CN107160582B - 天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，属于机械技术领域。它解决了如何提高复合材料颗粒生产效率的同时提高生产质量的问题。本造粒机组包括机架、密炼机和挤出造粒机，密炼机位于挤出造粒机的上方，密炼机和挤出造粒机均沿横向布置且位于同一竖直平面上，密炼机上具有原料进料口和原料出料口，挤出造粒机上具有混料进料口，原料出料口位于混料进料口的正上方，原料出料口和混料进料口之间密封连有保护通道，保护通道内具有连通原料出料口和混料进料口的气体保护腔，保护通道上还具有与气体保护腔相通且用于惰性气体通入的进气口。本机组不仅整机结构紧凑，占用空间少，而且具备较高的生产效率和生产质量。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组。
背景技术
天然纤维基高分子聚合物复合材料是一种具有柔性的塑料材料，其中天然纤维是指广泛存在于自然中的各种织物中的木质素、纤维素和半纤维素的混合物。当该天然纤维配比量较大时称之为基。同时，通过在上述天然纤维基中加入了某些具有高模量、防腐等特定性能的多种组份的混料，从而形成复合材料。
为了制造生产上述复合材料的物料颗粒，一般是采用密炼、挤出及造粒的制作工艺。传统对物料进行密炼、挤出及造粒是分别采用单独的设备进行，先将物料在密炼机进行密炼，再将密炼后的物料存放在存放室中，再采用挤出装置对密炼后的物料进行挤出成型，最后采用切粒设备对挤出成型后的物料切粒，从而得所需粒度的物料。现有技术中塑料造粒制作工序复杂，工作效率低，浪费大量人力、物力、空间。
为了解决上述问题，如中国专利【申请号201010125438.4；】公开了一种集密炼、喂料、挤出功能为一体的组合式机组，包括机架，机架分为两层，机架的顶层设置有密炼机，其特征在于:机架的底层设有单螺杆挤出机和锥形双螺杆喂料机，所述锥形双螺杆喂料机机筒的上方开设有进料口，在进料口处安装有喂料斗，所述密炼机卸料装置的出口位于喂料斗的上方，能够向喂料斗卸料，所述锥形双螺杆喂料机的双螺杆与单螺杆挤出机机筒一侧的进料口相连接。通过该机组节省了工作时间，提高了工作效率，节省了企业成本。
但是，上述集密炼、喂料、挤出功能为一体的组合式机组还存在以下缺陷：原料经过密炼机密炼后，再经由密炼机的卸料装置漏到喂料斗中，在此过程中，由于卸料口和喂料斗均为开放式导致密炼后的原料容易被氧化，从而影响后续挤出造粒后物料颗粒的生产质量；并且，在卸料过程中会释放大量的有毒气体及部分烟雾，致使作业环境恶劣；同时，上述组合式机组的整体结构还是不够紧凑，占用空间较大，物料输送时间长，不利于生产效率的提高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，本发明解决的技术问题是如何提高复合材料颗粒生产效率的同时提高生产质量。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，包括机架、固定在机架上的密炼机和固定在机架上的挤出造粒机，所述密炼机位于挤出造粒机的上方，其特征在于，所述密炼机和挤出造粒机均沿横向布置且位于同一竖直平面上，所述密炼机上具有原料进料口和原料出料口，所述挤出造粒机上具有混料进料口，所述原料出料口位于混料进料口的正上方，所述原料出料口和混料进料口之间密封连接有保护通道，所述保护通道内具有连通原料出料口和混料进料口的气体保护腔，所述保护通道上还具有与气体保护腔相通且用于惰性气体通入的进气口。
本天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组的设计原理是通过将密炼机和挤出造粒机整合在一起，并进行合理布置，使密炼机和挤出造粒机均沿横向布置且位于同一竖直平面上，且使密炼机的原料出料口位于挤出造粒机的混料进料口的正上方，然后通过设计保护通道将原料出料口和混料进料口相连，通过以上设计，不仅使得本机组的整体结构紧凑，能够节省整机的占用空间，而且原料出料口和混料进料口和保护通道的位置布置使得密炼后的原料能够直接通过保护通道并以最短的路径进入挤出造粒机，这样有利于提高复合材料颗粒的生产效率；同时，保护通道上设计有进气口和气体保护腔，通过向进气口内通入惰性气体，使得惰性气体充满气体保护腔，这样使得从密炼机原料出料口下来的密炼原料能够得到惰性气体的保护不会与氧气接触，避免发生氧化，从而提高了后续生产出来的复合材料颗粒的生产质量；因此，通过以上集成设计，不仅使得机组结构更加紧凑，而且能够提高了复合材料颗粒的生产效率和生产质量；另外，本组机在生产过程中，往密炼机原料进料口投入的原料组分、投料量和投料时间均能够精确可控，也有利于提高生产效率和生产质量。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述密炼机内具有密炼腔，所述密炼腔内设置有两根平行设置的密炼螺杆，所述密炼螺杆分为螺纹送料段和挤压混料段，所述原料进料口与密炼腔相通且位于螺纹送料段的上方，所述原料出料口与密炼腔相通且位于挤压混料段的下方。通过以上密炼螺杆以及原料进料口和原料出料口的设计，当原料从原料进料口进入密炼腔时，原料先通过螺纹送料段推送到挤压混料段，然后再有挤压混料段进行混料密炼，完成密炼后从下方的原料出料口漏出，通过以上设计，使得密炼机中原料的送料和混料两个工序分开且连续的进行，也就是说，送一点料就会混一点料，这样使得单位时间内的混料量不会很大，这样有利于使得原料的混合能够更加均匀，从而有利于提高后续复合材料颗粒的生产质量；同时也会节省密炼时间，提高密炼效率。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述挤压混料段上分别具有向外凸出且呈V型的凸棱挤压部和向内凹掐且截面呈V型的内凹挤压部。当两根密炼螺杆转动时，通过以上凸棱挤压部和内凹挤压部的形状设计，能够使得螺杆能够更好地包住原料并对原料进行混合密炼，使得原料的混合能够更加均匀，从而有利于提高后续复合材料颗粒的生产质量。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述凸棱挤压部包括均向外凸出且倾斜布置的凸棱部一和凸棱部二，所述凸棱部一和凸棱部二相接且两者之间具有向内凹陷的挤压面。通过以上凸棱部一和凸棱部二以及挤压面的配合设计，使得密炼时的原料能够被兜在两根螺杆之间并随着螺杆转动进行混合密炼，这样使得原料的混合能够更加均匀，从而有利于提高后续复合材料颗粒的生产质量。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述凸棱部一和凸棱部二之间的夹角为钝角。通过以上设计，能够使得螺杆能够兜住更多的原料，也有利于提高原料的密炼质量和效率。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述螺纹送料段上具有多圈外螺纹牙，靠近挤压混料段的外螺纹牙之间的螺距小于远离挤压混料段的外螺纹牙之间的螺距。通过对螺纹送料段上螺距的设计，靠近挤压混料段的一端螺距相对变小，原料的推送行程也变小，也就是说，越靠近挤压混料段推料速度就越慢，这样使得原料能够慢慢被推送到挤压混料段内，这样设计使得挤压混料段内的原料能够得到充分的密炼混合，使得原料混合的更加均匀且混合效率更高，从而有利于提高后续复合材料颗粒的生产质量和生产效率。
在上述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组中，所述进气口内通入的惰性气体为二氧化碳、氩气或者氮气。以上惰性气体优选为二氧化碳气体。
与现有技术相比，本天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组具有以下优点：本机组不仅整机结构紧凑，占用空间少，而且具备较高的生产效率和生产质量；同时，本机组中的生产原料组分、投料量和投料时间均可精确可控，操作便捷，自动化程度高。
附图说明
图1是本多组份数控造粒机组的整体结构示意图。
图2是本多组份数控造粒机组中密炼机的结构示意图。
图3是本密炼机中的密炼螺杆结构示意图。
图中，1、机架；2、密炼机；3、挤出造粒机；4、原料进料口；5、原料出料口；6、混料进料口；7、保护通道；8、气体保护腔；9、进气口；10、密炼腔；11、密炼螺杆；12、螺纹送料段；13、挤压混料段；131、凸棱挤压部；131a、凸棱部一；131b、凸棱部二；131c、挤压面；14、内凹挤压部；15、外螺纹牙。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
具体来说，如图1所示，本天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组包括机架1、固定在机架1上的密炼机2和固定在机架1上的挤出造粒机3，密炼机2位于挤出造粒机3的上方。密炼机2和挤出造粒机3均沿横向布置且位于同一竖直平面上。密炼机2上具有原料进料口4和原料出料口5，挤出造粒机3上具有混料进料口6，原料出料口5位于混料进料口6的正上方。原料出料口5和混料进料口6之间密封连接有保护通道7，保护通道7内具有连通原料出料口5和混料进料口6的气体保护腔8。保护通道7上还具有与气体保护腔8相通且用于惰性气体通入的进气口9。进气口9内通入的惰性气体为二氧化碳、氩气或者氮气。
如图2所示，密炼机2内具有密炼腔10，密炼腔10内设置有两根平行设置的密炼螺杆11。密炼螺杆11分为螺纹送料段12和挤压混料段13，原料进料口4与密炼腔10相通且位于螺纹送料段12的上方，原料出料口5与密炼腔10相通且位于挤压混料段13的下方。
更具体地，如图3所示，螺纹送料段12上具有多圈外螺纹牙15，靠近挤压混料段13的外螺纹牙15之间的螺距小于远离挤压混料段13的外螺纹牙15之间的螺距。挤压混料段13上分别具有向外凸出且呈V型的凸棱挤压部131和向内凹掐且截面呈V型的内凹挤压部14。凸棱挤压部131包括均向外凸出且倾斜布置的凸棱部一131a和凸棱部二131b，凸棱部一131a和凸棱部二131b之间的夹角为钝角。凸棱部一131a和凸棱部二131b相接且两者之间具有向内凹陷的挤压面131c。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了机架1、密炼机2、挤出造粒机3、原料进料口4、原料出料口5、混料进料口6、保护通道7、气体保护腔8、进气口9、密炼腔10、密炼螺杆11、螺纹送料段12、挤压混料段13、凸棱挤压部131、凸棱部一131a、凸棱部二131b、挤压面131c、内凹挤压部14、外螺纹牙15等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (7)
1.天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，包括机架(1)、固定在机架(1)上的密炼机(2)和固定在机架(1)上的挤出造粒机(3)，所述密炼机(2)位于挤出造粒机(3)的上方，其特征在于，所述密炼机(2)和挤出造粒机(3)均沿横向布置且位于同一竖直平面上，所述密炼机(2)上具有原料进料口(4)和原料出料口(5)，所述挤出造粒机(3)上具有混料进料口(6)，所述原料出料口(5)位于混料进料口(6)的正上方，所述原料出料口(5)和混料进料口(6)之间密封连接有保护通道(7)，所述保护通道(7)内具有连通原料出料口(5)和混料进料口(6)的气体保护腔(8)，气体保护腔(8)为竖向中空的腔室，气体保护腔(8)的上端与原料出料口(5)直接相通，气体保护腔(8)的下端与混料进料口(6)直接相通，所述保护通道(7)上还具有与气体保护腔(8)相通且用于惰性气体通入的进气口(9)。
2.根据权利要求1所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述密炼机(2)内具有密炼腔(10)，所述密炼腔(10)内设置有两根平行设置的密炼螺杆(11)，所述密炼螺杆(11)分为螺纹送料段(12)和挤压混料段(13)，所述原料进料口(4)与密炼腔(10)相通且位于螺纹送料段(12)的上方，所述原料出料口(5)与密炼腔(10)相通且位于挤压混料段(13)的下方。
3.根据权利要求2所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述挤压混料段(13)上分别具有向外凸出且呈V型的凸棱挤压部(131)和向内凹掐且截面呈V型的内凹挤压部(14)。
4.根据权利要求3所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述凸棱挤压部(131)包括均向外凸出且倾斜布置的凸棱部一(131a)和凸棱部二(131b)，所述凸棱部一(131a)和凸棱部二(131b)相接且两者之间具有向内凹陷的挤压面(131c)。
5.根据权利要求4所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述凸棱部一(131a)和凸棱部二(131b)之间的夹角为钝角。
6.根据权利要求2所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述螺纹送料段(12)上具有多圈外螺纹牙(15)，靠近挤压混料段(13)的外螺纹牙(15)之间的螺距小于远离挤压混料段(13)的外螺纹牙(15)之间的螺距。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的天然纤维基高分子聚合物复合材料的多组份数控造粒机组，其特征在于，所述进气口(9)内通入的惰性气体为二氧化碳、氩气或者氮气。
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