[發明專利]擠出機

有效

• 申請號: 201680047480.4
• 申請日: 2016-07-29
• 公開（公告）號: CN108136645B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: W·E·康拉德
• 申請（專利權）人: 奧馬克羅知識產權有限公司
• 主分類號: B29C48/25
• 分類號: B29C48/25;B29C48/685;B29C48/80;B29C48/92;B29C48/68;B29C48/505
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成

一種擠出機，具有從進料入口端延伸到擠出機出口端的機筒。機筒具有內表面、外表面和在內表面和外表面之間的壁厚。擠出機還具有至少一個位于機筒上的加熱部件；驅動地連接于位于機筒內可旋轉地安裝的螺桿上的螺桿驅動馬達，其中螺桿以不同的每分鐘轉數(PRM)旋轉；和可操作地連接于螺桿驅動馬達，以基于穿過所述機筒和/或從機筒擠出的材料溫度調節螺桿的RPM的控制器。還提供了一種填充模具的操作擠出機的方法。

技術領域

本公開一般涉及擠出機，更具體地涉及用于擠出塑料或熱塑材料的擠出機。本公開也涉及使用一個或多個擠出機生產擠出的或模塑的塑料零件的方法。

背景技術

擠出機通常用于加熱和融化固體輸入材料(例如塑料，或熱塑材料)并且以可流動或融化的狀態擠出該材料。被擠出的或輸出的材料當冷卻并固化以形成具有被模殼(form)或鑄模(die)限定的截面輪廓的細長塑料組件時，可被引導通過該模殼或鑄模。或者，輸出的材料可被直接導入模具(mold)，隨后冷卻并固化以形成具有被該模具限定的形狀的被模塑的組件。

所提供的用于提高被傳送的塑性材料在通過擠出機或注射機筒時的溫度的熱量來源之一是機械剪切產熱。在剪切產熱中，塑性材料經常在處于相對高的壓力(例如每平方英寸(psi)2000磅到高達30000psi或更高)下、在旋轉的螺桿和靜止的機筒之間經受剪切或拉伸，這就導致熱量在材料中產生。通常，剪切產熱是熱量的重要來源。例如，通過剪切產熱提供大約50％或更多融化被傳送的塑性材料所需的熱量可以認為是優選的。

雖然剪切產熱可有效提高塑性材料的溫度，但是可能存在一種或多種缺陷。例如，塑性材料的過度剪切可能導致塑性材料內的聚合物分子物理和/或化學降解。

發明內容

提供下面的介紹以向讀者引入如下更多詳細的探討。該介紹并非意在限制或限定任何要求的或至今仍未要求的發明。一種或多種發明可存在于本文本的包括其權利要求和附圖在內的任何部分公開的元素或工序步驟的任意組合或子組合中。

根據本公開的一個方面，擠出機被配置為降低或最小化通過剪切產熱賦予被傳送的塑性材料的熱量。例如，可提供具有相對高的通過機筒壁的傳熱速率(heat transferrate)的擠出機?？赏ㄟ^由具有高熱導率(thermal conductivity)的材料制成的擠出機機筒和/或提供相對薄壁的擠出機機筒，可以增加通過機筒壁的傳熱速率。通過機筒壁的傳熱速率的提升能允許更多熱量在給定的單位時間內通過機筒壁轉移。因此，每單位時間內更多的熱量可以通過使用一個或多個機筒加熱器轉移到通過擠出機機筒傳送的塑性材料，這就減少了融化塑性材料所需的剪切產熱量。

可替代地或附加地，擠出機機筒和擠出機螺桿的幾何結構可被配置為減小通過擠出機機筒傳送的塑性材料的壓力，由此減少剪切產熱量。例如，擠出機機筒和/或擠出機螺桿可被配置為沿擠出機機筒的長度提供恒定的或縮減的體積壓縮比。因此，通過擠出機機筒傳送的塑性材料可以承受足夠的壓力，以防止通過機筒的回流(例如，如果模具正在由擠出機進料，則可選擇機筒內的壓力以使得擠出機填充模具而不回流穿過擠出機)和/或如果兩種或多種不同材料存在時，足夠混合正通過擠出機機筒傳送的材料。

這種設計的優勢為能使用薄壁機筒，這就增大了機筒的徑向熱導率。這就使得設置在機筒上的加熱器提供更大比例的熱量，并且對由于機筒內部提供的熱量(例如，剪切混合)的依賴更少。

通過擠出機的流速可大致低于傳統高壓擠出機。因此，根據根本公開的單個擠出機的每單位時間內的材料吞吐量可能低于傳統高壓擠出機。但是，通過降低機筒內部的壓力，機筒會變得更輕并且其成本會大幅減少。因此，代替使用單個傳統擠出機來制造所需數量的零件，可以以相同或更低的資本成本獲得與單個標準擠出機具有相同容量的多個擠出機。

根據本廣泛的方面，提供了一種擠出機，包括：

a)機筒，所述機筒從進料入口端延伸到擠出機出口端，所述機筒具有內表面、外表面和在所述內表面和所述外表面之間的壁厚；