CN103496145A - 一种气辅挤出设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，所述挤出机包括料筒，料筒内设有螺杆，螺杆可在料筒内转动，所述螺杆包括主螺纹、与主螺纹间隔设置的副螺纹，所述主螺纹的牙高大于所述副螺纹的牙高；所述挤出机头包括气体输入控制装置、以及设有进气孔的挤出口模，所述进气孔与所述气体输入控制装置连接，气体输入控制装置中的气体通过进气孔进入挤出口模，在挤出口模的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。本发明即可充分搅动熔融塑料体并将其推送到出料模口，又可降低对螺杆的转动扭力的要求，延长了气辅挤出设备的整机寿命，提高了生产效率。

Description

一种气辅挤出设备
技术领域
本发明涉及塑料热加工设备领域，尤其涉及一种气辅挤出设备。
背景技术
挤出设备是将塑料加热使之呈黏流状态，在加压的情况下，使之通过具有一定形状的口模而成为截面与口模形状相仿的连续体然后通过冷却，使具有一定几何形状和尺寸的塑料由黏流态变为高弹态，最后冷却定型为玻璃态，得到所需要的制品。经过多年的发展，挤出设备已由原来的单螺杆衍生出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型。挤出机(主机)可以与管材、薄膜、捧材、单丝、扁丝、打包带、挤网、板(片)材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配，组成各种塑料挤出成型生产线，生产各种塑料制品。
目前的挤出机的结构包括：机架以及设置在机架上的料筒、减速机和驱动电机，料筒内设置有螺杆，螺杆的一端与减速箱的输出轴相连接。在实际使用过程中，驱动电机带动料筒中的螺杆转动，通过螺杆的螺纹将熔融塑料体送到出料模口，通过出料模口的形状挤出各种塑料制品。螺杆的螺纹直接影响到熔融塑料体的推出效果，螺纹的牙高（即螺纹的大径与小径差值的1/2）越高，搅拌效果越好，同时需要的转动扭力也越大，螺纹的牙高太低，则影响推出熔融塑料体的速度甚至出现反胶造成料筒的堵塞。另外，由于挤出口模与挤出熔体之间存在阻力，现有的挤出成型技术普遍存在挤出胀大的问题，即挤出物截面尺寸比挤出口模尺寸大的现象，挤出胀大增加了挤出口模设计难度，影响制品精度，同时，由于熔融塑料体材料的高粘性，挤出时需要很大的口模压力来克服口模内壁对挤出物的阻力，造成口模压降大，从而使得挤出制品内应力增加，导致变形增加，同时也增加了能量消耗，影响塑料成品的质量。
发明内容
本发明的目的在于提出一种气辅挤出设备，对熔融塑料体的搅动和推送效果好，同时减低了对螺杆的转动扭力的要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，所述挤出机包括料筒（1），料筒（1）内设有螺杆（4），螺杆（4）可在料筒（1）内转动，所述螺杆（4）包括主螺纹（11）、与主螺纹（11）间隔设置的副螺纹（12），所述主螺纹（11）的牙高大于所述副螺纹（12）的牙高；
所述挤出机头包括气体输入控制装置（21）、以及设有进气孔（23）的挤出口模（22），所述进气孔（23）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，气体输入控制装置（21）中的气体通过进气孔（23）进入挤出口模（22），在挤出口模（22）的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。
其中，所述挤出口模（22）设有气腔（24）、以及用于监测挤出口模（22）内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器（25），所述进气孔（23）通过气腔（24）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，所述气体层的压力值大于等于挤出口模（22）内熔融塑料体的压力值；
所述气体输入控制装置（21）包括，空压机（101）、储气罐（102）、压力表（103）、压力伺服阀（104）、压力传感器（105）、温度控制器（106）、气体加热器（107）；空压机（101）通过阀连接储气罐（102）的入口，储气罐（102）的出口与压力表（103）、压力伺服阀（104）、压力传感器（105）、温度控制器（106）、气体加热器（107）和气腔（24）依次连接；
所述副螺纹（11）为间断螺纹；所述主螺纹（11）的绕程大于所述副螺纹（12）的绕程；所述主螺纹（11）的螺距大于或等于所述副螺纹（12）的螺距。
其中，所述主螺纹（11）的牙高与所述副螺纹（12）的牙高的差值为8-15毫米。
其中，所述主螺纹（11）的牙高与所述副螺纹（12）的牙高的差值为12毫米。
其中，所述主螺纹（11）为梯形螺纹，所述副螺纹（12）为三角形螺纹。
其中，所述主螺纹（11）的升角为8-15度，所述副螺纹（12）的升角为10-20度。
其中，所述主螺纹（11）的升角为12度，所述副螺纹（12）的升角为16度。
其中，所述主螺纹（11）的牙顶与料筒（1）的内壁的间距=料筒（1）的内径×0.1。
其中，所述料筒（1）设有排气口（5），所述排气口（5）包括滤网结构。
其中，所述料筒（1）的外周设有若干环形的加热器（6），所述环形的加热器（6）的两端通过螺母连接。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例通过在挤出设备的料筒上间隔设置高低不同的主螺纹和副螺纹，即可充分搅动熔融塑料体并将其推送到出料模口，又可降低对螺杆的转动扭力的要求，延长了挤出设备的整机寿命，提高了生产效率。同时，通过在挤出口模的内壁面和熔融塑料体之间注入稳定压力的气体，即在口模壁面和熔融塑料体之间形成稳定的气垫膜层，降低了挤出口模内壁面对挤出体的摩擦阻力，达到了挤出口模的润滑效果，大大减小了挤出胀大比，有利于提高塑料成品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种气辅挤出设备的实施例的结构示意图。
图2是本发明图1中A的局部示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1和图2，本实施例的一种气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，其中，所述挤出机包括料筒1、驱动电机3和减速器2，料筒内设有螺杆4，螺杆4可在料筒内转动，所述螺杆4包括主螺纹11、与主螺纹11间隔设置的副螺纹12，所述主螺纹11的牙高大于所述副螺纹12的牙高；所述主螺纹11的绕程大于所述副螺纹12的绕程。较佳的，所述主螺纹11的牙高与所述副螺纹12的牙高的差值（h）为8-15毫米，本实施例优选为主螺纹11的牙高与所述副螺纹12的牙高的差值（h）为12毫米。通过间隔设置的高低不同主螺纹11和副螺纹12，既能有效的搅动和推送熔融塑料体，又可减低对螺杆4转动扭力的要求，降低驱动电机的能耗。
其中，所述挤出机头包括气体输入控制装置21、设有进气孔23的挤出口模22，所述进气孔23与所述气体输入控制装置21连接，气体输入控制装置21中的气体通过进气孔23进入挤出口模22，在挤出口模22的内壁面形成压力值大于挤出口模22内熔融塑料体体的压力值的气体层。所述主螺纹11的螺距大于或等于所述副螺纹12的螺距，即所述主螺纹11的螺距可为所述副螺纹12的螺距的N倍（N为大于等于2的整数），所述主螺纹11的螺距也等于所述副螺纹12的螺距。所述主螺纹11的牙顶与料筒的内壁预留有一定的间距(d)，本实施例中该间距(d)=料筒1的内径×0.1，以有利于熔融塑料体的搅动和推送。
进一步的，本实施例的挤出口模22设有气腔24、以及用于监测挤出口模22内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器25，所述进气孔23通过气腔24与所述气体输入控制装置21连接；所述气体输入控制装置21包括，空压机101、储气罐102、压力表103、压力伺服阀104、压力传感器105、温度控制器106、气体加热器107；空压机101通过阀连接储气罐102的入口，储气罐102的出口与压力表103、压力伺服阀104、压力传感器105、温度控制器106、气体加热器107和气腔24依次连接。温度压力传感器25将检测到的熔融塑料体的温度和压力值传送给对应的控制器，以控制调节压力伺服阀104、压力传感器105、温度控制器106、气体加热器107的参数值，使得的挤出口模22中形成的气体层的压力值大于等于熔融塑料体的压力值，所述气体加热器107的温度高于所述环形的加热器7的最高温度。
本实施例的挤出设备工作时，先开通气体输入控制装置21并将其输出的气体调节到设定的温度和压力值，具体为：先将输出的气体的压力值调节到略大于挤出口模中熔融塑料体的压力值，然后逐渐将输出的气体的压力值调节到挤出口模中熔融塑料体的压力值。同时将输出的气体的温度调节到接近并高于挤出口模中熔融塑料体的温度。然后开启挤出机的驱动电机驱动挤出机的螺杆转动，由此实现稳定的气辅挤出。
较佳的，所述副螺纹12可为间断螺纹，以更好的和主螺纹间隔设置，并有利于进一步减低对螺杆4转动扭力的要求。
本实施例中，所述主螺纹11为梯形螺纹，主螺纹11的升角(a)为8-15度。优选的，主螺纹11的升角(a)为12度。所述副螺纹12为三角形螺纹，副螺纹12的升角(b)为10-20度。优选的，副螺纹12的升角(a)为16度。以更好的将熔融塑料体送至出料模口。
进一步的，本实施例的气辅挤出设备的料筒1的进料端设有进料口，通过该进料口连接进料料斗7；料筒1的出料端连接出料模口。所述料筒1还设有若干排气口5，且料筒1近进料口的一侧的排气口5数目多于料筒1近出料端的排气口5。由于进入料筒1中的塑料在被加热熔融的初期释放的空气、水分以及小分子杂质较多，越接近出料模口的位置，熔融塑料体中的空气、水分以及小分子杂质越少，因此在靠近进料口的位置需设置较多的排气口5，靠近出料模口的位置只需设置较少数目的排气口5，有利于及时将塑料加热熔融时产生的空气、水分以及小分子杂质排出，又能最大限度的减少料筒1上的排气口5数目。
本发明的气辅挤出设备，在料筒1的外周设有若干环形的加热器6，用于加热熔融进入到料筒1的塑料。本实施例中，靠近进料口的加热器6的温度高于靠近出料模口的加热器6的温度，既能保证在较短时间内熔融进入料筒1的塑料，又可避免出料模口由于温度过高产生较多气体，影响最终的塑料成品的质量。
进一步的，本实施例的排气口5包括滤网结构，以防止塑料从排气口5漏出。
本实施例中的进料料斗7为漏斗型，方便添加塑料；所述环形的加热器6的两端通过螺母连接，方便加热器6的更换。
通过本发明上述实施例，通过在气辅挤出设备的料筒上间隔设置高低不同的主螺纹11和副螺纹12，即可充分搅动熔融塑料体并将其推送到出料模口，又可降低对螺杆4的转动扭力的要求，延长了气辅挤出设备的整机寿命，提高了生产效率。同时，通过在挤出口模的内壁面和熔融塑料体之间注入稳定压力的气体，即在口模壁面和熔融塑料体之间形成稳定的气垫膜层，降低了挤出口模内壁面对挤出体的摩擦阻力，达到了挤出口模的润滑效果，大大减小了挤出胀大比，进而提高塑料成品的质量。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利要求范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种气辅挤出设备，包括：挤出机、与挤出机配套连接的挤出机头，其特征在于，所述挤出机包括料筒（1），料筒（1）内设有螺杆（4），螺杆（4）可在料筒（1）内转动，所述螺杆（4）包括主螺纹（11）、与主螺纹（11）间隔设置的副螺纹（12），所述主螺纹（11）的牙高大于所述副螺纹（12）的牙高；
所述挤出机头包括气体输入控制装置（21）、以及设有进气孔（23）的挤出口模（22），所述进气孔（23）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，气体输入控制装置（21）中的气体通过进气孔（23）进入挤出口模（22），在挤出口模（22）的内壁面与熔融塑料体之间形成一气体层。
2.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述挤出口模（22）设有气腔（24）、以及用于监测挤出口模（22）内熔融塑料体的温度和压力值的温度压力传感器（25），所述进气孔（23）通过气腔（24）与所述气体输入控制装置（21）连接；工作时，所述气体层的压力值大于等于挤出口模（22）内熔融塑料体的压力值；
所述气体输入控制装置（21）包括，空压机（101）、储气罐（102）、压力表（103）、压力伺服阀（104）、压力传感器（105）、温度控制器（106）、气体加热器（107）；空压机（101）通过阀连接储气罐（102）的入口，储气罐（102）的出口与压力表（103）、压力伺服阀（104）、压力传感器（105）、温度控制器（106）、气体加热器（107）和气腔（24）依次连接；
所述副螺纹（11）为间断螺纹；所述主螺纹（11）的绕程大于所述副螺纹（12）的绕程；所述主螺纹（11）的螺距大于或等于所述副螺纹（12）的螺距。
3.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）的牙高与所述副螺纹（12）的牙高的差值为8-15毫米。
4.根据权利要求3所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）的牙高与所述副螺纹（12）的牙高的差值为12毫米。
5.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）为梯形螺纹，所述副螺纹（12）为三角形螺纹。
6.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）的升角为8-15度，所述副螺纹（12）的升角为10-20度。
7.根据权利要求6所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）的升角为12度，所述副螺纹（12）的升角为16度。
8.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述主螺纹（11）的牙顶与料筒（1）的内壁的间距=料筒（1）的内径×0.1。
9.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述料筒（1）设有排气口（5），所述排气口（5）包括滤网结构。
10.根据权利要求1所述的气辅挤出设备，其特征在于，所述料筒（1）的外周设有若干环形的加热器（6），所述环形的加热器（6）的两端通过螺母连接。
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