[发明专利]一种同轴式挤出机及其挤出方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同轴式挤出机及其挤出方法。

背景技术

塑料的加工过程，是靠螺杆的旋转运动推动塑料原料趋向于向前的直线运动，称作挤出过程，通过模具生产出不同形状的塑料制品。现有技术中，致力于研究如何在外部热源的配合下，高效的输送与塑化挤出。通常情况下，为了提高输送效率，除了变化螺杆形式外，最直接的方法是提高转速，而提高了转速又使得塑料在螺杆螺筒中的停留时间缩短而影响塑化质量。为不影响塑化质量，势必要加大长径比。几十年前早期的长径比通常是20:1左右，技术进步到今天，已经发展到通常的33:1左右或更高。虽然产量和质量有了大幅提高，但仍不能满足某些产品的需要。从而出现了在需要高产量挤出时，不得不采用两台或多台共挤的情况，其结果是能耗和加工成本大幅提高，既造成浪费又占地面积增大。

由于在塑化加工过程中存在着复杂的不同于常规流变模型的运动机理，使得产能与效率较难驾驭。多种结构形式的螺杆各自为政，存在着受局限性影响较大的问题。尽管技术人员不断的局部革新，也不能从根本上解决问题，仍然局限在一定范围中。随着社会的进步，大型塑料制品的出现，要求高产能挤出机的情况越来越多。在需要高产量挤出时，按现在技术，只能多台共挤使用。而叠加使用时的产能并不是一加一等于二的，至少要折损30％以上的产量，使得能耗和占地面积大幅增加。常规的挤出过程中，在塑料被塑化输出时，往往需要通过过渡段分配给模具，再进行塑料制品成型。这是因为输出端的螺杆是旋转的，无法直接连接模具。

上述背景技术存在的不足之处：一是大长径比挤出机，螺杆与螺筒的加工精度要求提高，强度降低；二是对材料的热处理水平要求提高；三是电机、减速机、推力轴承(动力装置)负载增大；四是长悬臂的螺杆承受扭力增大，使得功率、转数不能大幅提高；五是加热区段增加、热功率增大，且各加热段的调温风机使部分热能白白排空，增加了无用功；六是设计不良或加工精度不高，会对塑料产生过度剪切，增加了塑料分子链破坏的几率，生成额外的剪切热，此剪切热不可控，控制不当可使塑料分解；七是大长径比螺杆多设有异形混练段，此段既浪费了长径比又提高了加工难度；八是长度和均化段螺槽深度不可能继续增加，产量极限难于大幅提高；九是占用空间增大；十是与模具连接需要增加过渡连接装置。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种同轴式挤出机，长径比的大幅缩短，外螺杆的抗扭抗弯强度大幅提高，缩短的主螺筒减少了加热器的数量，充分利用了部分原被排空的余热；节省了材料成本和占地面积，缩短了熔融原料的流程时间；降低了熔融料因过热而分解的几率；降低了功率消耗；降低了材料和加工成本，且并不影响常规的连接；其采用的技术方案如下：

一种同轴式挤出机，包括模具、整流盘、挤出装置、加热器、加料座和动力装置，其特征在于，所述挤出装置包括主螺筒、外螺杆和内螺杆，所述主螺筒两端分别与加料座和模具相连，所述外螺杆设置于主螺筒内，并通过动力装置驱动其在主螺筒内转动；所述内螺杆设置于外螺杆内，且与设置于模具与主螺筒连接处的整流盘螺纹连接；所述内螺杆与外螺杆的螺纹旋向相反，所述外螺杆外侧的主螺纹间增设与主螺纹旋向相同的附加螺纹，所述附加螺纹的螺距大于主螺纹的螺距，并与主螺纹的推力面形成渐宽的附加螺纹槽；所述外螺杆于附加螺纹槽处的底部上开设有熔料通道，所述附加螺纹的长度与内螺杆的长度相同，且位置一致。

在上述技术方案的基础上，所述附加螺纹的螺纹大径小于外螺杆的主螺纹的螺纹大径。

在上述技术方案的基础上，外螺杆的螺纹长度为其直径的19-20倍，内螺杆的螺纹长度为其直径的14-15倍。

在上述技术方案的基础上，所述内螺杆的螺纹大径与外螺杆内部的空心的直径相配适。

在上述技术方案的基础上，所述外螺杆呈悬臂梁式且内螺杆相对于外螺杆旋转保持静止。

在上述技术方案的基础上，所述附加螺纹的长度与内螺杆的长度相同，且位置一致。