專利名稱：差動(dòng)混煉螺桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及聚合物加工機(jī)械，具體是指一種混煉擠出螺桿的改進(jìn)。
目前，應(yīng)用在聚合物加工工業(yè)的混煉螺桿很多，主要有分流型螺桿、分離型螺桿、銷釘螺桿、屏障型螺桿和變流道型螺桿等。這些螺桿以耗散混合－－熔融的方式獲得了良好的效果，銷釘螺桿是其中之一。它的優(yōu)點(diǎn)是分布混合性能好，擠出溫度低。然而，由于銷釘螺桿缺乏窄間隙的高剪切區(qū)，不能提供較高的剪切力，以致分散混合的能力較弱。為了提高分散混合效果，而發(fā)明了混煉頭結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征是在機(jī)筒內(nèi)壁和螺桿上設(shè)置交錯(cuò)排列的銷釘，這種結(jié)構(gòu)具有良好的混煉效果。但是，這種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，機(jī)械加工不方便，容易產(chǎn)生積料，清洗較困難，裝配要求高。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述背景技術(shù)中各螺桿的缺點(diǎn)，提供一種混煉效率高，擠出溫度低，擠出穩(wěn)定性好，物料適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械磨損少，裝拆容易，清洗方便及制造成本低廉的差動(dòng)混煉螺桿。
本實(shí)用新型的目的可通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到在普通螺桿的熔融段或計(jì)量段上設(shè)置一至多段由一至多個(gè)差動(dòng)混煉元連續(xù)排列而成的差動(dòng)混煉段，該差動(dòng)混煉元是由1～5圈固定在螺桿上的銷釘與1～5圈裝滿或未裝滿滾珠的滾道，以任意方式組合排列。
差動(dòng)混煉段可以設(shè)置于螺桿的熔融段，也可以設(shè)置于螺桿的計(jì)量段或螺桿的頭部，還可以將一至多個(gè)差動(dòng)混煉段均勻或不均勻地設(shè)置在整條螺桿上。在各螺桿上設(shè)置多少混煉段？每個(gè)混煉段由多少混煉元組成？應(yīng)視加工工藝要求而定。一般而言，粘度較高，且成型溫度較高的物料，應(yīng)將混煉段的位置放后。對(duì)于加工的混煉要求較高時(shí)，則可適當(dāng)增加混煉元個(gè)數(shù)，以強(qiáng)化差動(dòng)混煉效果。在一個(gè)混煉段中，各混煉元中每一圈滾道中滾珠的數(shù)目可以相同也可以不相同，具體取值應(yīng)視具體情況而定，一般情況而言，靠近擠出模頭的滾道，滾珠數(shù)目多一些。
當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在各個(gè)混煉元中相間排列的銷釘和滾珠分別以不同的速度繞螺桿軸線旋轉(zhuǎn)，相鄰的兩圈銷釘和滾珠之間存在一個(gè)速度差，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)螺桿的功能。
差動(dòng)螺桿的工作原理可描述如下首先，來(lái)自螺桿上游的物料在壓力差的作用下，進(jìn)入固定于螺桿的銷釘周圍與料筒內(nèi)表面構(gòu)成的空間即銷釘區(qū)，在銷釘?shù)淖饔孟?，使未熔固體碎粒與已溶物料的接觸面積增大，促進(jìn)熔融；同時(shí)，分割料流增加界面，并且改變料流方向。其次，由于滾珠和銷釘存在速度差，在速度差和壓力差的作用下，物料由銷釘區(qū)流出，由一股分成多股進(jìn)入由滾珠、滾道與料筒表面構(gòu)成的空間即滾珠區(qū)。受到強(qiáng)力分散混合。在滾珠區(qū)里，由于滾珠與料筒內(nèi)壁、滾珠與螺桿滾道，滾珠與滾珠之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，物料在這一區(qū)域內(nèi)受到強(qiáng)烈的擠壓、混合和剪切作用；同時(shí)，滾珠不僅對(duì)物料進(jìn)行分割，起到增加界面，加速熔融的作用，還使物料流束重新排列、匯合。
本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)1、多圈滾道與多圈銷釘組合相間排列，組成若干個(gè)差動(dòng)混煉元，物料每經(jīng)過(guò)一差動(dòng)混煉元，就受到一次強(qiáng)烈的混合，剪切和擠壓作用，如此重復(fù)多次，達(dá)到了加強(qiáng)混煉能力，提高擠出質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，制造方便，裝拆容易。滾珠與銷釘?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)強(qiáng)化了對(duì)物料的分散混合效果。滾珠之間同向旋轉(zhuǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)十分有利于物料的均化，尤其有利半徑方向的均化。滾珠在擠出的工作過(guò)程中還起到了對(duì)螺桿的輔助支承作用，從而減少了螺桿與料筒的摩擦。
3、對(duì)物料適應(yīng)性好，當(dāng)加工不同物料時(shí)，無(wú)需更換螺桿，只需調(diào)整滾珠的數(shù)目，就可適應(yīng)不同種類的物料。例如LDPE、LLDPE、HDPE、PVC、PP、PADET、聚合物共混改進(jìn)性，PVC加填料以及橡膠等的加工，尤其適合于熱敏性塑料的加工。


圖1為單差動(dòng)混煉段的差動(dòng)混煉螺桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1中的A－A剖圖為未裝滿滾道的剖視圖；圖3為
圖1中的B－B剖圖為銷釘?shù)钠室晥D；圖4為多差動(dòng)混煉段的差動(dòng)混煉螺桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為差動(dòng)混煉段局部展開(kāi)圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1如
圖1所示，單差動(dòng)混煉段的差動(dòng)混煉螺桿，直徑D為φ42毫米，該螺桿的結(jié)構(gòu)是在該螺桿的熔融段或計(jì)量段上設(shè)置有一差動(dòng)混煉段。該差動(dòng)混煉段是由五個(gè)差動(dòng)混煉元組成，每一差動(dòng)混煉元是由1圈固定在螺桿上的方頭銷釘2與1圈裝滿或者末裝滿滾珠1的滾道3，相間排列而成。在同一差動(dòng)混煉段中各滾道中滾珠1的數(shù)目可以不等，
圖1中靠近擠出模頭的滾道3的滾珠數(shù)目為最多，在五個(gè)混煉元中，從左到右排列的滾道3依次裝有12、11、11、10、9粒直徑為8毫米滾珠1。圖2為
圖1中的A－A剖圖，表示該差動(dòng)混煉元滾珠1未裝滿滾道3的情況，圖3為
圖1中的B－B剖圖表示銷釘分布情況。圖5為差動(dòng)混煉段局部展開(kāi)圖，它表示差動(dòng)混煉段的工作原理，來(lái)自螺桿上游的物料在壓力差的作用下，按圖5所示的箭頭方向進(jìn)入由固定于螺桿的銷釘2周圍與料筒內(nèi)表成構(gòu)成的空間即銷釘區(qū)4，在銷釘2的作用下，使未溶固體碎粒與已熔物料的接觸面積增大，促進(jìn)物料熔融；同時(shí)，分割料流增加界面，改變料流方向。圖5中設(shè)滾珠的速度為V2，銷釘?shù)乃俣葹閂1，則有V1＞V2。由于滾珠和銷釘2之間存在速度差，在速度差和壓力差的作用下，物料由銷釘區(qū)4流出，按圖5所示的箭頭方向，進(jìn)入由滾珠1、滾道3與料筒內(nèi)表面成構(gòu)成的空間即滾珠區(qū)5。由于銷釘繞軸線公轉(zhuǎn)的速度大于滾珠繞軸線的公轉(zhuǎn)速度。一股物料由銷釘區(qū)流出，進(jìn)入滾珠區(qū)過(guò)程中，被重新分配成多股，并受到良好的分散均化作用的同時(shí)，還受到剪切作用。在滾珠區(qū)5里，由于滾珠1與料筒內(nèi)壁，滾珠1與螺桿滾道3，滾珠與滾珠之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，物料在這一區(qū)域內(nèi)受到強(qiáng)烈的擠壓、混合和剪切作用。滾珠與銷釘?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)，使螺桿具有自潔作用，不容易產(chǎn)生積料。本實(shí)施例適用于加工普通的聚烯烴，PVC、PA、PS以及其它塑料和橡膠的加工。
實(shí)施例2如圖4所示，多差動(dòng)混煉段的差動(dòng)混煉螺桿，直徑D為φ60毫米，該螺桿上均勻或不均勻地設(shè)置有三段差動(dòng)混煉段。按圖4所示，從左到右，依次為第一、第二和第三段差動(dòng)混煉段。第一差動(dòng)混煉段是由3個(gè)差動(dòng)混煉元組成，也從左到右依次為第一、第二、第三差動(dòng)混煉元，第一差動(dòng)混煉元是由1圈裝有13粒、1圈裝有12粒的直徑為10毫米滾珠1與2圈固定于螺桿上的直徑為8毫米、個(gè)數(shù)為10個(gè)的圓頭銷釘排列而成。第二差動(dòng)混煉元?jiǎng)t有1圈裝有12粒的直徑為10毫米滾珠1與2圈固定在螺桿上的直徑為8毫米、個(gè)數(shù)為10個(gè)的圓頭銷釘排列而成。第三差動(dòng)混煉元是由1圈裝有12粒的直徑為10毫米滾珠1與1圈固定的螺桿上的直徑為8毫米、個(gè)數(shù)為10個(gè)的圓頭銷釘排列而成。第二差動(dòng)混煉段是由一個(gè)差動(dòng)混煉元組成，它由1圈固定在螺桿上的截面直徑為8毫米、個(gè)數(shù)為9個(gè)圓頭銷釘1圈裝有10粒的直徑為10毫米滾珠1排列而成。第三差動(dòng)混煉段是由二段均有1圈滾珠1與1圈銷釘組成的差動(dòng)混煉元排列而成，第1圈裝有直徑為10毫米的滾珠1或者排列有固定在螺桿上的直徑為8毫米個(gè)數(shù)為8個(gè)的圓頭銷釘，工作原理同實(shí)施例1，本實(shí)施例適于加工聚烯烴，PS、PET、PVC和其它塑料或橡膠，也可用于對(duì)塑料進(jìn)行共混改性。
權(quán)利要求1.一種差動(dòng)混煉螺桿，其特征在于在普通螺桿的熔融段或計(jì)量段上設(shè)置一至多段由一至多個(gè)差動(dòng)混煉元連續(xù)排列而成的差動(dòng)混煉段，該差動(dòng)混煉元是由1～5圈固定在螺桿上的銷釘與1～5圈裝滿或未裝滿滾珠的滾道，以任意方式組合排列。
專利摘要本實(shí)用新型是一種混煉擠出螺桿的改進(jìn)。它提供的一種差動(dòng)混煉螺桿的特征是在普通螺桿的熔融段或計(jì)量段上設(shè)置一至多個(gè)由一至多個(gè)差動(dòng)混煉元連續(xù)排列而成的差動(dòng)混煉段，該差動(dòng)混煉元是由1～5圈固定在螺桿上的銷釘與1～5圈裝滿或未裝滿滾珠的滾道，以任意方式組合排列。本實(shí)用新型提供的差動(dòng)混煉螺桿，達(dá)到了加強(qiáng)混煉能力，提高擠出質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理；制造方便、裝拆容易；對(duì)物料適應(yīng)性好。
文檔編號(hào)B29C47/64GK2206714SQ9422204
公開(kāi)日1995年9月6日 申請(qǐng)日期1994年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月16日
發(fā)明者張振剛, 瞿金平 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)