[发明专利]一种异化型双锥螺杆挤出成型装置

说明书

技术领域：

本发明涉及橡胶等高聚物挤出成型技术领域，涉及一种异化型双锥螺杆挤出成型装置，可广泛应用于高分子材料的加工制备，特别是橡塑材料挤出成型制备产品的场合。

背景技术：

单螺杆挤出机和双锥螺杆挤出机是高分子材料挤出成型领域的两类传统技术，随着橡塑共混物越来越多的应用于实际生产生活之中，共混高聚物的成型加工已成为非常重要的环节，现有技术已逐渐显现出其固有缺陷。现有的共混成型加工方法主要有二种：一是橡塑共混物的动态硫化，其加工过程包括共混、动态硫化和挤出成型等工艺过程；另一种是以塑料为基体的橡塑共混制品，其性能主要表现为塑料的特性，以塑性为主(脆性)，其加工方法包括共混、挤出或成型和固化工艺过程。这两种方法都要求胶料在混炼后能立即送入挤出机进行挤出成型，否则，固化后必须粉碎或造粒才能再挤出成型。在现行的实际生产中，共混和挤出成型过程往往脱节，两道工序分别在密炼机和挤出机两台设备上完成，造成能源的浪费和生产成本的增加。日前，由青岛科技大学研发的高聚物共混物混炼成型装备在保持密炼机的良好混炼性能的同时，使混炼后的橡塑共混物能够及时地通过挤出机连续挤出成型，从而简化了工序，节约了生产成本，降低了能源消耗，使密炼机间歇式混炼加工与挤出机的连续化的成型加工有机结合，实现间歇式生产向连续化生产的跨越，但在实际应用过程中，这些现有的机型结构和技术存在一定的缺陷：①采用单螺杆挤出机时，对于从密炼室排出的大块胶料，其挤出成型制品质量好，但吃料能力差，需要增加旁压辊，增加结构复杂性；②采用普通双锥螺杆挤出机时，其吃料能力强，但挤出制品质量差，消耗功率大。归结起来，现有的设备和技术普遍存在着装置结构复杂，工艺程序不稳定，吃料能力差，消耗功率大，生产产品质量难以保证等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中单螺杆挤出机和双锥螺杆挤出机不能连续吃料或不能稳定挤出成型的缺点，进一步完善高聚物共混物混炼成型的装备和方法，同时也为传统下落式排胶的密炼机提供更加优化的下辅机技术支持，使密炼机下辅机系统能直接应用于轮胎等橡胶、塑料制品的成型或半成型生产，或在挤出口型处，使用滚筒机头，还可以直接用于橡塑产品的压片生产，从而简化工艺，降低生产成本及能耗。

为实现上述目的，本发明提供的高聚物连续挤出成型装置主体是一种异化型双锥螺杆挤出机，即双锥螺杆挤出机与单螺杆挤出机异化为一体的结构特征，包括主螺杆、副螺杆、传动支撑部分或机座、加料部分(包括加料口)、混合挤出段、单螺杆挤出部分、机头部分；双螺杆挤出部分包括锥形主螺杆和副螺杆两根螺杆，主螺杆长于副螺杆，主螺杆与副螺杆轴线相交，主螺杆在两螺杆轴线交点之后继续延伸长度；主螺杆和副螺杆的螺棱旋向相反或相同；主螺杆螺棱段由两段组成，前半段为锥形螺杆段，长度为L₁，螺棱外径和小径由大端向小端呈锥形收缩，锥角为β₁，其大端和小端的螺棱深度和螺距相等或不相等；后半段为圆柱螺杆或小锥角螺杆，可根据不同的使用要求，设计相对应的主螺纹或副螺纹螺棱结构，作为挤出成型段；副螺杆只有锥形螺杆段，锥角β₂及螺棱段长度L₂与主螺杆的前半段相同，螺棱旋向与主螺杆相反或相同并与主螺杆前半段配合使用，形成传统的双锥螺杆挤出机型，完成吃料、进料功能；主螺杆后半段是圆柱单螺杆段，形似单螺杆挤出机，其螺棱继续延伸长度，完成连续稳定挤出成型的功能。