CN111070630B - 双螺杆增程挤压结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于挤出机技术领域，具体涉及一种双螺杆增程挤压结构，包括机筒、进料斗、第一螺杆和第二螺杆，机筒上开有出料口、第一进料口和第二进料口，还包括控制器、驱动单元和联动单元，联动单元包括第一料门、第二料门、第三料门和联动机构；机筒上设有循环通道，机筒上开有循环出口和与第一进料口同侧的循环进口，循环通道的一端与循环进口连通，另一端与循环出口连通；第一料门滑动连接在第一进料口上，第二料门滑动连接在循环进口上，第三料门滑动连接在出料口上；控制器与驱动单元电连接。本方案中，物料在机筒内循环一次再排出，有效延长了物料在机筒内的停留时间，使物料被充分挤压，提高物料密实度。

Description

双螺杆增程挤压结构

技术领域

本发明属于挤出机技术领域，具体涉及一种双螺杆增程挤压结构。

背景技术

中国每年产生的废旧轮胎数量巨大，为了充分利用这些资源，对废旧轮胎的回收再加工利用尤显重要。废旧轮胎回收后通常先制成橡胶粉，将橡胶粉、再生剂等物料混合均匀，混合均匀后的物料会经过双螺杆挤出机进行挤出加工。双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的，由于具有良好的加料性能、混炼塑化性能、排气性能、挤出稳定性等特点。双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、机筒和螺杆等几个部分组成，其中螺杆是双螺杆挤出机中的重要组成部分。现有的双螺杆挤出机中，双螺杆相互啮合同向或逆向旋转，将物料直接运输至出料口处，在这个过程中，物料的行程较短，得不到充分的挤压，容易存在密实度不足的问题。

发明内容

本发明意在提供一种双螺杆增程挤压结构，以解决物料得不到充分的挤压，容易存在密实度不足的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：双螺杆增程挤压结构，包括机筒、进料斗以及均转动连接在机筒内的第一螺杆和第二螺杆，机筒上开有出料口、第一进料口和第二进料口，进料斗的下端与第一进料口连通，还包括控制器、驱动单元和联动单元，联动单元包括第一料门、第二料门、第三料门和联动机构，联动机构带动第一料门、第二料门、第三料门同步运动；机筒上设有循环通道，机筒上开有循环出口和与第一进料口同侧的循环进口，循环通道的一端与循环进口连通，另一端与循环出口连通；第一料门滑动连接在第一进料口上，第二料门滑动连接在循环进口上，第三料门滑动连接在出料口上；控制器与驱动单元电连接，控制器控制驱动单元通过联动机构带动第一料门、第二料门、第三料门动作，使在固定的时间段内，第一进料口和出料口关闭，循环进口打开，在另一固定时间段内，第一进料口和出料口打开，循环进口关闭，如此循环。

本方案的工作原理在于：

需要对橡胶粉等物料进行挤出加工时，使第一螺杆、第二螺杆发生转动，通过第二进料口往机筒内加入橡胶粉等物料，在第一螺杆、第二螺杆的作用下，物料向出料口、循环进口一侧运动。当机筒内充满物料后，停止通过第二进料口加料，与此同时接通控制器的电源，控制器控制驱动单元通过联动机构带动第一料门、第二料门、第三料门动作，在固定的时间段内(下称A时间段)，使得第一进料口和出料口关闭，循环进口打开，在另一固定时间段内(下称B时间段)，第一进料口和出料口打开，循环进口关闭，如此循环。通过提前设计，可使A时间段为机筒内的物料在机筒、循环通道内恰好完成一次循环的时间，B时间段为物料从第一进料口落入然后移动到机筒出料口一侧的时间。首先在A时间段内，机筒内的物料会通过循环进口进入循环通道，然后通过循环出口再次进入机筒内，由第一螺杆、第二螺杆向前挤出输送，完成一次循环。A时间段过后，在B时间段内，机筒内经过一次循环的物料从出料口排出，与此同时，进料斗内待加工的物料(下称新物料)通过第一进料口进入机筒内，当新物料占据整个机筒时，B时间段结束，再次进入A时间段，如此循环。

本方案的有益效果在于：在本方案中，通过设置控制器、驱动单元和联动单元等结构，使得物料能在机筒内循环运动一次再排出，而非直接向前挤出，然后排出，有效延长了物料在机筒内的停留时间，使物料能被充分挤压，提高物料的密实度。

可选地，联动机构包括连通柱，第一料门滑动连接在连通柱的一侧，第二料门滑动连接在连通柱的另一侧；第三料门与第二料门之间连接有能使第三料门发生滑动的拉线，第三料门与机筒之间连接有复位件，复位件对第三料门施加与拉线相反的作用力；驱动单元驱动第一料门或第二料门移动。

无论驱动单元是驱动第一料门移动还是驱动第二料门移动，具体的工作原理都是一样的，下面以驱动单元驱动第一料门移动为例进行说明。控制器控制驱动单元工作，驱动单元先带动第一料门移动，使第一料门将第一进料口封堵，由于第一料门与第二料门通过连通柱连通，在第一料门移动的过程中第二料门也发生移动，第二料门远离循环进口，使得循环进口打开；第二料门移动的过程中通过拉线带动第三料门一同运动，第三料门向出料口一侧运动，第三料门将出料口封堵。经过A时间段后，控制器再次控制驱动单元工作，驱动单元带动第一料门复位，第二料门随之也恢复原位，此时第一进料口打开，循环进口关闭。第二料门复位后，第二料门与第三料门之间的拉线松开，在复位件的作用下，第三料门也复位，此时，出料口打开。

可选地，驱动单元为液压缸，液压缸的活塞杆连接在第一料门上。液压缸操作简单，容易由控制器控制工作，选用液压缸作为驱动单元较为合适。

可选地，机筒上设有用于调节拉线位置的调节辊。调节辊能够有效改变拉线对第三料门施加作用力的方向，有助于控制第三料门的运动。

可选地，复位件为弹簧。

可选地，联动机构包括第一连通柱和第二连通柱，第一料门滑动连接在第一连通柱的一侧，第二料门滑动在第一连通柱的另一侧，第二料门同时也滑动连接在第二连通柱的一侧，第三料门滑动连接在第二连通柱的另一侧；第二料门既能封堵循环进口，第二料门上也开有能与循环进口相对的出口；驱动单元驱动第一料门或第二料门或第三料门移动。

无论驱动单元是驱动第一料门、第二料门还是第三料门移动，具体的工作原理都是一样的，下面以驱动单元驱动第一料门移动为例进行说明。控制器控制驱动单元工作，驱动单元先带动第一料门移动，使第一料门将第一进料口封堵，由于第一料门与第二料门通过第一连通柱连通，在第一料门移动的过程中第二料门也发生移动，第二料门上的出口正对循环进口，使得循环进口打开。由于第二料门与第三料门也通过第二连通柱连接，第二料门移动的过程中带动第三料门一同运动，第三料门向出料口一侧运动，第三料门将出料口封堵。经过A时间段后，控制器再次控制驱动单元工作，驱动单元带动第一料门复位，第二料门随之也恢复原位，此时第一进料口打开，第二料门将循环进口封闭。第二料门复位后，第三料门也复位，第三料门远离出料口，出料口打开。

可选地，驱动单元为气缸，气缸的活塞杆连接在第一料门上。气缸操作简单，容易由控制器控制工作，选用气缸作为驱动单元较为合适。

可选地，第一螺杆与第二螺杆的转动方向相反，第一螺杆上设有正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，反向螺旋叶片a的直径小于正向螺旋叶片a的直径，第二螺杆上设有反向螺旋叶片b，第一螺杆上的正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a与第二螺杆上的反向螺旋叶片b间隔设置。

第一螺杆、第二螺杆转动时，正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片b推动机筒内的物料正向移动，而反向螺旋叶片a推动机筒内的物料反向移动，由于反向螺旋叶片a的直径小于正向螺旋叶片a的直径，因此，反向螺旋叶片a对物料施加的作用力小于正向螺旋叶片a对物料施加的作用力，因此，机筒内的物料整体上正向移动，并且在正向移动过程中，物料受到轴向上的挤压力，物料的密实度增大，从而提高了物料出料后的密实度。同时，由于物料回退，延长了物料在机筒内的停留时间，使得物料在机筒内充分混炼、反应。

可选地，第二螺杆上设有正向螺旋叶片b，所述正向螺旋叶片b的直径小于反向螺旋叶片b的直径。物料正向移动过程中，正向螺旋叶片b推动物料反向移动(回退)，从而使得物料受到轴向上的挤压力，能使得物料的密实度进一步提高。

可选地，正向螺旋叶片b与反向螺旋叶片a相对设置并形成反向组，所述反向组至少有两组。增设反向组，有利于进一步提高物料的密实度。

附图说明

图1为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的主视图；

图2为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的俯视图；

图3为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的右视图；

图4为本发明实施例一中第一螺杆和第二螺杆结构示意图；

图5为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的主视图；

图6为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的俯视图；

图7为本发明实施例一中双螺杆增程挤压结构的右视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机筒10、进料斗11、出料口12、第一螺杆13、第二螺杆14、正向螺旋叶片a131、反向螺旋叶片a132、反向螺旋叶片b141、正向螺旋叶片b142、循环通道20、第二料门21、出口211、连通柱30、调节辊31、拉线32、液压缸40、第三料门50、支架60、弹簧61、气缸70、第一连通柱80、第二连通柱90。

实施例一

本实施例基本如图1、图2所示：双螺杆增程挤压结构，包括控制器、驱动单元、联动单元、机筒10、进料斗11以及均转动连接在机筒10内的第一螺杆13和第二螺杆14。结合图4所示，第一螺杆13与第二螺杆14的转动方向相反，第一螺杆13上焊接有正向螺旋叶片a131和反向螺旋叶片a132，反向螺旋叶片a132的直径小于正向螺旋叶片a131的直径，反向螺旋叶片a132的长度短于正向螺旋叶片a131的长度。第二螺杆14上焊接有反向螺旋叶片b141和正向螺旋叶片b142，正向螺旋叶片b142的直径小于反向螺旋叶片b141的直径。第一螺杆13上的正向螺旋叶片a131和反向螺旋叶片a132间隔设置,正向螺旋叶片a131与有反向螺旋叶片b141相对设置。正向螺旋叶片b142与反向螺旋叶片a132相对设置并形成反向组，反向组至少有两组，在本实施例中设有两组。

机筒10上开有出料口12、第一进料口和第二进料口，在本实施例中，第一进料口和第二进料口位于机筒10的左上方，出料口12位于机筒10的右下方。进料斗11焊接在机筒10上，进料斗11的下端与第一进料口连通。机筒10上焊接有循环通道20，机筒10上开有循环出口211和循环进口，循环出口211位于机筒10的左侧，循环进口机筒10的右侧，循环通道20的右端与循环进口连通，左端与循环出口211连通。

联动单元包括第一料门、第二料门21、第三料门50和联动机构，联动机构带动第一料门、第二料门21、第三料门50同步运动。第一料门滑动连接在第一进料口上，第一料门能将第一进料口封堵；第二料门21滑动连接在循环进口上，第二料门21能将第二进料口封堵；第三料门50滑动连接在出料口12上，第三料门50能将出料口12封堵。结合图3所示，联动机构包括连通柱30，连通柱30通过安装架固定在机筒10上，第一料门滑动且密封连接在连通柱30的左侧，第二料门21滑动且密封连接在连通柱30的右侧。第三料门50与第二料门21之间连接有拉线32，拉线32能使第三料门50发生滑动。机筒10安装调节辊31，调节辊31能够调节拉线32所处的位置，使拉线32能够更好的对第三料门50施加作用下。第三料门50与机筒10之间连接有复位件，复位件为弹簧61，弹簧61的一端直接连接在第三料门50上，另一端通过支架60连接在机筒10上。弹簧61对第三料门50施加的作用力与拉线32施加的相反。

驱动单元为液压缸40，液压缸40固定安装在机架上，也可通过安装架安装在机筒10上。液压缸40的活塞杆固定连接在第一料门上，液压缸40能够驱动第一料门发生移动。

控制器与液压缸40电连接，在本实施例中，使用的控制器为松下的型号为FP-XC14的控制器。控制器控制液压缸40通过联动机构带动第一料门、第二料门21、第三料门50动作，使在固定的时间段内(下称A时间段)，第一进料口和出料口12关闭，循环进口打开，在另一固定时间段内(下称B时间段)，第一进料口和出料口12打开，循环进口关闭，如此循环。通过提前设计，可使A时间段为机筒10内的物料在机筒10、循环通道20内恰好完成一次循环的时间，B时间段为物料从第一进料口落入然后移动到机筒10出料口12一侧的时间。

需要对橡胶粉等物料进行挤出加工时，使第一螺杆13、第二螺杆14发生转动，通过第二进料口往机筒10内加入橡胶粉等物料，正向螺旋叶片a131和反向螺旋叶片b141推动机筒10内的物料正向移动，而反向螺旋叶片a132、正向螺旋叶片b142推动机筒10内的物料反向移动，由于反向螺旋叶片a132的直径小于正向螺旋叶片a131的直径，正向螺旋叶片b142的直径小于反向螺旋叶片b141的直径，因此，反向螺旋叶片a132对物料施加的作用力小于正向螺旋叶片a131对物料施加的作用力，正向螺旋叶片b142对物料施加的作用力小于反向螺旋叶片b141，因此，机筒10内的物料整体上正向移动，并且在正向移动过程中，物料受到轴向上的挤压力，物料的密实度增大，从而提高了物料出料后的密实度。

在第一螺杆13、第二螺杆14的作用下，物料向出料口12、循环进口一侧运动。当机筒10内充满物料后，停止通过第二进料口加料，与此同时接通控制器的电源，控制器控制液压缸40工作，液压缸40的活塞缸驱动第一料门移动，使第一料门将第一进料口封堵，由于第一料门与第二料门21通过连通柱30连通，在第一料门移动的过程中第二料门21也发生移动，第二料门21远离循环进口，使得循环进口打开；第二料门21移动的过程中通过拉线32带动第三料门50一同运动，第三料门50向出料口12一侧运动，第三料门50将出料口12封堵。在A时间段内，机筒10内的物料会通过循环进口进入循环通道20，然后通过循环出口211再次进入机筒10内，由第一螺杆13、第二螺杆14向前挤出输送，完成一次循环。经过A时间段后，控制器再次控制液压缸40工作，液压缸40的活塞杆带动第一料门复位，第二料门21随之也恢复原位，此时第一进料口打开，循环进口关闭。第二料门21复位后，第二料门21与第三料门50之间的拉线32松开，在复位件的作用下，第三料门50也复位，此时，出料口12打开。在B时间段内，机筒10内经过一次循环的物料从出料口12排出，与此同时，进料斗11内待加工的物料(下称新物料)通过第一进料口进入机筒10内，当新物料占据整个机筒10时，B时间段结束，再次进入A时间段，如此循环。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：本实施例的联动机构、驱动单元的结构不同于实施例1。结合图5、6、7所示，本实施例的联动机构包括第一连通柱80和第二连通柱90，在第一连通柱80和第二连通柱90内均装有液压油。第一连通柱80和第二连通柱90均通过安装架固定在机筒10上，第一连通柱80水平设置并位于机筒10的上方，第一连通柱80的左侧位于第一进料口处，第一连通柱80的右侧位于循环进口处；第二连通柱90竖直设置且位于机筒10的一侧，第二连通的上侧位于循环进口处，第二连通的下侧位于出料口12处。第一料门滑动且密封连接在第一连通柱80的左侧，第二料门21滑动且密封连接在第一连通柱80的右侧，第二料门21也同时滑动且密封连接在第二连通柱90的上侧，第三料门50滑动且密封连接在第二连通柱90的下侧。第二料门21既能封堵循环进口，第二料门21上也开有能与循环进口相对的出口211。驱动单元为气缸70，气缸70固定安装在机架上，也可通过安装架安装在机筒10上。气缸70的活塞杆连接在第一料门上，气缸70驱动第一料门移动。

控制器控制气缸70工作，气缸70先带动第一料门向第一进料口一侧移动，第一料门将第一进料口封堵。由于第一料门与第二料门21通过第一连通柱80连通，在第一料门移动的过程中第二料门21也发生移动，第二料门21上的出口211正对循环进口，使得循环进口打开。由于第二料门21与第三料门50也通过第二连通柱90连接，第二料门21移动的过程中带动第三料门50一同运动，第三料门50向出料口12一侧运动，第三料门50将出料口12封堵。经过A时间段后，控制器再次控制气缸70工作，气缸70带动第一料门复位，第二料门21随之也恢复原位，此时第一进料口打开，第二料门21将循环进口封闭。第二料门21复位后，第三料门50也复位，第三料门50远离出料口12，出料口12打开。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。

Claims (9)

1.双螺杆增程挤压结构，包括机筒、进料斗以及均转动连接在机筒内的第一螺杆和第二螺杆，机筒上开有出料口、第一进料口和第二进料口，进料斗的下端与第一进料口连通，其特征在于：还包括控制器、驱动单元和联动单元，联动单元包括第一料门、第二料门、第三料门和联动机构，联动机构带动第一料门、第二料门、第三料门同步运动；机筒上设有循环通道，机筒上开有循环出口和与第一进料口同侧的循环进口，循环出口位于机筒的左侧，循环进口位于机筒的右侧，循环通道的一端与循环进口连通，另一端与循环出口连通；第一料门滑动连接在第一进料口上，第二料门滑动连接在循环进口上，第三料门滑动连接在出料口上；控制器与驱动单元电连接，控制器控制驱动单元通过联动机构带动第一料门、第二料门、第三料门动作，使在固定的时间段内，第一进料口和出料口关闭，循环进口打开，在另一固定时间段内，第一进料口和出料口打开，循环进口关闭，如此循环；第一螺杆与第二螺杆的转动方向相反，第一螺杆上设有正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a，反向螺旋叶片a的直径小于正向螺旋叶片a的直径，第二螺杆上设有反向螺旋叶片b，第一螺杆上的正向螺旋叶片a和反向螺旋叶片a与第二螺杆上的反向螺旋叶片b间隔设置。

2.根据权利要求1所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：联动机构包括连通柱，第一料门滑动连接在连通柱的一侧，第二料门滑动连接在连通柱的另一侧；第三料门与第二料门之间连接有能使第三料门发生滑动的拉线，第三料门与机筒之间连接有复位件，复位件对第三料门施加与拉线相反的作用力；驱动单元驱动第一料门或第二料门移动。

3.根据权利要求2所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：驱动单元为液压缸，液压缸的活塞杆连接在第一料门上。

4.根据权利要求3所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：机筒上设有用于调节拉线位置的调节辊。

5.根据权利要求4所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：复位件为弹簧。

6.根据权利要求1所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：联动机构包括第一连通柱和第二连通柱，第一料门滑动连接在第一连通柱的一侧，第二料门滑动在第一连通柱的另一侧，第二料门同时也滑动连接在第二连通柱的一侧，第三料门滑动连接在第二连通柱的另一侧；第二料门既能封堵循环进口，第二料门上也开有能与循环进口相对的出口；驱动单元驱动第一料门或第二料门或第三料门移动。

7.根据权利要求6所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：驱动单元为气缸，气缸的活塞杆连接在第一料门上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：第二螺杆上设有正向螺旋叶片b，所述正向螺旋叶片b的直径小于反向螺旋叶片b的直径。

9.根据权利要求8所述的双螺杆增程挤压结构，其特征在于：正向螺旋叶片b与反向螺旋叶片a相对设置并形成反向组，所述反向组至少有两组。

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