[發明專利]一種異向差速旋轉擠出裝置、擠出機及物料制作方法

有效

• 申請號: 202010216298.5
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111391274B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 徐百平;喻慧文;肖書平;杜遙雪
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B29C48/41
• 分類號: B29C48/41;B29C48/425;B29C48/525;B29C48/575;B29C48/505;B29C48/68
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖云

一種異向差速旋轉擠出裝置，包括機筒和設置于機筒內的螺桿機構，螺桿機構包括第一螺桿和第二螺桿；第一螺桿的頂徑和根徑分別與第二螺桿的根徑和頂徑始終互相嚙合；第一螺桿和第二螺桿以固定的轉速比進行異向差速旋轉；第一螺桿的根徑與頂徑之間設置有至少一個第一中間圓弧結構，第二螺桿的根徑與頂徑之間設置有始終與第一中間圓弧結構相切的第二中間圓弧結構；第一中間圓弧結構與第一螺桿的頂徑和根徑走勢一致；第二中間圓弧結構與第二螺桿的根徑與頂徑走勢一致。通過異向差速旋轉，兩根螺桿之間實現了加工過程的自潔；通過第一中間圓弧結構和第二中間圓弧結構將原來的封閉的C型室拓展為“8”型室，并可以控制螺桿結構的建壓能力及擠出特性。

技術領域

本發明屬于多螺桿擠出機領域，具體涉及一種異向差速旋轉擠出裝置、擠出機及物料制作方法。

背景技術

同、異向多螺桿擠出機主要包括機筒和安裝于機筒內腔的多根螺桿，其中，嚙合型異向雙螺桿擠出機是異向多螺桿擠出機中應用最廣泛的。傳統的異向雙螺桿擠出機采用兩根螺桿等速反向旋轉的工作模式，物料被封閉在若干個獨立的C型室內向出口方向推進，具有較好的建壓能力，因而被廣泛應用于擠出成型過程。

目前，為了改變嚙合區的混煉、熔融效率，出現了差速異向雙螺桿。參考圖1，差速異向雙螺桿通過在嚙合區引入更大的速度差強化了分散混合效果，但是物料仍然被封閉在若干個獨立的C型室內的事實沒有改變，不同螺桿間及螺桿上下游之間仍然不存在混合關系，這導致了對混煉提升的效果有限。在這樣的螺桿構型下，通過嚙合置換關系，C型室從進料口沿軸向一直推進到出料口，物料被封閉在同一個C型室內完成熔融混煉和排氣過程，螺桿的上下游缺少熔融過程的自適應機制，當產量增大時，容易導致不熔融的固態物料阻塞螺桿通道，導致能耗顯著激增。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種異向差速旋轉擠出裝置，所述異向差速旋轉擠出裝置的結構簡單，提高了熔融混煉效果并解決了固態物料阻塞螺桿通道的問題。本發明還提出了一種異向旋轉擠出機、一種物料制作方法。

根據本發明第一方面實施例的異向差速旋轉擠出裝置，包括機筒和設置于所述機筒內的螺桿機構，所述螺桿機構包括第一螺桿和第二螺桿；所述第一螺桿的頂徑和根徑分別與所述第二螺桿的根徑和頂徑始終互相嚙合；所述第一螺桿和第二螺桿以固定的轉速比進行異向差速旋轉；所述第一螺桿的根徑與頂徑之間設置有至少一個第一中間圓弧結構，所述第二螺桿的根徑與頂徑之間設置有始終與所述第一中間圓弧結構相切的第二中間圓弧結構；所述第一中間圓弧結構與所述第一螺桿的頂徑和根徑走勢一致；所述第二中間圓弧結構與所述第二螺桿的根徑與頂徑走勢一致。

根據本發明實施例的異向差速旋轉擠出裝置，至少具有如下技術效果：第一螺桿和第二螺桿進行異向差速旋轉，實現兩根螺桿之間相互擦拭，實現了加工過程的自潔；通過第一螺桿的根徑與頂徑之間設置的第一中間圓弧結構和第二螺桿的根徑與頂徑之間設置的第二中間圓弧結構，實現了兩根螺桿螺槽的彼此開放，將原來的封閉的C型室正位移輸送單元拓展為“8”型室正位移輸單元，能有效強化熔融塑化作用的同時還具備更穩定的建壓能力。并且通過控制第一中間圓弧結構和第二中間圓弧的數量來調整在嚙合區軸向開放或者封閉的程度，從而調整摩擦輸送和正位移輸送的比例來控制螺桿結構的建壓能力及擠出特性。此外，第一螺桿和第二螺桿在上下嚙合區形成局部混煉捏合池，未熔融物料在正位移運動作用下以比熔體更快的速度向前推進，參與攪拌過程，強化了熔融和混煉，形成自適應熔融機制，有效提高了螺桿的加工彈性。

根據本發明的一些實施例，所述第一螺桿和第二螺桿的轉速比為N₁/N₂，N₁、N₂為互質的正整數；所述螺桿機構的每一處橫截面中所述第一螺桿的橫截面輪廓和第二螺桿的橫截面輪廓皆包括多段連續的曲線弧，且所述第一螺桿的橫截面輪廓的曲線弧和第二螺桿的橫截面輪廓的曲線弧的數量比與所述轉速比成反比。