[发明专利]螺杆和用于制造螺杆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺杆，该螺杆包括绕轴线可转动地设置的基体，至少一个螺杆螺纹围绕该基体螺旋状地延伸，其中，在所述螺杆中设置有至少一个流体通道，该流体通道构成为用于导通经调温的流体。此外，本发明涉及一种用于制造这样的螺杆的方法。

背景技术

同类型的螺杆用以特别是输送、压缩并最终挤出不同类型的物料。例如在塑料处理中考虑这些措施。另一种意义重大的应用情况是物料的热解处理。螺杆在螺杆筒中旋转，其中，在要热解的物料中一方面通过机械功将热能引入到物料中；但另一方面也通过如下方式将热能引入到物料中，即，通过所述的流体通道引导受热的流体、特别是加热的液体。

在已知的内部加热的螺杆中，通过在螺杆基体内、亦即在螺杆芯内或者在螺杆中心内的中央孔进行气态或者液态的调温介质的输入，其中，存在合适的回转接头，以便由静止的供给源给转动的螺杆供给介质。在同样已知的电加热装置中，加热元件处于螺杆的中央孔内。在燃烧器加热时，燃烧器火焰直接被定位在螺杆的中央孔之前或者在螺杆的中央孔内。

在已知的解决方案中不利的是，能量引入到要处理的物料中的可能性是非常有限的。在已知的同类型的螺杆中，调温介质到要处理的物料中的热流仅仅从在螺杆基体中的孔、亦即从螺杆芯或者说从螺杆中心进行；因此仅从螺杆基面并因此仅在螺杆的小的面部分上进行热传递。这样形成的或者能产生的温度梯度阻止到要输送的或者在物理和/或化学方面要改变的物料上的、连续的热传递。

这点特别是在如下工序中是不利的，在这些工序中要调温的物料倾向于在螺杆的螺纹侧面上沉积，为此特别是指向热解工序。此外，在存在的解决方案中负面的是，在高温应用中的效率是差的，这又特别是在热解工序中起不利作用。

发明内容

本发明的任务在于，进一步改进一种开头所述类型的螺杆，使得避免所述的缺点。因此应提供一种如下的螺杆，在该螺杆中能够以比现今更有效的方式将热引入到要处理的物料中。这特别是应使得能够更有效地进行如下热解工序变成可能，在这些热解工序中必须将大的热量通过螺杆引入到要处理的物料中。也应建议一种用于制造这样的螺杆的、有利的方法。

该任务通过本发明的解决方案的特征在于，流体通道构成为如下的通道，该通道被加工到所述至少一个螺杆螺纹中并且随着该螺杆螺纹螺旋状地延伸。

在此优选地规定，所述通道沿径向延伸直至螺杆螺纹的如下高度中，该高度为螺杆螺纹的外半径的至少80%、优选至少90%。

所述通道优选在螺杆螺纹的径向外部区域中通过封闭元件、特别是通过封闭金属板关闭。在此，所述封闭元件优选熔焊或者钎焊在螺杆螺纹上。

除了所述通道之外，可以构成有至少一个在中央设置的第二通道。对于给该第二通道供给经调温的流体想到两种优选的可能性：

所述通道可以与第二通道在螺杆的一个唯一的端部流体连接，该端部与螺杆的在其上将经调温的流体输入给螺杆的端部远离，从而所述通道和第二通道能够被经调温的流体顺序地、亦即串联地穿流。

备选地也可能的是，所述通道与第二通道在螺杆的两个端部相互流体连接，从而所述通道和第二通道能够被经调温的流体并行地穿流。在这种情况下，在第二通道中可以设置有至少一个节流阀，以便节流经调温的流体通过第二通道的流量。因此如下控制是可能的，即，多少流体应流动通过螺旋形延伸的第一通道和多少流体应流动通过中央的第二通道。

用于制造这样的螺杆的方法包括如下步骤：

a）制造基体连同一体成型的螺杆螺纹；

b）将通道加工到螺杆螺纹中，其中，所述通道在螺杆螺纹中螺旋形延伸，并且从螺杆螺纹的沿径向位于外部的侧面去除螺杆螺纹的材料；

c）利用封闭元件封闭螺杆螺纹的沿径向位于外部的端部区域。

将通道加工到螺杆螺纹中（按照特征b）优选通过铣削过程进行。在此特别优选地规定，铣刀、优选以其纵轴线沿径向定向的指形铣刀在螺杆旋转时与螺杆螺纹的螺距相应地被沿轴向引导。

在借助于铣刀加工出螺旋形延伸的通道直至所希望的径向深度之后，可以封闭通道的沿径向位于外部的开口，为此例如熔焊上或者钎焊上经辊压的金属板。在钎焊的情况下推荐使用硬焊料，因为螺杆在运行中经受更高的温度。

因此，本发明的建议适合于被有效地内部加热的（必要时也内部冷却的）螺杆、特别是用于输送和挤出物料，其中，通过热传递面的扩大达到热传递（必要时也冷传递）的高的效率。

优选的应用是物料的热解处理、塑料处理和松疏物料输送，其中，因此所建议的螺杆优选用在反应化学设备、塑料处理机器、冷却螺杆输送设备以及干燥设备中。