一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置

本技术实施例涉及但不限于高分子材料加工，特别是涉及一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置。

背景技术：

1、目前，高分子材料在生活中占据着极其重要的作用，通过使用不同的加工方法和设备对高分子材料进行改性加工使其达到能够满足实际需求。常用的加工方法主要有挤出、注射、压延、混炼等，但是，使用这些加工方法对高分子材料进行加工时，高分子材料会出现在加工过程中导热效率低、熔融塑化过程所需的时间长、混合分散效果差的问题，极大地影响了高分子材料产物的机械性能。

2、伴随着淀粉、木粉、秸秆、木质素等可降解生物质材料越来越受到重视以及高性能功能型材料的不断出现，关于环境友好型、多功能、高品质高分子及其复合材料的实际需求也越来越高，这对高分子材料加工领域技术提出了更高的要求。因此，加工设备也必须要满足不断出现的新型材料和新加工工艺的要求。当前大多数高分子材料加工的通用手段基于热传导和剪切拖曳流变，这些加工方法会导致加工物料局部高剪切从而造成高分子材料降解和烧焦的现象，尤其是对于生物基高分子材料而言，这一现象更容易出现，因为生物基高分子材料内部分子内和分子间含有的氢键多，分解温度与熔融温度比较相近，使得材料难以热塑加工。

技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本实用新型实施例提供了一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置，能够降低高分子材料所需加工温度、强化物料拉伸作用、加快物料熔融塑化历程、提升物料混合分散效果和密炼质量。

3、本实用新型实施例提供了一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置，包括密炼腔室、设置于所述密炼腔室内部的转子和定子、用于驱动所述转子的第一驱动装置、对称装配在所述密炼腔室内部两端的双柱塞和用于驱动所述双柱塞的第二驱动装置，所述转子的截面结构为凸圆弧与凹圆弧切线相接形成拓扑曲面结构，所述转子的表面形成高凸棱和低凸棱，所述高凸棱与所述转子的内圆相切，所述低凸棱与所述定子的内圆存在一定间隙，所述转子包括左转子和右转子，所述第一驱动装置用于驱动所述左转子和所述右转子做相对啮合旋转运动，以在所述定子的内腔形成高压腔和低压腔，所述第二驱动装置用于驱动所述双柱塞在所述密炼腔室内部做直线往复运动。

4、在一些实施例中，所述间隙的范围介乎于5um至50um。

5、在一些实施例中，所述第一驱动装置包括依次连接的驱动电机、减速器、联轴器、传动箱和双转子。

6、在一些实施例中，所述第二驱动装置为直线电机，所述直线电机驱动所述对称同心装配于定子两侧的双柱塞在所述密炼腔室内部做直线往复运动。

7、在一些实施例中，所述直线往复运动包括直线同向往复运动和直线反向往复运动。

8、在一些实施例中，还包括转动手轮和压料杆，所述密炼腔室的上端开有加料口，所述压料杆贯穿所述加料口，所述转动手轮控制所述压料杆上下运动以实现在所述炼腔室内的加料与压料动作。

9、在一些实施例中，还包括卸料装置，所述卸料装置包括下顶栓和卸料门，所述下顶栓与所述卸料门固定连接，所述卸料门可拆卸连接于所述密炼腔室的底部。

10、在一些实施例中，所述卸料门通过螺纹旋接于所述密炼腔室的底部。

11、在一些实施例中，所述双柱塞的振动频率和振幅可调，所述振动频率的可调范围为5hz至100hz，所述振幅的可调范围为1mm至10mm。

12、在一些实施例中，所述第二驱动装置为柱塞泵或者激振器。

13、本实用新型实施例包括：密炼加工装置包括密炼腔室、设置于密炼腔室内部的转子和定子、用于驱动转子的第一驱动装置、对称装配在密炼腔室内部两端的双柱塞和用于驱动双柱塞的第二驱动装置，转子的截面结构为凸圆弧与凹圆弧切线相接形成拓扑曲面结构，转子的表面形成高凸棱和低凸棱，高凸棱与转子的内圆相切，低凸棱与定子的内圆存在一定间隙，转子包括左转子和右转子，第一驱动装置用于驱动左转子和右转子做相对啮合旋转运动，以在定子的内腔形成高压腔和低压腔，对进入啮合间隙(高压腔)的高分子材料产生强烈压缩作用，相连低压腔由于容积增大而形成负压吸纳作用，从而实现对高分子物料的周期性压缩-释放流动加工。第二驱动装置用于驱动双柱塞在密炼腔室内部做直线往复运动，进一步加剧腔室内物料的周期性压缩-释放流动行为，从而实现双转子啮合运动与双柱塞往复运动协同进行的高分子低温强制密炼加工过程，大大加速物料熔融、混合、分散过程，有效提升高分子材料的密炼质量与产物性能。基于此，本装置能够降低高分子材料所需加工温度、强化物料拉伸作用、加快物料熔融塑化历程、提升物料混合分散效果和密炼质量。

14、本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

技术特征：

1.一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置，其特征在于，包括密炼腔室、设置于所述密炼腔室内部的转子和定子、用于驱动所述转子的第一驱动装置、对称装配在所述密炼腔室内部两端的双柱塞和用于驱动所述双柱塞的第二驱动装置，所述转子的截面结构为凸圆弧与凹圆弧切线相接形成拓扑曲面结构，所述转子的表面形成高凸棱和低凸棱，所述高凸棱与所述转子的内圆相切，所述低凸棱与所述定子的内圆存在一定间隙，所述转子包括左转子和右转子，所述第一驱动装置用于驱动所述左转子和所述右转子做相对啮合旋转运动，以在所述定子的内腔形成高压腔和低压腔，所述第二驱动装置用于驱动所述双柱塞在所述密炼腔室内部做直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，所述间隙的范围介乎于5um至50um。

3.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括依次连接的驱动电机、减速器、联轴器、传动箱和双转子。

4.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，所述第二驱动装置为直线电机，所述直线电机驱动对称同心装配于定子两侧的所述双柱塞在所述密炼腔室内部做直线往复运动。

5.根据权利要求4所述的密炼加工装置，其特征在于，所述直线往复运动包括直线同向往复运动和直线反向往复运动。

6.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，还包括转动手轮和压料杆，所述密炼腔室的上端开有加料口，所述压料杆贯穿所述加料口，所述转动手轮控制所述压料杆上下运动以实现在所述炼腔室内的加料与压料动作。

7.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，还包括卸料装置，所述卸料装置包括下顶栓和卸料门，所述下顶栓与所述卸料门固定连接，所述卸料门可拆卸连接于所述密炼腔室的底部。

8.根据权利要求7所述的密炼加工装置，其特征在于，所述卸料门通过螺纹旋接于所述密炼腔室的底部。

9.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，所述双柱塞的振动频率和振幅可调，所述振动频率的可调范围为5hz至100hz，所述振幅的可调范围为1mm至10mm。

10.根据权利要求1所述的密炼加工装置，其特征在于，所述第二驱动装置为柱塞泵或者激振器。

技术总结
本技术公开一种基于多物理场协同作用的密炼加工装置，包括密炼腔室、设置于所述密炼腔室内部的转子和定子、用于驱动所述转子的第一驱动装置、对称装配在所述密炼腔室内部两端的双柱塞和用于驱动所述双柱塞的第二驱动装置，所述转子的截面结构为凸圆弧与凹圆弧切线相接形成拓扑曲面结构，所述转子表面形成一对高低凸棱，其中高凸棱与所述转子内圆相切，低凸棱则与所述定子内圆存在一定间隙；所述转子包括左转子和右转子，所述两转子相对啮合旋转，以在所述定子的内腔形成高压腔和低压腔，所述第二驱动装置用于驱动所述双柱塞在所述密炼腔室内部做直线往复运动。基于此，密炼加工装置能够降低加工温度、减短塑化时间、提升密炼质量与产物性能。

技术研发人员：徐文华,李坤,欧阳东煌,周晓琳,喻慧文,王琼瑶,徐百平
受保护的技术使用者：五邑大学
技术研发日：20230330
技术公布日：2024/1/14