[發明專利]一種螺桿擠出機機筒及其溫度控制方法

無效

• 申請號: 200910086867.2
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101920552A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 畢超;江波;李翱
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C47/66
• 分類號: B29C47/66;B29C47/92;B29C47/82
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 何清清

技術領域：

本發明涉及一種螺桿擠出機機筒，具體涉及具有控溫通道結構的機筒，特別是對機筒的加熱/冷卻通道結構的改進及機筒溫度控制的方法。適用于大型螺桿擠出造粒機組。

背景技術：

目前螺桿擠出機機筒普遍采用的加熱/冷卻方式主要有：1、外置電加熱器加熱+水冷卻方式，該方式機筒開設冷卻通道，采用水作為冷卻介質，由于水汽化的影響，溫控范圍和溫控精度都受到限制。2、外置電加熱器加熱+蒸汽冷卻方式，該方式采用高壓蒸汽作為冷卻介質，克服了水汽化的問題，但是必須配套高壓蒸汽供給站。3、外置電加熱器加熱+導熱油冷卻方式，與第1和第2種方式相比，該方式不僅具有較高的溫控范圍和溫控精度，而且適用性強，是中小型擠出機使用最多的加熱冷卻形式，在大型擠出造粒機組中也有使用。但是，由于采用外置電加熱方式，擠出機筒內外溫差較大，特別是對于大型擠出機筒，容易造成機筒溫度分布不均勻，從而導致機筒變形，影響機組使用，因此該方式僅在螺桿直徑小于320mm的大型造粒機組上有應用的實例。

中國專利(200810011909.1)公開了一種具有同層布置的雙通道機筒，如圖1、圖2所示，該機筒在橫截面的同一徑向層面上，交替間隔開設有兩組導熱介質軸向通道，分別為加熱介質流道和冷卻介質流道，加熱和冷卻在機筒內進行，避免內外溫差過大，但是該同層布置的雙通道機筒，對于大型擠出機的機筒的溫控仍存在以下缺陷：A、由于冷、熱流道同層交替布置，造成交替處局部溫差過大，特別是機筒端面焊接處，容易產生較大熱應力變形，從而導致焊接開裂；B、同層布置，受到空間布局限制，難以實現通道的并聯連通，造成導熱介質與機筒之間的接觸傳熱面積小，溫度控制靈敏度低；C、該機筒上安裝的溫度傳感器，只能測量機筒內流道附近表面溫度，機筒外層溫度得不到有效控制，造成能量浪費。

發明內容

本發明為解決大型擠出機機筒的溫度控制問題，提出一種具有雙層布置雙通道結構的機筒及其溫度控制方法，可以減小機筒內外及冷熱交替的局部溫差，使整個機筒溫度分布均勻，而且局部不產生過大應力，有效地增加導熱介質與機筒之間的接觸傳熱面積，提高熱交換效率。

本發明提出的機筒，具有雙通道控溫結構，所述的雙通道是在機筒橫截面的兩個不同的徑向層面上，開設有雙層布置的導熱介質通道，通道內有導熱介質，外層通道由多條沿機筒周向開設的流道構成，內層通道由多條沿機筒軸向開設的流道構成，同層流道內通入一種導熱介質(加熱介質或冷卻介質)，同層的流道間采用并聯形式。

所述的流道之間采用并聯形式，是每層的流道是以兩條或多條流道并聯方式連通，使加熱介質或冷卻介質分別流入一組并聯流道。

所述的通道內的導熱介質，是加熱介質或冷卻介質，根據實際加工情況和控制要求，控制通道內的導熱介質類型。

本發明的機筒上安裝有兩個溫度傳感器，分別控制機筒內外層通道溫度。機筒上安裝的兩個溫度傳感器，擠出機正常運轉過程中，內層傳感器測量機筒內表面處溫度，控制物料塑化質量；外層傳感器測量機筒外層溫度，起到機筒溫度補償作用。當外界溫度變化影響機筒溫度時，外層流道將起到調節作用；當物料流動變化影響機筒溫度時，內層流道起到調節作用，以保證機筒溫度恒定。由此可以將機筒看成內、外兩層，使得機筒相對受控體積減少，可降低能量損耗。

所述流道中的導熱介質優選為導熱油。

本發明提供的機筒溫度控制方法是：在機筒的雙層布置的流道中通入導熱介質，用在機筒上安裝兩個溫度傳感器T1、T2，分別測量機筒外層和內表面溫度，流道中導熱介質的連通由兩個電磁換向閥V1和V2控制，其中V1控制通入機筒流道的導熱介質類型的切換(加熱介質或冷卻介質)，V2控制導熱介質在兩層流道中切換，管路上安裝溫度傳感器T3和T4，控制加熱器H1、H2以及換熱器S1的冷卻水控制閥V3的開閉，以控制導熱介質的溫度，導熱介質流通具體控制方案如下：

(1)開車前預熱過程：換向閥V1、V2將內、外層通道同時開啟，機筒通入加熱介質。

(2)開車前保溫過程：

當機筒外層溫度＜設定溫度，溫度傳感器T1發出信號，換向閥V1、V2控制外層通道開啟，機筒外層通道通入加熱介質。

當機筒內層溫度＜設定溫度，溫度傳感器T2發出信號，換向閥V1、V2控制內層通道開啟，機筒內層通道通入加熱介質。

(3)正常加工過程中：

當機筒溫度＞＞設定溫度時，溫度傳感器T2發出信號，換向閥V1、V2控制內、外層通道同時開啟，機筒通入冷卻介質。