帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，包括擠出機(jī)頭、料筒、中空螺桿、料斗、座子、向心推力軸承組、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、固定座架、齒輪、電熱圈及芯軸；其中中空螺桿位于料筒內(nèi)并可轉(zhuǎn)動(dòng)，在中空螺桿的外表面設(shè)有貫通全長(zhǎng)并連續(xù)的外螺紋槽，芯軸位于中空螺桿的中心孔內(nèi)，中空螺桿相對(duì)芯軸可轉(zhuǎn)動(dòng)，料筒、中空螺桿和芯軸均同軸；特點(diǎn)是還包括振動(dòng)裝置及運(yùn)動(dòng)控制儀，振動(dòng)裝置設(shè)在芯軸上，運(yùn)動(dòng)控制儀控制振動(dòng)裝置振動(dòng)，振動(dòng)裝置帶動(dòng)芯軸作軸向振動(dòng)或圓周振動(dòng)或同時(shí)進(jìn)行軸向振動(dòng)與圓周振動(dòng)，或者振動(dòng)裝置帶動(dòng)芯軸作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)強(qiáng)化了融料的傳質(zhì)傳熱和均化，物料的混合剪切加強(qiáng)，生產(chǎn)的制品質(zhì)量好。
【專利說(shuō)明】
帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，主要用于各類材料尤其是高分子材料的塑化和擠出，屬于材料塑化擠出成型裝備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]材料擠出成型裝置是材料加工成型的重要設(shè)備，固體狀材料通過(guò)料斗進(jìn)入機(jī)筒及螺桿螺槽空間后，在螺桿螺棱推動(dòng)下向前移動(dòng)，物料在螺槽中要經(jīng)過(guò)塑化熔融等一系列過(guò)程，其形態(tài)由初始的固態(tài)，經(jīng)塞流、熔膜、環(huán)流、固相破碎等諸多環(huán)節(jié)，最終轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)，然后經(jīng)由機(jī)頭、模具等設(shè)備成型為塑料成品。
[0003]在眾多形式的螺桿擠出機(jī)中，單螺桿擠出機(jī)是最早出現(xiàn)，也是應(yīng)用最為廣泛的一種，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，單螺桿擠出機(jī)本身也得到改變和完善，現(xiàn)有的單螺桿擠出機(jī)，不論是普通單螺桿擠出機(jī)還是錐形單螺桿擠出機(jī)，都具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)成本相對(duì)較低的特點(diǎn)。
[0004]依托傳統(tǒng)擠出機(jī)，諸多研究者進(jìn)行了大量探索，其中有部分研究者將振動(dòng)引入到塑料加工成型領(lǐng)域。
[0005]有的研究者利用螺桿的振動(dòng)對(duì)物料塑化擠出過(guò)程的影響來(lái)優(yōu)化擠出加工過(guò)程，通過(guò)在塑化擠出過(guò)程中對(duì)螺桿施加振動(dòng)來(lái)改善加工過(guò)程、提高擠出制品品質(zhì)。
[0006]還有部分研究者利用柱塞或活塞的振動(dòng)來(lái)達(dá)到優(yōu)化塑化、擠出和注射加工過(guò)程的目的。國(guó)外文獻(xiàn)[1，2]介紹了其研制的流變注射成型機(jī)，聚合物熔體首先在螺桿作用下由料筒注入振動(dòng)腔，切換閥的方向，并由活塞施加振動(dòng)。然后由活塞注入模具型腔，在保壓的同時(shí)，繼續(xù)使熔體在模具澆口凍結(jié)前受到壓力振動(dòng)作用。
[0007]為了更進(jìn)一步完善塑化擠出過(guò)程，提高制品品質(zhì)，還必須對(duì)傳統(tǒng)意義上擠出機(jī)施加振動(dòng)方式加以改變，以新的方式在擠出過(guò)程中引入振動(dòng)，進(jìn)一步強(qiáng)化其功能，簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)。
[0008]參考文獻(xiàn):
[I Ibar JP.Control of polymer properties by melt vibrat1n technology: areview.Polymer Engineering and Science.1998;38(I):1-20
[2] A.Minardi，M.BoudeulIe，E.Duval，S Etienne.Effect of the mouldingcondit1ns on the semicrystalline structure of polypropylene.Polymer.1997,38(15):3957-3965o

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、制造、使用和維修成本低，生產(chǎn)的制品質(zhì)量好的帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置。
[0010]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，其是一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，包括擠出機(jī)頭、料筒、中空螺桿、料斗、座子、向心推力軸承組、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、固定座架、齒輪、電熱圈及芯軸;其中所述中空螺桿位于料筒內(nèi)并可轉(zhuǎn)動(dòng)，，在中空螺桿的外表面設(shè)有貫通全長(zhǎng)并連續(xù)的外螺紋槽，所述芯軸位于中空螺桿的中心孔內(nèi)，中空螺桿相對(duì)芯軸可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述料筒、中空螺桿和芯軸均同軸;其特征在于還包括振動(dòng)裝置及運(yùn)動(dòng)控制儀，所述振動(dòng)裝置設(shè)在固定座架與芯軸之間，所述運(yùn)動(dòng)控制儀控制振動(dòng)裝置振動(dòng)，振動(dòng)裝置帶動(dòng)芯軸作如下運(yùn)動(dòng):軸向振動(dòng)、圓周振動(dòng)、同時(shí)進(jìn)行軸向振動(dòng)與圓周振動(dòng)，或者振動(dòng)裝置帶動(dòng)芯軸作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0011]在本技術(shù)方案中，所述中空螺桿的外形為圓柱形或圓錐形或其他形狀。
[0012]在本技術(shù)方案中，所述振動(dòng)裝置為超聲波式振動(dòng)裝置或機(jī)械式振動(dòng)裝置或電磁式振動(dòng)裝置或液壓式振動(dòng)裝置或氣動(dòng)式振動(dòng)裝置或是它們的組合。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、物料完成塑化進(jìn)入擠出階段后，芯軸的振動(dòng)有利于融料的傳質(zhì)傳熱和均化，使塑料熔體的有效粘彈性和粘度減小，流動(dòng)性增加，物料的混合剪切加強(qiáng)，能明顯改善成型制品的性能，通過(guò)對(duì)施加振動(dòng)后擠出成型制品進(jìn)行力學(xué)性能、DSC和密度測(cè)試，發(fā)現(xiàn)制品的拉伸和沖擊強(qiáng)度提高，密度變大，試樣的結(jié)晶度提高，制品內(nèi)在品質(zhì)和外觀質(zhì)量都有很大改善和提尚O
[0014]2、相比于塑料加工成型中其他結(jié)構(gòu)形式的振動(dòng)方式，“芯軸振動(dòng)”方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，制造、使用和維修成本更低。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中空螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二中空螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以互相結(jié)合。
[0017]在本發(fā)明描述中，術(shù)語(yǔ)“左”及“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0018]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”及“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0019]實(shí)施例一
如圖1及圖2所示，其是一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，包括擠出機(jī)頭1、料筒2、帶外螺紋槽的中空螺桿3、料斗4、座子5、向心推力軸承組6、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、電機(jī)8、振動(dòng)裝置9、固定座架10、運(yùn)動(dòng)控制儀11、齒輪12、電熱圈13及芯軸14;其中
所述擠出機(jī)頭I安裝料筒2的右端即料筒2的出料口，料筒2的出料口與擠出機(jī)頭I連通；所述料斗4安裝在料筒2的左端即料筒2的進(jìn)料口，料筒2的進(jìn)料口與料斗4連通;所述電熱圈13套設(shè)在整個(gè)料筒2上；
所述中空螺桿3位于在料筒2內(nèi)并可轉(zhuǎn)動(dòng)，在中空螺桿3的外表面設(shè)有貫通全長(zhǎng)并連續(xù)的外螺紋槽301，中空螺桿3的左端部伸出料筒2外，中空螺桿3的左端轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在座子5上，中空螺桿3的外表面的外螺紋槽301的左端部與料斗4的進(jìn)料口連通，中空螺桿3的外表面的外螺紋槽301的右端部與料筒2的出料口連通；
所述向心推力軸承組6及齒輪12分別套裝在中空螺桿3的左端，齒輪12帶動(dòng)中空螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)8帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)齒輪12，在中空螺桿3上設(shè)有中心孔;在本實(shí)施例中，料筒2及中空螺桿3的外形均為圓柱形；
所述芯軸14位于中空螺桿3的中心孔內(nèi)，中空螺桿3相對(duì)芯軸14可轉(zhuǎn)動(dòng)，芯軸14的左端伸出中空螺桿3的中心孔外，振動(dòng)裝置9安裝在芯軸14的左端部與固定座架10之間，所述料筒2、中空螺桿3和芯軸14均同軸；
振動(dòng)裝置9帶動(dòng)芯軸14振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制儀11控制振動(dòng)裝置9的振動(dòng);振動(dòng)裝置9可以帶動(dòng)芯軸14作如下運(yùn)動(dòng):軸向振動(dòng)、圓周振動(dòng)、同時(shí)進(jìn)行軸向振動(dòng)與圓周振動(dòng)，或者振動(dòng)裝置9帶動(dòng)芯軸14作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);所述振動(dòng)裝置9是超聲波式振動(dòng)裝置或機(jī)械式振動(dòng)裝置或電磁式振動(dòng)裝置或液壓式振動(dòng)裝置或氣動(dòng)式振動(dòng)裝置，也可以是以上方式間的組合。
[0020]工作時(shí)，電機(jī)8通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7和齒輪12帶動(dòng)中空螺桿3旋轉(zhuǎn)，物料從料斗4通過(guò)機(jī)筒I進(jìn)入中空螺桿3的外螺紋槽，在螺棱的推動(dòng)下，順著外螺紋槽移動(dòng)到擠出機(jī)頭1，同時(shí)，振動(dòng)裝置9帶動(dòng)芯軸14進(jìn)行振動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將振動(dòng)施加于料筒2前端的恪融物料，被施振融料最后通過(guò)擠出機(jī)頭I，然后冷卻定型。
[0021]實(shí)施例二
如圖3及圖4所示，其是一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，其結(jié)構(gòu)基本上與實(shí)施例一相同，所不同的是在本實(shí)施例中料筒2及中空螺桿3外形為圓錐形;其工作原理與實(shí)施例一類似，在此不再重述。
[0022]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作出詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換及變形仍落入在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，包括擠出機(jī)頭(I)、料筒(2)、中空螺桿(3)、料斗(4)、座子(5)、向心推力軸承組(6)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)、電機(jī)(8)、固定座架(10)、齒輪(12)、電熱圈(13)及芯軸(14);其中所述中空螺桿(3)位于料筒(2)內(nèi)并可轉(zhuǎn)動(dòng)，在中空螺桿(3)的外表面設(shè)有貫通全長(zhǎng)并連續(xù)的外螺紋槽(301)，所述芯軸(14)位于中空螺桿(3)的中心孔內(nèi)，中空螺桿(3)相對(duì)芯軸(14)可轉(zhuǎn)動(dòng)，所述料筒(2)、中空螺桿(3)和芯軸(14)均同軸；其特征在于還包括振動(dòng)裝置(9)及運(yùn)動(dòng)控制儀(11)，所述振動(dòng)裝置(9)設(shè)在固定座架(10)與芯軸(14)之間，所述運(yùn)動(dòng)控制儀(11)控制振動(dòng)裝置(9)振動(dòng)，振動(dòng)裝置(9)帶動(dòng)芯軸(14)作軸向振動(dòng)或圓周振動(dòng)或同時(shí)進(jìn)行軸向振動(dòng)與圓周振動(dòng)，或者振動(dòng)裝置(9)帶動(dòng)芯軸(14)作圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，其特征在于所述中空螺桿(3)的外形為圓柱形或圓錐形或其他形狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶振動(dòng)芯軸的外螺槽式螺桿擠出裝置，其特征在于所述振動(dòng)裝置(9)為超聲波式振動(dòng)裝置或機(jī)械式振動(dòng)裝置或電磁式振動(dòng)裝置或液壓式振動(dòng)裝置或氣動(dòng)式振動(dòng)裝置或是它們的組合。
【文檔編號(hào)】B29C47/58GK105904699SQ201610263516
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】陳學(xué)鋒, 凃明霞, 徐言生, 胡建國(guó), 柯美元, 曾憲榮
【申請(qǐng)人】順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院