模发展，大多数塑材生产商愈发需要能够大型、高速生产的塑材生产设备。而单螺杆挤出机由于其易于制造、价格低廉、质量稳定、塑化效果好、能耗低、使用寿命长等特点，广泛用于PO(聚烯烃)塑料管材的生产挤出。而PO(聚烯烃)塑材生产的生产效率主要由挤出机的产量和塑化效果来决定决定，故单螺杆挤出机的发展主要在尽量降低能耗的基础上加大挤出产量和物料塑化效果，从而使塑材的生产效率提高。其中单螺杆挤出机产量和塑化效果主要受螺杆直径、螺杆长径比和螺杆转速影响。增大螺杆直径和螺杆转速均会大大提高能耗并降低扭矩，而增大螺杆长径比不仅可以增高挤出产量还可以提高塑化效果。因此增大螺杆长径比是提高PO(聚烯烃)塑材生产效率最佳选择。现今国内塑料挤出行业中长径比最大的单螺杆挤出机为长径比L/D＝38的挤出机。目前高端和大型的挤出机主要由欧洲的著名塑料设备厂家所垄断。国内需要具有同等水平的挤出机来满足国内市场的需求，替代进口设备。国内也需要具有同等水平的中国挤出机来参加国际竞争，以满足国外市场的需求，扩大我们的塑机产品出口。技术实现要素：本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种增大产量和质量的具有大长径比结构的单螺杆挤出机。本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有大长径比结构的单螺杆挤出机，包括：长径比为42的螺杆，套设在螺杆外的机筒及连接在机筒尾部的喂料衬套，料斗，经闸板、支板及联接板与喂料衬套连接，驱动螺杆转动的电机，该电机的输出轴经联轴器与单螺杆齿轮箱的输入轴连接，齿轮箱的输出轴与螺杆连接。所述的螺杆的直径为45mm、60mm、75mm、90mm或120mm。所述的螺杆上带有分流段及屏障段，所述的分流段连接在螺杆计量段后部，所述的屏障段连接在分流段的后部。所述的分流段的外表面设有相互平行的长条凸钉螺旋排列，分流段的长度占螺杆总长度的10％。所述的屏障段的的外表面呈错落状排列有矩形凸钉，屏障段的长度占螺杆总长度的10％。所述的螺杆及机筒采用铁-镍-硼合金制作得到。所述的机筒上套设有加热器及风冷机罩。所述的喂料衬套的内侧壁上均匀开设有沟槽。所述的沟槽呈螺旋状的结构，以便强制喂料。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、挤出产量大：采用长径比为42的高效螺杆的单螺杆挤出机，大长径比的螺杆设计提高了螺杆的转速和塑化效果，从而增大产量和质量。2、高长径比的螺杆：对于聚烯烃的物料，在一般情况下，长径比越大，塑化质量越高、压实越充分、制品外观越好、力学性能越优秀。而且大的长径比会使螺杆特性曲线的斜率减小，挤出产量更趋稳定。3、优化螺杆设计：长径比为42的单螺杆挤出机较标准三段式螺杆增加了屏障段和分流段。屏障段的设计使挤出机熔体塑化质量好，物料混合均匀，温差小；而分流段的设计增强了挤出机对物料熔融，混炼和塑化效果。4、更好的螺杆与机筒材料：采用铁-镍-硼合金的双金属机筒和螺杆。可有效避免因提高长径比而使螺杆自重增加，自由端翘曲下垂从而引起的螺杆和机筒的摩擦。5、塑化更均匀：屏障段和分流段的设计和螺杆长径比的加长均增强了挤出机的塑化。6、优化喂料衬套设计：优化了喂料衬套中的沟槽，改进衬套强制喂料的喂料量，增大挤出机的产量并避免因螺杆长径比过长而导致物料过塑化的现象。7、降低对国外设备的依赖：采用本挤出机可以代替国外大型高端单螺杆挤出机，且成本远比国外大型高端平行双螺杆挤出机小，从而减低对国外设备的依赖。8、螺杆芯部温度调节：通过物料挤出所产生的摩擦热的增加，热能的传递也自动增加，因为此系统是封闭回路，所以没有能量损失。9、节省能耗及占地空间：通过增大单台挤出机的产量，来减少大型管材生产线中挤出机的数量，从而减少功耗及占地空间；10、使用寿命长：通过螺杆和机筒的结构，改进螺杆的热处理工艺，使螺杆的韧性和塑性均有一定的提升，大大降低了生产中物料对螺杆的磨损，从而提高了挤出机中螺杆机筒的使用寿命；11、密闭性好：由于改进了机筒进料端的结构，物料在部分部件损坏时物料不会外泄。附图说明图1为本实用新型的主视结构示意图；图2为本实用新型的右视结构示意图；图3为分流段的结构示意图；图4为屏障段的结构示意图。图中，1-机筒，2-风冷机罩，3-螺杆，4-机筒前支架，5-机架，6-主电机，7-衬套，8-料斗，9-联轴器，10-联轴器保护套，11-单螺杆齿轮箱，12-电控柜。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。实施例一种具有大长径比结构的单螺杆挤出机，以60/42单螺杆挤出机为例，该挤出机主要由挤出系统、固定系统、喂料系统、驱动系统共四个部分构成；挤出系统主要包括机筒1、风冷机罩2、机筒内部的螺杆3、喂料衬套7；所述固定系统主要包括机筒前支架4和机架5；喂料系统主要包括闸板，支板，联接板，料斗8；驱动系统主要包括主电机6，联轴器9，联轴器保护套10，单螺杆齿轮箱11以及电控柜12。机筒1通过机筒前支架4与机架5相连，风冷机罩2安装在机筒1上，机筒1与喂料衬套7相连，喂料衬套7与单螺杆齿轮箱11相连，喂料衬套7的内侧壁上均匀开设有呈螺旋状结构的沟槽，以便强制喂料。螺杆3放在机筒1与喂料衬套7内部与单螺杆齿轮箱11相连，料斗8、闸板、支板、联接板依次连接在喂料衬套7上，主电机6通过联轴器9与单螺杆齿轮箱11相连，联轴器保护套10安装于机架5并套在联轴器9上，主电机6、单螺杆齿轮箱11、电控柜12安装在机架5上(见图1-2)。本60/42单螺杆挤出机通过主电机6驱动，主电机6的输出轴与通过联轴器9与单螺杆齿轮箱11的输入轴相连，单螺杆齿轮箱11的输出端与60/42的螺杆3连接，由电机转动从而带动螺杆3进行旋转，从而形成本挤出机基本的动力结构。在螺杆3上带有分流段及屏障段，其中分流段连接在螺杆计量段后部，屏障段连接在分流段的后部。分流段的结构如图3所示，其外表面设有相互平行的长条凸钉螺旋排列，分流段的长度占螺杆总长度的10％。屏障段的结构如图4所示，其外表面呈错落状排列有矩形凸钉，屏障段的长度占螺杆总长度的10％。物料通过料斗8进入，通过闸板、支板、联接板的控制进入喂料衬套7，物料通过喂料衬套7进入螺杆3，物料开始随螺杆的旋转而逐渐被推到模具方向。在送料段，螺槽被扩散的粒料所充满，并开始被压实。当物料进入压缩段后，由于前端多孔板和模具的阻力，加之螺槽逐渐变浅，使物料在前进中收到很高的压力，物料被进一步压实，并且物料中的气体受高压排出。固体粒料一方面由外部加热圈加热，另一方面物料在自身在压缩、剪切和搅拌过程中，物料与机筒之间的外摩擦以及物料自身分子间的内摩擦也产生了大量热量。因此物料的温度逐渐升高，其物理状态也逐渐由玻璃态转换成高弹态，最后成为粘流态，此时物料达到完全塑化，再经螺杆计量段就比较均匀。物料经过计量段后进入到屏障段，物料中固体离子被屏障挡住，等待塑化后流入。物料经过屏障时，原来的带状层流被直槽分为若干股，并在进入和流出屏障沟槽时产生涡流，加强熔体混合。在后溶体物料进入分流段，溶体物料被分流段分割，改变物料的流动情况，促进物料熔融，增强物料混炼和塑化效果。最后物料流出通过适配器与机筒中的多孔板，多孔板将没有熔融的物料颗粒阻挡在外，从而过滤物料，且颗粒物料直到熔融态后通过多孔板，最后通过适配器进入模具内。采用长径比为42的高效螺杆的单螺杆挤出机，大长径比的螺杆设计提高了螺杆的转速和塑化效果，从而增大产量和质量。单螺杆挤出机D＝45D＝60D＝75D＝90D＝120D＝150L/D＝33150kg/h300kg/h450kg/h600kg/h950kg/h1350kg/hL/D＝38220kg/h450kg/h600kg/h800kg/h1600kg/h2250kg/hL/D＝42450kg/h800kg/h1200kg/h1600kg/h2250kg/h上表为我公司生产不同直径的长径比的单螺杆挤出机产量(D为螺杆直径，L/D为螺杆长径比)。通过上表数据对比可以看出，采用长径比为42的高效螺杆的单螺杆挤出机，大长径比的螺杆设计提高了螺杆的转速和塑化效果，从而增大产量和质量。以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。当前第1页1 2 3