[發明專利]一種溝槽機筒擠出機

有效

• 申請號: 201310261134.4
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103770310A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 薛平;賈明印;金曉明
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C47/38
• 分類號: B29C47/38;B29C47/60;B29C47/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種溝槽機筒擠出機，可實現物料的高速高效熔融，并獲得較高的擠出產量，實現管材、片材、異型材等塑料制品的高速高效擠出。

背景技術

傳統的光滑機筒單螺桿擠出機中，熔融的熱源為機筒外加熱源和物料與機筒內表面的外摩擦熱，在二者的共同作用下，機筒內表面處的物料首先發生熔融，產生熔膜，隨著熔融的進行，螺桿主螺棱推進面將熔膜刮下使熔融物料聚集于螺棱推進面處形成熔池，并將螺槽內的固相逐漸熔融，物料熔融主要發生在螺桿軸向。這種傳統光滑機筒單螺桿擠出機的物料熔融缺點主要包括：（1）熔融塑化效率低，特別是當螺桿轉速增加、產量增大時，容易導致塑化不良，熔融效果差，影響產品質量；（2）能耗大，物料熔融主要依靠機筒外熱源。因此這種結構和塑化機理的缺陷限制了單螺桿擠出機朝著高速、高效和節能方向的發展。

已經有一些公開的針對提高單螺桿擠出機擠出效率的改進方法或設備，這些改進方法的共同特點是在加料段機筒襯套內壁開設軸向直槽或螺旋溝槽來增大機筒表面的等效摩擦力，由于機筒內表面等效摩擦力的提高有效增大了固體塞輸送的動力，提高了輸送效率。但這些改進方法或設備主要針對固體輸送效率，擠出機的熔融方式始終未曾改變，仍為沿螺桿軸向熔融方式，而且上述改進方法或設備在改善固體輸送效率的同時卻帶來熔融塑化質量的降低，因為固體輸送產量增加，給熔融塑化帶來了更大的負擔，導致熔融塑化質量更差。為提高塑化質量，已有采用增大螺桿長徑比的方法，但是，加大長徑比導致物料塑化輸送所經歷的熱機械歷程過長、能耗增加、設備體積龐大等問題；為提高塑化質量，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，并會產生較高的壓力降且容易產生滯流，嚴重影響擠出的穩定性，是治標不治本的措施；為提高塑化質量，也有采用降低轉速的方法，但是降低轉速更是以犧牲效率和產量為代價。

因此，上述手段和措施均無法以從本質上解決單螺桿擠出機的熔融塑化效率問題，塑化問題已經成為當前制約單螺桿擠出機實現高速化、高效化、節能化發展以及大型塑料制品擠出成型的技術瓶頸。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種溝槽機筒擠出機，有效解決了傳統光滑機筒單螺桿擠出機存在的熔融塑化效率低、能耗大等技術缺陷。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種溝槽機筒擠出機，包括，機筒17、機筒襯套10、螺桿13，其特征在于：所述的機筒襯套10長度等于機筒17長度，機筒襯套10內表面為圓筒形或錐筒形，機筒襯套10由機筒固體輸送段23、機筒熔融段24和機筒熔體輸送段25組成，機筒襯套10內壁開設機筒襯套溝槽11，機筒襯套溝槽11為半封閉的，由機筒襯套溝槽螺棱推進面8、機筒襯套溝槽螺棱底面9和機筒襯套溝槽螺棱后緣面1圍成，機筒襯套溝槽11的容積沿擠出方向逐漸減?。凰龅穆輻U13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的容積沿擠出方向逐漸減小，螺桿液相螺槽12的容積沿擠出方向逐漸增加，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合并為一個螺桿熔融段螺槽18；所述螺桿13位于機筒襯套10內，機筒襯套10通過緊配合嵌套在機筒17內壁，且各功能段相互對應；當螺桿13旋轉時，機筒襯套溝槽11內的物料在機筒襯套溝槽螺棱推進面8的推動下沿所述的機筒襯套溝槽11方向向前運動，螺桿固相螺槽16內的物料在螺桿主螺棱推進面7的推動下沿所述螺桿固相螺槽16的方向向前運動，螺桿固相螺槽16內物料和機筒襯套溝槽11內物料之間發生層間摩擦，在螺桿熔融段21處發生界面熔融，熔融的物料由于拖曳作用進入螺桿液相螺槽12，螺桿固相螺槽16內物料和機筒襯套溝槽11內物料始終保持固相之間的摩擦，熔融的物料不斷被拖曳進入螺桿液相螺槽12，螺桿固相螺槽16和機筒襯套溝槽11內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定輸送。