[发明专利]一种具有特制阴阳转子型线的双螺杆挤出机

说明书

技术领域

本发明属于双螺杆挤出机领域，特别涉及一种采用特制转子型线的双螺杆挤出机，用于对颗粒原料进行混合挤压的挤压设备。

背景技术

在石油、化工、塑料、食品、制药等工业生产中经常涉及到对高黏度及超高黏度物料进行混合、搅拌及塑化等连续操作，螺杆型挤出机是实现这些功能的重要装置。双螺杆挤出机在混炼性、挤出效果及产量等方面明显优于单螺杆挤出机，并且较好地解决高粘度物料的搅拌、混合、塑化等问题，具有很大的发展潜力。

在专利文件CN201079735Y中，魏静等人发明了一种差速双螺杆挤出机，其既具有传统捏合设备对高黏度流体的混合、剪切及塑化混炼作用，又具有异向双螺杆挤出机连续挤出的特点。在差速双螺杆挤出机工作过程中，两根螺杆相互啮合形成啮合区，在啮合区，阳转子螺棱和阴转子螺槽间存在速度差，明显增强了混合效果。但该专利中的螺杆沿轴向螺纹结构完全相同，不能适应物料在不同加工阶段所需要的不同螺纹结构；而且该专利只是一种连续的挤出机，不能很好的适用于物料的挤出成型、造粒、混炼等。

在上述差速双螺杆挤出机基础上，中国专利文件CN102205619A中，由王克俭发明了一种排气式差速双螺杆挤出机，两根螺杆一根为阳转子，另一根为阴转子；螺杆组合时至少具有一个螺纹啮合区，在该区的阴转子的螺棱头数为阳转子的整数倍，阴阳转子的旋转速度与螺棱头数呈反比，可实现差速旋转，且运动时不干涉。该发明对传统异向双螺杆挤出机的剪切混合能力有了一定提升，但是在分布混合能力、塑化混炼均匀性、剪切力等方面仍不能满足要求。并且，其中的螺杆转子为一体式结构，在螺杆的加料段、熔融段、排气段和计量段的不同区段上要加工出不同导程和断面型线的螺纹段或其他形式比较困难。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的缺陷，发明了一种具有特制阴阳转子型线的双螺杆挤出机并且在螺杆转子的熔融段增加捏合盘以及在排气段增加齿形盘较大地改进了现有的双螺杆挤出机的分布混合能力、塑化混炼均匀性；同时采用了组合式的螺杆转子，其中的捏合盘元件、齿形盘元件以及螺纹元件可以根据不同的加工需要而采取不同的组合形式；特别地发明了一种新型的端面型线，按此端面型线形成的阴阳螺杆转子相互运动时，可以提供较大的剪切力与混合能力。

本发明采用的技术方案是一种具有特制阴阳转子型线的双螺杆挤出机，其特征是，安装在机架13上的挤出机主体由机头1、机筒2、排气口3、加热冷却装置4、阴转子5、阳转子6、加料装置7、和端盖8构成；在排气段Ⅲ对应的机筒2处安装有排气口3，在熔融段Ⅱ对应的机筒2处安装有加料装置7，机筒2外壁覆盖加热冷却装置4；具有加料段Ⅰ、熔融段Ⅱ、排气段Ⅲ和计量段Ⅳ的阴、阳转子5、6由螺纹段S、捏合盘元件K以及齿形盘元件G构成，螺纹段S、捏合盘元件K以及齿形盘元件G通过花键(M)连接成一体；在由捏合盘元件K组成的捏合块中，为增加挤出机的分布混合能力，采用不同捏合盘错列角、不同捏合盘厚度或者将捏合盘以相同错列角对称布置的方式；在阴阳转子排气段各设置一组齿形盘元件G，每组齿形盘元件至少有5个，相邻的两个齿形盘之间有15°~45°的错列角，齿形盘的齿廓采用渐开线或者直线；阴、阳转子5、6采用圆柱形转子或圆锥形转子。

双螺杆挤出机的阴、阳转子5、6的端面型线均由圆弧、点及摆线依次连接而成，对于阴转子5，其相邻两个头之间的端面型线曲线分别由圆弧ab、点bc、摆线cd、圆弧de、摆线ef、点fg以及圆弧gh七段曲线组成，特别在摆线cd和摆线ef过渡处，有一段外凸的圆弧de；对于阳转子6，其端面型线曲线则是由阴转子5的端面型线包络而成，分别由圆弧a＇b＇、摆线b＇c＇、点c＇d＇、圆弧d＇e＇、点e＇f＇、摆线f＇g＇以及圆弧g＇h＇七段曲线组成。在阴阳转子的端面上分别建立端面型线的直角坐标系x_fo_fy_f以及x_mo_my_m，两个直角坐标系的坐标原点o_f、o_m分别建立在对应轴线的回转中心位置，阴阳转子的横轴x_f、x_m方向相反；纵轴y_f、y_m同向；竖轴z_f、z_m方向相反，且距离为A。因此阴阳转子端面型线各段曲线的参数方程如下：

1) 阴转子端面型线参数方程

a). 阴转子ab、gh段曲线参数方程