CN102615807A - 一种密封型双螺杆 - Google Patents

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朱寅
王有富
彭小洁
余仁旭
来金凤
袁莹
罗琳琳
袁雯
路海冰
黄标
于兆强
李哲
梁超
李文刚
赵炯心
刘国平
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/395—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders
    • B29C48/40—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die using screws surrounded by a cooperating barrel, e.g. single screw extruders using two or more parallel screws or at least two parallel non-intermeshing screws, e.g. twin screw extruders

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Abstract

本发明涉及一种密封型双螺杆，沿物料运动方向依次至少有四种具有不同压力的区域L1(1)、L2(2)、L3(3)和L4(4)组成，各区域对应的压力分别为P1、P2、P3和P4；所述四种不同区域的组合方式至少包括：依次为L1(1)、L2(2)与L3(3)的至少一个循环，以及在所述的循环之后连接L4(4)；或者组合方式包含L1(1)，之后连接L2(2)与L3(3)的至少一个循环，以及在所述循环后再接L4(4)。本发明的一种密封型双螺杆，对熔体中易挥发组份进行密封，避免了在双螺杆挤出过程中挥发组份的溢出，保持熔体中各个组份的比例在一定范围内，保证了纺丝熔体粘度的维持，使纺丝能够顺利进行。

Description

一种密封型双螺杆
技术领域
本发明涉及一种密封型双螺杆，特别是涉及一种在双螺杆挤出加工工艺中需对挥发组份进行密封的双螺杆。
背景技术
在聚合物加工设备中，螺杆挤出机是最为重要和最为突出的设备之一，目前，单螺杆挤出机，双螺杆挤出机和多螺杆挤出机在工业中都已经实现商业化，其中，双螺杆挤出机可作为聚合物共混，聚合物反应的一种连续化学反应器，又是居最重要地位的，其应用也越来越广泛。双螺杆挤出机一般可分为啮合同向双螺杆挤出机，啮合异向双螺杆挤出机，非啮合双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机等，在热塑性塑料的成型加工中取得了很好的效果。
但是，在使用双螺杆挤出机进行聚合物加工时，当原料是由多组分混合而成时，若加工温度超过了其中某种组份的挥发温度，此组份将以气态形式逆出，此时，熔体中各组分的比例无法控制在一定的范围之内，熔体粘度无法保持，使用传统的双螺杆挤出机不能得到性能较高且稳定的产品，甚至有可能无法连续生产。例如，中国专利CN101899722所述一种聚乙烯醇粗旦丝的制备方法，聚乙烯醇以水为增塑剂，在单螺杆中进行熔融纺丝，其中水的重量比例很高，所述最高比例可达60％，螺杆中温度80～160℃，在螺杆压力与温度作用下，水份会大量挥发，使用普通螺杆挤出机并不能避免水份大量逆出的问题。
发明内容
本发明提出一种密封型双螺杆，目的在于克服在现有技术下双螺杆挤出机的不足，对熔体中易挥发组份进行密封，避免了在双螺杆挤出过程中挥发组份的溢出，起到了密封的作用，保持熔体中各个组份的比例在一定范围内，保证了纺丝熔体粘度的维持，使纺丝能够顺利进行。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
密封型双螺杆是通过不同螺杆段的压力控制来实现对挥发组份的密封的。将双螺杆沿物料运动方向依次设计四个具有不同压力的区域，以L1、L2、L3和L4代表，各区域压力以P1、P2、P3和P4表示，四个段落按L1、L2、L3和L4的顺序连接构成一个基本循环。
物料从加料斗进入双螺杆挤出机后，将经过混合，压缩，熔融，挤出等过程。在混合熔体进入温度较高的熔融区之后，若温度超过某种组份的挥发温度，一定量的此组份将以气态形式挥发，在螺杆压力的作用下，会沿物料运动方向的相反方向逆流。当气体从L4区域逆流至L3区域处，由于P3＜P4，气体压力会得到释放，当气体逆流至L3域与L2域连接处时，由于P2＞P3，压力差的存在将使气体难以继续逆流，气态组份得到密封。特别的，当大量组份以气态形式逆流时，可设置至少两组此种循环段落，气体经由压力的多次递减，最终得到密封。
本发明所述的一种密封型双螺杆，所述的双螺杆沿物料运动方向依次至少有四种具有不同压力的区域L1、L2、L3和L4组成，各区域对应的压力分别为P1、P2、P3和P4；所述四种不同区域的组合方式至少包括：依次为L1、L2与L3的至少一个循环，以及在所述的循环之后连接L4；或者组合方式包含L1，之后连接L2与L3的至少一个循环，以及在所述循环后再接L4；
所述的双螺杆各区域的压力P1、P2、P3和P4满足以下关系：
P1≤P3＜P2＜P4。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P1的取值范围为1.05P0≤P1≤1.5P0，P0为一个标准大气压。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P2和P1的关系为1.5P1≤P2≤3P1。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P3和P2的关系为0.5P2≤P3≤0.8P2。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P4和P2的关系为P2≤P4≤1.5P2。
本发明所述的一种密封型双螺杆，可通过螺纹元件设计，螺杆夹套设计，压力调节阀设计，螺纹元件组合以及其他一些方式得到所述的压力控制，起到密封熔体中挥发组份的作用。
本发明所述的一种密封型双螺杆，可应用于啮合同向双螺杆挤出机，啮合异向双螺杆挤出机，非啮合同向、异向双螺杆挤出机、锥型双螺杆挤出机以及其他双螺杆挤出机。
有益效果
其一，利用压力差对易挥发组份进行了密封，无需另外设计密封***。
其二，利用压力差对易挥发组份进行密封的原理简单，可通过多种设计达到目的。
其三，可以按照需要在双螺杆中设置多组密封循环区域，以达到逐步降压，最终密封的目的，可以针对不同的工艺做出相应的调整，具有很高的应用价值。
附图说明
图1是本发明的一种双螺杆挤出机的一个基本循环的示意图
图2是本发明的一种双螺杆挤出机的一种组合方式的示意图
图3是本发明的一种双螺杆挤出机的另一种组合方式的示意图
其中，1：L1区域，2：L2区域，3：L3区域，4：L4区域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明所述的一种密封型双螺杆，所述的双螺杆沿物料运动方向依次至少有四种具有不同压力的区域L1(1)、L2(2)、L3(3)和L4(4)组成，各区域对应的压力分别为P1、P2、P3和P4；所述四种不同区域的组合方式至少包括：依次为L1(1)、L2(2)与L3(3)的至少一个循环，以及在所述的循环之后连接L4(4)；或者组合方式包含L1(1)，之后连接L2(2)与L3(3)的至少一个循环，以及在所述循环后再接L4(4)；
所述的双螺杆各区域的压力P1、P2、P3和P4满足以下关系：
P1≤P3＜P2＜P4。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P1的取值范围为1.05P0≤P1≤1.5P0，P0为一个标准大气压。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P2和P1的关系为1.5P1≤P2≤3P1。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P3和P2的关系为0.5P2≤P3≤0.8P2。
如上所述的一种密封型双螺杆，所述P4和P2的关系为P2≤P4≤1.5P2。
图1是本发明的一种双螺杆挤出机的一个基本循环的示意图，所述的双螺杆挤出机由四种具有不同压力的区域L1(1)、L2(2)、L3(3)和L4(4)组成一个基本循环。
图2是本发明的一种双螺杆挤出机的一种组合方式的示意图，所述的组合方式为L1(1)、L2(2)与L3(3)的至少两个循环，以及在所述的循环之后连接L4(4)。
图3是本发明的一种双螺杆挤出机的另一种组合方式的示意图，所述的组合方式为L1(1)，之后连接L2(2)与L3(3)的至少两个循环，以及在所述循环后再接L4(4)。

Claims (5)

1.一种密封型双螺杆，其特征是：所述的双螺杆沿物料运动方向依次至少有四种具有不同压力的区域L1、L2、L3和L4组成，各区域对应的压力分别为P1、P2、P3和P4；所述四种不区域的组合方式至少包括：依次为L1、L2与L3的至少一个循环，以及在所述的循环之后连接L4；或者组合方式包含L1，之后连接L2与L3的至少一个循环，以及在所述循环后再接L4；
所述的双螺杆各区域的压力P1、P2、P3和P4满足以下关系：
P1≤P3＜P2＜P4。
2.根据权利要求1所述的一种密封型双螺杆，其特征在于，所述PX的取值范围为1.05P0≤P1≤1.5P0，P0为一个标准大气压。
3.根据权利要求1所述的一种密封型双螺杆，其特征在于，所述P2和P1的关系为1.5P1≤P2≤3P1。
4.根据权利要求1所述的一种密封型双螺杆，其特征在于，所述P3和P2的关系为0.5P2≤P3≤0.8P2。
5.根据权利要求1所述的一种密封型双螺杆，其特征在于，所述P4和P2的关系为P2≤P4≤1.5P2。
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