[发明专利]一种单螺杆塑化挤出机

说明书

本发明涉及一种高分子材料加工成型设备，公开了一种单螺杆塑化挤出机，包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，机筒设置在壳体上，机筒内嵌套有螺杆，螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，驱动装置的输出端与固体输送段的外端相连接，加热冷却系统用于调节机筒的温度，机筒在位于固体输送段的一端上部设有进料口，机筒在位于熔体输送段的一端设有出料口，熔融段上设有形螺棱。该单螺杆塑化挤出机，增加了物料在螺杆上单个导程内的熔融长度，提高了物料在螺杆熔融段的塑化效率；缩小了螺杆熔融段长径比，降低了制造成本；该单螺杆塑化挤出机建压能力强，螺杆内压力峰值出现在熔融段等优点，有利于物料更稳定的挤出。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料加工成型设备，特别是涉及一种单螺杆塑化挤出机。

背景技术

单螺杆挤出成型具有建压能力强，适应性强，稳定性好和用途广泛等优点，几乎适合于所有的高分子材料的加工。螺杆挤出机能将一系列化工基本单元过程，如固体输送、熔融、发泡、接枝、熔体输送和泵出等物理和化学过程集中在挤出机内的螺杆上来进行。固态塑料颗粒或粉末在螺杆上压缩、熔融塑化、混合并挤出至成型机头定型以得到制品或半制品。研究表明，螺杆的熔融塑化能力直接影响挤出制品的质量，而塑化质量和产量往往是矛盾的。常规单螺杆挤出机的熔融塑化效率较低，无法与固体输送效率和熔体输送效率相匹配，长久以来制约着单螺杆挤出机的应用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的单螺杆塑化挤出机，以解决上述现有技术存在的问题，提高单螺杆挤出机熔融塑化效率，降低挤出机的制造成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种单螺杆塑化挤出机，包括壳体、驱动装置、螺杆、机筒和加热冷却装置，所述机筒设置在所述壳体上，所述机筒内嵌套有所述螺杆，所述螺杆包括依次连接的固体输送段、熔融段和熔体输送段，所述驱动装置的输出端与所述固体输送段的外端相连接，所述加热冷却装置用于调节所述机筒的温度，所述机筒在位于所述固体输送段的一端上部设有进料口，所述机筒在位于所述熔体输送段的一端设有出料口，所述熔融段上设有形螺棱。

优选的，所述形螺棱包括若干首尾相连的形棱边，所述形螺棱沿其螺旋方向展开在同一平面上后：各所述形棱边中心对称，各所述形棱边的两个端点的连线穿过各所述形棱边的对称中心形成各所述形棱边的中心线，各所述形棱边的中心线在同一直线上且相互连接形成所述形螺棱的螺旋展开线，所述形螺棱展开的轨迹满足以下函数：

y＝a·sin(πb·x)

其中，所述螺旋展开线的方向为x轴的方向，垂直于所述螺旋展开线的方向为y轴方向，a的取值范围为0.1D～0.25D，b的取值范围为2/D～5/D，D 为所述螺杆的公称直径，所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的公称直径均为D，所述螺杆与所述机筒内壁之间设有单面间隙。

优选的，所述固体输送段、所述熔融段和所述熔体输送段的长度之比为： (20％～60％)：(20％～40％)：(10％～50％)。

优选的，所述熔融段上设有形螺棱的螺杆长度与所述熔融段总长度的比例为0.4～1.0。

优选的，所述熔融段为渐变螺杆，所述熔融段包括前端和后端，所述前端与所述固体输送段相连，所述后端与所述熔体输送段相连；由所述前端至所述后端，所述熔融段的螺槽深度逐渐变浅，且所述前端和所述后端的螺槽深度分别与所述固体输送段和所述熔体输送段的螺槽深度相匹配。

优选的，所述固体输送段和所述熔体输送段的螺纹升角为17°42'。

优选的，所述形螺棱的所述螺旋线的螺纹升角比所述固体输送段和所述熔体输送段的螺纹升角大10°～20°。

优选的，所述加热冷却装置包括电加热器和鼓风机，所述电加热器设置在所述机筒外部，所述鼓风机设置在所述机筒下部。