螺杆副和设有螺杆副的同向啮合双螺杆挤出的制造方法
【专利摘要】螺杆副包括每个均具有外周表面(9)的第一和第二螺杆(14a,14b)，沟槽(8)成螺旋形地形成在外周表面(9)中，并且螺杆副在沿轴心的X1方向上输送原材料。每个螺杆(14a,14b)的沟槽(8)的内侧表面包括：第一表面(8a)，面向X1方向，且形成为使得在螺杆(14a,14b)彼此啮合的状态下螺杆(14a,14b)的外周表面(9)在其间无间隙的情况下彼此重合；和第二表面(8b)，面向与X1方向相反的X2方向，并且在螺杆(14a,14b)彼此啮合的状态下，第二表面在螺杆(14a,14b)的外周表面(9)之间形成间隙。
【专利说明】螺杆副和设有螺杆副的同向啮合双螺杆挤出机
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种用于同向啮合式双螺杆挤出机的螺杆副，所述同向啮合式双螺杆挤出机从含有液体成分的热塑性合成树脂原材料中移除液体成分。
【背景技术】
[0002]例如，在含有液体成分诸如水的热塑性合成树脂原材料(下文简称为合成树脂原材料)例如塑料或橡胶中，在移除液体成分后，合成树脂原材料被模制成合成树脂模制产品。当从合成树脂原材料移除液体成分时，在现有技术中，使用同向啮合式双螺杆挤出机(下文简称为挤出机)。
[0003]参考图17(a)和17(b)描述了当从合成树脂原材料移除液体成分时使用的挤出机。图17(a)和17(b)是示出普通挤出机的轮廓的上剖视图和侧剖视图。
[0004]如图所示，在图17(a)和17(b)中，挤出机I包括具有筒形形状的缸2和设置在缸2的一端上的模具3。缸2包括:原材料供应口 4，用于将合成树脂原材料输入到缸2中；和液体排出口 5，用于从缸2的内部排出从合成树脂原材料移除的液体成分。
[0005]另外，挤出机I包括可旋转地容纳在缸2中的一对螺杆6。所述一对螺杆6被设置成使得螺杆6的旋转轴线R彼此平行。
[0006]每个螺杆6都包括:输送部分6a,该输送部分6a将缸2中的合成树脂原材料从原材料供应口 4在Xl方向上朝向模具3输送；和压榨部分6b，该压榨部分6b混揉合成树脂原材料，并从合成树脂原材料移除液体成分。输送部分6a和压榨部分6b在Xl方向上交替地设置，从原材料供应口 4供应的合成树脂原材料被输送部分6a输送至压榨部分6b，经过压榨部分6b，并且被输送至模具3。
[0007]当合成树脂原材料的液体成分经过压榨部分6b时，从合成树脂原材料移除液体成分。移除了液体成分的合成树脂原材料被从压榨部分6b朝向模具3输送，并且被从缸2的内部挤出，同时被模具3模制为预定形状。
[0008]从合成树脂原材料移除的液体成分在与Xl方向相反的X2方向上从压榨部分6b流经输送部分6a。液体排出口 5形成在压榨部分6b的X2方向侧上，并且从合成树脂原材料移除的液体成分通过液体排出口 5从缸2的内部排出。
[0009]作为确定螺杆6在Xl方向上输送合成树脂原材料的能力(下文也称为输送能力)或者导致从合成树脂原材料移除的液体成分在X2方向上流动的能力(下文也称为排泄能力)的因素之一，存在一种输送部分6a的结构。已经提出了能够提高螺杆6的输送能力或排泄能力的各种输送部分6a的结构(例如，专利文献I)。
[0010]将使用图18 (a)和18 (b)描述在专利文献I中公开的被称为角螺棱螺杆件(angleflight screw piece)的输送部分的结构。图18(a)是一对角螺棱螺杆件的轮廓图，并且图18(b)是沿图18(a)的线A-A截取的剖视图。
[0011]如图18 (a)和18 (b)中所示，角螺棱螺杆件7包括外周表面9，沟槽8成螺旋形地形成在所述外周表面9中。在沟槽8的内表面中，面向Xl方向的第一表面8a和面向X2方向的第二表面8b从沟槽8的底表面8c竖立成相对于角螺棱螺杆件7的轴心大致垂直。
[0012]输入到缸2(参考图17(a)和17(b))中的合成树脂原材料进入沟槽8的内部。随着角螺棱螺杆件7的旋转，第一表面8a在Xl方向上挤压合成树脂原材料。结果，在Xl方向上输送合成树脂原材料。从合成树脂原材料移除的液体成分经由沟槽8中的不存在合成树脂原材料的空间在X2方向上流动。
[0013]由于第一表面和第二表面8a和Sb在角螺棱螺杆件7中彼此平行，所以沟槽8的容积相对大。因此，容易确保合成树脂原材料或液体成分移动通过的足够空间。结果，液体成分容易在X2方向上流动，并且提高了螺杆6 (参考图17(a)和17(b))的排泄能力。
[0014]然而，在角螺棱螺杆件7中，当输送合成树脂原材料时，合成树脂原材料的一部分可能附着至第一表面8a。不容易在Xl方向上输送附着至第一表面8a的合成树脂原材料，因此，螺杆6(参考图17(a)和17(b))的输送能力降低。在专利文献I中，还公开了一种被称为滚珠螺棱螺杆件(ball flight screw piece)的输送部分的结构,该结构具有比角螺棱螺杆件高的输送能力。
[0015]图19(a)是一对滚珠螺棱螺杆件的轮廓图，并且图19(b)是沿图19(a)的线B-B截取的剖视图。此外，对与图18(a)和18(b)中所示的部件相同的部件赋予相同的附图标记，并简单地描述这些部件。
[0016]一个滚珠螺棱螺杆件10的第一和第二表面8a和Sb以及另一滚珠螺棱螺杆件10的外周表面9弯曲以彼此接触。因此，所述一对滚珠螺棱螺杆件10在同一方向上旋转，并且一个滚珠螺棱螺杆件10的第一和第二表面8a和8b与另一滚珠螺棱螺杆件10的外周表面9处于滑动接触。
[0017]在所述一对滚珠螺棱螺杆件10中，所述另一滚珠螺棱螺杆件10的外周表面9与所述一个滚珠螺棱螺杆件10的第一表面8a处于滑动接触。因此，附着至所述一个滚珠螺棱螺杆件10的第一表面8a的合成树脂原材料被刮落。
[0018]所述另一滚珠螺棱螺杆件10也具有类似于所述一个滚珠螺棱螺杆件10的构造。也就是说，所述一对滚珠螺棱螺杆件10能够输送合成树脂原材料，且合成树脂原材料不附着在每个滚珠螺棱螺杆件10的第一表面8a上。因此，在滚珠螺棱螺杆件10中，能够获得相对高的输送能力。
[0019]引用列表
[0020]专利文献
[0021]专利文献I JP-A-2007-326232
【发明内容】
[0022]技术问题
[0023]然而，如图19 (a)和19 (b)中所示，滚珠螺棱螺杆件10的沟槽8的在Xl方向上的宽度从沟槽8的开口侧朝向沟槽8的底表面Sc逐渐减小。因此，滚珠螺棱螺杆件10的沟槽8的容积比图18(a)和18(b)中所示的角螺棱螺杆件7的沟槽8的容积小。因此，在滚珠螺棱螺杆件10中，当将许多合成树脂原材料输入到缸2(参考图17(a)和17(b))中时，沟槽8被合成树脂原材料填充，不能充分确保液体成分流经的空间，并且担心排泄能力可能降低。
[0024]例如，如果排泄能力降低，则不能够通过压榨部分6b(参考图17(a)和17(b))排出从合成树脂原材料移除的液体成分，并且液体成分被再次输入到经过压榨部分6b的合成树脂原材料。在该情况下，由于从模具3 (参考图17(a)和17(b))挤出的合成树脂原材料包括液体成分，所以当模制合成树脂模制产品时，容易出现缺陷产品。
[0025]因此，考虑到上述问题作出本发明，并且本发明的目的在于，在不降低螺杆的输送能力的情况下提高螺杆的排泄能力。
[0026]问题的解决方案
[0027]为了实现上述目的，根据本发明的一个例示性方面，提供一种螺杆副，所述螺杆副包括:用于同向啮合式双螺杆挤出机的第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和所述第二螺杆具有外周表面，沟槽成螺旋形地形成在所述外周表面上，其中所述第一螺杆和所述第二螺杆被构造成在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下绕每个螺杆的轴心旋转，并且所述第一螺杆和所述第二螺杆被构造成在沿所述轴心的预定方向上输送原材料，并且其中所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的所述沟槽的内表面包括:第一表面，所述第一表面面向所述预定方向，并且在所述第一表面中，所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面形成为在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下在所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面之间无间隙的情况下彼此重合；和第二表面，所述第二表面面向与所述预定方向相反的方向，并且在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下，所述第二表面在所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面之间形成间隙。
[0028]发明的有利效果
[0029]根据本发明，能够在不降低螺杆的输送能力的情况下提高螺杆的排泄能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是示出本发明可适用的挤出机的实例的轮廓的侧剖视图。
[0031]图2是示出本发明可适用的挤出机的另一实例的轮廓的侧剖视图。
[0032]图3是在根据本发明的实例的螺杆副的输送部分彼此啮合的状态下的轮廓的照片。
[0033]图4是在根据本发明的实例的螺杆副的输送部分彼此啮合的状态的透视图。
[0034]图5是根据本发明的实例的螺杆的输送部分的侧视图。
[0035]图6是用于示意合成树脂原材料和液体成分在图5中所示的螺杆的输送部分中的流动的视图。
[0036]图7是沿图6中所示的螺杆的线C-C截取的剖视图。
[0037]图8(a)至8(g)是当在X2方向上观看根据本发明的实施例的螺杆副中的与Xl方向垂直的横截面时的剖视图，其中图8(a)是在预定时刻处的剖视图，并且图8(b)至8(g)是当第一和第二螺杆从图8(a)中所示的状态旋转30°、60°、90°、120°、150°和180°时的剖视图。
[0038]图9是根据本发明的另一实例的螺杆的剖视图。
[0039]图10是在根据比较例的螺杆副的输送部分彼此啮合的状态下的轮廓的照片。
[0040]图11是在根据比较例的螺杆副的输送部分彼此啮合的状态下的透视图。
[0041]图12是根据比较例的螺杆的输送部分的侧视图。
[0042]图13是用于示意合成树脂原材料和液体成分在图12中所示的螺杆的输送部分中的流动的视图。
[0043]图14是沿图13中所示的螺杆的线D-D截取的剖视图。
[0044]图15(a)至15(g)是当在X2方向上观看根据本发明的比较例的螺杆副中的与Xl方向垂直的横截面时的剖视图，其中图15(a)是在预定时刻处的剖视图，并且图15(b)至15(g)是当第一和第二螺杆从图8(a)中所示的状态旋转30°、60°、90°、120°、150°和180°时的剖视图。
[0045]图16是将本发明的实例的螺杆的排泄能力和现有技术的螺杆的排泄能力彼此比较的曲线图。
[0046]图17(a)是现有技术的挤出机的上剖视图，并且图17(b)是现有技术的挤出机的侧剖视图。
[0047]图18(a)是角螺棱螺杆件的轮廓图，并且图18(b)是角螺棱螺杆件的剖视图。
[0048]图19(a)是滚珠螺棱螺杆件的轮廓图，并且图19(b)是滚珠螺棱螺杆件的剖视图。
【具体实施方式】
[0049]下面将参考附图描述本发明的实施例。顺便提及，对与图17(a)至19(b)中所示的部件相同的部件赋予相同的附图标记，并简单地描述这些部件。
[0050](实例)
[0051]图1是示出本发明可适用的同向啮合式双螺杆挤出机(下文称为挤出机)的实例的轮廓的侧剖视图。图2是本发明可适用的挤出机的另一实例的轮廓的侧剖视图。
[0052]当使用挤出机从合成树脂原材料移除液体成分时，可能出现易挥发性成分。在图1中所示的挤出机中，在缸2中形成用于排放易挥发性成分的通气孔11。该挤出机被称为具有通气孔的同向啮合式双螺杆挤出机(下文称为具有通气孔的挤出机12)。
[0053]在图2中所示的挤出机中，在缸2上不设置通气孔。该挤出机被称为无通气孔的同向啮合式双螺杆挤出机(下文称为无通气孔的挤出机13)。
[0054]由移除液体成分的合成树脂原材料所需的性质确定是否使用具有通气孔的挤出机12或使用无通气孔的挤出机13。
[0055]例如，在具有通气孔的挤出机12中，从合成树脂原材料移除液体成分，并且从通气孔11排放易挥发性成分。因此，在具有通气孔的挤出机12中，获得不包括气泡的合成树脂原材料。
[0056]另一方面，在无通气孔的挤出机13中，从缸2的内部几乎不排出当混揉合成树脂原材料时产生的易挥发性成分。因此，在无通气孔的挤出机13中，合成树脂原材料随同易挥发性成分一起从缸2被挤出，并且获得包括气泡的合成树脂原材料。
[0057]本发明能够应用于具有通气孔的挤出机12或无通气孔的挤出机13。下文中，具有通气孔的挤出机12和无通气孔的挤出机13将彼此不区分，并且将被描述为挤出机。
[0058]如图1和2中所示，挤出机包括:缸2 ;和一对螺杆14，所述一对螺杆14被可旋转地容纳在缸2中；和模具3，该模具3被设置在缸2的一端处。所述一对螺杆14被设置成使得螺杆14的旋转轴线R彼此平行。
[0059]每个螺杆14都包括:输送部分15a，输送部分15a被构造成将缸2中的合成树脂原材料在预定方向(下文称为Xl方向)上从原材料供应口 4朝向模具3输送；和压榨部分15b，压榨部分15b被构造成混揉合成树脂原材料并从合成树脂原材料移除液体成分。输送部分15a和压榨部分15b在Xl方向上交替地设置。因此，从原材料供应口 4输入到缸2中的合成树脂原材料被输送部分15a输送至压榨部分15b，经过压榨部分15b，并且被输送至模具3。
[0060]液体排出口 5在缸2中形成在压榨部分15b的X2方向侧上，所述X2方向与Xl方向相反。由压榨部分15b从合成树脂原材料移除的液体成分在X2方向上从压榨部分15b流经输送部分15a，并且被从液体排出口 5排出。
[0061]不特别限制液体排出口 5和压榨部分15b的数目。也就是说，可设置一个液体排出口 5和一个压榨部分15b，并且可设置多个液体排出口 5和多个压榨部分15b。如果可能，优选地，根据被输入到缸2中的合成树脂原材料中的液体成分的含量来最优化液体排出口5和压榨部分15b的数目。这是因为虽然随着液体排出口 5和压榨部分15b的数目增大，从合成树脂原材料移除液体成分的能力被提高，但是挤出机的制造成本也增加。
[0062]例如，当合成树脂原材料中的液体成分的含量相对大时，增加液体排出口 5和压榨部分15b的数目。当合成树脂原材料中的液体成分的含量相对小时，设置一个液体排出口 5和一个压榨部分15b。通过根据合成树脂原材料中的液体成分的含量来最优化液体排出口 5和压榨部分15b的数目，能够从合成树脂原材料充分地移除液体成分，并且能够抑制挤出机的制造成本增加。
[0063]将参考图3至7描述根据本发明的实施例的一对螺杆14。图3和4是在所述一对螺杆14的输送部分15a彼此哨合的状态下的轮廓照片和透视图。图5是输送部分15a的侧视图。图6是用于示意合成树脂原材料和液体成分在图5中所示的螺杆14的输送部分15a中的流动的视图。图7是沿图6中所示的螺杆14的线C-C截取的剖视图。
[0064]如图3至7中所不，螺杆14的输送部分15a包括外周表面9,在该外周表面9上成螺旋形地形成沟槽8。沟槽8的内表面包括:面向Xl方向的第一表面8a ;和面向X2方向的第二表面8b。
[0065]在第一和第二螺杆14被安装在挤出机中的状态下，第一和第二螺杆彼此啮合，使得一个螺杆14(下文称为第一螺杆14a)的外周表面9的一部分进入另一个螺杆14(下文称为第二螺杆14b)的沟槽8的一部分。
[0066]被输入到缸2中的合成树脂原材料M进入沟槽8的内部，并且随着第一和第二螺杆14a和14b的旋转被沟槽8的第一表面8a在Xl方向上输送。被压榨部分15b (参考图1和2)从合成树脂原材料M移除的液体成分W在X2方向上流经沟槽8中的不存在合成树脂原材料M的空间。
[0067]第一螺杆14a的第一表面8a被形成为使得:在第一和第二螺杆14a和14b彼此啮合的状态下，在第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆的第一表面之间无间隙的情况下，第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆的第一表面重合。因此，当第一和第二螺杆14a和14b在同一方向上旋转时，第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆14a的第一表面8a滑动接触。
[0068]当第一和第二螺杆14a和14b的输送部分15a输送合成树脂原材料M时,合成树脂原材料M可附着至沟槽8的第一表面8a。当第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆14a的第一表面8a滑动接触时，附着至第一螺杆14a的第一表面8a的合成树脂原材料M被擦除。因此，在第一螺杆14a的沟槽8中的合成树脂原材料M被有效地输送，并且提高了第一螺杆14a的输送能力。
[0069]在第一和第二螺杆14a和14b彼此啮合的状态下，在第一螺杆14a的第二表面8b和第二螺杆14b的外周表面9之间形成间隙。
[0070]例如，在本实例中，第一螺杆14a的第二表面8b从沟槽8的底表面8c竖立，以在径向方向(径向方向指的是与轴心垂直的假想平面从该轴心径向延伸的方向)上与第一螺杆14a大致平行。因此，与当第一螺杆14a的第二表面Sb与第二螺杆14b的外周表面9形成接触时相比，能够增大第一螺杆14a的沟槽8的在Xl方向上的横截面宽度。结果，能够增大第一螺杆14a的沟槽8的容积。
[0071]由于沟槽8的容积增大，沟槽8中的不存在合成树脂原材料M的空间增大，因而，液体成分W容易在输送部分15a中的X2方向上流动。结果，第一螺杆14a的排泄能力提高。
[0072]在本实施例中，也类似于第一螺杆14a的第一和第二表面8a和8b形成第二螺杆14b的第一和第二表面8a和Sb。因此，附着至第二螺杆14b的第一表面8a的合成树脂原材料M被第一螺杆14a的外周表面9擦除。另外，第二螺杆14b的沟槽8的在Xl方向上的横截面宽度相对大，并且第二螺杆14b的沟槽8的容积增大。
[0073]这里，将参考图8描述当第一和第二螺杆14a和14b旋转时，第一螺杆14a的第一和第二表面8a和8b与第二螺杆14b的外周表面9之间的位置关系以及第二螺杆14b的第一和第二表面8a和8b与第一螺杆14a的外周表面9之间的位置关系。
[0074]图8 (a)至8(g)是当在X2方向上观看第一和第二螺杆14a和14b的与Xl方向垂直的横截面时的剖视图。图8(a)是在预定时刻处的剖视图，并且图8(b)至8(g)是当第一和第二螺杆从图8(a)中所示的状态旋转30°、60°、90°、120°、150°和180°时的剖视图。
[0075]顺便提及，在关于图8(a)至8(g)的说明中，第一和第二表面8a和8b以及底表面8c仅意味着图8(a)至8(g)中的横截面所示的位置，并且外周表面9的指的是在图8(a)至8(g)中的横截面所示的位置中除了沟槽8的内表面之外的表面。
[0076]在图8 (a)中所示的状态下，第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆14a的沟槽8的底表面8c形成接触。从图8(a)中所示的状态至图8(b)中所示的状态，第一螺杆14a的第一表面8a与第二螺杆14b的外周表面9处于滑动接触。之后，第二螺杆14b的外周表面9与第一螺杆14a分尚。
[0077]从图8(a)中所示的状态经由图8(c)中所示的状态至图8(d)中所示的状态，第一螺杆14a的外周表面9接近第二螺杆14b的沟槽8的底表面8c。由于第二螺杆14b的第二表面8b从沟槽8的底表面Sc竖立以大致平行于第二螺杆14b的径向方向，所以第一螺杆14a的外周表面9不与第二螺杆14b形成接触。
[0078]当到达图8 (d)中所示的状态时，第一螺杆14a的外周表面9与第二螺杆14b的沟槽8的底表面8c形成接触。从图8(d)中所示的状态至图8(e)中所示的状态，第二螺杆14b的第一表面8a与第一螺杆14a的外周表面9处于滑动接触。之后，第一螺杆14a的外周表面9与第二螺杆14b分离。
[0079]从图8(e)中所示的状态经由图8(f)中所示的状态至图8(g)中所示的状态，第二螺杆14b的外周表面9接近第一螺杆14a的沟槽8的底表面8c。由于第一螺杆14a的第二表面8b从沟槽8的底表面Sc竖立以大致平行于第一螺杆14a的径向方向，所以第二螺杆14b的外周表面9不与第一螺杆14a形成接触。
[0080]第一和第二螺杆14a和14b具有上述位置关系。
[0081]如图9中所示,第二表面8b可弯曲以在Xl方向上从第一和第二螺杆14a和14b的每个沟槽8的开口侧朝向沟槽8的底表面8c突出。图9是根据本发明的另一实例的螺杆16的剖视图。
[0082]图9中所示的螺杆16的沟槽8的容积比在图8 (a)至8 (g)中所示的每个螺杆14的沟槽8的容积大。因此，进一步提高了图9中所示的螺杆16的排泄能力。
[0083]顺便提及，在图3至图8(g)中所示的第一和第二螺杆14a和14b中，即使当第一和第二螺杆14a和14b在第一和第二螺杆彼此啮合的状态下在同一方向上旋转时，第二螺杆14b的外周表面9也不与第一螺杆14a的第二表面Sb处于滑动接触。因此，可能担心第一螺杆14a的输送能力会被降低。
[0084]然而，通过被挤压至第一表面8a，沟槽8中的合成树脂原材料M在Xl方向上被输送。也就是说，合成树脂原材料M基本不与第二表面Sb形成接触，因而，合成树脂原材料M不附着至第二表面Sb。因此，即使当第一螺杆14a的第二表面Sb不与第二螺杆14b的外周表面9处于滑动接触，第一螺杆14a的输送能力几乎不降低。
[0085]类似地，第二螺杆14b的输送能力几乎不降低。
[0086]下面，为了验证本发明的效果，将描述比较关于根据本发明实例的螺杆14和现有技术螺杆的排泄能力的试验。
[0087](比较例)
[0088]将参考图10至14描述被用作比较例的螺杆。图10和11是在根据比较例的一对螺杆的输送部分彼此啮合的状态下的轮廓的照片和透视图。图12是输送部分的侧视图。图13是用于示意合成树脂原材料和液体成分在图12中所示的螺杆的输送部分中的流动的视图。
[0089]图14是沿图13中所示的螺杆的线D-D截取的剖视图。
[0090]如图10至14中所示，根据比较例的第一螺杆17a的第一和第二表面8a和8b被形成为使得:在第一和第二螺杆17a和17b彼此啮合的状态下，第一和第二螺杆17a和17b的外周表面9在第一和第二螺杆17a和17b的外周表面9之间无间隙的情况下彼此重合。因此，如果第一和第二螺杆17a和17b在同一方向上旋转，则第二螺杆17b的外周表面9与第一螺杆17a的第一和第二表面8a和Sb处于滑动接触。
[0091]由于根据比较例的第一螺杆17a的第二表面Sb以这种方式形成，所以第一螺杆17a的沟槽8的容积比根据实例的第一螺杆14a的沟槽8的容积小。
[0092]也类似于根据比较例的第一螺杆17a形成根据比较例的第二螺杆17b，并且根据比较例的第二螺杆17b的沟槽8的容积比根据实例的第二螺杆17b的沟槽8的容积小。
[0093]这里，将参考图15描述当第一和第二螺杆17a和17b旋转时第一螺杆17a的第一和第二表面8a和Sb与第二螺杆17b的外周表面9之间的位置关系以及第二螺杆17b的第一和第二表面8a和8b与第一螺杆17a的外周表面9之间的位置关系。
[0094]图15(a)至15(g)是当在X2方向上观看第一和第二螺杆17a和17b的与Xl方向垂直的横截面时的剖视图。图15(a)是在预定时刻处的剖视图，并且图15(b)至15(g)是当第一和第二螺杆17a和17b从图8(a)中所示的状态旋转30°、60°、90°、120°、150°和180°时的剖视图。
[0095]顺便提及,在关于图15(a)至15(g)的说明中，第一和第二表面8a和8b仅意味着图15(a)至15(g)中的横截面所示的位置，并且外周表面9指的是在图15(a)至15(g)中的横截面所示的位置中除了沟槽8的内表面之外的表面。
[0096]在图15(a)中所示的状态下，第二螺杆17b的外周表面9与第一螺杆17a的第一表面8a形成接触。从图15(a)中所示的状态至图15 (b)中所示的状态，第一螺杆17a的第一表面8a与第二螺杆17b的外周表面9处于滑动接触。之后，第二螺杆17b的外周表面9与第一螺杆17a分尚。
[0097]当到达图15(c)中所示的状态时，第一螺杆17a的外周表面9与第二螺杆17b的第二表面8b形成接触。从图15(c)中所示的状态至图15(d)中所示的状态，第二螺杆17b的第二表面8b与第一螺杆17a的外周表面9处于滑动接触。
[0098]当到达图15(d)中所示的状态时，第一螺杆17a的外周表面9与第二螺杆17b的第一表面8a形成接触。从图15(d)中所示的状态至图15(e)中所示的状态，第二螺杆17b的第一表面8a与第一螺杆17a的外周表面9处于滑动接触。之后，第一螺杆17a的外周表面9与第二螺杆17b分离。
[0099]当到达图15(f)中所示的状态时，第二螺杆17b的外周表面9与第一螺杆17a的第二表面Sb形成接触。从图15(f)中所示的状态至图15(g)中所示的状态，第一螺杆17a的第二表面8b与第二螺杆17b的外周表面9处于滑动接触。
[0100]第一和第二螺杆17a和17b具有上述位置关系。
[0101](比较结果)
[0102]接着，将描述比较结果。根据实例的螺杆14和根据比较例的螺杆17被应用于株式会社日本制钢所制造的同向啮合式双螺杆挤出机TEX65，并因而执行比较试验。此外，比较试验中的螺杆的直径被设定为69mm。
[0103]作为合成树脂，使用三元乙丙橡胶(EPDM)。此外，作为被输入到缸2 (参考图1)中的合成树脂原材料，使用包括重量百分比为50%的水的合成树脂原材料。含水的合成树脂原材料到缸2中的输入量被设定为1000kg/h，并且螺杆的旋转速度被设定为500rpm。
[0104]在比较试验中，在各阶段，通过螺杆的导程(沟槽8的螺距与螺棱的螺纹数的乘积)除以螺杆的直径获得的值从0.1至0.6变化。在表I中示出比较试验的结果。
[0105][表 I]
[0106]导程/螺杆排出水量剩余水量排出水的剩余水的
直径kg/hkg/h比例％比例％
OJ20030040037^5~
0.2527023054.031.5
0.54257585,013.0
0.754505090.09.1
实 I4505090.09.1
例 1.54307086.012.3
240010080.016.7
337013074.020.6
433017066.025.4
__6__250__250__50.033.3
Ol200300400TL5^
0.2525025050.033.3
0.540010080.016.7
比 0.754257585.013.0
^ I4257585.013.0
f: 1.540010080.016.7
例 235015070.023.1
333017066.025.4
430020060.028.6
625025050.033.3
[0107]在表I中，排出水量是从液体排出口 5(参考图1)排出的水量，并且剩余水量是在从模具3(参考图1)挤出的合成树脂原材料中含有的水量。此外，排出水的比例是通过排出水量除以在被输入到缸2中之前合成树脂原材料中所含的水量计算的值，并且剩余水的比例是被从模具3挤出的合成树脂原材料中所含的水的重量百分比。
[0108]图16是示出比较试验的结果的曲线图，其中水平轴线指示螺杆的导程除以螺杆直径获得的值，并且垂直轴线指示排泄比。在图16中，圆形点绘是根据实例的螺杆14的结果，并且方形点绘是根据比较例的螺杆17的结果。
[0109]如从表I和图16显见，实例的螺杆14中的排泄比高于比较例的螺杆17中的排泄t匕。由此，应理解，通过使用根据实例的螺杆14，提高了螺杆14的排泄能力。
[0110]特别地，当导程除以螺杆直径获得的值为从0.5至3.0时，根据实例的螺杆14中的排泄比远高于根据比较例的螺杆17中的排泄比。这是因为下列原因。
[0111]也就是说，由导程除以螺杆直径获得的值等于或大于0.5，因而，在沟槽8中充分地确保从合成树脂原材料移除的水流经的空间。因此，容易排出被压榨部分15b (参考图1)从合成树脂原材料移除的水。
[0112]另外，由导程除以螺杆直径获得的值小于或等于0.3，因而，足够量的合成树脂原材料进入沟槽8，并且容易将合成树脂原材料输送至压榨部分15b (参考图1)。因此，合成树脂原材料被更强的力挤压至压榨部分15b (参考图1)，并且在压榨部分15b中从合成树脂原材料移除更多的水。
[0113]根据这些原因，根据实例的螺杆14的排泄比增加。因此，由于从合成树脂原材料移除更多的液体成分，所以优选的是:根据实例的螺杆14的导程除以螺杆直径获得的值为从 0.5 至 3.0。
[0114]本发明不限于上述实施例，并且能够适当地执行变型、改进等。此外，能够任意地选择上述实施例中的每个部件的材料、形状、尺寸、值、外观、数目、设置位置等，只要它们能够实现本发明，并且不受限制。
[0115]参考具体实施例详细地描述了本发明。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是:在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明应用各种改变和变型。
[0116]本发明基于2012年3月I日提交的日本专利申请2012-045573，其公开内容通过引用并入本文。
[0117]这里，根据上述本发明的螺杆副和具有该螺杆副的同向啮合式双螺杆挤出机的实施例的特征被简单地集中在一起，并且如以下[I]至[6]罗列。
[0118][I] 一种螺杆(14)副，包括:
[0119]用于同向啮合式双螺杆挤出机的第一和第二螺杆(14a，14b)，所述第一和第二螺杆具有外周表面(9)，沟槽(8)成螺旋形地形成在所述外周表面上，
[0120]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)被构造成在所述第一和第二螺杆(14a，14b)彼此啮合的状态下绕每个螺杆(14a，14b)的轴心旋转，并且所述第一和第二螺杆(14a, 14b)被构造成在沿着所述轴心的预定方向(Xl)上输送原材料，并且
[0121]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的所述沟槽的内表面均包括:
[0122]第一表面(8a)，所述第一表面(8a)面向所述预定方向(Xl)，并且在所述第一表面(Sa)中，所述第一和第二螺杆(14a，14b)的所述外周表面(9)被形成为在所述第一和第二螺杆(14a，14b)彼此啮合的状态下在所述第一和第二螺杆(14a，14b)的所述外周表面(9)之间无间隙的情况下彼此重合；和
[0123]第二表面(8b)，所述第二表面(8b)面向与所述预定方向(Xl)相反的方向(X2)，并且在所述第一和第二螺杆(14a，14b)彼此啮合的状态下，所述第二表面(Sb)在所述第一和第二螺杆(14a，14b)的所述外周表面(9)之间形成间隙。
[0124][2]根据上述[I]所述的螺杆(14)副，
[0125]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的所述第一表面(8a)被弯曲成在所述预定方向(Xl)上从所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的沟槽(8)的开口侧朝向所述沟槽(8)的底表面(Sc)突出，并且
[0126]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的所述第二表面(Sb)被形成为平行于所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的径向方向。
[0127][3]根据上述[I]所述的螺杆(14)副，
[0128]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)中的每个螺杆的所述第一表面(8a)和所述第二表面(8b)被弯曲成在所述预定方向(Xl)上从所述第一和第二螺杆中的每个螺杆的沟槽⑶的开口侧朝向所述沟槽⑶的底表面(8c)突出。
[0129][4]根据上述[I]至[3]中的任一个所述的螺杆(14)副，
[0130]其中导程除以螺杆直径获得的值是从0.5至3.0，所述导程是在所述预定方向上相邻的所述沟槽的螺距与螺棱的螺纹数的乘积。
[0131][5]根据上述[I]所述的螺杆(14)副，
[0132]其中所述第一和第二螺杆(14a，14b)进一步包括压榨部分(15b)，所述压榨部分(15b)被构造成移除所述原材料中的液体成分，并且所述压榨部分(15b)被设置在形成有所述沟槽(8)的部分的所述预定方向(Xl)侧处。
[0133][6] 一种同向啮合式双螺杆挤出机(12，13)，包括根据上述[I]至[5]中的任一个所述的螺杆(14)副。
[0134]工业实用性
[0135]根据本发明，能够在不降低螺杆的输送能力的情况下提高螺杆的排泄能力。
[0136]在同向啮合式双螺杆挤出机的领域中有效地使用包括所述效果的本发明。
[0137]附图标记列表
[0138]2:缸
[0139]3:模具
[0140]4:原材料供应口
[0141]5:液体排出口
[0142]8:沟槽
[0143]8a:第一表面
[0144]8b:第二表面
[0145]8c:底表面
[0146]9:外周表面
[0147]11:排气孔
[0148]12:具有排气孔的挤出机
[0149]13:无排气孔的挤出机
[0150]14、16 和 17:螺杆
[0151]14a 和 17a:第一螺杆
[0152]14b 和 17b:第二螺杆
[0153]15a:输送部分
[0154]15b:压榨部分
【权利要求】
1.一种螺杆副，包括: 用于同向啮合式双螺杆挤出机的第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和所述第二螺杆具有外周表面，沟槽成螺旋形地形成在所述外周表面上， 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆被构造成在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下绕每个螺杆的轴心旋转，并且所述第一螺杆和所述第二螺杆被构造成在沿所述轴心的预定方向上输送原材料，并且 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的所述沟槽的内表面包括: 第一表面，所述第一表面面向所述预定方向，并且在所述第一表面中，所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面被形成为在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下在所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面之间无间隙的情况下彼此重合；和 第二表面，所述第二表面面向与所述预定方向相反的方向，并且在所述第一螺杆和所述第二螺杆彼此啮合的状态下，所述第二表面在所述第一螺杆和所述第二螺杆的所述外周表面之间形成间隙。
2.根据权利要求1所述的螺杆副， 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的所述第一表面被弯曲成在所述预定方向上从所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的沟槽的开口侧朝向所述沟槽的底表面突出，并且 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的所述第二表面被形成为平行于所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的径向方向。
3.根据权利要求1所述的螺杆副， 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的所述第一表面和所述第二表面被弯曲成在所述预定方向上从所述第一螺杆和所述第二螺杆中的每个螺杆的沟槽的开口侧朝向所述沟槽的底表面突出。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的螺杆副， 其中导程除以螺杆直径获得的值是从0.5至3.0，所述导程是在所述预定方向上相邻的所述沟槽的螺距与螺棱的螺纹数的乘积。
5.根据权利要求1所述的螺杆副， 其中所述第一螺杆和所述第二螺杆进一步包括压榨部分，所述压榨部分被构造成移除所述原材料中的液体成分，并且所述压榨部分被设置在形成有所述沟槽的部分的所述预定方向侧处。
6.一种同向啮合式双螺杆挤出机，包括根据权利要求1至5中的任一项所述的螺杆副。
【文档编号】B29B7/46GK104159718SQ201380011988
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年2月28日 优先权日:2012年3月1日
【发明者】清水阳平, 半田清, 柿崎淳 申请人:株式会社日本制钢所