专利名称：塑化装置及使用该装置的塑化方法
技术领域：
本发明涉及通过提高机筒内部的真空度来增加成品产量并提高成品的质量的塑化装置及使用该装置的塑化方法。
目前，在塑料成形等加工方法中，使用的单螺杆或多螺杆的塑化装置的机筒上设置有排气孔，通过这些排气孔将机筒内部的气体排出，除去在物料之间和物料内部所含的空气和挥发物及水分等物体，来提高成品质量。
在这种情况下，为了有效地进行物料的脱气，将排气孔前侧密封，就有必要防止脱气时空气从外部向内部的流入。但是如果没有适当地进行该物料供给侧的密封，机筒外部的空气就会从物料供给侧流入机筒内部，排气孔会被机筒内的物料吸住，而不能有效地进行物料的排气。
现有的塑化装置，如
图12所示，螺杆101的排气孔102(排气部)位于机筒的前侧部分，螺杆具有浅的螺槽的压缩部，在物料的输送过程中在该压缩部使物料充满在机筒103内来达到排气部的密封。
正如特公昭45-27912号公报中所公开的挤出机那样，在送料器中设置了具备随压力开闭自如的压阀的另一个可动阀装置，由该压阀堵住料斗出口，就构成了进行物料供给侧的密封。
另一方面，在现有塑化方法中，通常与塑化装置的螺杆转速无关，随时从料斗把一定量的物料输送到机筒内。
在上述的现有塑化装置中具有下述的有待解决的问题。
即，作为物料供给侧的密封措施，要求在螺杆上形成压缩部，仅压缩部的部分就使螺杆的整个长度变长，造成装置整体变得即庞大又昂贵。
对于在送料器中设置另一个可动阀装置，也使送料器的结构变得复杂而昂贵。
现有的塑化方法，由于以与螺杆的转速无关地把一定量的物料输送到机筒内，则一旦螺杆的转速发生变化，在使用多螺杆的塑化装置中，物料的供给就不能与成品的产量相协调，就会发生供给物料的过量与不足。特别是，在螺杆的旋转速度快时，随着机筒内的物料成为不足状态而减少成品的产量，同时降低了成品的质量。
本发明就是为了解决上述问题，本发明的目的是在使装置小型化和廉价化的同时，提供一种能有效地进行机筒内部密封的塑化装置和实现与螺杆转速相对应的物料供给，而增加成品产量和提高产品质量的塑化方法。
为了实现上述目的，本发明的塑化装置具有下述结构随着在机筒内插入螺杆的同时，把向上述机筒内供给粉末状或粒状物料的回转阀同上述机筒密闭连接起来;根据需要而在回转阀和机筒之间设置抽气泵，或者在机筒的物料供给部附近设置空气抽出孔。
使用上述塑化装置的本发明的塑化方法为在插入了螺杆的机筒内，一边由回转阀供给物料一边进行塑化;一边使上述回转阀连续旋转或间断旋转一边把物料供给机筒内，或者使回转阀的旋转速度与螺杆的转速同步，把对应螺杆转速的适量物料供给机筒内来进行塑化。
在本说明书中所述的空气定义为空气中所含的各种气体的一般气体。
本发明的另一目的和优点由以下说明可以了解。
由上述结构组成的本发明塑化装置，由于使用了密封性高的回转阀作为物料供给装置，则不需要使用特殊的螺杆和密封装置就能很好地进行机筒内的密封，而且，通过设置各种脱气装置能提高机筒内的真空度。
根据使用上述塑化装置的本发明的塑化方法，在随时向机筒内供给适量的物料的同时，通过除去供给机筒内的物料之间和物料内部的空气，能够提高物料的体积密度。
正如以上说明那样，根据本发明的塑化装置，在使装置小型化的同时，也能够提高机筒内部的真空度。
根据本发明的塑化方法，适量的物料供给成为可能，同时增加成品产量并提高产品质量。
附图简要说明图1为本发明第一实施例的单螺杆塑化装置的纵向剖视图;
图2为本发明第二实施例的单螺杆塑化装置的纵向剖视图;
图3为本发明第三实施例的多螺杆塑化装置的纵向剖视图;
图4为本发明第四实施例的塑化装置的局部剖视图;
图5为本发明第五实施例的塑化装置的局部剖视图;
图6为本发明第六实施例的塑化装置的局部剖视图;
图7为本发明第七实施例的塑化装置的局部剖视图;
图8是为本发明第八实施例的塑化装置的局部剖视图;
图9为本发明第九实施例的塑化装置的局部剖视图;
图10为本发明第十实施例的塑化装置的局部剖视图;
图11为与本发明第十一实施例的塑化装置的局部剖视图;
图12为现有的塑化装置的纵向剖视图。
下面参照附图对本发明涉及的塑化装置及使用该装置的塑化方法的实施例进行说明，但并不受这些实施例的限制。
首先，对本发明第一实施例涉及的单螺杆式塑化装置进行说明。
图1为该实施例涉及的塑化装置的纵向剖视图。
回转阀2同料斗1出口侧相连接。
回转阀2的出口侧通过连接管3密闭连接到机筒4上。由驱动电动机2a使该回转阀2旋转，把料斗1内的物料供给机筒4。
在机筒4的中空部插设由驱动部7所转动的螺杆5。在机筒4同连接管3联结的物料供给部附近，在本实施例中为同机筒4的螺杆根部5a相对的位置上，设置有把机筒4内的空气抽吸到机筒外部的空气抽出孔(空气抽出部)4a。该空气抽出孔4a可以是一个或多个;也可以把机筒一部分或全部作成多孔性的。
在螺杆根部5a附近，设置有防止来自驱动部7侧的空气流入的旋转密封部6。
在驱动部7，设置有检测螺杆5的转数的检测部9和接收来自该检测部9的信号来控制回转阀2的驱动电动机20的转数的控制部10。对这些检测部9和控制部10将在后述的塑化方法的实施例中详细描述。
加热器8设置在机筒4的周围，用于加热机筒4来熔化机筒内的物料。
图2为本发明第二实施例的单螺杆式塑化装置的纵向剖视图。
本实施例的塑化装置有这样的结构抽气泵11的抽气管与连接回转阀2和机筒4的连接管3的一部分相联结，由该抽气泵11抽走连接管3内的物料间和物料内部的空气。在该实施例的情况下，可以省略设置在机筒4的物料供给部附近的空气抽孔4a。根据本实施例的装置，在供给机筒之前，就能除去物料间和物料内部的空气。
图3为本发明第三实施例的双螺杆式塑化装置的纵向剖视图。
本实施例的塑化装置，是把二根螺杆(图中仅示出了一根5，5以相互啮合的状态插设到机筒4内部。
在机筒4的上部，设置有把机筒4内的空气和物料产生的挥发物和水分等物体吸到机筒外部的排气孔4b。在该实施例的情况下可省略空气抽出孔4a。
由这样的结构组成的第一、第二和第三实施例的塑化装置，可随时由回转阀来密封机筒4的内部和外部，有效地防止了脱气时来自物料供给侧的空气流入。
因而，上述装置能有效地从抽气泵11吸走空气，有效地从空气抽出孔4a和/或排气孔4b吸走空气、挥发物和水分等，提高机筒4内的物料脱气效果。
通过使用回转阀，就能以连续或间断的任意形式供给任意量的物料。使螺杆的旋转与回转阀的旋转同步，就能适当地供给与螺杆旋转量相对应的物料。
根据这些实施例的塑化装置，如同现有的塑化装置那样，也在螺杆上形成压缩部，则无需在送料器中设置结构复杂的可动阀装置就能完全进行机筒4内的密封。
因而，就能够缩短螺杆的整个长度而使装置整体小型化和廉价化，也能简化送料器的结构。
在上述第一、第二和第三实施例中，尽管其结构是由一个回转阀向机筒内供给物料，但为了进一步提高物料供给侧的密封性，也可将其改变成这样的结构由叠置的多个回转阀供给物料，或者，在回转阀的上部设置关闭阀来供给物料。
下面对这些塑化装置的实施例进行说明。
图4为本发明第四实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构在料斗1和连接管3之间直接密闭连接并叠置二个回转阀21、22。
根据该实施例，由于具有叠置二个回转阀的结构，而能进一步提高机筒4的外部和内部的密封性，从而能更有效地进行机筒4内的物料间和物料内部的空气脱气。
本实施例的塑化装置能够以单螺杆式、多螺杆式中的任一种塑化装置来进行实施。
图5为本发明第五实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构通过连接管30把二个回转阀21、22相互密闭连接起来，同时，在该连接管30上连接一个把空气从连接管30吸到外部的与第二实施例相同的抽气泵31的抽气管。
根据该实施例，能够在把物料供给机筒4内之前就脱去了物料间和物料内部的空气。
图6为本发明第六实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构通过物料贮存部40把二个回转阀21、22相互密闭连接起来，同时，在该物料贮存部40上连接一个把空气从物料贮存部40吸到外部的与第二实施例相同的抽气泵41的抽气管。
根据该实施例，一旦由料斗1所供给的物料蓄积在物料贮存部40内，就会由抽气泵进行一定时间的脱气。因此，在把物料供给机筒4内之前，就能更有效地脱去物料间和物料内部的空气，同时能提高物料的体积密度。
在本实施例中，空气抽出部4a的结构如下即，使物料供给部附近的机筒4的机筒壁成为由具有加热机筒4c的外筒和具有通气性机筒4d的内筒组成的两层机筒结构，由抽气泵42把空气从机筒4内吸到机筒外部。
采用这样的结构，就能有效地对机筒4内的物料间和物料内部的空气进行脱气，同时能够进一步提高物料的体积密度。
在上述两层机筒结构中没有设置空气抽出部4a，仅仅在物料贮存部40上连接一个抽气泵41的抽气管的结构，也能使塑化装置充分脱气。
图7为本发明第七实施例的塑化装置的局部剖视图。
本实施例的塑化装置具有这样的结构把物料入口侧与料斗50密闭连接，同时，在物料出口侧与机筒4密闭连接的物料供给通道60内，把由单一驱动电动机20a所转动的三个回转阀23、24、25多级地配置在同一转轴上，在物料供给通道60的出口侧附近，把旋转的螺杆送料器70安装到驱动电动机70a上作为向机筒4输送物料的挤出装置。
根据该实施例，由于具有这样的结构在多级地配置三个回转泵23、24、25的同时，安装螺杆送料器70作为向机筒4的输送物料的挤出装置，从而提高了机筒4内的真空度，同时能有效地进行机筒4内的物料间和物料内部的空气脱气，而且能增大物料的供给量。
一旦设置在机筒4的出口侧的加热器8(参照图1～图3)的热量通过机筒4传导给回转阀23、24、25，就会熔化物料供给通道60内的物料而降低回转阀23、24、25的密封性。因此，在本实施例中，在机筒4的物料供给侧的周围，设置用水等冷却媒介81循环的冷却部80，利用该冷却部80，防止了加热器8等的热量传导给回转阀23、24、25，提高了回转阀23、24、25的密封性。
这种冷却部80不限于该实施例，也可设置在上述第一～第六实施例的塑化装置的机筒4上，同样能起到与该实施例相同的效果。
图8为本发明的第八实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置，具有这样的结构在料斗1和连接管3之间直接密闭连接并叠置有作为关闭阀的球阀26和回转阀22。球阀26，靠来自控制部10的信号而驱动的电动机27每次转动90度来变换位置，反复地进行物料的供给和截断。
根据该实施例，由于具有使球阀26和回转阀22叠置的结构，而能进一步提高机筒4的外部和内部的密封性，有效地进行机筒4内的物料间和物料内部的空气脱气，特别是适合于粉末状物料的供给。
本实施例的塑化装置也能以单螺杆式、多螺杆式中的任一种塑化装置来实施。
图9为本发明第九实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构通过连接管30把球阀26和回转阀22相互密闭连接起来，同时，在该连接管30上连接一个把空气从连接管30吸到外部的与第二实施例相同的抽气泵31的抽气管。
根据该实施例，在把物料供给机筒4之前就能脱去物料间和物料内部的空气。
图10为本发明第十实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构通过物料贮存部40把球阀26和回转阀22相互密闭连接起来，同时，在该物料贮存部40上连接一个把空气从物料贮存部40吸到外部的与第二实施例相同的抽气泵41的抽气管。
除了球阀外，也可使用蝶阀、滑阀等作为关闭阀26。
根据这样的第四～第十实施例的塑化装置，由于具有这样的结构把向机筒4的物料供给装置同多个回转阀21、22(23、24、25)叠置起来，或者在回转阀22上叠置关闭阀26，因而在进一步提高机筒4的密封性的同时，也能有效地进行机筒4内的物料间和物料内部的空气脱气。
在具有安装了抽气泵31(41，42)的结构情况下，能够确实地从供给前的物料间和物料内部除去空气，在提高上述密封性的效果的同时，也能更有效地进行机筒4内的物料间和物料内部的空气脱气。
图11为本发明第十一实施例的塑化装置的局部剖视图。
该实施例的塑化装置具有这样的结构在螺杆5的顶端部前方形成具有螺杆直径1/3～3长度的空隙部，在此蓄积熔融的物料。由此，熔融的物料滞留在该空隙部，在该滞留期间可使熔融状态的物料均匀化并减小熔融物料的不均匀性。其结果为，从塑化装置挤出熔融物料时的压力变动变小了，同时稳定了挤出的熔融物料的质量。
上述第一～第十一实施例的塑化装置，其中能够以单螺杆式、多螺杆式中的任何一种塑化装置都可实施。
下面对使用上述第一～第十一实例的塑化装置的塑化方法的实施例进行说明。
本实施例的塑化方法，该方法是使回转阀连续或间断旋转来供给机筒内任意量的物料而进行塑化的方法，或者使回转阀的旋转速度与螺杆的转速同步，把与螺杆转速对应的适量物料供给机筒内来进行塑化的方法。
在图1和图2中，对使回转阀2的旋转速度与螺杆5的转速同步来供给物料进行塑化的情况进行说明。
螺杆5与回转阀2的同步化是由设在驱动部7中的检测部9和控制部10来进行。即，检测部9检测螺杆5的转数并把信号输出给控制部10，控制部10根据来自检测部9的信号使驱动电动机2a旋转，回转阀2的旋转的转数就成为对应于螺杆5的转数。
由此，螺杆5与回转阀2的旋转速度被同步化，一旦螺杆5的转速变化则回转阀2的旋转速度也变化，随时向机筒4内供给对应螺杆旋转速度的适量物料。
由于机筒4内部是由回转阀2进行密封的，则在使用第一实施例塑化装置来实施本塑化方法的情况下，随着从机筒4的空气抽出孔4a有效地吸出混入物料间和物料内部的空气，空气从机筒4内流出，由于该空气的流出把物料很好地吸引在机筒4内。由此，提高了机筒4内的物料体积密度，同时，物料的供给准确而流畅，没有吐出量的偏差等问题。
在用第二实施例的塑化装置来实施例本塑化方法的情况下，通过从供给前的物料中除去空气来提高物料的体积密度。
在用第三实施例的塑化装置来实施例本塑化方法的情况下，从设在圆筒4的上部的排气孔4b吸走空气、挥发物和水分等，随着有效地进行机筒4内的杂质脱气，提高了物料的体积密度。
在用第四～第十实施例的塑化装置来实施本塑化方法的情况下，由于提高了物料供给侧的密封性，同时进一步提高了机筒4内的物料体积密度。
根据本实施例的塑化方法，把对应于螺杆转速的适量物料供给机筒内，同时，通过回转阀高的密封性的有效脱气作用，使机筒内的物料随时呈现高的体积密度的状态，同时除去物料间和物料内部的杂质(空气、挥发物、水分等)，就能够增加成品产量和提高成品质量。
本实施例的塑化装置及使用该装置的塑化方法，由于双螺杆式的螺杆具有较深的螺槽，因此，对物料只存在于机筒下部的情况起特别有效的作用。
本发明的塑化装置及使用该装置的塑化方法并不仅限于上述实施例。
例如，本发明的塑化装置不限于上述的单螺杆式或双螺杆式的塑化装置，也可变更为具有双螺杆以上螺杆的多螺杆式塑化装置。此时，与第二实施例的塑化装置相同，一旦在机筒4的上部设置排气孔4b就能有效地除去机筒4内的杂质。显然该排气孔4b也可以设在单螺杆式的塑化装置中。
本塑化装置及塑化方法，能广泛地适用于对粉末状或颗粒状等各种物料进行塑化的情况。
权利要求
1.一种塑化装置，其特征在于在将螺杆插入机筒内的同时，把向所述机筒内供给物料的回转阀与所述机筒密闭连接设置。
2.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于在所述的回转阀和机筒之间安装将空气抽到外部的抽气泵。
3.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于在所述机筒的物料供给部附近设置空气抽出部。
4.根据权利要求1或3所述的塑化装置，其特征在于把二个以上的螺杆插入机筒内并且在所述机筒的上部设置排气孔。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的塑化装置，其特征在于所述的塑化装置上叠置有多个回转阀。
6.根据权利要求5所述的塑化装置，其特征在于在通过连接管来密闭连接多个回转阀的同时，在该连接管上安装有把空气从连接管抽到外部的抽气泵。
7.根物据权利要求5所述的塑化装置，其特征在于在通过物料贮存部密闭连接多个回转阀的同时，在该物料贮存部上安装有把空气从物料贮存部抽到外部的抽气泵。
8.根据权利要求5所述的塑化装置，其特征在于该装置具有这样的结构把多个回转阀多级配置在同一转轴上，并由单一的驱动电动机来转动，把物料供给机筒内。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的塑化装置，其特征在于在回转阀的上部密闭连接有关闭阀。
10.根据权利要求9所述的塑化装置，其特征在于通过连接管把关闭阀密闭连接到回转阀的上部，同时，在该连接管上安装把空气从连接管抽到外部的抽气泵。
11.根据权利要求9所述的塑化装置，其特征在于通过物料贮存部把关闭阀密闭连接到回转阀的上部，同时，在该物料贮存部上安装把空气从贮存部抽到外部的抽气泵。
12.根据权利要求1所述的塑化装置，其特征在于，在螺杆顶端部的前方形成具有螺杆直径的1/3～3长度的空隙部。
13.一种使用该塑化装置的塑化方法，其特征在于该方法是在插入螺杆的机筒内，一边由回转阀供给物料一边进行塑化;一边连续旋转或间断旋转所述回转阀一边把物料供给机筒内来进行塑化。
14.一种使用该装置的塑化方法，其特征在于该方法是在插入螺杆的机筒内，一边由回转阀供给物料一边进行塑化，所述的回转阀的旋转速度与螺杆的转速同步，把对应于螺杆转速的物料供给机筒内进行塑化。
全文摘要
本发明的塑化装置，是将向塑化装置的机筒4内供给物料用的回转阀2与所述机筒4密闭连接设备，同时，设置对机筒内的空气进行脱气的空气抽出孔和/或排气孔。在进行塑化时，随时把适量的物料供给机筒内。其结果，装置能小型化，同时能有效地进行机筒内的脱气，且能增长成品产量和提高成品质量。
文档编号B29C47/10GK1083764SQ93116659
公开日1994年3月16日 申请日期1993年8月31日 优先权日1992年8月31日
发明者师桥洋 申请人:师桥洋