[发明专利]一种用于成型高固体含量推进剂的单螺杆挤出机

说明书

技术领域

本发明涉及一种成型固体推进剂的挤出机，尤其是涉及一种用于成型高固体含量推进剂的单螺杆挤出机。

背景技术

我国现有用于成型固体推进剂的锥形螺杆挤出机，是上世纪50年代从苏联引进的，其仅适用于双基推进剂和含有少量RDX、HMX的改性双基推进剂。对于高固体含量推进剂，由于其含有大量的RDX、HMX等固体组分，故物料自身的压缩性、抗剪切强度和摩擦系数比普通双基固体推进剂的小。如果用现有的锥形螺杆挤出机加工高固体含量推进剂，由于锥形螺杆自身压缩比较大，容易引起机头阻力过大，从而导致物料在机筒内停止不前，甚至出现倒料。现有锥形螺杆挤出机的沟槽衬套内壁开设的锯齿形通槽有效容积较小，不能很好地卡紧摩擦系数较低的高固体含量推进剂颗粒，使得加料段的建压能力减弱，从而降低了物料输送效率，挤出的制品致密性不好。加料段输送效率测降低可能导致物料塑化段前移，物料过渡塑化，进而使加料段固体塞的抗剪切强度降低，从而造成嵌入机筒衬套沟槽的物料被剪断，使物料抱螺杆旋转，即开始打滑。现有锥形螺杆挤出机的安全装置是通过在筒体与机头之间设置泄爆环防止由于机头压力过高而发生爆炸，这种泄爆环只有在挤出机机头压力超过临界压力状态下才起泄压泄爆作用，对高固体含量推进剂加工过程中筒体内产生的超压、超温燃爆等危险现象并不起作用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种输送效率高、安全可靠挤出高固体含量推进剂的单螺杆挤出机。

为了实现上述任务，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于成型高固体含量推进剂的单螺杆挤出机，包括机筒、螺杆、加料斗和传动系统，其特征在于，所述的机筒由筒体钢套和沟槽衬套组成，所述机筒钢套沿轴向和周向开设专门泄压泄爆窗口，沟槽衬套的外壁设有平行于筒体钢套轴心线且绕圆周均匀分布的矩形通槽所形成的泄压泄爆壁；

所述螺杆为等距双头柱状突变型螺杆，中心开有供加热水流通的芯孔，螺杆的长径比为3.0～4.0，压缩比为1.5～2.0，螺杆的螺距为螺杆直径的35％～45％；螺杆上的螺旋槽分为加料段、突变段和计量段；其中，加料段的螺槽深度为螺杆直径的16％～25％，计量段的螺槽深度为螺杆直径的8％～10％，突变段起始端的槽深为加料段的槽深，突变段结束端的槽深为计量段的槽深，突变段的长度为螺杆直径的20％～40％。

所述的机筒钢套上的泄压泄爆窗口数量为3～15个，形状为矩形，沟槽衬套内外壁的矩形通槽数量、宽度相等且对应设置，泄压泄爆壁的厚度为螺杆直径的4％～8％。

本发明的用于成型高固体含量推进剂的单螺杆挤出机，与现有技术相比，具有以下优点：

由于在机筒钢套上设有泄压泄爆窗口和沟槽衬套上设有泄压泄爆壁，当螺杆挤出机工作过程中筒体内压力超过设计压力时，破坏衬套泄压泄爆壁，通过钢套上的泄压泄爆窗口将压力冲击释放，保证了系统设备及人身的安全。

沟槽衬套内壁的矩形通槽能够很好的卡住摩擦系数较低的高固体含量推进剂颗粒，增加了衬套内壁与物料、物料与物料层间的摩擦力，从而使得加料段压力迅速增大，物料输送效率提高；加料段和计量段较大的螺槽深度避免了物料受到强烈的剪切，降低了黏性生成热；较短的长径比使得物料在机筒的停留时间缩短，保证了物料温度升高在有效限度之内，避免了由于温度过高导致物料的分解。

附图说明

图1为筒体螺杆组合结构图。

图2为螺杆结构图。

图3为沟槽衬套径向剖视图。

图4为沟槽衬套轴向剖视图。

图5为筒体钢套径向剖视图。

图中各标记分别表示：1、沟槽衬套，2、衬套外槽，3、衬套内槽，4、筒体外套泄压泄爆窗口，5、筒体钢套，6、螺杆，7、物料，8、泄压泄爆壁。

下面结合附图和具体实施技术对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种用于成型高固体含量推进剂的单螺杆挤出机，至少包括有机筒、螺杆、加料斗和传动系统，其中机筒由筒体钢套5和沟槽衬套1组成，机筒钢套5沿轴向和周向进行矩形金属壳体缺损设计，即开设专门泄压泄爆窗口4，沟槽衬套4的外壁设有平行于筒体钢套5轴心线且绕圆周均匀分布的矩形通槽所形成泄压泄爆壁8。