[发明专利]强拉伸同向差速多螺杆挤出机及其加工方法

权利要求书

1.强拉伸同向差速多螺杆挤出机，包括机筒和螺杆机构，螺杆机构安装于机筒的内腔中，其特征在于，螺杆机构包括相互啮合的第一螺杆和第二螺杆，第一螺杆包括依次连接的第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件，第二螺杆包括依次连接的第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件，第一螺杆的外径与第二螺杆的外径不相等。

2.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆中，第一正向输送元件、第一混炼元件和第一反向输送元件均为单头螺纹结构；第二螺杆中，第二正向输送元件、第二混炼元件和第二反向输送元件均为双头螺纹结构。

3.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆中，第一混炼元件的外周边沿为带有第一凹口的间断式螺棱结构，第一混炼元件的整体外轮廓形状与第一正向输送元件相同；

第二螺杆中，第二混炼元件的外周边沿为带有第二凹口的间断式螺棱结构，第二混炼元件的整体外轮廓形状与第二正向输送元件相同；

第一凹口和第二凹口均为半圆柱状的凹槽结构。

4.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆中，第一混炼元件为多个第一捏合块连接形成的组合结构；

第二螺杆中，第二混炼元件为多个第二捏合块连接形成的组合结构。

5.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆和第二螺杆同向旋转且时刻保持啮合，第一螺杆与第二螺杆之间的转速比为2～7。

6.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆和第二螺杆中，其中一个螺杆为大直径螺杆，另一个螺杆为小直径螺杆，大直径螺杆的外径与内径之间的比值为1.1～1.8，小直径螺杆的外径与内径之间的比值为1.1～4.5。

7.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述第一螺杆的径向截面轮廓由多段曲率半径不相等的圆弧和多段曲率半径不相等的非圆曲线弧相间连接构成，第二螺杆的径向截面轮廓也由多段曲率半径不相等的圆弧和多段曲率半径不相等的非圆曲线弧相间连接构成；构成第二螺杆径向截面轮廓的圆弧及非圆曲线弧总数量是构成第一螺杆径向截面轮廓的圆弧及非圆曲线弧总数量的2～7倍。

8.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述螺杆机构还包括第三螺杆，第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆依次啮合形成“一字型”或“非一字型”的三螺杆排布方式，第三螺杆的结构与第一螺杆相同。

9.根据权利要求1所述的强拉伸同向差速多螺杆挤出机，其特征在于，所述机筒设有沿物料输送方向依次连接的输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段，输送段上设有与机筒内腔连通的进料口，排气段上设有与机筒内腔连通的排气口，混炼挤出段的末端设有出料口；

螺杆机构中，第一螺杆包括沿物料输送方向依次连接的第一正向输送元件、第一混炼元件、第一反向输送元件和第一正向输送元件，第二螺杆包括沿物料输送方向依次连接的第二正向输送元件、第二混炼元件、第二反向输送元件和第二正向输送元件；

其中，第一混炼元件和第二混炼元件位于熔融段中部的机筒内，第一反向输送元件和第二反向输送元件位于熔融段后部的机筒内。

10.由权利要求1～9任一项所述强拉伸同向差速多螺杆挤出机实现的加工方法，其特征在于，物料进入机筒的内腔后，在螺杆机构的轴向正位移输送力和第一螺杆与第二螺杆之间的摩擦力共同作用下，实现物料输送；同时，利用第一螺杆和第二螺杆之间的速度差和直径差产生强拉伸作用，使物料在输送过程中得到充分混合、熔融和混炼塑化；

其中，在螺杆机构内，第一螺杆与第二螺杆之间产生拉伸作用；第一混炼元件与第一反向输送元件之间产生界面更新作用，第二混炼元件与第二反向输送元件之间也产生界面更新作用，从而强化了传热过程；再加上第一螺杆和第二螺杆高速旋转产生摩擦热；以及机筒的外加热；四者共同作用使得物料进一步发生融化，加速物料中熔体与固体的分离，进一步加速固体的熔融进程，使物料全部形成熔体。