专利名称：叠层组合式挤出机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种挤出机，属于高分子材料共混改性、反应加工、蒸发脱挥、挤
出成型机械领域。
背景技术：
挤出机是塑料成型机械中所加工物料量最多的一类，由于单螺杆、双螺杆、多螺杆 挤出机共混加工与挤出成型能够连续生产，且设备投资少，产量高，因而应用非常广泛。然 而，在某些场合，挤出机的发展受到了制约。例如有些反应挤出成型，要求物料停留时间长， 混合充分，目前的挤出机无论是单螺杆还是双螺杆以及多螺杆，长径比已经达到了极限，所 以大部分的反应成型采用罐式反应器，设备投资大，生产间歇进行。而如果螺杆再加长，螺 杆的强度满足不了正常生产的要求，在生产过程中，时有螺杆被扭断的事故发生，尤其对于 双螺杆，内部的芯轴是花键轴，螺纹元件套在花键上，对于小直径的双螺杆挤出机，花键轴 非常细，更是容易损坏的零件。目前，解决这一问题采用的一种方法是双阶挤出，例如第一 阶是双转子连续混炼机或双螺杆挤出机，物料混合后排入到第二阶单螺杆挤出机，当然第 二阶也可以是双螺杆挤出机。这种组合，机器占地面积大，各阶分别控制，产量的匹配调节 复杂，第二阶的加料系统要修改，造成这种选择适应性差，需要根据物料特点制造专用的挤 出机。该方案成本高，很难适应物料多变的需求。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种适应不同物料的挤出机，尤其是物料反应、脱挥 等工艺要求停留时间长、螺杆的长径比很大的场合，加工难度降低，螺杆强度提高，整机占 地少，结构简单，清洗和调整方便。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案叠层组合式挤出机，主要由传
动系统、加料系统、多层的挤出系统和隔热系统组成，挤出系统包括转动分配系统、机筒、螺
杆、温控系统、支撑系统、入料口和出料口，机筒一端与转动分配系统连接，另一端与支撑系
统连接，螺杆位于机筒内，螺杆的一端与转动分配系统连接，转动分配系统带动螺杆转动，
螺杆的另一端与支撑系统相连构成双支点支撑；支撑系统内部有轴承及密封装置，支撑系
统对机筒也起到支撑作用；温控系统设置在机筒上，可以包覆在机筒外侧或采用钻孔或夹
套传热，用于控制机筒的温度；加料系统位于第一层挤出系统的机筒的入料口处，出料口
位于机筒的远离加料段的机筒末端，第一层挤出系统的出料口与下一层的入料口相通，在
第一层挤出系统的物料经混合、塑化及反应后在第二层挤出系统继续混合、塑化及反应，由
第二层挤出系统的出料口进入到第三层挤出系统的入料口，根据物料塑化、混合和反应要
求确定挤出系统的层数；传动系统只有一个，各层挤出系统螺杆的转动由转动分配系统和
支撑系统共同提供，传动系统通过转动齿轮与第一层的螺杆连接，带动第一层螺杆转动，每
增加一层挤出系统其中就增加一个过渡齿轮和一组转动齿轮，第一层螺杆的转动齿轮通过
过渡齿轮把转动传给第二层的转动齿轮，依次传递，使各层螺杆的转动速度联动，产量相匹配；在各层挤出系统的机筒的侧面或上面可根据要求增设辅助加料口，通过加料装置向机
筒内加料；各层机筒上的温控系统控制各段的温度，层间可以通过隔热系统隔热，隔热系统
可以是空隙间的空气，也可以在空隙间填加石棉、毛毡等隔热材料，提高隔热效果。 本实用新型叠层组合式挤出机位于转动分配系统中的部分齿轮可以布置在支撑
系统中，齿轮布置空间增大，使得齿轮的直径可以增大，进而提高齿轮的强度。 本实用新型叠层组合式挤出机各层的螺杆接近支撑系统处可以有螺杆头，此端的
螺杆不插入支撑系统中，螺杆为悬臂结构，由物料使螺杆浮动在机筒中，支撑系统只起到端
部密封的作用及支撑机筒的作用。 本实用新型叠层组合式挤出机传动系统可以与第一层的转动齿轮连接，也可以与 其他层的转动齿轮连接，再通过过渡齿轮传递动力。 本实用新型叠层组合式挤出机传动系统与过渡齿轮连接，通过过渡齿轮再带动各 层的转动齿轮转动。 本实用新型叠层组合式挤出机的最后一层出料口为排料口，排料口也可以位于最 后一层挤出系统螺杆的轴线方向上，螺杆有螺杆头，这种结构形式有利于与机头和后续的 辅机相连。 本实用新型叠层组合式挤出机的机筒为整体式，或由多段连接而成，如果增加长 径比，在机筒中再串联相应段的机筒然后更换相应长度的螺杆即可。也可以通过增加挤出 系统的层数来实现。 本实用新型叠层组合式挤出机的布置是卧式结构或立式结构，叠层方向是垂直上 下排列或者水平左右排列，或者其排列方向与水平面成0度至90度之间的任意夹角，三层 以上时可以平行排布，也可以围绕过渡齿轮中心旋转一定角度，构成"之"字状曲折排列，以 利于设置中间加料或排气口等辅助装置。 本实用新型叠层组合式挤出机由于采用挤出系统多层叠加的结构，每层的螺杆的 长径比可以减少，而叠加后的总长径比可以很长，例如每层的长径比为25，四层叠加后的总
长径比为ioo，这种结构不仅每层的加工难度大大降低，螺杆强度提高，而且整体达到了传
统挤出机无法达到的数值，能够非常方便地满足混合、塑化和反应的各种要求，适应性强； 由于只配备一套传动系统，各层螺杆的转动由转动分配系统传递动力，相互间匹配性好；每 层长度降低，拆装螺杆方便，易于清洗和维修；叠加结构占地少，与多阶挤出机相比成本低。
图1是本实用新型叠层组合式挤出机的三维结构示意图。 图2是本实用新型叠层组合式挤出机的二维结构示意图。 图3是本实用新型叠层组合式挤出机的转动分配系统传动关系原理图，即为图2 中的A-A向的传动关系示意图。 图4是本实用新型叠层组合式挤出机的挤出系统中螺杆为悬臂结构，排料口轴向 布置的示意图。 图中1-传动系统，2-转动分配系统，3-加料系统，4-机筒，5-螺杆，6-温控系统， 7-出料口 ， 8-支撑系统，9-入料口 ， 10-排料口 ， 11-隔热系统，12-转动齿轮，13-过渡齿轮。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型叠层组合式挤出机，主要由传动系统1、加料系统 3、多层挤出系统和隔热系统组成，挤出系统包括转动分配系统2、、机筒4、螺杆5、温控系统 6、入料口 9和出料口 7，螺杆5位于机筒4内，螺杆5的一端与转动分配系统2连接，转动分 配系统2带动螺杆5转动，螺杆5的另一端与支撑系统8相连构成双支点支撑或者如目前 常用的形式采取单支点悬臂支撑。支撑系统8通过其内部的轴承及密封装置使螺杆5转动 灵活并支撑机筒4，熔融的物料在密封装置的保护下不会流入支撑系统8的轴承中，温控系 统6包覆在机筒4外侧或采用钻孔或夹套传热，用于控制机筒4的温度，加料系统3位于第 一层挤出系统机筒4的入料口 9处，出料口 7位于机筒4的远离加料段的机筒4末端，第一 层挤出系统的出料口 7与下一层的入料口 9相通，在第一层挤出系统的物料经混合、塑化及 反应后在第二层挤出系统继续混合、塑化及反应，由第二层挤出系统的出料口 7进入到第 三层挤出系统的入料口 9，根据物料塑化、混合和反应要求确定挤出系统的层数；传动系统 1只有一个，各层挤出系统螺杆5的转动由转动分配系统2和支撑系统8共同提供，图3所 示过渡齿轮13和转动齿轮12位于转动分配系统2中的示意图，传动系统1通过转动齿轮 12与第一层的螺杆5连接，带动第一层螺杆5转动，每增加一层挤出系统就增加一个过渡齿 轮13和一组转动齿轮12，第一层螺杆5的转动齿轮12通过过渡齿轮13把转动传给第二层 的转动齿轮12，依次传递，使各层螺杆5的转动速度联动，产量相匹配；根据要求在各层挤 出系统的机筒4的侧面或上面增设辅助加料口，通过加料装置向机筒4内加料；各层机筒4 上的温控系统6控制各段的温度，层间可以通过隔热系统11进行隔热，使得隔层间的温度 不产生相互的影响，隔热系统11可以是机筒4间的空隙间的空气，也可以是在空隙间填加 石棉等隔热材料，以提高隔热效果。 图4所示本实用新型叠层组合式挤出机的最后一层挤出系统中螺杆5为悬臂结 构，出料口 7为排料口 IO，排料口 10位于螺杆5的轴线方向上，螺杆5有螺杆头，这种结构 形式有利于与机头和后续的辅机相连接。 本实施方式中叠层组合式挤出机的机筒4由多段连接而成，如果增加长径比，在
机筒4中再串联相应段的机筒4然后更换相应长度的螺杆5即可。 本实施方式中叠层组合式挤出机的布置是卧式结构，各层间平行排布。
权利要求叠层组合式挤出机，其特征在于主要由传动系统、加料系统、多层的挤出系统和隔热系统组成，挤出系统包括转动分配系统、机筒、螺杆、温控系统、支撑系统、入料口和出料口，机筒一端与转动分配系统连接，另一端与支撑系统连接，螺杆位于机筒内，螺杆的一端与转动分配系统连接，转动分配系统带动螺杆转动，螺杆的另一端与支撑系统相连构成双支点支撑；支撑系统内部有轴承及密封装置，支撑系统对机筒也起到支撑作用；温控系统设置在机筒上；加料系统位于第一层挤出系统的机筒的入料口处，出料口位于机筒的远离加料段的机筒末端，第一层挤出系统的出料口与下一层的入料口相通，第二层挤出系统的出料口与第三层挤出系统的入料口相通，依次类推；传动系统只有一个，各层挤出系统螺杆的转动由转动分配系统和支撑系统共同提供，传动系统通过转动齿轮与第一层的螺杆连接，带动第一层螺杆转动，每增加一层挤出系统就增加一个过渡齿轮和一组转动齿轮，第一层螺杆的转动齿轮通过过渡齿轮把转动传给第二层的转动齿轮，依次传递，使各层螺杆的转动速度联动；各层机筒上的温控系统控制各段的温度，机筒间设置隔热系统。
2. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于温控系统包覆在机筒外侧 或采用钻孔或夹套传热。
3. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于隔热系统是空隙间的空气 或在空隙间填加的隔热材料。
4. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于在各层挤出系统的机筒的 侧面或上面增设辅助加料口，通过加料装置向机筒内加料。
5. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于位于转动分配系统中的部 分齿轮布置在支撑系统中。
6. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于螺杆接近支撑系统处有螺 杆头，此端的螺杆不插入支撑系统中，螺杆为悬臂结构。
7. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于传动系统与第一层的转动 齿轮连接或与其他层的转动齿轮连接，再通过过渡齿轮传递动力；或传动系统与过渡齿轮 连接，通过过渡齿轮再带动各层的转动齿轮转动。
8. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于机筒为整体式，或由多段连 接而成。
9. 根据权利要求1所述的叠层组合式挤出机，其特征在于最后一层挤出系统的出料 口为排料口 ，排料口位于螺杆的轴线方向上，螺杆有螺杆头。
10. 根据权利要求l所述的叠层组合式挤出机，其特征在于挤出系统的布置是卧式结 构或立式结构，叠层方向是垂直上下排列或者水平左右排列。
专利摘要本实用新型叠层组合式挤出机属于高分子材料共混改性、反应加工、蒸发脱挥、挤出成型机械领域。该机主要由传动系统、加料系统、多层挤出系统和隔热系统组成，挤出系统包括转动分配系统、机筒、螺杆、温控系统、入料口和出料口，加料系统位于第一层挤出系统的机筒的入料口处，第一层挤出系统的出料口与第二层的入料口相通，第二层挤出系统的出料口与第三层挤出系统的入料口相通，依次类推；传动系统通过转动齿轮和过渡齿轮控制螺杆的转动，各层机筒上的温控系统控制各段的温度，机筒间设置隔热系统。本实用新型由于采用挤出系统多层叠加的结构，总长径比长，加工难度低，并且应用适应性强，清洗和维修方便，层间转动匹配性好，整机占地少，成本低。
文档编号B29C47/08GK201538029SQ20092024660
公开日2010年8月4日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者丁玉梅, 安瑛, 杨卫民, 谢鹏程 申请人:北京化工大学