螺旋加料装置及含其的双螺杆挤出造粒系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺旋加料装置及含其的双螺杆挤出造粒系统，该螺旋加料装置包括物料输送装置、螺杆进料装置和下料筒，该下料筒设置于输送部的底面上靠近左侧处；该螺杆进料装置包括螺杆和变频调速电机；该螺杆包括杆部和螺旋设置于该杆部的外壁上的螺旋部，该螺旋部包括限位段、出料段和推料段，该出料段的螺距大于该推料段的螺距，且该杆部的外壁上还设有一与该出料段平行间隔设置的附加出料段，且该附加出料段位于该下料筒的顶部开口的正上方。该双螺杆挤出造粒系统包括如上所述的螺旋加料装置。本实用新型保证了下料流量的均匀性，降低了双螺杆挤出机中电机的电流波动，有效延长了双螺杆挤出机电机的使用寿命。
【专利说明】螺旋加料装置及含其的双螺杆挤出造粒系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种螺旋加料装置及含其的双螺杆挤出造粒系统。
【背景技术】
[0002] 目前，双螺杆挤出生产成熟的生产技术已在各工程塑料行业广泛应用。挤出机在 下料的生产方式、螺杆元件的结构、加工的精度及电气控制等方面也在日趋成熟和完善。双 螺杆挤出机通过螺杆组合形式的改变、生产方式的不同可对各种改性材料及合金材料进行 生产,且各厂家的材料质量也越做越好。
[0003] 目前双螺杆挤出机主要使用螺旋输送的方式进行喂料，螺旋输送器对物料输送是 水平推进，当物料加入固定的料仓内时，由于物料的重力及其与料仓间的摩擦力作用，堆积 在料仓下部的物料不随螺旋部件旋转，而只在旋转的螺旋叶片推动下向前移动，如同不旋 转的螺母沿着转动的螺杆作平移运动一样，达到输送物料的目的。到了下料口有一个重力 下料过程，在这个过程中，由于物料是粉粒混合物料，堆积角较小，使得同一螺距内的部分 物料坍塌，形成送料流量的波动，使得双螺杆挤出机电机负载波动，引发双螺杆挤出机主机 电流的较大波动。
[0004] 由此现象引起的主机电流波动大约为40A以上，在供料流量较高，主机负载较大 的情况下，送料流量波动的波峰会造成主机负载较大，容易引起主机过电流报警停车。 实用新型内容
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的传统的双螺杆挤出造粒 系统中螺旋加料装置中送料流量的波动大、双螺杆挤出机主机电流波动大、易引起主机过 电流报警停车等缺陷，提供一种螺旋加料装置及含其的双螺杆挤出造粒系统，其下料速度 均匀，能够减少使用螺杆进行物料输送时的流量波动，确保下料流量稳定以及设备的生产 安全，从而减少主机过电流报警停车次数。
[0006] 本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0007] -种螺旋加料装置，包括物料输送装置、螺杆进料装置和下料筒，其特点在于，该 物料输送装置包括支撑架和固定于该支撑架上的储料容器，该储料容器包括沿坚直方向从 上往下依次设置的料仓部、框架和与该料仓部相连通的输送部，该框架固定于该输送部的 顶面上且设置于该料仓部的底面上；
[0008] 该下料筒设置于该输送部的底面上靠近左侧处，且该下料筒的顶部开口与该输送 部的内腔室相连通；
[0009] 该螺杆进料装置包括螺杆和用于驱动该螺杆旋转的变频调速电机，该变频调速电 机固定于该输送部的一侧壁上，该螺杆与该变频调速电机的输出轴为传动连接，且该螺杆 设置于该输送部内；
[0010] 该螺杆包括杆部和螺旋设置于该杆部的外壁上的螺旋部，该螺旋部包括沿该杆部 的轴线从左往右依次设置的限位段、出料段和推料段，该限位段的右端靠近该下料筒的顶 部开口的左侧，该出料段的左端位于该下料筒的顶部开口的正上方，该出料段的螺距大于 该推料段的螺距，且该杆部的外壁上还设有一与该出料段平行间隔设置的附加出料段，且 该附加出料段位于该下料筒的顶部开口的正上方。
[0011] 在本方案中，出料段的螺距大于推料段的螺距，使得位于推料段的物料受到较大 的推力，保证了物料在送料过程中的平稳性，同时，使得出料段的送料速度较快，避免物料 堆积在靠近下料筒的位置，保证了下料流量的均匀性，输送部内的粒粉混合物能够以更均 匀的速度进入双螺杆挤出机内，降低了双螺杆挤出机中电机的电流波动，有效延长了双螺 杆挤出机电机的使用寿命，同时有效降低了双螺杆挤出机电机过电流报警停车的次数。
[0012] 另外，杆部的外壁上还设有与该出料段平行间隔设置的附加出料段，且附加出料 段位于下料筒的顶部开口的正上方，避免了位于下料筒上方的螺杆上位于同一螺距内的部 分物料坍塌，更进一步提高了下料流量的均匀性，降低了送料流量的波动。此外，限位段的 设置限定了物料在输送过程中继续向左推进。
[0013] 较佳地，该料仓部的前侧面与后侧面之间形成有一夹角，该夹角为30° -50°，且 该料仓部的前侧面与后侧面在该杆部轴线方向上的长度相等，该料仓部的左侧面与右侧面 平行。
[0014] 在本方案中，采用上述结构形式可以有效防止粉料架桥，并贴合出料螺杆形状。
[0015] 较佳地，该输送部的右端面与该料仓部的右侧面在坚直方向上对齐设置，且该输 送部与该料仓部在该杆部的轴线方向上的长度比为4: 5。
[0016] 较佳地，该出料段与该推料段在该杆部的轴线方向上的长度比为25:9,且该出料 段的螺距为该推料段的螺距的1. 3倍。
[0017] 在本方案中，采用上述结构形式，可以较好的贴合物料的堆积形状，在保证推力的 情况下保持了较好的下料速度。
[0018] 较佳地，该附加出料段的螺距与该出料段的螺距相等，且该附加出料段在该杆部 的轴向方向上的长度与该附加出料段的螺距相等。
[0019] 较佳地，该附加出料段与相邻设置的该出料段在该杆部的轴线方向上的距离为该 出料段的螺距的1/2倍。
[0020] 较佳地，该输送部的顶部还设有一位于该下料筒的正上方的下料观察窗。
[0021] 在本方案中，下料观察窗的设置便于查看螺旋加料装置的下料状态。
[0022] 本实用新型还提供了一种双螺杆挤出造粒系统，包括双螺杆挤出机、冷却水槽、切 粒装置和脱水风机，该双螺杆挤出机依次通过该冷却水槽及该脱水风机与该切粒装置连 接，该双螺杆挤出机上设有一收料筒，其特点在于，该双螺杆挤出造粒系统还包括如上所 述的螺旋加料装置和一控制装置，该控制装置用于控制该变频调速电机的启停、运行速度 和该双螺杆挤出机的挤料速度，且该控制装置分别与该变频调速电机、双螺杆挤出机电连 接；
[0023] 该螺旋加料装置的下料筒通过一下料管与该双螺杆挤出机的收料筒相连接，该下 料管的中心线与水平面之间的夹角大于或等于60°且小于90°。
[0024] 在本方案中，螺旋加料装置的下料筒通过一下料管与该双螺杆挤出机的收料筒相 连接，且该下料管的中心线与水平面之间的夹角大于或等于60°且小于90°，使得螺旋加 料装置的下料筒位于双螺杆挤出机的收料筒的斜上方，物料可以沿着下料管的管壁以相对 均匀的速度滑入双螺杆挤出机的收料筒。
[0025] 较佳地，该下料管的中心线与水平面之间的夹角为60°。
[0026] 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较 佳实例。
[0027] 本实用新型的积极进步效果在于：
[0028] 本实用新型结构简单、生产成本低、生产效率高，保证了下料流量的均匀性，输送 部内的粒粉混合物能够以更均匀的速度进入双螺杆挤出机内，降低了双螺杆挤出机中电机 的电流波动，有效延长了双螺杆挤出机电机的使用寿命，同时有效降低了双螺杆挤出机电 机过电流报警停车的次数，环保节能，并提高了产品质量，适于工业化规模生产、大规模推 广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本实用新型较佳实施例的螺旋加料装置的结构示意图。
[0030] 图2为与图1对应的右视图。
[0031] 图3为图1中螺杆的结构示意图。
[0032] 图4为本实用新型较佳实施例的双螺杆挤出造粒系统的结构示意图。
[0033] 附图标记说明：
[0034] 物料输送装置：1 支撑架：11 料仓部：12
[0035] 容置腔：121 框架：13 输送部：14
[0036] 内腔室：141 料位器：15
[0037] 螺杆进料装置：2 变频调速电机：21 螺杆：22
[0038] 杆部：221 限位段：222 出料段：223
[0039] 推料段：224 附加出料段：225 下料观察窗：23
[0040] 下料筒：3
[0041] 双螺杆挤出机：4 收料筒：41 下料管：42
[0042] 控制装置：5
【具体实施方式】
[0043] 下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0044] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、 "坚直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元 件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0045] 如图1-2所示，本实用新型螺旋加料装置包括物料输送装置1、螺杆进料装置2和 下料筒3。其中，该物料输送装置1包括支撑架11和固定在支撑架11上的储料容器。该储 料容器包括沿坚直方向从上往下依次设置的料仓部12、框架13和与该料仓部相连通的输 送部14,该框架13固定在输送部14的顶面上且设置于料仓部12的底面上。其中，该框架 13上开设有一开口，该料仓部的内腔通过该开口与该输送部的内腔相连通。
[0046] 且该料仓部12的侧壁上还设有一料位器15。料位器15起到检测料仓中物料余量 的作用，当料仓内物料余量过少时，料位器产生低料位信号，提醒投料人员加料；当料仓内 物料余量过多时，料位器产生高料位信号，提醒投料人员停止加料。在本实施例中，支撑架 11的底部设有移动装置，该移动装置用于整体移动该螺旋加料装置。
[0047] 请根据图2予以理解，料仓部12内形成有一用于放置物料的容置腔121，输送部 14内形成有一与容置腔121相连通的内腔室141。同时，下料筒3设置在输送部14的底面 上靠近左侧处，且下料筒3的顶部开口与输送部14的内腔室141相连通。其中，料仓部12 可以是任意合适的形状。
[0048] 请参见图1-2所示，在本实用新型的具体实施例中，该料仓部12的前侧面与后侧 面之间形成有一夹角，该夹角为30° -50°，且料仓部12的前侧面与后侧面在该杆部221 轴线方向上的长度相等，料仓部12的左侧面与右侧面平行。这样可以有效防止粉料架桥， 并贴合出料螺杆形状。在本实施例中，该夹角优选为40°。
[0049] 另外，输送部14为适合螺旋下料的圆柱体，使得物料可以被螺旋推至下料筒3的 顶部开口处因重力作用坚直落下。较佳地，该输送部14的右端面与该料仓部12的右侧面 在坚直方向上对齐设置，且该输送部14与该料仓部12在该杆部221的轴线方向上的长度 比为4:5。
[0050] 请根据图2予以理解，该螺杆进料装置2包括螺杆22和用于驱动螺杆22旋转的 变频调速电机21。其中，该变频调速电机21固定于该输送部14的一侧壁上，螺杆22与变 频调速电机21的输出轴为传动连接，且螺杆22设置于输送部14内。
[0051] 请根据图3予以理解，该螺杆22包括杆部221和螺旋设置于杆部221的外壁上的 螺旋部。该螺旋部包括沿杆部221的轴线从左往右依次设置的限位段222、出料段223和推 料段224,该限位段222的右端靠近下料筒3的顶部开口的左侧，该出料段223的左端位于 该下料筒3的顶部开口的正上方。其中，出料段223的螺距大于推料段224的螺距。
[0052] 由此可知，如上所述的螺旋加料装置中螺杆22是变螺距的，螺距根据物料堆积的 形状进行设计。当物料加入输送部14内时，由于物料的重力及其与输送部14底部的摩擦 力作用，堆积在输送部14底部的物料不随螺旋部旋转，而只在旋转的螺旋部的叶片推动下 向前移动。在本实用新型的具体实施例中，请参见图3所示，靠近变频调速电机21-侧的 物料堆积较多，故螺距较小，输送力度较足；靠近下料筒3 -侧物料堆积较少，故螺距较长， 输送速度较快。且螺旋加料装置中螺杆22的出料段223在最后一段螺距范围内增加一段 螺旋片，请参见图3所示，由单螺旋片增设为双螺旋片，使下料流量更加均匀稳定。
[0053] 另外，螺旋加料装置所用螺杆22在下料筒3上方的螺旋片进行了切割，请参见图2 所示，使实际螺纹形状低于正常螺纹形状，使得最后一个螺距带有一定的锥度，起到阻止物 料架桥的作用，使下料流量更加均匀稳定。
[0054] 在本实施例中，出料段223的螺距大于推料段224的螺距，使得位于推料段224的 物料受到较大的推力，保证了物料在送料过程中的平稳性，同时，使得出料段223的送料速 度较快，避免物料堆积在靠近下料筒3的位置，保证了下料流量的均匀性，输送部14内的粒 粉混合物能够以更均匀的速度进入双螺杆挤出机4内，降低了双螺杆挤出机4中电机的电 流波动，有效延长了双螺杆挤出机4电机的使用寿命，同时有效降低了双螺杆挤出机4电机 过电流报警停车的次数。
[0055] 另外，杆部221的外壁上还设有与该出料段223平行间隔设置的附加出料段225， 且附加出料段225位于下料筒3的顶部开口的正上方。这样避免了位于下料筒3上方的螺 杆上位于同一螺距内的部分物料坍塌，更进一步提高了下料流量的均匀性，降低了送料流 量的波动。此外，限位段222的设置限定了物料在输送过程中继续向左推进。
[0056] 请根据图3予以理解，该出料段223与该推料段224在该杆部221的轴线方向上 的长度比为25:9,且该出料段223的螺距为该推料段224的螺距的1. 3倍。在本实施例中， 推料段224的螺距为90mm，且推料段224在该杆部221的轴线方向上的长度为450mm，出料 段223的螺距为120mm，且出料段223在该杆部221的轴线方向上的长度为1250mm。
[0057] 进一步的，该附加出料段225的螺距与出料段的螺距相等，且附加出料段225在该 杆部221的轴向方向上的长度与附加出料段225的螺距相等。同时，附加出料段225与相 邻设置的出料段223在杆部221的轴线方向上的距离为出料段223的螺距的1/2倍。
[0058] 更进一步的，该输送部14的顶部还设有一位于该下料筒3的正上方的下料观察窗 23。请参见图1所示，通过下料观察窗23便于查看螺旋加料装置的下料状态。
[0059] 请根据图4予以理解，本实用新型还提供了一种双螺杆挤出造粒系统，其包括双 螺杆挤出机4、冷却水槽（图中未示出）、切粒装置（图中未示出）和脱水风机（图中未示 出）。其中，该双螺杆挤出机4依次通过该冷却水槽及该脱水风机与该切粒装置连接，该双 螺杆挤出机4上设有一收料筒41。
[0060] 另外，该双螺杆挤出造粒系统还包括如上所述的螺旋加料装置和一控制装置5。该 控制装置5用于控制该变频调速电机21的启停、运行速度和该双螺杆挤出机4的挤料速 度，且该控制装置5分别与该变频调速电机21、双螺杆挤出机4电连接。
[0061] 如图4所示，螺旋加料装置的下料开停可以由双螺杆挤出机4的控制装置5中的 开关控制。所述螺旋加料装置的下料速度可以由双螺杆挤出机4的控制装置5中的变频器 控制，在本实用新型的具体实施例中，双螺杆挤出机4的控制装置5中带有一套变频器，输 出特定频率的电流控制变频调速电机21。
[0062] 此外，该螺旋加料装置的下料筒3通过一下料管42与该双螺杆挤出机4的收料筒 41相连接，该下料管42的中心线与水平面之间的夹角可以是大于60°且小于90°之间的 任意倾斜角度。这样使得螺旋加料装置的下料筒3位于双螺杆挤出机4的收料筒41的斜 上方，物料可以沿着下料管42的管壁以相对均匀的速度滑入双螺杆挤出机4的收料筒41。 请参见图4所示，在本实用新型的具体实施例中，所述下料管42与水平面夹角大约为60°， 保证物料不垂直落入挤出机受料口造成较大的电流波动。在本实施例中，该下料管42的材 质为PE薄膜。
[0063] 为了体现本实用新型的螺旋加料装置的效果，采用上述的使用本实用新型的螺旋 加料装置的双螺杆挤出造粒系统，以及使用普通的螺旋加料装置的双螺杆挤出造粒系统， 进行了以下测试。
[0064] 将聚丙烯材料和添加剂混合均匀，在高速混合机中混合1分钟_3分钟，使用普通 的螺旋加料装置和本实用新型的螺旋加料装置，设定将两者同时进行下料，保证滑石粉的 含量在30 %、40 %和50%，通过双螺杆挤出造粒系统生产，树脂温度控制在250摄氏度左 右，测试相同含量下，3分钟内双螺杆挤出机4电机的电流波动情况。
[0065] 表 1
[0066]
【权利要求】
1. 一种螺旋加料装置，包括物料输送装置、螺杆进料装置和下料筒，其特征在于，该物 料输送装置包括支撑架和固定于该支撑架上的储料容器，该储料容器包括沿坚直方向从上 往下依次设置的料仓部、框架和与该料仓部相连通的输送部，该框架固定于该输送部的顶 面上且设置于该料仓部的底面上； 该下料筒设置于该输送部的底面上靠近左侧处，且该下料筒的顶部开口与该输送部的 内腔室相连通； 该螺杆进料装置包括螺杆和用于驱动该螺杆旋转的变频调速电机，该变频调速电机固 定于该输送部的一侧壁上，该螺杆与该变频调速电机的输出轴为传动连接，且该螺杆设置 于该输送部内； 该螺杆包括杆部和螺旋设置于该杆部的外壁上的螺旋部，该螺旋部包括沿该杆部的轴 线从左往右依次设置的限位段、出料段和推料段，该限位段的右端靠近该下料筒的顶部开 口的左侧，该出料段的左端位于该下料筒的顶部开口的正上方，该出料段的螺距大于该推 料段的螺距，且该杆部的外壁上还设有一与该出料段平行间隔设置的附加出料段，且该附 加出料段位于该下料筒的顶部开口的正上方。
2. 如权利要求1所述的螺旋加料装置，其特征在于，该料仓部的前侧面与后侧面之间 形成有一夹角，该夹角为30° -50°，且该料仓部的前侧面与后侧面在该杆部轴线方向上 的长度相等，该料仓部的左侧面与右侧面平行。
3. 如权利要求2所述的螺旋加料装置，其特征在于，该输送部的右端面与该料仓部的 右侧面在坚直方向上对齐设置，且该输送部与该料仓部在该杆部的轴线方向上的长度比为 4:5。
4. 如权利要求3所述的螺旋加料装置，其特征在于，该出料段与该推料段在该杆部的 轴线方向上的长度比为25:9,且该出料段的螺距为该推料段的螺距的1. 3倍。
5. 如权利要求1所述的螺旋加料装置，其特征在于，该附加出料段的螺距与该出料段 的螺距相等，且该附加出料段在该杆部的轴向方向上的长度与该附加出料段的螺距相等。
6. 如权利要求5所述的螺旋加料装置，其特征在于，该附加出料段与相邻设置的该出 料段在该杆部的轴线方向上的距离为该出料段的螺距的1/2倍。
7. 如权利要求1-6中任意一项所述的螺旋加料装置，其特征在于，该输送部的顶部还 设有一位于该下料筒的正上方的下料观察窗。
8. -种双螺杆挤出造粒系统，包括双螺杆挤出机、冷却水槽、切粒装置和脱水风机，该 双螺杆挤出机依次通过该冷却水槽及该脱水风机与该切粒装置连接，该双螺杆挤出机上设 有一收料筒，其特征在于，该双螺杆挤出造粒系统还包括如权利要求1所述的螺旋加料装 置和一控制装置，该控制装置用于控制该变频调速电机的启停、运行速度和该双螺杆挤出 机的挤料速度，且该控制装置分别与该变频调速电机、双螺杆挤出机电连接； 该螺旋加料装置的下料筒通过一下料管与该双螺杆挤出机的收料筒相连接，该下料管 的中心线与水平面之间的夹角大于或等于60°且小于90°。
9. 如权利要求8所述的双螺杆挤出造粒系统，其特征在于，该下料管的中心线与水平 面之间的夹角为60°。
【文档编号】B29C47/60GK204149359SQ201420475017
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】沈新洋 申请人:上海金昌工程塑料有限公司