專利名稱:用于品字型三螺桿擠出機的螺桿的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種螺桿結構,尤其是一種用于品字型三螺桿擠出機上的螺桿。
背景技術:
目前,在塑料混配領域,普遍使用的平行雙螺桿擠出機,其傳動為平行二軸式輸出。隨著現(xiàn)代塑膠工業(yè)的不斷發(fā)展,尤其是高填充、高分散材料的廣泛應用和對低能耗等方面的要求,橡塑加工設備向多元化、多螺桿方向發(fā)展。三螺桿擠出系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)雙螺桿具有更好分流效果和更多次的剪切,即具有更好的分布混合和分散混合,同時具有更大的排氣界面面積,更有利于排氣操作,使排氣對產量的影響降到最低且具有更低的能耗等優(yōu)點,尤其是品字型三螺桿擠出機,物料在其中經受的剪切次數要成倍高于雙螺桿,各組份很容易得到均勻化和微?;?,物料在空間多個層面上充分交換流動,達到良好的塑化分散效果,加料和輸送也非常穩(wěn)定。 通常情況下,品字型三螺桿擠出機的螺桿都使用普通槽深比(< 1. 26)的三線螺紋元件。這種普通槽深比的三線螺紋元件在共軛嚙合時,將會出現(xiàn)一個中心封閉區(qū),由于螺紋元件在旋轉嚙合過程中形成的外圓不能覆蓋該封閉區(qū)域,因此,物料在其中不能受到螺紋元件的剪切與擠壓,因此,該中心區(qū)的物料直接被擠出,很少與該區(qū)域外界的物料流動交換,混煉效果差,直接影響了成品料的性能。且傳統(tǒng)的三螺桿輸出終端的建壓模式大量均采用反旋嚙合塊,建立壓力的同時剪切太強,造成物料老化分解或分子鏈剪短,成品料性能下降。
發(fā)明內容
為解決現(xiàn)有技術中存在的不足,本發(fā)明提供了一種能夠有效的消除中心封閉區(qū)、
進而實現(xiàn)對物料實現(xiàn)充分混合、交換的用于品字型三螺桿擠出機上的螺桿。 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,該螺桿由螺桿
芯軸(2)及套裝在螺桿芯軸上的螺紋元件(1)組成,所述的三根螺桿的螺紋元件(1)共軛
嚙合,且相互嚙合部分螺紋元件(1)形狀相同,螺紋元件(1)旋轉形成的外圓半徑為a,內圓
半徑為b,且1. 3 < a/b < 2. 15。 作為上述方式的進一步改進,所述的三根螺桿中心距為a+b。 上述的螺桿螺紋元件(1)為單線螺旋塊。 上述的螺桿螺紋元件(1)也可為單線嚙合塊。 上述的螺桿螺紋元件(1)也可為等邊三線偏心嚙合塊。 上述的螺桿螺紋元件(1)同樣可為單線齒輪盤。 此外,上述的三螺桿輸出終端固定連接有輸送壓力建立段(7),所述的輸送壓力建立段(7)與螺桿同軸,且其螺紋旋轉形成的外圓半徑值小于a。
螺桿上還可設有與螺紋元件(1)配合設有單線阻斷塊(8)。
采用上述技術方案,其效果如下
3
1、擠出機的三根螺桿的螺紋嚙合塊旋轉形成的外圓半徑a與內圓半徑b的比值(即槽深比)在1. 3-1. 8范圍內,可隨著槽深比的增大,嚙合的三根螺桿上的螺紋元件外徑的運動軌跡重合區(qū)域變得越來越大,即使三根螺桿由于齒形設計不當造成的嚙合封閉區(qū)消失,使中心物料區(qū)域物料與外界物料強制流動交換,積極參與塑化與混煉,提高了成品料的性能。槽深比確定為1. 3-2. 15,其原因如下當槽深比小于l. 3時,會使螺槽消失,產量也沒有了 ;槽深比大于2. 15時,即槽過于太深,螺桿芯軸就會相應的變細,強度減小,容易斷裂。
2、三根螺桿中心距為a+b,在確保三螺桿的嚙合穩(wěn)定性的同時,使中心嚙合的封閉區(qū)域完全消失,進一步提高了流動交換與塑化混料的效果。 3、在三螺桿后連接設有外徑稍小的螺桿作為輸送壓力建立螺紋段,在建壓的同
時,保持了對物料合適的剪切強度,使物料的性能更好,也為擠出造粒做好準備。 4、螺桿上設有與螺紋元件配合設有單線阻斷塊,起到了建壓的作用,由于該阻斷
塊的存在,使物料在這里停留,增強了混煉的效果。
下面結合附圖及具體實施方式
對發(fā)明作更進一步詳細說明。圖1是現(xiàn)有的品字型三螺桿擠出機螺桿的三線螺紋元件共軛嚙合示意圖;圖2是本發(fā)明品字型三螺桿擠出機螺桿的共軛嚙合軌跡示意圖;圖3是螺桿上的螺紋元件為單線螺旋塊的截面俯視圖;圖4是圖3的側視圖;圖5是三根單線螺旋塊共軛嚙合時不同狀態(tài)中心物料區(qū)域形狀變化示意6是螺桿上的螺紋元件為單線嚙合塊的截面俯視圖;圖7是圖6的側視圖;圖8是螺桿上的螺紋元件為等邊三線偏心嚙合塊的截面俯視圖;圖9是圖8的側視圖;圖10是桿上的螺紋元件為單線齒輪盤的截面俯視圖;圖11是圖10的側視圖;圖12是本發(fā)明具有壓力建立螺紋段的螺桿結構示意圖;圖13是本發(fā)明的螺桿上設有的單線阻斷塊的截面俯視圖;圖14是圖13的側視圖。
具體實施例方式由圖1所示可知,現(xiàn)有的品字型三螺桿擠出機螺桿的三線螺紋元件在共軛嚙合過程中,由于各螺桿的螺紋元件在共軛嚙合旋轉過程中,不能實現(xiàn)對全方位物料區(qū)域進行覆蓋,而在其嚙合的中心形成了中心封閉區(qū)f。
實施例一 由圖3、圖4所示可知,本實施例的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,該螺桿由螺桿芯軸2及套裝在螺桿芯軸2上的螺紋元件1組成,三根螺桿的螺紋元件1共軛嚙合,且相互嚙合部分螺紋元件1形狀相同,螺紋元件1旋轉形成的外圓半徑為a = 3. 0cm,內圓半徑為b = 2cm,三根螺桿中心距均為5cm。螺紋元件1為單線螺旋塊,該單線螺旋塊由具有一定厚度的單線螺旋片3以螺桿芯軸2軸線為中心線旋轉而成,該單線螺旋片3的端面由外圓圓弧a' b'、內圓圓弧c' d'及連接于外圓圓弧a' b'與內圓圓弧c' d'的過度線a' c' 、b' d'圍繞而成,且過渡線a' c'與b' d'對稱設置。 由圖5所示可知,在安裝完畢時,即在螺桿未旋轉前(0°時),三個螺桿的螺旋塊位置相同,即位于上方的兩個螺桿的螺紋旋塊的內圓圓弧與位于下方的螺桿的螺紋旋塊外圓圓弧同時接觸,在三個螺紋旋塊中間形成物料區(qū)w,且物料區(qū)呈近乎等邊三角形狀態(tài)。隨著螺桿旋轉6(T時,物料區(qū)開始受擠壓變小,當旋轉至120。時,中心物料區(qū)增大,實現(xiàn)對物料的拉伸,到18(T時中心區(qū)域又急劇擠壓縮小,到240。時,中心區(qū)域又拉伸增大,直至恢復至原狀,完成旋轉一周的嚙合送料。從上述敘述可以看出,中心區(qū)域在螺桿旋轉一周內成規(guī)律性變化,對中心區(qū)域物料起到擠壓拉伸效果,在此作用下,物料流出中心區(qū)域與外圍物料進行混煉,消除了普通品字型三螺桿擠出機的中心封閉區(qū),使物料更好的得到剪切、混煉,達到更好的分散混合與分布混合效果。 因此,由圖2所示可知,三螺桿在旋轉過程中,其形成的三個外圓軌跡均有相交部分j,避免了中心封閉區(qū)f的出現(xiàn)。
實施例二 由圖6、圖7所示可知,與實施例一的不同之處在于螺紋元件1為單線嚙合塊,該單線嚙合塊由具有一定厚度的多個(此實施例為7個)單線嚙合片4旋轉而成,單線嚙合片4的端面形狀與實施例一中的單線螺旋片3相同,即單線嚙合片端面由外圓圓弧、內圓圓弧及連接于外圓圓弧與內圓圓弧的過度線圍繞而成,且過渡線對稱設置。此時,外圓圓弧半徑與內圓圓弧半徑所在的同一條直線定為旋轉基準線m,單線嚙合片以螺桿芯軸軸線為旋轉中心線,各單線嚙合片相對各自的前一個單線嚙合片進行一定角度(該角度為相鄰兩個單線嚙合片的旋轉基準線夾角,本實施例為60度)順序旋轉,形成單線嚙合塊。
實施例三 由圖8、圖9所示可知,與實施例一不同之處在于螺紋元件1為等邊三線偏心嚙合塊,該等邊三線偏心嚙合塊由具有一定厚度的多個(此實施例為5個)等邊三線偏心嚙合片5旋轉而成,等邊三線偏心嚙合片5的端面形狀具有三個角點,各角點之間通過相同的過渡線進行連接,其中一角點作為旋塊外圓軌跡形成點,該角點經軸心延長至過渡線的距離等于a+b,該距離所在直線定為旋轉基準線,等邊三線偏心嚙合片以螺桿芯軸軸線為旋轉中心線,各等邊三線偏心嚙合片相對各自的前一個等邊三線偏心嚙合片進行一定角度(該角度為相鄰兩個等邊三線偏心嚙合片的旋轉基準線夾角,本實施例為60度)順序旋轉,形成等邊三線偏心嚙合塊。
實施例四 由圖10、圖11所示可知,本實施例的螺紋元件1為單線齒輪盤,與實施例一的結構
基本相同,不同之處在于單線螺旋片于其外圓圓弧段設有軸向槽6。 實施例五 由圖12所示可知,該三螺桿輸出終端固定連接有輸送壓力建立段3,所述的輸送壓力建立段3與螺桿同軸,且其螺紋旋轉形成的外圓半徑值小于a。
實施例六 由圖13、圖14所示可知,本實施例中,螺桿上設有與螺紋元件1配合設有單線阻斷塊8,即螺桿上可以是上述各實施例所述形狀的螺紋元件與本實施例的單線阻斷塊的組合, 也可以是上述各實施例的不同形式的組合與本實施例的單線阻斷塊的組合。本實施例的單 線阻斷塊形狀與實施例二基本相同,唯一不同之處在于各單線嚙合片相對各自的前一個
單線嚙合片進行的順序角度旋轉為120度。 本發(fā)明不局限于上述具體實施方式
,只要其槽深比在本發(fā)明涉及的范圍之內,不 管具體應用時螺桿上的螺紋嚙合塊采用何種形狀、何種組合方式(如整根螺桿的螺紋嚙合 塊只采用單線螺紋旋塊,或者整個螺桿的螺紋嚙合塊采用單線螺紋旋塊與三線螺紋旋塊及 其他形狀螺紋旋塊的組合等等)均落在本發(fā)明保護范圍之中。
權利要求
一種用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,該螺桿由螺桿芯軸(2)及套裝在螺桿芯軸上的螺紋元件(1)組成,其特征在于所述的三根螺桿的螺紋元件(1)共軛嚙合,且相互嚙合部分螺紋元件(1)形狀相同,螺紋元件(1)旋轉形成的外圓半徑為a,內圓半徑為b,且1.3<a/b<2.15。
2. 根據權利要求1所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的三根 螺桿中心距為a+b。
3. 根據權利要求1或2所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的 螺桿螺紋元件(1)為單線螺旋塊。
4. 根據權利要求1或2所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的 螺桿螺紋元件(1)為單線嚙合塊。
5. 根據權利要求1或2所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的 螺桿螺紋元件(1)為等邊三線偏心嚙合塊。
6. 根據權利要求1或2所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的螺桿螺紋元件(1)為單線齒輪盤。
7. 根據權利要求1或2所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的三螺桿輸出終端固定連接有輸送壓力建立段(7),所述的輸送壓力建立段(7)與螺桿同軸, 且其螺紋旋轉形成的外圓半徑值小于a。
8. 根據權利要求1所述的用于品字型三螺桿擠出機的螺桿,其特征在于所述的螺桿上設有與螺紋元件(1)配合設有單線阻斷塊(8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺桿結構,尤其是一種用于品字型三螺桿擠出機上的螺桿。該擠出機的螺桿由螺桿芯軸(2)及套裝在螺桿芯軸上的螺紋元件(1)組成,所述的三根螺桿的螺紋元件(1)共軛嚙合,且相互嚙合部分螺紋元件(1)形狀相同,螺紋元件(1)旋轉形成的外圓半徑為a,內圓半徑為b,且1.3<a/b<2.15。采用該技術方案,隨著槽深比的增大,嚙合的三根螺桿上的螺紋元件外徑的運動軌跡重合區(qū)域變得越來越大,即使三根螺桿由于齒形設計不當造成的嚙合封閉區(qū)消失,使中心物料區(qū)域物料與外界物料強制流動交換,積極參與塑化與混煉,提高了成品料的性能。
文檔編號B29C47/60GK101786322SQ201010129680
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權日2010年3月23日
發(fā)明者崔鵬 申請人:石家莊德倍隆科技有限公司