CN1939699A - 一种复合共挤螺杆挤出机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合共挤螺杆挤出机，主要由加料装置、机筒、螺杆、挤出机头以及电机和传动装置组成，机筒内装有嵌套的内、外螺杆，内、外螺杆的螺旋方向相反，且内、外螺杆作反向的相对旋转运动，机筒上开有第一加料口和第二加料口，第一加料口与外螺杆加料段对应，外螺杆加料段前开有环形槽，环形槽与机筒的第二加料口对应，环形槽的外环面与机筒内表面构成封闭环形储料室，环形储料室底开有使第二种物料进入内螺杆的进料孔，嵌套的螺杆后连接同一挤出机头。本发明实现单机双层共挤，可配合单层或多层挤出，减少共挤机组主机数，节省了投资和设备占地面积，而且挤出效率高，提高产品加工质量。

Description

一种复合共挤螺杆挤出机

技术领域

本发明涉及一种复合共挤螺杆挤出机，可用于复合板、膜、管材、片材、光纤电缆等塑料制品的复合共挤。

背景技术

复合共挤是将两种或两种以上不同性质的聚合物进行复合挤出，形成一个多层单一制品的加工方法。如多层薄片、薄膜、板材、管材、电缆及多层中空容器等。目前用于复合共挤的设备是由两台或两台以上螺杆挤出机组合，将不同的物料分别挤出到共挤模头中，进行复合，设备投资大，复杂，设备占地面积大，特别是复合制品的层数越多，这个问题越突出，另外，从不同挤出机机筒出来的熔融物料均须经过重新分配，以达到所设计产品形状的要求，熔融聚合物在分布过程中，造成的不同流动区域，产生不同的熔融温度和滞留时间分配，不但效率低，从而影响制品的外观和质量，如，由于使用分隔器，会在熔融物上形成“熔接线”的痕迹等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：实现单机双层共挤，即；采用一台设备可同时挤出两种物料，避免或减少了熔融物料重新分配，从而提高复合挤出效率，提高复合产品质量。

本发明主要包括：机筒内装有嵌套的内、外螺杆，内、外螺杆的螺旋方向相反，且内、外螺杆作反向的相对旋转运动，机筒上开有第一加料口和第二加料口，第一加料口与外螺杆加料段对应，外螺杆加料段前开有环形槽，环形槽与机筒的第二加料口对应，环形槽的外环面与机筒内表面构成封闭环形储料室，环形储料室底开有使第二种物料进入内螺杆的进料孔，嵌套的螺杆后连接同一挤出机头。

上述的外螺杆由电机驱动旋转，内螺杆固定在定子上，使内、外螺杆作反向的相对旋转运动。

上述的内、外螺杆分别由电机驱动作反向旋转运动。

上述的机筒外圆周上安装加热圈，为螺杆及机筒加热。

上述的内螺杆芯部装有加热棒，为内螺杆加热。

上述的内螺杆芯部还可以通有导热油，为内螺杆加热。

本发明的效果：由于在外螺杆中嵌套反向旋转和旋向的内螺杆，内、外螺杆可同时挤出相同或不同物料，内螺杆的相对转速为内外螺杆实际转速之和，内螺杆的相对转速则大大提高，内螺杆的输送能力和产量也相应提高；当挤出相同物料时，一台挤出机可相当于两台单螺杆挤出机的功效，提高了产量和挤出效率；当挤出不同的物料时，可实现单机双层共挤，也可减少多层共挤机组主机数，节省了投资和设备占地面积，而且挤出效率高，操作简单，维修简单。此外使用单机双层共挤复合机头，物料不会从侧面进入，可弥补传统共挤技术的缺点，避免“熔接线”的痕迹，提高产品加工质量。

附图说明

图1：本发明的结构示意图。

图2：图1的A-A剖视图。

图3：为图2中B-B剖视图

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，本发明的复合共挤螺杆挤出机主要包括：电机13，通过减速箱2减速，传动轮3、机筒10、外螺杆11中嵌套内螺杆12、内、外螺杆的螺旋方向相反，且内、外螺杆作反向的相对旋转运动，机筒上开有第一加料口8和第二加料口5，第一加料口8与外螺杆11的加料段对应，外螺杆加料段前开有环形槽14，环形槽与机筒的第二加料口对应，环形槽的外环面与机筒内表面构成的封闭环形储料室，环形储料室底开有均布的进料孔15，使第二种物料进入内螺杆进行熔融挤出，嵌套的螺杆后连接复合挤出机头。

内、外螺杆采用常用的螺杆加热方式，较佳方式是：机筒10的外圆周上安装包裹加热圈9，为外螺杆加热。内螺杆芯部装有加热棒16，为内螺杆加热。内螺杆芯部也可以通入导热油，为内螺杆加热。

内、外螺杆作反向的相对旋转运动，可以采取不同的连接方式，较好的方式是外螺杆由电机驱动旋转，内螺杆固定在定子1上的实施方式(见图1)，该方式的优点是节省动力，容易控制；另外一种方式采用内、外螺杆分别由电机带动，做反向的旋转，由相对运动分析可知，内螺杆的相对转速为n，外螺杆绝对转速为n₁，内螺杆绝对转速为n₂，n＝n₁+n₂，内螺杆物料的流动方向和外螺杆相同，内螺杆的相对转速大大提高，输送能力和产量相应提高。为了方便加工，机筒采用分段式机筒。

本挤出机的工作原理(见图1)：电机带动外螺杆旋转时，与内螺杆(固定的或电机单独驱动的)之间产生相反的旋转运动，计量加料器7控制一种物料自加料斗8加入，进入外螺杆进行挤压、输送、塑化、熔融，计量加料器4控制另一种物料自加料斗5进入到外螺杆前端的环行槽与机筒内表面构成的封闭储料室内，沿外螺杆环形槽作周向分布，并从环形储料室底的进料孔15进入内螺杆，进入内螺杆的物料在外螺杆的旋转作用和芯部加热棒的作用下，挤压、输送、塑化并熔融，由于内螺杆的旋转方向和外螺杆的相反，且内外螺杆的螺纹螺旋方向也相反，使两种物料沿螺杆同一方向输送，汇入同一挤出机头复合挤出成型，由相对运动分析可知，内螺杆的相对转速为内外螺杆转速之和，相对转速提高，输送能力和产量也大大提高。上述外螺杆的环行螺槽与机筒内表面构成的封闭腔室，由机筒内衬套6通水冷却，保证从自加料斗5加入的物料顺利进入内螺杆12。本挤出机实际应用中，可以挤出两种不同的物料，实现单机双层共挤，也可用于多层共挤机组，减少机组单机数量实现多层共挤，降低设备成本，提高制品的质量。以下通过本挤出机的应用实例说明本发明的应用效果。

实施例1：用本发明的复合共挤螺杆挤出机挤出复合片材，第一层为聚丙烯PP，第二层为聚乙烯PE，采用复合共挤片材机头，外螺杆直径D₁＝120mm，长径比 ${\left(\frac{L}{D}\right)}_1=25:1,$ 内螺杆D₂＝65mm，长径比 ${\left(\frac{L}{D}\right)}_2=28:1$ 外螺杆挤出物料聚丙烯(PP)，内螺杆挤出物料聚乙烯(PE)，外螺杆在电机驱动下旋转运动，外螺杆转速n₁＝20～40r/min，内螺杆固定在定子上。机筒为分段式机筒，外缘加热圈各段的温度为：第一段160℃～165℃，第二段170℃～180℃，第三段190℃～200℃，第四段210℃～220℃，内螺杆芯部的油温为160℃。层状片材的层厚可通过内、外螺杆的转速来调节，挤出双层复合片材结构，其中δ₁＝5mm，δ₂＝3mm。

实施例2：用本发明的复合共挤螺杆挤出机挤出复合管材，第一层A为聚丙烯(PP)，第二层B为聚乙烯(PE)，采用复合共挤管材机头，外螺杆直径D₁＝90mm，长径比 ${\left(\frac{L}{D}\right)}_1=25;$ 内螺杆D₂＝45mm，长径比 ${\left(\frac{L}{D}\right)}_2=28,$ 外螺杆挤出物料PP，内螺杆挤出物料PE，内螺杆和外螺杆分别在各自的电机带动下，作反向旋转运动，外螺杆转速n₁＝20～40r/min，内螺杆转速为n₂＝0～30r/min，为了满足调节复合管材内外层厚度的需要，内螺杆转速可以为零。机筒外缘加热圈各段的温度为第一段160℃～165℃，第二段170℃～180℃，第三段190℃～200℃，第四段210℃～220℃，内螺杆芯部的采用加热棒加热，温度为160℃。复合管材的内外层厚可通过内外螺杆的转速来调节，挤出双层复合管材，外径D＝75mm，其中A层厚度δ₁＝5mm，B层厚度δ₂＝3mm。

Claims (6)

1、一种复合共挤螺杆挤出机，主要由加料装置、机筒、螺杆、挤出机头以及电机和传动装置组成，其特征在于：机筒内装有嵌套的内、外螺杆，内、外螺杆的螺旋方向相反，且内、外螺杆作反向的相对旋转运动，机筒上开有第一加料口和第二加料口，第一加料口与外螺杆加料段对应，外螺杆加料段前开有环形槽，环形槽与机筒的第二加料口对应，环形槽的外环面与机筒内表面构成封闭环形储料室，环形储料室底开有使第二种物料进入内螺杆的进料孔，嵌套的螺杆后连接同一挤出机头。

2、根据权利要求1所述的螺杆挤出机，其特征是：外螺杆由电机驱动旋转，内螺杆固定在定子上，使内、外螺杆作反向的相对旋转运动。

3、根据权利要求1所述的螺杆挤出机，其特征是：内、外螺杆分别由电机驱动作反向旋转运动。

4、根据权利要求1所述的螺杆挤出机，其特征是：机筒外圆周上安装包裹有加热圈，为螺杆及机筒加热。

5、根据权利要求1所述的螺杆挤出机，其特征是：内螺杆芯部安装有加热棒，为内螺杆加热。

6、根据权利要求1所述的螺杆挤出机，其特征是：内螺杆芯部通导热油，为内螺杆加热。

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