变螺距双螺杆挤出机的制作方法

本发明涉及一种螺杆挤出设备，尤其涉及一种用于太阳能电池封装膜挤出成膜的双螺杆挤出机。

背景技术：

1、螺杆挤出机是太阳能电池组件封装膜生产中将eva/poe等高分子材料熔融塑化形成均匀熔体的机械设备，与单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机具有更高的熔融塑化效率和混合质量，因而双螺杆挤出机在太阳能电池封装膜的挤出成膜生产中得到更多应用。

2、螺杆挤出机的挤出胶膜质量，不仅与螺杆挤出机型、螺杆几何等参数密切相关，而且螺杆挤出机的运行温度对胶膜质量也显得极为重要，合理稳定的运行温度能有效提高胶料的塑化效果，温度过高会使高粘度的胶料在挤出系统不易流动和混合，甚至出现挤出物不规则的糊状物，使挤出过程严重失效，温度过低其挤出半成品会出现夹生和塑化不好。

3、为了更好地控制螺杆的挤出温度，目前大都挤出螺杆均设置有螺杆水腔，并在螺杆水腔中插入输水管，通过输水管向螺杆水腔通入一定温度的冷却水，以保证挤出螺杆的运行温度。然而这种结构并不能改变和稳定挤出料筒的工作温度，因而现有的螺杆料筒结构难以保证整个挤出工作过程稳定合理的胶料温度。

4、同时由于螺杆的螺杆水腔及其中的输水管是要随螺杆作挤出转动的，目前采用橡胶密封结构形成供水腔和回水腔，这种密封结构对于长期在高温环境连续工作的螺杆挤出机而言，不仅使用寿命短，供水流量受到限制，不利于对螺杆挤出工作温度的控制，而且密封性能不稳定，容易产生泄漏，直接影响挤出螺杆的温度调控作用。

5、目前双螺杆挤出机中的挤出螺杆大都采用加料段、熔融段和均化段，螺杆同一工作段的螺距及压缩腔容积始终不变，因而在同一工作段上并不具有明显的增压过程，并且从一工作段向另一工作段过渡时，挤出螺杆的挤出增压会发生突变，形成升压不均匀，容易形成胶料塑化不均匀；这种增压突变带来的增压过程不平稳，还容易产生较大的冲击振动，增大功耗，降低工作效率。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种变螺距双螺杆挤出机，不仅胶料塑化均匀，分散性好，而且能有效控制螺杆挤出机的工作温度。

2、为了解决上述技术问题，本发明的变螺距双螺杆挤出机，包括机架，以及安装于机架上的挤出料筒，所述挤出料筒中转动支承有两根相互平行啮合的挤出螺杆，每一挤出螺杆内均设置有螺杆水腔，该螺杆水腔中设有输水管，

3、所述挤出料筒由多个料筒节固定连接而成，在料筒节的两端均设置有过水槽，在料筒节的筒体上还设置有入水孔道和回水孔道，料筒节两端的过水槽相对地错位设置，一端的入水孔道或回水孔道通过另一端对应的过水槽连向该端的入水孔道或回水孔道；

4、所述料筒节的外筒壁上相间地设置有制冷片和加热片；

5、所述挤出螺杆的进料端转动支承有螺杆导水器，在螺杆导水器上连接有两个导水螺栓，两个导水螺栓分别通向所述螺杆水腔和输水管；

6、所述挤出螺杆的挤出螺距tn、棱齿顶宽bn和螺杆侧向间隙cn均是从挤出螺杆的进料端向排出端连续变小；tn＝to－δt

7、.n，bn＝bo－δb.n，cn＝co－δc.n；δt为挤出螺距变化率，δb为棱齿顶宽变化率，δc为螺杆侧向间隙变化率，n为棱齿数。

8、本发明采用上述结构后，由于挤出料筒由多个料筒节固定连接而成，并且每一料筒节两端均设置有过水槽，过水槽中设置有沿轴向的入水孔道和回水孔道，这种结构能够根据胶料在挤压螺杆腔的温度直接调节控制挤出料筒工作温度，冷却水可以经过水槽、入水孔道和回水孔道曲折循环地在过水槽、入水孔道和回水孔道中流动，大大增加了冷却水的导热面积，有利于实现同一筒节工作温度的稳定调控。又由于在料筒节的外筒壁上设置有制冷片和加热片，这样当料筒及螺杆工作温度偏低时，可以通过加热片对料筒节进行加热升温，而当料筒螺杆工作温度偏高时，制冷片又可以将料筒节的热量导出，从而形成稳定的料筒螺杆工作温度。还由于挤出螺杆的挤出螺距、棱齿顶宽和螺杆侧向间隙是从驱动端向排料端是连续变小的，越靠近排出端的螺距越小，反之螺杆螺距变大，因而其双螺杆形成的压缩腔容积是逐渐变小，因此挤压胶料的内压力是一个逐渐增加的过程，有效地消除胶料内压力的突变，这一方面有利于挤压胶料充分塑化和均匀，以稳定和保证挤出胶膜的质量，另一方面这种压缩容积连续地逐渐变小，也使得螺杆转动平稳，降低螺杆驱动功耗。在挤出螺杆驱动端转动支承于螺杆导水器上，通过螺杆导水器上的两个导水螺栓将冷却水导入到螺杆腔内，以稳定螺杆运行温度。

9、本发明进一步实施方式，每一所述料筒节的两端均固定设置有筒节法兰，所述过水槽设置于筒节法兰的外侧面上；所述料筒节一端对应安装有一通水节，通水节上的进水管和排水管分别通过对应的过水槽通向进水孔道或出水孔道。实现单个料筒节的独立通水和控温。

10、本发明优选实施方式，所述制冷片和加热片均为半导体制冷片，制冷片的冷端贴于料筒节的筒壁上，加热片的热端贴于料筒节的筒壁上；所述制冷片和加热片相互间隔交错地贴于料筒节的筒壁上，该制冷片和加热片沿料筒节轴向呈条状地贴于筒壁上。采用半导体制冷片使用可靠性高，能够方便地调节对料筒节的温度。

11、本发明的优选实施方式，所述挤出螺距变化率δt＝1.10～1.20，to为挤出螺杆进料端的首个相邻棱齿的螺距，tn为第n个相邻棱齿的螺距，n为自然数。所述棱齿顶宽变化率δb＝0.32～0.33，bo为挤出螺杆进料端的首个相邻棱齿的棱齿顶宽，bn为第n个相邻棱齿的棱齿顶宽，n为自然数。所述螺杆侧向间隙变化率δc＝0.10～0.12，co为两根挤出螺杆进料端的两首个棱齿相互间的棱齿侧向间隙，cn为两挤出螺杆进料端第n棱齿相互间的棱齿侧向间隙，n为自然数。采用连续递减的螺距、顶宽和侧隙，既保证了胶料内压力的平稳渐近式变化，有利于胶料塑化的均匀化，又避免双螺杆压缩容料腔变化过大带来的物料混和塑化不均匀，压缩容料腔变化过小挤出功耗大、温度过高而产生熔料焦烧。采用该结构参数能充分保证混炼能力，分散混合效率和挤出稳定性。

12、本发明进一步实施方式，所述螺杆导水器包括导水器壳体，在导水器壳体的壳腔内设置有两个导水环，该导水器壳体上还设置有两个导水器螺栓，每一所述导水环对应一导水螺栓；两个所述导水螺栓分别通过与之对应的导水环通向螺杆水腔和输水管。所述导水环的导水腔肋板上设置有导水孔，位于导水腔肋板的两侧的供水腔和布水腔通过导水孔相连通，所述布水腔与对应的导水螺栓相连通。所述导水环两端均安装有水环密封，该水环密封包括嵌装于导水环上的动环，与动环相对应的静环安装于静环座上，静环座密封地安装于导水器壳体上。所述静环座与端盖之间安装有端部弹簧，位于导水环内侧的静环座上安装有中间弹簧，该端盖固定安装于导水器壳体的两端。一方面采用两个导水环，实现了向螺杆水管和输水管分别输入或排出冷却水，另一面动、静环的密封结构具有密封性能更优，使用寿命长，不易损坏，更适于双螺杆挤出机的高温作业环境。

技术特征：

1.一种变螺距双螺杆挤出机，包括机架(1)，以及安装于机架(1)上的挤出料筒(9)，所述挤出料筒(9)中转动支承有两根相互平行啮合的挤出螺杆(4)，每一挤出螺杆(4)内均设置有螺杆水腔(403)，该螺杆水腔(403)中设有输水管(404)，特征在于：

2.根据权利要求1所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：每一所述料筒节(901)的两端均固定设置有筒节法兰(902)，所述过水槽(904)设置于筒节法兰(902)的外侧面上；所述料筒节(901)一端对应安装有一通水节(908)，通水节(908)上的进水管(909)和排水管(910)分别通过对应的过水槽(904)通向进水孔道(911)或出水孔道(912)。

3.根据权利要求1所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述制冷片(906)和加热片(907)均为半导体制冷片，制冷片(906)的冷端贴于料筒节(901)的筒壁上，加热片(907)的热端贴于料筒节(901)的筒壁上；所述制冷片(906)和加热片(907)相互间隔交错地贴于料筒节(901)的筒壁上，该制冷片(906)和加热片(907)沿料筒节(901)轴向呈条状地贴于筒壁上。

4.根据权利要求1所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述挤出螺距变化率δt＝1.10～1.20，to为挤出螺杆(4)进料端的首个相邻棱齿(403)的螺距，tn为第n个相邻棱齿(403)的螺距，n为自然数。

5.根据权利要求1或4所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述棱齿顶宽变化率δb＝0.32～0.33，bo为挤出螺杆(4)进料端的首个相邻棱齿(403)的棱齿顶宽，bn为第n个相邻棱齿(403)的棱齿顶宽，n为自然数。

6.根据权利要求1或4所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述螺杆侧向间隙变化率δc＝0.10～0.12，co为两根挤出螺杆(4)进料端的两首个棱齿(403)相互间的棱齿侧向间隙，cn为两挤出螺杆进料端第n棱齿相互间的棱齿侧向间隙，n为自然数。

7.根据权利要求1所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述螺杆导水器(5)包括导水器壳体(501)，在导水器壳体(501)的壳腔内设置有两个导水环(504)，该导水器壳体(501)上还设置有两个导水器螺栓(502)，每一所述导水环(504)对应一导水螺栓(502)；两个所述导水螺栓(502)分别通过与之对应的导水环(504)通向螺杆水腔(403)和输水管(404)。

8.根据权利要求7所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述导水环(504)的导水腔肋板(511)上设置有导水孔(510)，位于导水腔肋板(511)的两侧的供水腔(513)和布水腔(514)通过导水孔(510)相连通，所述布水腔(514)与对应的导水螺栓(502)相连通。

9.根据权利要求7所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述导水环(504)两端均安装有水环密封，该水环密封包括嵌装于导水环(504)上的动环(509)，与动环(509)相对应的静环(508)安装于静环座(507)上，静环座(507)密封地安装于导水器壳体(501)上。

10.根据权利要求1、7、8或9所述的变螺距双螺杆挤出机，其特征在于：所述静环座(507)与端盖(506)之间安装有端部弹簧(505)，位于导水环(504)内侧的静环座(507)上安装有中间弹簧(503)，该端盖(506)固定安装于导水器壳体(501)的两端。

技术总结
本发明公开了一种变螺距双螺杆挤出机，其挤出料筒由多个料筒节固定连接而成，在料筒节的两端均设置有过水槽，在料筒节的筒体上还设置有入水孔道和回水孔道；料筒节的外筒壁上相间地设置有制冷片和加热片；挤出螺杆的进料端转动支承有螺杆导水器，在螺杆导水器上连接有两个导水螺栓，两个导水螺栓分别通向所述螺杆水腔和输水管；所述挤出螺杆的挤出螺距Tn、棱齿顶宽Bn和螺杆侧向间隙Cn均是从挤出螺杆的进料端向排出端连续变小。本发明的变螺距双螺杆挤出机具有胶料塑化均匀，分散性好，并能有效控制螺杆挤出机的工作温度，特别适用于太阳能电池封装膜挤出成膜的双螺杆挤出机。

技术研发人员：辛文胜,刘美元
受保护的技术使用者：南通金韦尔智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6