一种柱推式单螺杆挤出机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种柱推式单螺杆挤出机，包括柱塞传动装置(1)、固体输送段机筒(3)、熔融段机筒(6)、熔体输送段机筒(10)、熔融段机筒传动装置(7)、熔体输送段机筒传动装置(11)、螺杆(12)和柱塞(2)。其特征在于，固体输送段机筒内流道(4)中柱塞(2)的往复直线运动实现物料的压实并沿固体输送段内流道(4)进入挤出机熔融段，旋转熔融段机筒(6)可熔融物料，旋转熔体输送段机筒(10)可实现物料的向前输送，熔融物料并挤出成型，通过调节柱塞(2)的往复运动频率和行程、熔融段机筒(6)转速、熔体输送段机筒(10)转速可实现固体输送效率、熔融效率、熔体输送效率的协调统一。
【专利说明】
一种柱推式单螺杆挤出机
技术领域
[0001]本发明是一种柱推式单螺杆挤出机，可通过匹配固体输送效率、熔融效率、熔体混合输送效率，实现管材、片材、异型材等塑料制品的高速高效挤出成型。
【背景技术】
[0002]挤出成型是借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的物料强行通过成型孔或模头而成为具有特定截面的连续制品的一种加工方法。柱塞挤出成型主要用于要求加工压力高或不宜采用螺杆挤出的工艺。柱塞挤出成型具有一定的间歇性，而螺杆挤出成型可连续生产。近年来在螺杆挤出机机筒内部开设螺旋沟槽提高固体输送效率从而提高单螺杆挤出机产量的报道屡见不鲜，针对沟槽机筒单螺杆挤出机高固体输送量和低熔融效率之间不匹配的问题，亦有专利提出了相关的解决办法。中国发明专利《一种基于径向熔融的沟槽机筒挤出机》(申请号:20120035013.3)和中国发明专利《一种沟槽机筒挤出机》(申请号:20131026134.4)均对构成沟槽机筒单螺杆挤出机提高熔融效率提供了切实可行的解决办法。但是这两个专利较高的熔融效率实现的基础是挤出机固体输送段输送的物料为整体固体塞，这在实际的生产过程中利用螺杆和机筒的组合较难实现。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种柱推式单螺杆挤出机，有效解决了螺杆挤出机存在的固体输送效率、熔融效率、熔体混合输送效率不匹配的问题，还解决了物料整体输送的问题。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案:
一种柱推式单螺杆挤出机，包括柱塞传动装置1、固体输送段机筒3、熔融段机筒6、熔体输送段机筒10、熔融段机筒传动装置7、熔体输送段机筒传动装置11、螺杆12和柱塞2。柱塞2位于固体输送段机筒流道4内，螺杆12与固体输送段机筒3相连，固体输送段机筒
3、熔融段机筒6和熔体输送段机筒10依此相连，运动部件为柱塞2、熔融段机筒6和熔体输送段机筒10，静止部件为固体输送段机筒3和螺杆12。其特征在于，固体输送段机筒流道4内柱塞2的往复直线运动实现物料的压实并沿固体输送段内流道4进入挤出机熔融段，旋转熔融段机筒6可熔融物料，旋转熔体输送段机筒10可实现物料的向前输送，熔融物料并挤出成型，通过调节柱塞4的往复运动频率和行程、熔融段机筒6转速、熔体输送段机筒10转速可实现固体输送效率、熔融效率、熔体输送效率的协调统一。
[0005]上述所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，固体输送段机筒流道4为光滑无死角流道，流道数量与螺杆12螺槽起始部位螺杆头数相同，固体输送段机筒流道4末端形状与挤出机熔融段起始部位截面形状相同，固体输送段机筒流道4截面几何压缩比为物料物理压缩比的60% -140%。
[0006]上述所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，熔融段机筒6内壁开设沟槽，沟槽头数为6-20，沟槽法向槽宽始终不变，沟槽槽深在开始的1-5倍公称直径长度内保持不变，之后逐渐减小直至消失。
[0007]上述所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，熔体输送段机筒10为光滑机筒或者销钉机筒中的一种。
[0008]上述所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，螺杆12熔融段为等槽深螺杆和分离型螺杆的组合形式；等槽深螺杆长度与熔融段机筒内等槽深沟槽长度相等；分离型螺杆的螺杆螺槽整体容积逐渐增大，其中固相螺槽容积沿螺杆轴向逐渐减小，液相螺槽容积沿螺杆轴向逐渐增大；螺杆12熔体输送段增加混炼元件，用于提高物料输送的均匀。
[0009]本发明一种柱推式单螺杆挤出机与现有技术相比较，本发明具有以下优点:
1、固体输送段物料输送采用柱塞式物料推送，可以实现物料的整体向前输送，物料在进入熔融段起始端开始熔融时为一密实的整体；
2、熔融段机筒和熔体输送段机筒可实现不同速度的配比，调节熔融效率和熔体输送效率，从而实现固体输送效率、熔融效率、熔体输送效率的匹配；
3、物料在挤出机熔融段初期可实现整体输送，之后经过机筒沟槽结构和螺杆螺槽结构的变化实现物料断裂熔融，解决物料整体输送与熔融的对接问题。
【附图说明】
[0010]图1:一种柱推式单螺杆挤出机示意图
[0011]图2:—种柱推式单螺杆挤出机固体输送段流道示意图
其中:1-柱塞传动装置，2-柱塞，3-固体输送段机筒，4-固体输送段机筒流道，5-轴承，6-熔融段机筒，7-熔融段传动装置，8-非接触式加热装置，9-密封圈，10-熔体输送段机筒，11-熔体输送段传动装置，12-螺杆，13-机筒固定支架。
【具体实施方式】
[0012]以下结合说明书附图对本发明的具体实施例加以说明。
[0013]实施例
公称直径D = 90mm，长径比为30的柱推式单螺杆挤出机。固体输送段长度为8D，其中柱塞直径为20mm，长度为100mm，行程为90mm ;熔融段机筒长径比为15D，开设机筒沟槽，在开始的内机筒沟槽槽深为4mm，槽宽为8mm，头数为10，在剩余的1D内机筒沟槽槽深逐渐减小至0，槽宽不变，沟槽头数不变；熔体输送段机筒为销钉机筒，长度为7D。螺杆为分离型螺杆，导程为90mm，螺杆螺纹头数2，螺棱法相宽度为8.0mm ;熔融段螺杆长度为15D，在开始的内，螺槽槽深为6mm，在剩余的1D长度内螺杆螺槽槽深由6mm沿螺杆轴向逐渐减小至3mm ;熔融段螺杆槽深为3mm，长度为7D。柱塞往复运动频率为120Hz，驱动功率为5kW ;沟槽熔融段机筒转速为60r/min，驱动功率为25kw，熔体输送段机筒转速为55r/min，驱动功率为20kw。加工原料为高密度聚乙烯(牌号:燕山石化5000S)。固体输送段空气冷却，熔融段机筒温度设定为175°C，熔体输送段机筒温度设置为165°C，机头温度为160°C。
[0015]按该方法和结构参数设计的单螺杆挤出机的最高产量为260kg/h，名义比功率为
0.1923kff/ (kg/h)，比流量为4.72 (kg/h) /rpm,熔体温度为176°C，熔融塑化效果良好。
[0016]本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，因此，与本发明的权利要求书相当的含有和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种柱推式单螺杆挤出机，包括柱塞传动装置(I)、固体输送段机筒(3)、熔融段机筒(6)、熔体输送段机筒(10)、熔融段机筒传动装置(7)、熔体输送段机筒传动装置(11)、螺杆(12)和柱塞⑵。柱塞⑵位于固体输送段机筒流道⑷内，螺杆(12)与固体输送段机筒(3)相连，固体输送段机筒(3)、熔融段机筒(6)和熔体输送段机筒(10)依此相连，运动部件为柱塞(2)、熔融段机筒(6)和熔体输送段机筒(10)，静止部件为固体输送段机筒(3)和螺杆(12)。其特征在于，固体输送段机筒流道(4)内柱塞(2)的往复直线运动实现物料的压实并沿固体输送段内流道(4)进入挤出机熔融段，旋转熔融段机筒(6)可熔融物料，旋转熔体输送段机筒(10)可实现物料的向前输送，熔融物料并挤出成型，通过调节柱塞(2)的往复运动频率和行程、熔融段机筒(6)转速、熔体输送段机筒(10)转速可实现固体输送效率、熔融效率、熔体输送效率的协调统一。2.根据权利要求1所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，固体输送段机筒流道(4)为光滑无死角流道，流道数量与螺杆(12)螺槽起始部位螺杆头数相同，固体输送段机筒流道(4)末端形状与挤出机熔融段起始部位截面形状相同，固体输送段机筒流道(4)截面几何压缩比为物料物理压缩比的60% -140%。3.根据权利要求1所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，熔融段机筒(6)内壁开设沟槽，沟槽头数为6-20，沟槽法向槽宽始终不变，沟槽槽深在开始的1-5倍公称直径长度内保持不变，之后逐渐减小直至消失。4.根据权利要求1所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，熔体输送段机筒(10)为光滑机筒或者销钉机筒中的一种。5.根据权利要求1所述的一种柱推式单螺杆挤出机，其特征在于，螺杆(12)熔融段为等槽深螺杆和分离型螺杆的组合形式；等槽深螺杆的长度与熔融段机筒内等槽深沟槽长度相等；分离型螺杆的螺杆螺槽整体容积逐渐增大，其中固相螺槽容积沿螺杆轴向逐渐减小，液相螺槽容积沿螺杆轴向逐渐增大；螺杆(12)熔体输送段增加混炼元件，用于提高物料输送的均匀性。
【文档编号】B29C47/66GK105881864SQ201410578868
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年10月27日
【发明人】金晓明, 薛平, 贾明印, 李珊珊, 王金阵, 王嘉敏
【申请人】北京化工大学