一種溝槽機(jī)筒擠出的制造方法
【專利摘要】一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，其機(jī)筒襯套（10）內(nèi)表面和螺桿（13）外表面均為圓筒形或錐筒形；機(jī)筒襯套溝槽（11）容積沿?cái)D出方向逐漸減??；螺桿（13）為分離型螺桿，螺桿固相螺槽（16）的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽（12）的容積沿?cái)D出方向逐漸增加；當(dāng)螺桿（13）旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽（11）內(nèi)物料和螺桿固相螺槽（16）內(nèi)物料始終保持固相間摩擦，在螺桿熔融段（21）處發(fā)生界面熔融，熔融的物料被不斷拖曳進(jìn)入螺桿液相螺槽（12），螺桿固相螺槽（16）和機(jī)筒襯套溝槽（11）內(nèi)固相物料減少，螺桿液相螺槽（12）內(nèi)熔融物料增多；完全熔融物料重新匯集至螺桿熔融段螺槽（18），通過熔體輸送段完成物料穩(wěn)定輸送。
【專利說明】一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，可實(shí)現(xiàn)物料的高速高效熔融，并獲得較高的擠出產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)管材、片材、異型材等塑料制品的高速高效擠出。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的光滑機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)中，熔融的熱源為機(jī)筒外加熱源和物料與機(jī)筒內(nèi)表面的外摩擦熱，在二者的共同作用下，機(jī)筒內(nèi)表面處的物料首先發(fā)生熔融，產(chǎn)生熔膜，隨著熔融的進(jìn)行，螺桿主螺棱推進(jìn)面將熔膜刮下使熔融物料聚集于螺棱推進(jìn)面處形成熔池，并將螺槽內(nèi)的固相逐漸熔融，物料熔融主要發(fā)生在螺桿軸向。這種傳統(tǒng)光滑機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)的物料熔融缺點(diǎn)主要包括:(1)熔融塑化效率低，特別是當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速增加、產(chǎn)量增大時(shí)，容易導(dǎo)致塑化不良，熔融效果差，影響產(chǎn)品質(zhì)量；(2)能耗大，物料熔融主要依靠機(jī)筒外熱源。因此這種結(jié)構(gòu)和塑化機(jī)理的缺陷限制了單螺桿擠出機(jī)朝著高速、高效和節(jié)能方向的發(fā)展。
[0003]已經(jīng)有一些公開的針對(duì)提高單螺桿擠出機(jī)擠出效率的改進(jìn)方法或設(shè)備，這些改進(jìn)方法的共同特點(diǎn)是在加料段機(jī)筒襯套內(nèi)壁開設(shè)軸向直槽或螺旋溝槽來增大機(jī)筒表面的等效摩擦力，由于機(jī)筒內(nèi)表面等效摩擦力的提高有效增大了固體塞輸送的動(dòng)力，提高了輸送效率。但這些改進(jìn)方法或設(shè)備主要針對(duì)固體輸送效率，擠出機(jī)的熔融方式始終未曾改變，仍為沿螺桿軸向熔融方式，而且上述改進(jìn)方法或設(shè)備在改善固體輸送效率的同時(shí)卻帶來熔融塑化質(zhì)量的降低，因?yàn)楣腆w輸送產(chǎn)量增加，給熔融塑化帶來了更大的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致熔融塑化質(zhì)量更差。為提高塑化質(zhì)量，已有采用增大螺桿長徑比的方法，但是，加大長徑比導(dǎo)致物料塑化輸送所經(jīng)歷的熱機(jī)械歷程過長、能耗增加、設(shè)備體積龐大等問題；為提高塑化質(zhì)量，也有在螺桿頭部采用混煉元件的方法?；鞜捲m然塑化、剪切、分散能力較好，但是輸送能力較弱，無正向泵送作用，是一種壓力消耗元件，能耗大，并會(huì)產(chǎn)生較高的壓力降且容易產(chǎn)生滯流，嚴(yán)重影響擠出的穩(wěn)定性，是治標(biāo)不治本的措施；為提高塑化質(zhì)量，也有采用降低轉(zhuǎn)速的方法，但是降低轉(zhuǎn)速更是以犧牲效率和產(chǎn)量為代價(jià)。
[0004]因此，上述手段和措施均無法以從本質(zhì)上解決單螺桿擠出機(jī)的熔融塑化效率問題，塑化問題已經(jīng)成為當(dāng)前制約單螺桿擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)高速化、高效化、節(jié)能化發(fā)展以及大型塑料制品擠出成型的技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，有效解決了傳統(tǒng)光滑機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)存在的熔融塑化效率低、能耗大等技術(shù)缺陷。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。
[0007]一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，包括，機(jī)筒17、機(jī)筒襯套10、螺桿13，其特征在于:所述的機(jī)筒襯套10長度等于機(jī)筒17長度，機(jī)筒襯套10內(nèi)表面為圓筒形或錐筒形，機(jī)筒襯套10由機(jī)筒固體輸送段23、機(jī)筒熔融段24和機(jī)筒熔體輸送段25組成，機(jī)筒襯套10內(nèi)壁開設(shè)機(jī)筒襯套溝槽11，機(jī)筒襯套溝槽11為半封閉的，由機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面8、機(jī)筒襯套溝槽螺棱底面9和機(jī)筒襯套溝槽螺棱后緣面I圍成，機(jī)筒襯套溝槽11的容積沿?cái)D出方向逐漸減小；所述的螺桿13為分離型螺桿，外表面為圓筒形或錐筒形，由螺桿固體輸送段20、螺桿熔融段21和螺桿熔體輸送段22組成，從螺桿熔融段21開始，螺桿固體輸送段螺槽19被螺桿副螺紋14分為螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12，螺桿固相螺槽16的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿?cái)D出方向逐漸增加，至螺桿熔體輸送段22起始處螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12合并為一個(gè)螺桿熔融段螺槽18 ;所述螺桿13位于機(jī)筒襯套10內(nèi)，機(jī)筒襯套10通過緊配合嵌套在機(jī)筒17內(nèi)壁，且各功能段相互對(duì)應(yīng)；當(dāng)螺桿13旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料在機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面8的推動(dòng)下沿所述的機(jī)筒襯套溝槽11方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料在螺桿主螺棱推進(jìn)面7的推動(dòng)下沿所述螺桿固相螺槽16的方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽16內(nèi)物料和機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)物料之間發(fā)生層間摩擦，在螺桿熔融段21處發(fā)生界面熔融，熔融的物料由于拖曳作用進(jìn)入螺桿液相螺槽12，螺桿固相螺槽16內(nèi)物料和機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)物料始終保持固相之間的摩擦，熔融的物料不斷被拖曳進(jìn)入螺桿液相螺槽12，螺桿固相螺槽16和機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的固相物料越來越少，螺桿液相螺槽12的熔融物料越來越多，至螺桿熔體輸送段22，完全熔融的物料重新匯集至螺桿熔融段螺槽18，通過熔體輸送段完成物料的穩(wěn)定輸送。
[0008]其中，所述的機(jī)筒襯套溝槽11的開設(shè)方式為以下兩種方案中一種，機(jī)筒襯套溝槽11從機(jī)筒固體輸送段23始端處開始螺槽容積逐漸減小，漸變至機(jī)筒熔融段24末端處，槽深為零；機(jī)筒襯套溝槽11從機(jī)筒固體輸送段23始端處開始至機(jī)筒固體輸送段23末端處，槽深恒定，從機(jī)筒熔融段24始端處開始螺槽容積逐漸減小，漸變至機(jī)筒熔融段24末端處，槽深為零。
[0009]其中，所述的機(jī)筒襯套溝槽11的形狀包括但不限于矩形、三角形、半圓形，機(jī)筒襯套溝槽11的溝槽數(shù)目為6-20，機(jī)筒襯套溝槽11最大槽深為機(jī)筒襯套10平均直徑的5%-20%，機(jī)筒襯套溝槽11槽寬等于機(jī)筒襯套10平均直徑的5%-30%，機(jī)筒襯套溝槽11溝槽螺紋升角為0° -90°，機(jī)筒襯套溝槽11螺旋方向與螺桿13螺槽螺旋方向相反。
[0010]其中，所述的螺桿副螺紋14螺棱高度比螺桿主螺紋16螺棱高度低，螺桿固相螺槽16的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿?cái)D出方向逐漸增加，為實(shí)現(xiàn)固液相物料容積的變換，螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12的開設(shè)方式為以下兩種方式中的一種，螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12為槽寬恒定，槽深變化；螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12為槽深恒定，槽寬變化。
[0011]其中，所述的螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12為槽寬恒定，槽深變化的容積變化方式的螺桿，其特征在于，螺桿液相螺槽16和螺桿固相螺槽12的最大槽深不小于螺桿13平均直徑的4%，螺桿液相螺槽16和螺桿固相螺槽12的最小槽深不大于螺桿13平均直徑的10%，螺桿固相螺槽16最大寬度不大于螺桿固體輸送段螺槽19槽寬的70%，螺桿液相螺槽12最大槽寬不大于螺桿固體輸送段螺槽19槽寬的70%。
[0012]其中，所述螺桿固相螺槽16和螺桿液相螺槽12為槽深恒定，槽寬變化的容積變化方式的螺桿，其特征在于，螺桿液相螺槽16和螺桿固相螺槽12的最大槽深不小于螺桿13平均直徑的4%，螺桿液相螺槽16和螺桿固相螺槽12的最小槽深不大于螺桿13平均直徑的10%，螺桿固相螺槽12和螺桿液相螺槽15的寬度相應(yīng)變化，兩者與副螺棱14寬度之和等于螺桿熔融段21螺槽寬度。
[0013]本發(fā)明一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0014]( I)、機(jī)筒襯套內(nèi)壁全程開設(shè)溝槽，由于機(jī)筒襯套溝槽和螺桿固相螺槽均有固體輸送,機(jī)筒襯套溝槽內(nèi)的固體塞與螺桿螺槽內(nèi)的固體塞發(fā)生界面剪切，固相之間發(fā)生內(nèi)摩擦，因物料的內(nèi)摩擦系數(shù)是外摩擦系數(shù)的3-5倍以上，因此，固體塞之間將產(chǎn)生巨大的內(nèi)摩擦熱，從而實(shí)現(xiàn)物料的高速高效熔融。為保持固相與固相之間的摩擦，本發(fā)明專利中，螺桿為分離型螺桿，熔融的物料被完全拖曳至螺桿液相螺槽，從而保證熔融始終發(fā)生在固相和固相之間，從而極大地提高熔融效率。
[0015](2)、為了保證機(jī)筒襯套溝槽內(nèi)固體塞和螺桿固相螺槽內(nèi)固體塞的每個(gè)層面都受到剪切，提高熔融塑化效率，在螺桿長度方向機(jī)筒襯套溝槽容積和螺桿固相螺槽容積隨著熔融的進(jìn)行逐漸變小，將未熔固相往熔融面移動(dòng)，保證機(jī)筒襯套溝槽內(nèi)固體塞和螺桿固相螺槽內(nèi)固體塞的每個(gè)層面依次經(jīng)過剪切面由內(nèi)摩擦熱實(shí)現(xiàn)高速高效熔融，并能有效降低熔體溫度。
[0016](3)、由于機(jī)筒襯套溝槽具有輸送和熔融功能，而且內(nèi)摩擦熱是物料熔融的主要熱源，因此該溝槽機(jī)筒擠出機(jī)具有產(chǎn)量大、能耗小的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:本發(fā)明機(jī)筒襯套溝槽物料和螺桿螺槽物料輸送模型圖。
[0018]圖2:本發(fā)明螺桿外表面和機(jī)筒襯套內(nèi)表面均為圓筒形的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3:本發(fā)明螺桿外表面和機(jī)筒襯套內(nèi)表面均為錐筒形的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖4:本發(fā)明分離型螺桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5:本發(fā)明機(jī)筒襯套結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，1-機(jī)筒襯套溝槽螺棱后緣面，2-螺桿主螺槽后緣面，3-螺桿副螺棱推進(jìn)面，4-螺桿液相螺槽底面，5-螺桿固相螺槽底面，6-螺桿副螺棱后緣面，7-螺桿主螺棱推進(jìn)面，8-機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面，9-機(jī)筒襯套溝槽螺棱底面，10-機(jī)筒襯套，11-機(jī)筒襯套溝槽，12-螺桿液相螺槽，13-螺桿，14-螺桿副螺棱，15-螺桿主螺紋，16-螺桿液相螺槽，17-機(jī)筒，18-螺桿熔體輸送段螺槽，19-螺桿固體輸送段螺槽，20-螺桿固體輸送段，21-螺桿熔融段，22-螺桿熔體輸送段，圖4A-圓筒型螺桿，圖4B-錐筒形螺桿，23-機(jī)筒襯套固體輸送段，24-機(jī)筒襯套熔融段，25-機(jī)筒襯套熔體輸送段，圖5A-機(jī)筒溝槽槽深從固體輸送端初始端開始逐漸減小到熔融段末端的圓筒形機(jī)筒襯套結(jié)構(gòu)示意圖，圖5B-機(jī)筒溝槽槽深從固體輸送段末端開始逐漸減小到熔融段末端的圓筒形機(jī)筒襯套結(jié)構(gòu)示意圖，圖5C-機(jī)筒溝槽槽深從固體輸送段初始端開始逐漸減小到熔融段末端的錐筒形機(jī)筒襯套結(jié)構(gòu)示意圖，圖5D-機(jī)筒溝槽槽深從固體輸送端初始端開始逐漸減小到熔融段末端的錐筒形機(jī)筒襯套結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例加以說明。
[0024]第一實(shí)施例:螺桿外表面和機(jī)筒襯套內(nèi)表面均為圓筒形，螺桿直徑D=90mm,導(dǎo)程為90mm，螺紋頭數(shù)為1，長徑比為30，右旋，主螺棱寬度7.2mm,固體輸送段螺槽槽深為5.0_，長度為7.5D,熔體輸送段螺槽槽深為13.9_，長度為17.5D,熔融段為分離型螺桿，長度為5D，固體輸送段末端開設(shè)副螺紋，副螺紋寬度為5.4mm，分隔成的固相螺槽槽寬為46.0mm,固相螺槽槽深從6.0mm減小到0mm，液相螺槽槽寬為22.4mm,槽深從20.2mm增加到30.0mm;機(jī)筒襯套內(nèi)徑為90.5mm，溝槽數(shù)為12，左旋，溝槽螺紋升角為51.8°，機(jī)筒襯套溝槽固體輸送段初始端槽深為4.0mm，槽寬為10.0mm，機(jī)筒襯套溝槽熔融段末端槽深為0mm。螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，驅(qū)動(dòng)功率為210kW，加工原料為高密度聚乙烯(牌號(hào):燕山石化5000S)。
[0025]本發(fā)明的工作原理見圖1、圖2、圖4A、圖5A，所述的擠出機(jī)機(jī)筒襯套內(nèi)表面和螺桿外表面均為圓筒形；機(jī)筒襯套10內(nèi)壁開設(shè)溝槽至熔融段末端，機(jī)筒襯套溝槽11的容積沿?cái)D出方向逐漸減??；所述的螺桿為槽寬恒定、槽深變化的分離型螺桿，其螺桿固相螺槽16的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿?cái)D出方向相應(yīng)逐漸增加；當(dāng)螺桿13旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料在機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面8的推動(dòng)下沿所述的機(jī)筒襯套溝槽11方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料在螺桿主螺棱推進(jìn)面7的推動(dòng)下沿所述的螺桿螺槽12和15方向向前運(yùn)動(dòng)；同時(shí)隨著機(jī)筒襯套溝槽11容積的減小，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料塞逐漸向螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，隨著螺桿固相螺槽16容積的減小，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料塞逐漸遠(yuǎn)離螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物料塞發(fā)生界面剪切而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦熱，實(shí)現(xiàn)物料的熔融，熔融的物料及時(shí)全部進(jìn)入螺桿的液相螺槽12，完全熔融的物料在熔體輸送段匯合，通過熔體輸送段完成物料的輸送擠出。
[0026]按該方法和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的單螺桿擠出機(jī)的最高產(chǎn)量為950kg/h，名義比功率為0.2333kff/ (kg/h)，比流量為7.5 (kg/h) /rpm,熔體溫度為185°C，熔融塑化效果良好。
[0027]第二實(shí)施例:實(shí)例螺桿外表面和機(jī)筒襯套內(nèi)表面均為圓筒形，螺桿直徑D=90mm，導(dǎo)程為90mm，螺紋頭數(shù)為1，長徑比為25，右旋，固體輸送段螺槽槽深為6.0mm，長8D ;熔體輸送段螺槽槽深為15.3mm，長7D ;熔融段為分離型螺桿，長IOD ;固體輸送段末端開設(shè)副螺紋，副螺紋寬度為7.2mm，分隔成的固相螺槽槽深恒定為6.0mm，液相螺槽槽深恒定為
15.3mm ;機(jī)筒襯套內(nèi)徑為90.5mm，溝槽數(shù)為10，左旋，溝槽螺紋升角為46.7°，機(jī)筒襯套溝槽固體輸送段槽深恒為5.0mm，機(jī)筒襯套溝槽熔融段初始槽深為5.0mm，熔融段末端槽深為0mm，機(jī)筒襯套溝槽寬為12.0mm0螺桿轉(zhuǎn)速為120r/min，驅(qū)動(dòng)功率為195kW，加工原料為高密度聚乙烯(牌號(hào):燕山石化5000S)。
[0028]本發(fā)明的工作原理見圖1、圖2、圖4A、圖5B，所述的擠出機(jī)機(jī)筒襯套內(nèi)表面和螺桿外表面均為圓筒形；機(jī)筒襯套10內(nèi)壁開設(shè)溝槽至熔融段末端，機(jī)筒襯套溝槽11的容積沿?cái)D出方向逐漸減?。凰龅穆輻U為槽深恒定、槽寬變化的分離型螺桿，其螺桿固相螺槽16的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿?cái)D出方向相應(yīng)逐漸增加；當(dāng)螺桿13旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料在機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面8的推動(dòng)下沿所述的機(jī)筒襯套溝槽11方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料在螺桿主螺棱推進(jìn)面7的推動(dòng)下沿所述的螺桿螺槽12和15方向向前運(yùn)動(dòng)；同時(shí)隨著機(jī)筒襯套溝槽11容積的減小，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料塞逐漸向螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，隨著螺桿固相螺槽16容積的減小，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料塞逐漸遠(yuǎn)離螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物料塞發(fā)生界面剪切而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦熱，實(shí)現(xiàn)物料的熔融，熔融的物料及時(shí)全部進(jìn)入螺桿的液相螺槽12，完全熔融的物料在熔體輸送段匯合，通過熔體輸送段完成物料的輸送擠出。[0029]按該方法和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的單螺桿擠出機(jī)的最高產(chǎn)量為840kg/h，名義比功率為
0.232kff/ (kg/h)，比流量為7.0 (kg/h) /rpm,熔體溫度為185°C，熔融塑化效果良好。
[0030]第三實(shí)施例:實(shí)例螺桿外表面和機(jī)筒襯套內(nèi)表面均為錐筒形，螺桿大端直徑為D=90mm，小端直徑為60mm，導(dǎo)程為90mm，螺紋頭數(shù)為2，長徑比為20，右旋，固體輸送段螺槽槽深為6mm，長5.8D ;熔融段為分離型螺桿，長8.2D,副螺紋寬5.0mm,固相螺槽槽深由6mm減小為0mm，液相螺槽槽深由15.1mm逐漸增加至23.5mm ;熔體輸送段螺槽槽深為12mm，長6D。機(jī)筒襯套內(nèi)徑大端直徑為91mm，小端直徑為60.3mm，溝槽數(shù)為12，左旋，溝槽螺紋升角為50° ,機(jī)筒襯套溝槽固體輸送段初始端槽深為10_，機(jī)筒襯套溝槽熔融段末端槽深為2mm，機(jī)筒襯套溝槽寬為8mm。螺桿轉(zhuǎn)速100r/min，驅(qū)動(dòng)功率170kW，加工原料為低密度聚乙烯(牌號(hào):燕山石化LD607)。
[0031]本發(fā)明的工作原理見圖1、圖3、圖4B、圖5C，所述的擠出機(jī)機(jī)筒襯套內(nèi)表面和螺桿外表面均為錐筒形；機(jī)筒襯套10內(nèi)壁開設(shè)溝槽至熔融段末端，機(jī)筒襯套溝槽11的容積沿?cái)D出方向逐漸減?。凰龅穆輻U為槽寬恒定、槽深變化的分離型螺桿，其螺桿固相螺槽16的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿?cái)D出方向相應(yīng)逐漸增加；當(dāng)螺桿13旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料在機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面8的推動(dòng)下沿所述的機(jī)筒襯套溝槽11方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料在螺桿主螺棱推進(jìn)面7的推動(dòng)下沿所述的螺桿螺槽12和15方向向前運(yùn)動(dòng)；同時(shí)隨著機(jī)筒襯套溝槽11容積的減小，機(jī)筒襯套溝槽11內(nèi)的物料塞逐漸向螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，隨著螺桿固相螺槽16容積的減小，螺桿固相螺槽16內(nèi)的物料塞逐漸遠(yuǎn)離螺桿圓心運(yùn)動(dòng)，兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物料塞發(fā)生界面剪切而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦熱，實(shí)現(xiàn)物料的熔融，熔融的物料及時(shí)全部進(jìn)入螺桿的液相螺槽12，完全熔融的物料在熔體輸送段匯合，通過熔體輸送段完成物料的輸送擠出。
[0032]按該方法和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)的單螺桿擠出機(jī)的最高產(chǎn)量為690kg/h，名義比功率為
0.2463kff/ (kg/h)，比流量為6.9 (kg/h) /rpm,熔體溫度是180°C，熔融塑化效果良好。
[0033]本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來概述。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，本發(fā)明的上述實(shí)施方案都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說明而不能限制本發(fā)明，權(quán)利要求書指出了本發(fā)明的范圍，因此，與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮泻头秶鷥?nèi)的任何改變，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，包括，機(jī)筒(17)、機(jī)筒襯套(10)、螺桿(13)，其特征在于:所述的機(jī)筒襯套(10)長度等于機(jī)筒(17)長度，機(jī)筒襯套(10)內(nèi)表面為圓筒形或錐筒形，機(jī)筒襯套(10)由機(jī)筒固體輸送段(23)、機(jī)筒熔融段(24)和機(jī)筒熔體輸送段(25)組成，機(jī)筒襯套(10)內(nèi)壁開設(shè)機(jī)筒襯套溝槽(11)，機(jī)筒襯套溝槽(11)為半封閉的，由機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面(8)、機(jī)筒襯套溝槽螺棱底面(9)和機(jī)筒襯套溝槽螺棱后緣面(I)圍成，機(jī)筒襯套溝槽(11)的容積沿?cái)D出方向逐漸減小；所述的螺桿(13)為分離型螺桿，外表面為圓筒形或錐筒形，由螺桿固體輸送段(20)、螺桿熔融段(21)和螺桿熔體輸送段(22)組成，從螺桿熔融段(21)開始，螺桿固體輸送段螺槽(19)被螺桿副螺紋(14)分為螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)，螺桿固相螺槽(16)的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽(12)的容積沿?cái)D出方向逐漸增加，至螺桿熔體輸送段(22)起始處螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)合并為一個(gè)螺桿熔融段螺槽(18);所述螺桿(13)位于機(jī)筒襯套(10)內(nèi)，機(jī)筒襯套(10)通過緊配合嵌套在機(jī)筒(17)內(nèi)壁，且各功能段相互對(duì)應(yīng)；當(dāng)螺桿(13)旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)筒襯套溝槽(11)內(nèi)的物料在機(jī)筒襯套溝槽螺棱推進(jìn)面(8)的推動(dòng)下沿所述的機(jī)筒襯套溝槽(11)方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽(16)內(nèi)的物料在螺桿主螺棱推進(jìn)面(7)的推動(dòng)下沿所述螺桿固相螺槽(16)的方向向前運(yùn)動(dòng)，螺桿固相螺槽(16)內(nèi)物料和機(jī)筒襯套溝槽(11)內(nèi)物料之間發(fā)生層間摩擦，在螺桿熔融段(21)處發(fā)生界面熔融，熔融的物料由于拖曳作用進(jìn)入螺桿液相螺槽(12)，螺桿固相螺槽(16)內(nèi)物料和機(jī)筒襯套溝槽(11)內(nèi)物料始終保持固相之間的摩擦，熔融的物料不斷被拖曳進(jìn)入螺桿液相螺槽(12)，螺桿固相螺槽(16)和機(jī)筒襯套溝槽(11)內(nèi)的固相物料越來越少，螺桿液相螺槽(12)的熔融物料越來越多，至螺桿熔體輸送段(22)，完全熔融的物 料重新匯集至螺桿熔融段螺槽(18)，通過熔體輸送段完成物料的穩(wěn)定輸送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，其特征在于，所述的機(jī)筒襯套溝槽(11)的開設(shè)方式為以下兩種方案中一種，機(jī)筒襯套溝槽(11)從機(jī)筒固體輸送段(23)始端處開始螺槽容積逐漸減小，漸變至機(jī)筒熔融段(24)末端處，槽深為零；機(jī)筒襯套溝槽(11)從機(jī)筒固體輸送段(23)始端處開始至機(jī)筒固體輸送段(23)末端處，槽深恒定，從機(jī)筒熔融段(24)始端處開始螺槽容積逐漸減小，漸變至機(jī)筒熔融段(24)末端處，槽深為零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，其特征在于，所述的機(jī)筒襯套溝槽(11)的形狀包括但不限于矩形、三角形、半圓形，機(jī)筒襯套溝槽(11)的溝槽數(shù)目為6-20，機(jī)筒襯套溝槽(11)最大槽深為機(jī)筒襯套(10)平均直徑的5%-20%，機(jī)筒襯套溝槽(11)槽寬等于機(jī)筒襯套(10)平均直徑的5%-30%，機(jī)筒襯套溝槽(11)溝槽螺紋升角為0° -90°，機(jī)筒襯套溝槽(11)螺旋方向與螺桿(13)螺槽螺旋方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，其特征在于，所述的螺桿副螺紋(14)螺棱高度比螺桿主螺紋(16)螺棱高度低，螺桿固相螺槽(16)的容積沿?cái)D出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽(12)的容積沿?cái)D出方向逐漸增加，為實(shí)現(xiàn)固液相物料容積的變換，螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)的開設(shè)方式為以下兩種方式中的一種，螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)為槽寬恒定，槽深變化；螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)為槽深恒定，槽寬變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，所述的螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)為槽寬恒定，槽深變化的容積變化方式的螺桿，其特征在于，螺桿液相螺槽(16)和螺桿固相螺槽(12)的最大槽深不小于螺桿(13)平均直徑的4%，螺桿液相螺槽(16)和螺桿固相螺槽(12)的最小槽深不大于螺桿(13)平均直徑的10%，螺桿固相螺槽(16)最大寬度不大于螺桿固體輸送段螺槽(19)槽寬的70%，螺桿液相螺槽(12)最大槽寬不大于螺桿固體輸送段螺槽(19)槽寬的70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種溝槽機(jī)筒擠出機(jī)，所述螺桿固相螺槽(16)和螺桿液相螺槽(12)為槽深恒定，槽寬變化的容積變化方式的螺桿，其特征在于，螺桿液相螺槽(16)和螺桿固相螺槽(12)的最大槽深不小于螺桿(13)平均直徑的4%，螺桿液相螺槽(16)和螺桿固相螺槽(12)的最小槽深不大于螺桿(13)平均直徑的10%，螺桿固相螺槽(12)和螺桿液相螺槽(15)的寬度相應(yīng)變化，兩者與副螺棱(14)寬度之和等于螺桿熔融段(21)螺槽寬 度。
【文檔編號(hào)】B29C47/66GK103770310SQ201310261134
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】薛平, 賈明印, 金曉明 申請人:北京化工大學(xué)