[發(fā)明專利]一種雙軸或三軸偏心轉子體積脈動形變塑化加工方法及設備

在審

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• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN105690688A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 瞿金平;楊智韜;馮彥洪;殷小春
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州華新科實業(yè)有限公司
• 主分類號: B29C45/54
• 分類號: B29C45/54;B29C45/60
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發(fā)明涉及高分子材料塑化加工方法與設備，特別是涉及一種高分子材料雙軸、三軸 偏心轉子體積脈動形變塑化加工方法及設備。

技術背景

雙、三螺桿擠出加工是高分子材料加工過程中的一種重要方法，相對于單螺桿擠 出加工，雙、三螺桿擠出加工具有更好的混合混煉、反應和排氣效果，適合于加工熱 穩(wěn)定性差的塑料，特別適合于加工共混料。雙、三螺桿擠出加工物料的塑化輸送過程 主要依賴于螺桿旋轉時對物料的剪切拖曳作用，因此當前雙、三螺桿加工高分子材料 普遍存在熱機械歷程長、加工能耗高、混合混煉效果差、設備結構龐大以及對物料依 賴性強等缺陷。為了提高高分子材料的混合、混煉效果，降低高分子材料在塑化輸運 過程中的能耗，一些研究者在螺桿的某些部位增設捏合元件使塑化加工過程中的局部 流場受拉伸流變控制，但是這種局部流場的控制并未改變物料在雙、三螺桿擠出加工 塑化輸運過程中受剪切流變支配的機理。

隨著當前新型高分子材料如植物纖維增強材料、可降解材料、高性能材料等層出 不窮，同時對于高分子材料制品的尺寸精度、混合分散特性、力學性能等各項指標的 要求也越來越高，因此對于高分子材料的塑化加工設備也提出了更高的要求。基于拉 伸流變的葉片聚合物塑化輸運方法是通過物料加工體積周期性變化強制物料熔融塑化和混 合混煉，物料的流動和變形主要受拉伸應力支配，主速度梯度與其主流動和變形的方向一 致，表現(xiàn)出拉伸流變行為，從而解決了螺桿加工機械塑化能力主要依賴物料外摩擦力和內(nèi) 摩擦力的問題。與螺桿塑化輸運方法相比，葉片塑化輸運方法具有能耗低、熱機械歷程短、 對物料適應性高、分散混合效果好等優(yōu)點；但是在葉片塑化輸運過程中，聚合物輸送通道 非流線型，不利于加工熱敏型聚合物的塑化與混合改性。

針對目前高分子材料加工行業(yè)所存在的問題，開發(fā)一種能夠顯著提高高分子材料的 分散混合、塑化混煉效果，縮短熱機械歷程并降低能耗，有效避免高分子材料在加工過程 熱降解的塑化輸運新方法和新設備對于高分子材料加工成型領域具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙、三軸偏心轉子體積脈動形變塑化輸運加工方法，以解 決高分子材料成型加工過程中物料經(jīng)歷的熱機械歷程長、物料混煉塑化不均、混合分散性 差、能耗高等問題。

本發(fā)明的目的還在于提供一種實現(xiàn)雙、三軸偏心轉子體積脈動形變塑化加工方法的設 備。

本發(fā)明目的通過如下技術方案實施：

一種雙軸或三軸偏心轉子體積脈動形變塑化加工方法：由螺旋結構和偏心圓柱結構交 替連接組成的兩根或三根嚙合的偏心轉子與定子內(nèi)表面形成的物料輸運體積分別沿轉子軸 向和徑向周期性的變化，物料在兩根或三根嚙合的偏心轉子嚙合轉動過程中實現(xiàn)基于脈動 體積形變?nèi)廴谒芑斶\。

一種實現(xiàn)上述方法的雙軸或三軸偏心轉子體積脈動形變塑化加工設備：主要由料斗、 兩根或三根偏心轉子、定子和驅動裝置組成，偏心轉子排列置于定子內(nèi)腔中，偏心轉子分 別與驅動裝置連接；料斗和定子內(nèi)腔連通，偏心轉子均由長度變化的螺旋結構和偏心圓柱 結構交替連接組成；偏心轉子的螺旋結構結構相互嚙合，兩根或三根轉子偏心圓柱結構所 處軸向位置均相同。

為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，兩根或三根轉子的螺旋部分軸線與轉子旋轉軸線 相同，偏心圓柱軸線與轉子旋轉軸線偏心，且同根轉子上的不同位置的偏心圓柱偏心方向 相同。

優(yōu)選地，所述偏心轉子的螺旋結構的螺距和偏心圓柱的長度均沿軸向逐漸減小。

優(yōu)選地，所述偏心轉子為三根，分別是中間偏心轉子、右側偏心轉子和左側偏心轉子； 中間偏心轉子、右側偏心轉子和左側偏心轉子呈“一”字水平排列置于定子的內(nèi)腔中；中 間偏心轉子的螺旋結構與右側偏心轉子和左側偏心轉子螺旋結構相互嚙合。

優(yōu)選地，所述偏心轉子為兩根，分別是第一偏心轉子和第二偏心轉子，第一偏心轉子 和第二偏心轉子同向或者異向嚙合置于定子的內(nèi)腔中。