一种用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置及其生产方法与流程

本发明涉及一种聚丙烯复合材料的生产设备，尤其是一种用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置及其生产方法。

背景技术：

在生产聚丙烯复合材料时，需要使用双螺杆挤出机将原料进行混合挤出成型。现有的挤出机无法根据聚丙烯复合材料的原料组份和加工要求在各工段灵活施加合适的挤出压力，导致原料配方或者加工工艺发生变化时，对于原料的混炼效果变差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置及其生产方法，能够解决现有技术的不足，提高了对于不同原料配方和加工工艺的灵活适应性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置，包括筒体，筒体内设置有第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆由进料端至出料端依次包括第一混合部、第二混合部、第三混合部和第四混合部，所述第二螺杆由进料端至出料端依次包括第五混合部、第六混合部、第七混合部和第八混合部；第一混合部和第二混合部之间通过离合器连接，第三混合部和第四混合部之间通过离合器连接，第二混合部和第三混合部之间通过连接轴连接，第五混合部和第六混合部之间通过离合器连接，第七混合部和第八混合部之间通过离合器连接，第六混合部和第七混合部之间通过连接轴连接；第一混合部连接有第一驱动电机，第四混合部连接有第二驱动电机，第五混合部连接有第三驱动电机，第八混合部连接有第四驱动电机。

作为优选，所述第一混合部上设置有第一螺纹部，第一螺纹部上设置有缺口，缺口的两侧设置有导流槽；第五混合部上设置有第二螺纹部，第二螺纹部的迎液面设置有第一副螺纹，第二螺纹部与第一副螺纹的夹角为20°，第一螺纹部与第二螺纹部相互啮合。

作为优选，所述第二混合部和第六混合部上分别设置有第三螺纹部，第三螺纹部的顶部设置有折边，第二混合部和第六混合部上的第三螺纹部相互间隙配合。

作为优选，所述第三混合部和第七混合部上设置有若干个筋板，相邻的筋板之间保持15°的夹角，筋板的两侧设置有与筋板轴向相平行的凹槽，第三混合部和第七混合部上的筋板相互间隙配合。

作为优选，所述第四混合部上设置有第四螺纹部，第四螺纹部的顶部设置有与第四螺纹部平行的凸缘，凸缘的厚度小于第四螺纹部的厚度；第八混合部上设置有第五螺纹部，第五螺纹部的两侧设置有弹性金属片，第四螺纹部与第五螺纹部相互啮合，弹性金属片与凸缘过盈配合。

一种上述用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置的生产方法，

当需要筒体内保持相同的挤出压力时，离合器固定结合，第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机保持相同的转速；

当需要筒体中部的挤出压力小于两端的挤出压力时，离合器摩擦结合，第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机保持相同的转速；

当需要筒体中部无挤出压力时，离合器分离，第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机和第四驱动电机保持相同的转速；

当需要筒体两端的挤出压力保持差异时，使第一驱动电机和第二驱动电机之间保持转速差，第三驱动电机和第四驱动电机之间保持转速差；

当需要筒体中部产生径向推挤力，使任意一个离合器或者分别处于两个螺杆上且位于对角位置的两个离合器摩擦接触。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过连接轴将一根螺杆分成了两个独立驱动的螺杆段，利用离合器实现了同一螺杆段上不同混合部的主动旋转和从动旋转。利用驱动电机转速的变化和离合器的断开与结合，实现了不同混合部旋转状态的灵活调整。位于进料端的第一混合部和第二混合部，通过第一螺纹部和第二螺纹部的啮合，使原料通过缺口延长其在第一混合部和第二混合部之间进行旋转混合的时间，可以使原料充分熔化，并进行混合。第三螺纹部的折边可以使原料产生一个反向流动的趋势，利用对流提高原料的混合均匀度，与此同时还可以加强第一混合部和第二混合部位置的混料压力，提高混合效果。第三混合部和第七混合部上的筋板与螺旋流动的原料产生直接的撞击和摩擦，消除原料内残存的为充分混合的小基团。第四螺纹部与第五螺纹部的啮合可以有效提高出料的流速和压力稳定性。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一螺纹部的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中第二螺纹部的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中第三螺纹部的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中筋板的结构图。

图6是本发明一个具体实施方式中第四螺纹部的结构图。

图7是本发明一个具体实施方式中第五螺纹部的结构图。

图8是本发明一个具体实施方式中离合器的结构图。

图中：1、筒体；2、第一螺杆；3、第二螺杆；4、第一混合部；5、第二混合部；6、第三混合部；7、第四混合部；8、第五混合部；9、第六混合部；10、第七混合部；11、第八混合部；12、离合器；13、连接轴；14、第一驱动电机；15、第二驱动电机；16、第三驱动电机；17、第四驱动电机；18、第一螺纹部；19、缺口；20、导流槽；21、第二螺纹部；22、第一副螺纹；23、第三螺纹部；24、折边；25、筋板；26、凹槽；27、第四螺纹部；28、凸缘；29、第五螺纹部；30、弹性金属片；31、梯形接口；32、螺纹槽；33、挡板；34、通孔；35、粗糙面；36、弧面部；37、平面部；38、摩擦盘；39、凹陷部；40、摩擦条；41、通风孔；42、导风槽；43、气动推送机构。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-8，发明一个具体实施方式包括筒体1，筒体1内设置有第一螺杆2和第二螺杆3，所述第一螺杆2由进料端至出料端依次包括第一混合部4、第二混合部5、第三混合部6和第四混合部7，所述第二螺杆3由进料端至出料端依次包括第五混合部8、第六混合部9、第七混合部10和第八混合部11；第一混合部4和第二混合部5之间通过离合器12连接，第三混合部6和第四混合部7之间通过离合器12连接，第二混合部5和第三混合部6之间通过连接轴13连接，第五混合部8和第六混合部9之间通过离合器12连接，第七混合部10和第八混合部11之间通过离合器12连接，第六混合部9和第七混合部10之间通过连接轴13连接；第一混合部4连接有第一驱动电机14，第四混合部7连接有第二驱动电机15，第五混合部8连接有第三驱动电机16，第八混合部11连接有第四驱动电机17。第一混合部4上设置有第一螺纹部18，第一螺纹部18上设置有缺口19，缺口19的两侧设置有导流槽20；第五混合部8上设置有第二螺纹部21，第二螺纹部21的迎液面设置有第一副螺纹22，第二螺纹部21与第一副螺纹22的夹角为20°，第一螺纹部18与第二螺纹部21相互啮合。第二混合部5和第六混合部9上分别设置有第三螺纹部23，第三螺纹部23的顶部设置有折边24，第二混合部5和第六混合部9上的第三螺纹部23相互间隙配合。第三混合部6和第七混合部10上设置有若干个筋板25，相邻的筋板25之间保持15°的夹角，筋板25的两侧设置有与筋板25轴向相平行的凹槽26，第三混合部6和第七混合部10上的筋板25相互间隙配合。第四混合部7上设置有第四螺纹部27，第四螺纹部27的顶部设置有与第四螺纹部27平行的凸缘28，凸缘28的厚度小于第四螺纹部27的厚度；第八混合部11上设置有第五螺纹部29，第五螺纹部29的两侧设置有弹性金属片30，第四螺纹部27与第五螺纹部29相互啮合，弹性金属片30与凸缘28过盈配合。

另外，缺口19与导流槽20的连接处设置有梯形接口31，梯形接口31的底面为斜面，由梯形接口31只导流槽20逐渐降低。梯形接口31可以有效提高原料在缺口19与第一螺纹部18之间的流动性。

第二混合部5和第六混合部9的底部分别设置有螺纹槽32，螺纹槽32位于相邻的第三螺纹部23。螺纹槽32可以利用折边24对原料向下的推挤力，提高原料在第二混合部5和第六混合部9的流动性，防止第二混合部5和第六混合部9的部位出现空腔气泡。

凹槽26的径向截面为单叶双曲线，其方程为：

凹槽26底部设置有粗糙面35，凹槽26内交错设置有若干个挡板33，挡板33上设置有与凹槽26轴向相垂直的通孔34。挡板33可以有效提高原料在凹槽26内的流动均匀性，对未混合的小基团起到充分的破坏作用。

弹性金属片30两侧设置有弧面部36，弹性金属片3的顶部设置有平面部37。弧面部36与平面部37相切连接。弹性金属片30的结构可以使其与凸缘28相接触时，其接触面相对稳定，有利于保持出料通道内的出料压力稳定。

第一混合部4的长度大于第五混合部8的长度，第一混合部4的顶部与第六混合部9间隙配合。

本发明所使用的离合器，除了可以使用现有的离合器至外，还可以使用下述离合器结构：

离合器12包括两个对称设置的摩擦盘38，摩擦盘38的中心设置有凹陷部39，凹陷部39的外侧设置有若干个摩擦条40，摩擦盘38上设置有若干个通风孔41，摩擦条40的侧壁设置有导风槽42。任意一个摩擦盘38连接有气动推送机构43，另一个摩擦盘38固定设置在相应的混合部上。

一种上述的用于生产聚丙烯复合材料的挤出装置的生产方法，

当需要筒体内保持相同的挤出压力时，离合器固定结合，第一驱动电机14、第二驱动电机15、第三驱动电机16和第四驱动电机17保持相同的转速；

当需要筒体中部的挤出压力小于两端的挤出压力时，离合器摩擦结合，第一驱动电机14、第二驱动电机15、第三驱动电机16和第四驱动电机17保持相同的转速；

当需要筒体中部无挤出压力时，离合器分离，第一驱动电机14、第二驱动电机15、第三驱动电机16和第四驱动电机17保持相同的转速；

当需要筒体两端的挤出压力保持差异时，使第一驱动电机14和第二驱动电机15之间保持转速差，第三驱动电机16和第四驱动电机17之间保持转速差；

当需要筒体中部产生径向推挤力，使任意一个离合器或者分别处于两个螺杆上且位于对角位置的两个离合器摩擦接触。

本发明可以灵活的对挤出压力进行分段调节，拓展了挤出机的适用范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。