一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于粉体加工设备技术领域，具体涉及一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合。
【背景技术】
[0002]纳米粉体母粒所包含的碳纤维材料是近年来开发的新产品。它由超细粉末材料和聚丙腈碳纤维两种成份混合组成，强度可高达250?560MPa，而一般普通粉末材料通常只有12MPa，这种粉末材料还具有重量轻、耐热性、阻燃性能好等优点，适用于各种土木建筑工程，是一种优良的结构材料，还可用于航天工程。碳纤维材料工艺流程是:破碎及预均化;生料制备、磨粉;生料均化、筛选和分级;预热分解、干燥;粉末材料熟料的烧成;粉末材料粉磨;粉末材料包装。
[0003]目前，碳纤维材料生产用的原料在机筒内所受螺杆啮合剪切作用不是很稳定，原料混合和塑料质量都比较低，严重影响该原料的性能。
[0004]针对上述技术问题，故需要进行改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种原料在机筒内所受螺杆啮合剪切作用稳定均匀，原料混合和塑料质量比较好，并且能保证力学性能不受影响的一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合。
[0006]为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的:一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合，包括双螺杆挤压机，和设置在该双螺杆挤压机上的机筒;该机筒内设有两根平行的螺杆，每根螺杆上均安装有多个不同规格的螺旋件;该螺杆对称布设于机筒内，且转向相同，该螺杆的一端连接螺杆轴承，并由该螺杆轴承带动该螺杆转动;所述螺杆包括带有花键的花键轴、螺纹元件和捏合元件;该螺纹元件和捏合元件的内孔带有与花键轴上花键相对应的花键槽;多个不同正、反向的螺纹元件和多个不同正、反向的捏合元件按顺序排列在花键轴上，花键轴的两端将排列好的螺纹元件和捏合元件固定，所述螺杆的一端设有与花键槽槽口相匹配的螺杆头，螺杆的另一端通过螺杆轴承固定连接;该螺杆头的外径小于该螺杆的外径。
[0007]作为本实用新型的一种优选方案，每根螺杆可分为:输送段、熔融段、混炼段、排气段及均化段共5段，装配时，两根螺杆相位相差90°相位角。
[0008]作为本实用新型的一种优选方案，以Z/Y、XZ/Y、GDZ/Y表示螺纹元件为正向螺纹，Z/YL表示螺纹元件为反向螺纹，其中Z表示螺纹元件的导程，其单位为mm，Y表示螺纹元件的长度单位为mm，XZ/Y中的X表示Z的1/Y的导程;而GDZ/Y中的的GD表示螺纹元件的螺槽的槽深由深向浅过度。
[0009]作为本实用新型的一种优选方案，所述的以Z/Y、XZ/Y和Z/YL表示的多个不同的正、反向的螺纹元件中Ζ/Υ、ΧΖ/Υ和Z/YL有各种不同的具体数据为:28/14，68/34，Χ68/34，GD34/34，44/22，L22/22，34/34。
[00?0]作为本实用新型的一种优选方案，以@/n/m表示正向捏合元件，@/n/mCZ表示该捏合元件的缺口与螺杆整体在一条直线上，而@/n/mCF表示该捏合元件的缺口与螺杆方向是斜的；@表示捏合元件的错位角，η表示捏合块的个数，m表示整个捏合元件的长度;其具体数据为:44/5-45°，44/4-60°，28/4-60°，40-45°/5-54，40-90°/5-32，28/5-45° 30/5-45°，40-44-44-CZ，40-45° /5-32，40-44/44-CF;其中，捏合元件为40-45° /5-54，@/n/m/Q 表示规格相同的正、反向捏合元件为Q个。
[0011]作为本实用新型的一种优选方案，所述螺杆还可以分为11个加热区，即第一加热区、第二加热区、第三加热区、第四加热区、第五加热区、第六加热区、第七加热区、第八加热区、第九加热区、第十加热区、第i^一加热区；其中
[0012]第一加热区包括以下元件:28/14，68/34，68/34;
[0013]第二加热区包括以下元件:28/14，X68/34，X68/34;
[0014]第三加热区包括以下元件:X68/34，⑶34/34，68/34
[0015]第四加热区包括以下元件:68/34，44/5-45°,44/4-60° ,28/4-60° ；
[0016]第五加热区包括以下元件:44/22，40-45°/5-54，40-90° /5-32，28/5-45°，L22/22 ；
[0017]第六加热区包括以下元件:44/22，44/22，28/14，30/5-45°,28/5-45° ；
[0018]第七加热区包括以下元件:40-44-44-CZ，30/5-45°，40-45°/5-32，40-90° /5-32 ；40-44/44-CF；
[0019]第八加热区包括以下元件:44/22，44/22，28/14，44/5-45°，
[0020]第九加热区包括以下元件:44/4-60°，40-45°/5-54，L22/22，68/34[0021 ] 第十加热区包括以下元件:68/34，34/34，44/22
[0022]第^^一加热区包括以下元件:44/22，44/22，28/14，28/14。
[0023]作为本实用新型的一种优选方案，所述螺杆长度为1897.5mm，直径为30mm。
[0024]本实用新型的有益效果是:采用双螺杆旋转挤压的方式，原料被挤出过程中产生的摩擦热量少;原料所受螺杆啮合剪切作用稳定均匀;原料混合和塑料质量比较好;双螺杆啮合旋转工作，使得螺杆组合对原料的力学性能不受影响，而且节约能源，降低了生产成本。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合实施例的结构示意图。
[0026]图2是本实用新型螺纹元件的结构示意图。
[0027]图3是本实用新型捏合元件的结构示意图。
[0028]图中附图标记:螺杆6，花键轴6-1，螺纹元件6-2，捏合元件6_3，花键槽6_4，螺杆头6-5，螺杆轴承7。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型实施例作详细说明。
[0030]实施例一:如图1所示:一种用于纳米粉体母粒加工的螺杆组合，包括双螺杆挤压机，和设置在该双螺杆挤压机上的机筒;该机筒内设有两根平行的螺杆6，每根螺杆6上均安装有多个不同规格的螺旋件;该螺杆6对称布设于机筒内，且转向相同，
[0031]该螺杆6的一端连接螺杆轴承7，并由该螺杆轴承7带动该螺杆6转动所述螺杆6包括带有花键的花键轴6-1、螺纹元件6-2和捏合元件6-3 ；该螺纹元件6-2和捏合元件6-3的内孔带有与花键轴6-1上花键相对应的花键槽6-4;多个不同正、反向的螺纹元件6-2和多个不同正、反向的捏合元件6-3按顺序排列在花键轴6-1上，花键轴6-1的两端将排列好的螺纹元件6-2和捏合元件6-3固定，所述螺杆6的一端设有与花键槽6-4槽口相匹配的螺杆头6_5，螺杆6的另一端通过螺杆轴承7固定连接;该螺杆头6-5的外径小于该螺杆6的外径。
[0032]每根螺杆6可分为:输送段A、熔融段B、混炼段C、排气段D及均化段P共5段，装配时，两根螺杆6相位相差90°相位角。
[0033 ]输送段A，一般为输送物料，防止溢料。
[0034]熔融段B，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
[0035]混炼段C，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性与分散性混合功能。
[0036]排气段D，排出水汽、低分子量物质等杂质。
[0037]均化段P，输送和增压，建立一定压力，使模口处物料有一定的致密度，同时进一步混合，最终达到顺利挤出造粒的目的。
[0038]以Z/Y、XZ/Y、⑶Z/Y表示螺纹元件6-2为正向螺纹，Z/YL表示螺纹元件6-2为反向螺纹，其中Ζ表示螺纹元件6-2的导程，其单位为mm，Y表示螺纹元件6-2的长度单位为mm，XZ/Y中的X表示Z的1/Y的导程;而GDZ/Y中的的GD表示螺纹元件6-2的螺槽的槽深由深向浅过度。[0039 ] 以Z/Y、XZ/Y和Z/YL表示的多个不同的正、反向的螺纹元件6_2中Z/Y、XZ/Y和Z/YL有各种不同的具体数据为:28/14，68/34，X68/34，GD34/34，44/22，L22/22，34/34，
[0040]以@/n/m表示正向捏合元件6-3，@/n/mCZ表示该捏合元件6-3的缺口与螺杆整体在一条直线上，而@/n/mCF表示该捏合元件6-3的缺口与螺杆方向是斜的；@表示捏合元件6-3的错位角，η表示捏合块的个数，m表示整个捏合元件6-3的长度；其具体数据为:44/5-45。,44/4-60°,28/4-60°，40-45°/5-54，40-90°/5-32，28/5-45°30/5-45°,40-44-44-CZ,40-45° /5-32，40-44/44-CF;其中，捏合元件 6_3 为40-45° /5-54，@/n/m/Q 表示规格相同的正、反向捏合元件为Q个。
[0041 ] 螺杆6长度为1897.5mm，直径为30mm。
[0042]本实用新型的工作原理:在操作过程中，对于螺纹元件6-2的使用分为正向和反向螺纹，正向螺纹主要用于物料的输送，反向螺纹主要起到增压及物料的返混作用，螺纹元件6-2的几何参数主要有导程及螺槽深度，可分为大、中、小导程;螺槽深度有深、中、浅之分；
[0043]大导程，指螺距为1.??2D，小导程，指螺距为0.4D左右。
[0044]其使用规律:随着导程增加，螺杆挤出量增加，物料停留时间减少，混合效果降低。
[0045]选用大导程螺纹的场合，以输送为主的场合，利于提高产量;热敏性聚合物，缩短停留时间，减少降解;排气处选用(也有选用浅槽)，增大表面积，利于排气，挥发等。
[0046]选用中导程螺纹场合，以混合为主的场合，具不同的工作段逐渐缩小的组合，用于输送和增压。
[0047]选取用小导程螺纹的场合，为一般是组合上逐渐减小，用于输送段和均化计量段，起到增压，提高熔融;提高混合物化程度及挤出稳定。
[0048]对于捏合元件6-3是双螺杆挤压机的关键元件，其主要作用是提供强剪切力，物料通过捏合元件6-3的剪切力的剪切作用实现高度分散，物料通过捏合区时，其界面与剪切方向不同，由于剪切作用使物料不断更新界面，使物料细化和均匀。
[0049]方向，分正向和反向。反向，对物料的输送有阻碍作用，起到延长时间，提高填充增大压力，大大提高混炼效果的作用。
[0050]角度，一般有“30°、45°、60 °、90 °”之分，其作用与效果:正向时，增大交错角，将降低输送能力，延长停留时间，提高混炼效果，但越易漏流。对于分布混合与分散混合而言，分布混合随着角度大而更加有效，分散混合在角度45。时最好，其次是30。，最差是6