CN201633190U - 用于品字型三螺杆挤出机的螺杆 - Google Patents

用于品字型三螺杆挤出机的螺杆 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种螺杆结构，尤其是一种用于品字型三螺杆挤出机上的螺杆。该挤出机的螺杆由螺杆芯轴(2)及套装在螺杆芯轴上的螺纹元件(1)组成，所述的三根螺杆的螺纹元件(1)共轭啮合，且相互啮合部分螺纹元件(1)形状相同，螺纹元件(1)旋转形成的外圆半径为a，内圆半径为b，且1.3＜a/b＜2.15。采用该技术方案，随着槽深比的增大，啮合的三根螺杆上的螺纹元件外径的运动轨迹重合区域变得越来越大，即使三根螺杆由于齿形设计不当造成的啮合封闭区消失，使中心物料区域物料与外界物料强制流动交换，积极参与塑化与混炼，提高了成品料的性能。

Description

用于品字型三螺杆挤出机的螺杆
技术领域
本实用新型涉及一种螺杆结构，尤其是一种用于品字型三螺杆挤出机上的螺杆。
背景技术
目前，在塑料混配领域，普遍使用的平行双螺杆挤出机，其传动为平行二轴式输出。随着现代塑胶工业的不断发展，尤其是高填充、高分散材料的广泛应用和对低能耗等方面的要求，橡塑加工设备向多元化、多螺杆方向发展。三螺杆挤出***相对于传统双螺杆具有更好分流效果和更多次的剪切，即具有更好的分布混合和分散混合，同时具有更大的排气界面面积，更有利于排气操作，使排气对产量的影响降到最低且具有更低的能耗等优点，尤其是品字型三螺杆挤出机，物料在其中经受的剪切次数要成倍高于双螺杆，各组份很容易得到均匀化和微粒化，物料在空间多个层面上充分交换流动，达到良好的塑化分散效果，加料和输送也非常稳定。
通常情况下，品字型三螺杆挤出机的螺杆都使用普通槽深比(＜1.26)的三线螺纹元件。这种普通槽深比的三线螺纹元件在共轭啮合时，将会出现一个中心封闭区，由于螺纹元件在旋转啮合过程中形成的外圆不能覆盖该封闭区域，因此，物料在其中不能受到螺纹元件的剪切与挤压，因此，该中心区的物料直接被挤出，很少与该区域外界的物料流动交换，混炼效果差，直接影响了成品料的性能。且传统的三螺杆输出终端的建压模式大量均采用反旋啮合块，建立压力的同时剪切太强，造成物料老化分解或分子链剪短，成品料性能下降。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种能够有效的消除中心封闭区、进而实现对物料实现充分混合、交换的用于品字型三螺杆挤出机上的螺杆。
为实现上述实用新型目的，本实用新型的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，该螺杆由螺杆芯轴(2)及套装在螺杆芯轴上的螺纹元件(1)组成，所述的三根螺杆的螺纹元件(1)共轭啮合，且相互啮合部分螺纹元件(1)形状相同，螺纹元件(1)旋转形成的外圆半径为a，内圆半径为b，且1.3＜a/b＜2.15。
作为上述方式的进一步改进，所述的三根螺杆中心距为a+b。
上述的螺杆螺纹元件(1)为单线螺旋块。
上述的螺杆螺纹元件(1)也可为单线啮合块。
上述的螺杆螺纹元件(1)也可为等边三线偏心啮合块。
上述的螺杆螺纹元件(1)同样可为单线齿轮盘。
此外，上述的三螺杆输出终端固定连接有输送压力建立段(7)，所述的输送压力建立段(7)与螺杆同轴，且其螺纹旋转形成的外圆半径值小于a。
螺杆上还可设有与螺纹元件(1)配合设有单线阻断块(8)。
采用上述技术方案，其效果如下：
1、挤出机的三根螺杆的螺纹啮合块旋转形成的外圆半径a与内圆半径b的比值(即槽深比)在1.3-1.8范围内，可随着槽深比的增大，啮合的三根螺杆上的螺纹元件外径的运动轨迹重合区域变得越来越大，即使三根螺杆由于齿形设计不当造成的啮合封闭区消失，使中心物料区域物料与外界物料强制流动交换，积极参与塑化与混炼，提高了成品料的性能。槽深比确定为1.3-2.15，其原因如下：当槽深比小于1.3时，会使螺槽消失，产量也没有了；槽深比大于2.15时，即槽过于太深，螺杆芯轴就会相应的变细，强度减小，容易断裂。
2、三根螺杆中心距为a+b，在确保三螺杆的啮合稳定性的同时，使中心啮合的封闭区域完全消失，进一步提高了流动交换与塑化混料的效果。
3、在三螺杆后连接设有外径稍小的螺杆作为输送压力建立螺纹段，在建压的同时，保持了对物料合适的剪切强度，使物料的性能更好，也为挤出造粒做好准备。
4、螺杆上设有与螺纹元件配合设有单线阻断块，起到了建压的作用，由于该阻断块的存在，使物料在这里停留，增强了混炼的效果。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对实用新型作更进一步详细说明。
图1是现有的品字型三螺杆挤出机螺杆的三线螺纹元件共轭啮合示意图；
图2是本实用新型品字型三螺杆挤出机螺杆的共轭啮合轨迹示意图；
图3是螺杆上的螺纹元件为单线螺旋块的截面俯视图；
图4是图3的侧视图；
图5是三根单线螺旋块共轭啮合时不同状态中心物料区域形状变化示意图；
图6是螺杆上的螺纹元件为单线啮合块的截面俯视图；
图7是图6的侧视图；
图8是螺杆上的螺纹元件为等边三线偏心啮合块的截面俯视图；
图9是图8的侧视图；
图10是杆上的螺纹元件为单线齿轮盘的截面俯视图；
图11是图10的侧视图；
图12是本实用新型具有压力建立螺纹段的螺杆结构示意图；
图13是本实用新型的螺杆上设有的单线阻断块的截面俯视图；
图14是图13的侧视图。
具体实施方式
由图1所示可知，现有的品字型三螺杆挤出机螺杆的三线螺纹元件在共轭啮合过程中，由于各螺杆的螺纹元件在共轭啮合旋转过程中，不能实现对全方位物料区域进行覆盖，而在其啮合的中心形成了中心封闭区f。
实施例一
由图3、图4所示可知，本实施例的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，该螺杆由螺杆芯轴2及套装在螺杆芯轴2上的螺纹元件1组成，三根螺杆的螺纹元件1共轭啮合，且相互啮合部分螺纹元件1形状相同，螺纹元件1旋转形成的外圆半径为a＝3.0cm，内圆半径为b＝2cm，三根螺杆中心距均为5cm。螺纹元件1为单线螺旋块，该单线螺旋块由具有一定厚度的单线螺旋片3以螺杆芯轴2轴线为中心线旋转而成，该单线螺旋片3的端面由外圆圆弧a′b′、内圆圆弧c′d′及连接于外圆圆弧a′b′与内圆圆弧c′d′的过度线a′c′、b′d′围绕而成，且过渡线a′c′与b′d′对称设置。
由图5所示可知，在安装完毕时，即在螺杆未旋转前(0°时)，三个螺杆的螺旋块位置相同，即位于上方的两个螺杆的螺纹旋块的内圆圆弧与位于下方的螺杆的螺纹旋块外圆圆弧同时接触，在三个螺纹旋块中间形成物料区w，且物料区呈近乎等边三角形状态。随着螺杆旋转60°时，物料区开始受挤压变小，当旋转至120°时，中心物料区增大，实现对物料的拉伸，到180°时中心区域又急剧挤压缩小，到240°时，中心区域又拉伸增大，直至恢复至原状，完成旋转一周的啮合送料。从上述叙述可以看出，中心区域在螺杆旋转一周内成规律性变化，对中心区域物料起到挤压拉伸效果，在此作用下，物料流出中心区域与***物料进行混炼，消除了普通品字型三螺杆挤出机的中心封闭区，使物料更好的得到剪切、混炼，达到更好的分散混合与分布混合效果。
因此，由图2所示可知，三螺杆在旋转过程中，其形成的三个外圆轨迹均有相交部分j，避免了中心封闭区f的出现。
实施例二
由图6、图7所示可知，与实施例一的不同之处在于：螺纹元件1为单线啮合块，该单线啮合块由具有一定厚度的多个(此实施例为7个)单线啮合片4旋转而成，单线啮合片4的端面形状与实施例一中的单线螺旋片3相同，即单线啮合片端面由外圆圆弧、内圆圆弧及连接于外圆圆弧与内圆圆弧的过度线围绕而成，且过渡线对称设置。此时，外圆圆弧半径与内圆圆弧半径所在的同一条直线定为旋转基准线m，单线啮合片以螺杆芯轴轴线为旋转中心线，各单线啮合片相对各自的前一个单线啮合片进行一定角度(该角度为相邻两个单线啮合片的旋转基准线夹角，本实施例为60度)顺序旋转，形成单线啮合块。
实施例三
由图8、图9所示可知，与实施例一不同之处在于：螺纹元件1为等边三线偏心啮合块，该等边三线偏心啮合块由具有一定厚度的多个(此实施例为5个)等边三线偏心啮合片5旋转而成，等边三线偏心啮合片5的端面形状具有三个角点，各角点之间通过相同的过渡线进行连接，其中一角点作为旋块外圆轨迹形成点，该角点经轴心延长至过渡线的距离等于a+b，该距离所在直线定为旋转基准线，等边三线偏心啮合片以螺杆芯轴轴线为旋转中心线，各等边三线偏心啮合片相对各自的前一个等边三线偏心啮合片进行一定角度(该角度为相邻两个等边三线偏心啮合片的旋转基准线夹角，本实施例为60度)顺序旋转，形成等边三线偏心啮合块。
实施例四
由图10、图11所示可知，本实施例的螺纹元件1为单线齿轮盘，与实施例一的结构基本相同，不同之处在于：单线螺旋片于其外圆圆弧段设有轴向槽6。
实施例五
由图12所示可知，该三螺杆输出终端固定连接有输送压力建立段7，所述的输送压力建立段7与螺杆同轴，且其螺纹旋转形成的外圆半径值小于a。
实施例六
由图13、图14所示可知，本实施例中，螺杆上设有与螺纹元件1配合设有单线阻断块8，即螺杆上可以是上述各实施例所述形状的螺纹元件与本实施例的单线阻断块的组合，也可以是上述各实施例的不同形式的组合与本实施例的单线阻断块的组合。本实施例的单线阻断块形状与实施例二基本相同，唯一不同之处在于：各单线啮合片相对各自的前一个单线啮合片进行的顺序角度旋转为120度。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，只要其槽深比在本实用新型涉及的范围之内，不管具体应用时螺杆上的螺纹啮合块采用何种形状、何种组合方式(如整根螺杆的螺纹啮合块只采用单线螺纹旋块，或者整个螺杆的螺纹啮合块采用单线螺纹旋块与三线螺纹旋块及其他形状螺纹旋块的组合等等)均落在本实用新型保护范围之中。

Claims (8)

1.一种用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，该螺杆由螺杆芯轴(2)及套装在螺杆芯轴上的螺纹元件(1)组成，其特征在于：所述的三根螺杆的螺纹元件(1)共轭啮合，且相互啮合部分螺纹元件(1)形状相同，螺纹元件(1)旋转形成的外圆半径为a，内圆半径为b，且1.3＜a/b＜2.15。
2.根据权利要求1所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的三根螺杆中心距为a+b。
3.根据权利要求1或2所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的螺杆螺纹元件(1)为单线螺旋块。
4.根据权利要求1或2所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的螺杆螺纹元件(1)为单线啮合块。
5.根据权利要求1或2所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的螺杆螺纹元件(1)为等边三线偏心啮合块。
6.根据权利要求1或2所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的螺杆螺纹元件(1)为单线齿轮盘。
7.根据权利要求1或2所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的三螺杆输出终端固定连接有输送压力建立段(7)，所述的输送压力建立段(7)与螺杆同轴，且其螺纹旋转形成的外圆半径值小于a。
8.根据权利要求1所述的用于品字型三螺杆挤出机的螺杆，其特征在于：所述的螺杆上设有与螺纹元件(1)配合设有单线阻断块(8)。
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