互啮合置于定子6的内腔中，分别与驱动装置连接，料斗I和定子内腔连通;第一偏心转子2和第二偏心转子3均由螺旋结构4和长度变化的偏心圆柱结构5交替连接组成，螺旋结构4的螺距和偏心圆柱5的长度均沿轴向逐渐减小;第一偏心转子2的螺旋结构4与第二偏心转子3的螺旋结构4相互嗤合，第一偏心转子2和第二偏心转子3的偏心圆柱结构5所处轴向位置相同。第一偏心转子2和第二偏心转子3的螺旋部分4轴线与转子旋转轴线相同，偏心圆柱5轴线与转子旋转轴线偏心，且同根转子上的不同位置的偏心圆柱偏心方向相同。第一偏心转子2和第二偏心转子3异向旋转时，两转子偏心圆柱5外表面与定子6内表面以及螺旋结构4螺棱顶部形成容腔，容腔体积随偏心圆柱5滚动沿第一偏心转子2和第二偏心转子3轴向和径向周期性变化，当容腔体积由小变大时纳入物料，体积由大变小时，物料在正应力以及定子6外加热的作用下被研磨、压实、排气和塑化熔融，最后从模头排出。
[0033]实施例3
[0034]如图5、图6所示，三轴偏心转子体积脉动形变塑化加工设备主要由料斗1、三根转子(中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4)、定子7和驱动装置组成，其中，中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4呈“一”字水平排列置于定子7内腔中，分别与驱动装置连接，料斗I和定子内腔连通；中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4均由螺旋结构5和长度变化的偏心圆柱结构6交替连接组成，螺旋结构5的螺距和偏心圆柱6的长度均沿轴向逐渐减小；中间偏心转子3的螺旋结构5与右侧偏心转子2和左侧偏心转子4螺旋结构5相互嗤合，中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4的偏心圆柱结构6所处轴向位置均相同。中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4的螺旋部分5轴线与转子旋转轴线相同，偏心圆柱6轴线与转子旋转轴线偏心，且同根转子上的不同位置的偏心圆柱偏心方向相同。中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4旋转时，三转子偏心圆柱6外表面与定子7内表面以及螺旋结构5螺棱顶部形成容腔，容腔体积随偏心圆柱6滚动沿中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4轴向和径向周期性变化，当容腔体积由小变大时纳入物料，体积由大变小时，物料在正应力以及定子7外加热的作用下被研磨、压实、排气和塑化熔融，最后从模头排出。
[0035]实施例4
[0036]如图7所示，三轴偏心转子体积脉动形变塑化注射加工设备主要由三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元和柱塞注射单元构成，其中，三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元主要由料斗1、三根转子(中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4)、定子7和驱动装置组成，柱塞注射单元主要由连接件8、柱塞9和缸体10组成。缸体10通过连接件8与定子7连接，柱塞9和缸体10连接；中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4均置于定子7内腔中，分别与驱动装置连接，料斗I和定子内腔连通冲间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4均由螺旋结构5和长度变化的偏心圆柱结构6交替连接组成，螺旋结构5的螺距和偏心圆柱6的长度均沿轴向逐渐减小；中间偏心转子3的螺旋结构5与右侧偏心转子2和左侧偏心转子4的螺旋结构5相互嗤合，中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4的偏心圆柱结构6所处轴向位置均相同；中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4旋转时，三转子偏心圆柱6外表面与定子7内表面以及螺旋结构5螺棱顶部形成容腔，容腔体积随偏心圆柱6滚动沿中间偏心转子3、右侧偏心转子2和左侧偏心转子4轴向和径向周期性变化，将物料塑化熔融，并通过连接件8输运进入缸体10中，同时柱塞9不断后退。当缸体10中的物料熔体储料量达到注射制品要求的计量值时，三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元停止塑化熔融，注射机的塑化计量工序结束。待注射机完成充模、保压工序后，在制品冷却阶段三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元开始塑化输运，注射机开始制品成型的新一个周期。
[0037]本发明物料在特定空间中体积发生周期性变化而完成塑化输运过程，这种过程是基于脉动体积形变支配作用下进行的，相对于传统的基于剪切流变支配的螺杆塑化输运过程，其所经历的热机械历程大大缩短，塑化输运能耗降低；
[0038]本发明具有特殊表面结构的两根或三根啮合转子与定子内表面形成的物料输运体积分别沿转子轴向和径向呈周期性的变化，强化了高分子材料塑化混炼、混合分散效果，对物料适应性提高;物料塑化输运过程连续，具有完全正位移特性，挤出稳定性和效率都大大提高;本发明设备拆装方便，便于应用和推广。
[0039]本发明可实现高分子材料的挤出加工或与柱塞注射单元组合实现高分子材料的注塑加工，具有物料混炼塑化效果好、热机械历程短、能耗低、适应性广等特点。
【主权项】
1.一种双轴或三轴偏心转子体积脉动形变塑化加工方法，其特征在于:由螺旋结构和偏心圆柱结构交替连接组成的两根或三根啮合的偏心转子与定子内表面形成的物料输运体积分别沿转子轴向和径向周期性的变化，物料在两根或三根啮合的偏心转子啮合转动过程中实现基于脉动体积形变熔融塑化输运。2.—种实现权利要求1所述方法的双轴或三轴偏心转子体积脉动形变塑化加工设备，其特征在于:主要由料斗、两根或三根偏心转子、定子和驱动装置组成，偏心转子排列置于定子内腔中，偏心转子分别与驱动装置连接;料斗和定子内腔连通，偏心转子均由长度变化的螺旋结构和偏心圆柱结构交替连接组成;偏心转子的螺旋结构结构相互啮合，两根或三根转子偏心圆柱结构所处轴向位置均相同。3.根据权利要求2所述的设备，其特征还在于:两根或三根转子的螺旋部分轴线与转子旋转轴线相同，偏心圆柱轴线与转子旋转轴线偏心，且同根转子上的不同位置的偏心圆柱偏心方向相同。4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述偏心转子的螺旋结构的螺距和偏心圆柱的长度均沿轴向逐渐减小。5.根据权利要求2-4任一项所述的设备，其特征在于:所述偏心转子为三根，分别是中间偏心转子、右侧偏心转子和左侧偏心转子；中间偏心转子、右侧偏心转子和左侧偏心转子呈“一”字水平排列置于定子的内腔中；中间偏心转子的螺旋结构与右侧偏心转子和左侧偏心转子螺旋结构相互嗤合。6.根据权利要求2-4任一项所述的设备，其特征在于:所述偏心转子为两根，分别是第一偏心转子和第二偏心转子，第一偏心转子和第二偏心转子同向或者异向嗤合置于定子的内腔中。7.根据权利要求2所述的设备，其特征在于:所述设备主要由三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元和柱塞注射单元构成，所述三轴偏心转子体积脉动形变塑化输运单元主要由料斗、中间偏心转子、右侧偏心转子、左侧偏心转子、定子和驱动装置组成;柱塞注射单元主要由连接件、柱塞和缸体组成;缸体通过连接件与定子连接，柱塞和缸体连接；中间偏心转子、右侧偏心转子和左侧偏心转子均置于定子内腔中，分别与驱动装置连接;螺旋结构的螺距和偏心圆柱的长度均沿轴向逐渐减小；中间偏心转子的螺旋结构与右侧偏心转子和左侧偏;Cl、转子的螺旋结构相互嗤合。
【专利摘要】本发明公开了一种双轴或三轴偏心转子体积脉动形变塑化加工方法及设备。该方法由螺旋结构和偏心圆柱结构交替连接组成的两根或三根啮合的偏心转子与定子内表面形成的物料输运体积分别沿转子轴向和径向周期性的变化，物料在两根或三根啮合的偏心转子啮合转动过程中实现基于脉动体积形变熔融塑化输运。该设备偏心转子均由长度变化的螺旋结构和偏心圆柱结构交替连接组成；偏心转子的螺旋结构结构相互啮合，两根或三根转子偏心圆柱结构所处轴向位置均相同。本发明可实现高分子材料的挤出加工或与柱塞注射单元组合实现高分子材料的注塑加工,具有物料混炼塑化效果好、热机械历程短、能耗低、适应性广等特点。
【IPC分类】B29C45/60, B29C45/54
【公开号】CN105690688
【申请号】CN201610150876
【发明人】瞿金平, 杨智韬, 冯彦洪, 殷小春
【申请人】华南理工大学, 广州华新科实业有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年3月16日