CN203937164U - 一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，螺杆上设有十个功能段，各功能段分别为依次连接的花键连接段、螺纹密封段、加料段、第一压缩段、第一计量段、屏障段、超临界流体注入段、第二压缩段、第二计量段和螺杆头。本超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆与传统螺杆相比，设有10个功能段，增大了螺杆长径比，具有物料塑化和混合效果好、不堵塞料筒进气口、不冒料、压力波动小、物料适用性广等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及微孔塑料连续挤出成型技术领域，特别涉及一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆。
背景技术
微孔塑料一般是指泡孔直径为0.1～10um，泡孔密度为109～1015个/cm3，材料密度相比发泡前可减少5％～95％的新型泡沫塑料。近年来，一些超临界流体凭借其对多数有机物溶解性能好、粘度低、扩散系数大、无毒、不燃、无溶剂残留、价廉易得、使用安全、不污染环境等独特优点成为取代传统化学发泡剂的理想物理发泡剂。
超临界流体微孔塑料挤出发泡过首先要使塑料粒子在螺杆剪切和料筒加热器加热作用下熔融，高压柱塞泵通过挤出机料筒注气口注入超临界流体，通过螺杆混炼作用使得料筒内超临界流体与熔融物料混合均匀形成超临界流体/聚合物熔体单相体系。传统三段式螺杆包括加料段、熔融段和计量段三个功能段，排气螺杆主要包括加料段、第一压缩段、第一计量段、排气段、第二压缩段和第二计量段六个功能段，然而，这两种螺杆都不适合直接用于超临界流体微孔塑料的挤出发泡生产，普遍存在以下问题：料筒超临界流体注入口死角处容易有物料堆积，易出现降解或堵塞进气阀的现象；螺杆长径比较小，物料停留时间短，超临界流体与聚合物熔体混合不均且挤出过程中压力波动大；螺杆计量段偏短，机头建立压力后导致熔料倒流量过大引起料筒上注气口发生冒料问题等。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种塑化和混合效果较好、物料适用性较广的超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆。
本实用新型的技术方案为：一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，螺杆上设有十个功能段，各功能段分别为依次连接的花键连接段、螺纹密封段、加料段、第一压缩段、第一计量段、屏障段、超临界流体注入段、第二压缩段、第二计量段和螺杆头。
所述螺杆为一体式的实心结构。
所述屏障段的外圆柱面上均匀分布有多个进料槽和出料槽，按照屏障段的圆周方向，进料槽和出料槽交替分布，进料槽和出料槽之间为屏障体，相邻两个屏障体之间的间隙为0.3～0.6mm。
所述超临界流体注入段的螺纹槽深度大于第二压缩段或其它功能段的螺纹槽深度，超临界流体注入段的螺纹上设有断开沟槽，各断开沟槽沿螺杆中心轴线均匀分布。
所述超临界流体注入段上，与料筒的超临界流体注入口对应之处设有刮料销钉，各刮料销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。超临界流体注入段的螺纹槽深度大于其它功能段的螺纹槽深度，由于螺纹槽突然加深，料筒内压力急剧下降，此时超临界流体容易进入挤出机，并在设有断开沟槽的螺纹输送混合作用下与熔料进行混合，再加上料筒注气口下方的刮料销钉在螺杆旋转作用下刮掉注气口死角堆积的物料，可有效防止其降解或堵塞注气口。
所述超临界流体注入段上，刮料销钉处的外径与螺杆直径相等；各刮料销钉的高度与超临界流体注入段的螺纹槽深度相等。
所述第二压缩段和第二计量段均为双头螺纹；第二计量段上设有7～9个螺距，相比传统螺杆，其长度较长，加强了螺杆的输送能力，减小熔料倒流量，同时提高稳压效果，降低机头压力波动，改善料筒注气口冒料的现象。
所述螺杆头上设有多个混炼销钉，各混炼销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。
所述混炼销钉的截面形状为圆形、矩形或菱形。
上述螺杆结构的各功能段中，屏障段能够促进固相熔融，阻止未熔固体颗粒通过；刮料销钉可防止挤出机料筒上超临界流体注入口死角物料堆积；超临界流体注入段螺纹上设有断开沟槽，将料流打散，利于超临界流体与物料熔体的混合；第二计量段轴向长度为7～9螺距，在快速建立稳定机头压力的同时减少熔料倒流量；螺杆头设有多个混炼销钉，进一步均化熔体料流，形成均匀分布的超临界流体/聚合物通体单相体系。
本超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆使用时，其原理为：粒料通过加料段依次进入第一压缩段和第一计量段，在螺杆剪切和料筒加热器的作用下达到基本熔融状态；屏障段在螺杆旋转作用下使物料在进料槽、出料槽中作涡状环流运动，促使熔料进一步混合和均化，阻止未熔的固体颗粒进入下一段；熔料进入超临界流体注入段后，由于螺纹槽突然加深，料筒内压力急剧下降，此时超临界流体容易进入挤出机，并在设有断开沟槽的螺纹输送混炼作用下与熔料初步混合，料筒注气口下方的刮料销钉在螺杆旋转作用下刮掉注气口死角堆积的物料，防止其降解或堵塞注气口；熔料与超临界流体在双头螺纹的第二压缩段、第二计量段作用下快速压缩与均化，其中第二计量段长度为7～9个螺距，加强了螺杆的输送能力，减小熔料倒流量，同时提高稳压效果，降低机头压力波动，改善料筒注气口冒料现象；在螺杆头处，在混炼销钉的混炼段作用下，形成稳定、均匀分布的超临界流体/聚合物熔体单相体系，最后送入挤出机口模。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆与传统螺杆相比，设有10个功能段，增大了螺杆长径比，具有物料塑化和混合效果好、不堵塞料筒进气口、不冒料、压力波动小、物料适用性广等特点。
附图说明
图1为本超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆的结构示意图。
图2为屏障段的结构示意图。
图3为图2的A-A向视图。
图4为超临界流体注入段上设有刮料销钉处的截面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，如图1所示，螺杆上设有十个功能段，各功能段分别为依次连接的花键连接段1、螺纹密封段2、加料段3、第一压缩段4、第一计量段5、屏障段6、超临界流体注入段7、第二压缩段8、第二计量段9和螺杆头10。
螺杆为一体式的实心结构。
如图2或图3所示，屏障段的外圆柱面上均匀分布有多个进料槽6-1和出料槽6-2，按照屏障段的圆周方向，进料槽和出料槽交替分布，进料槽和出料槽之间为屏障体6-3，相邻两个屏障体之间的间隙为0.3～0.6mm。
超临界流体注入段的螺纹槽深度大于第二压缩段或其它功能段的螺纹槽深度，超临界流体注入段的螺纹上设有断开沟槽，各断开沟槽沿螺杆中心轴线均匀分布。
如图1或4所示，超临界流体注入段上，与料筒的超临界流体注入口对应之处设有刮料销钉11，各刮料销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。超临界流体注入段的螺纹槽深度大于其它功能段的螺纹槽深度，由于螺纹槽突然加深，料筒内压力急剧下降，此时超临界流体容易进入挤出机，并在设有断开沟槽的螺纹输送混合作用下与熔料进行混合，再加上料筒注气口下方的刮料销钉在螺杆旋转作用下刮掉注气口死角堆积的物料，可有效防止其降解或堵塞注气口。
超临界流体注入段上，刮料销钉处的外径与螺杆直径相等；各刮料销钉的高度与超临界流体注入段的螺纹槽深度相等。
第二压缩段和第二计量段均为双头螺纹；第二计量段上设有7～9个螺距，相比传统螺杆，其长度较长，加强了螺杆的输送能力，减小熔料倒流量，同时提高稳压效果，降低机头压力波动，改善料筒注气口冒料的现象。
如图1所示，螺杆头上设有多个混炼销钉，各混炼销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。
混炼销钉的截面形状可为圆形、矩形或菱形。
上述螺杆结构的各功能段中，屏障段能够促进固相熔融，阻止未熔固体颗粒通过；刮料销钉可防止挤出机料筒上超临界流体注入口死角物料堆积；超临界流体注入段螺纹上设有断开沟槽，将料流打散，利于超临界流体与物料熔体的混合；第二计量段轴向长度为7～9螺距，在快速建立稳定机头压力的同时减少熔料倒流量；螺杆头设有多个混炼销钉，进一步均化熔体料流，形成均匀分布的超临界流体/聚合物通体单相体系。
本超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆使用时，其原理为：粒料通过加料段依次进入第一压缩段和第一计量段，在螺杆剪切和料筒加热器的作用下达到基本熔融状态；屏障段在螺杆旋转作用下使物料在进料槽、出料槽中作涡状环流运动，促使熔料进一步混合和均化，阻止未熔的固体颗粒进入下一段；熔料进入超临界流体注入段后，由于螺纹槽突然加深，料筒内压力急剧下降，此时超临界流体容易进入挤出机，并在设有断开沟槽的螺纹输送混炼作用下与熔料初步混合，料筒注气口下方的刮料销钉在螺杆旋转作用下刮掉注气口死角堆积的物料，防止其降解或堵塞注气口；熔料与超临界流体在双头螺纹的第二压缩段、第二计量段作用下快速压缩与均化，其中第二计量段长度为7～9个螺距，加强了螺杆的输送能力，减小熔料倒流量，同时提高稳压效果，降低机头压力波动，改善料筒注气口冒料现象；在螺杆头处，在混炼销钉的混炼段作用下，形成稳定、均匀分布的超临界流体/聚合物熔体单相体系，最后送入挤出机口模。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (9)
1.一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，螺杆上设有十个功能段，各功能段分别为依次连接的花键连接段、螺纹密封段、加料段、第一压缩段、第一计量段、屏障段、超临界流体注入段、第二压缩段、第二计量段和螺杆头。
2.根据权利要求1所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述螺杆为一体式的实心结构。
3.根据权利要求1所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述屏障段的外圆柱面上均匀分布有多个进料槽和出料槽，按照屏障段的圆周方向，进料槽和出料槽交替分布，进料槽和出料槽之间为屏障体，相邻两个屏障体之间的间隙为0.3～0.6mm。
4.根据权利要求1所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述超临界流体注入段的螺纹槽深度大于第二压缩段的螺纹槽深度，超临界流体注入段的螺纹上设有断开沟槽，各断开沟槽沿螺杆中心轴线均匀分布。
5.根据权利要求4所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述超临界流体注入段上，与料筒的超临界流体注入口对应之处设有刮料销钉，各刮料销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。
6.根据权利要求5所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述超临界流体注入段上，刮料销钉处的外径与螺杆直径相等；各刮料销钉的高度与超临界流体注入段的螺纹槽深度相等。
7.根据权利要求1所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述第二压缩段和第二计量段均为双头螺纹；第二计量段上设有7～9个螺距。
8.根据权利要求1所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述螺杆头上设有多个混炼销钉，各混炼销钉沿螺杆中心轴线均匀分布。
9.根据权利要求8所述一种超临界流体微孔塑料挤出发泡螺杆，其特征在于，所述混炼销钉的截面形状为圆形、矩形或菱形。
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