[实用新型]差动混炼螺杆

说明书

本实用新型涉及聚合物加工机械，具体是指一种混炼挤出螺杆的改进。

目前，应用在聚合物加工工业的混炼螺杆很多，主要有分流型螺杆、分离型螺杆、销钉螺杆、屏障型螺杆和变流道型螺杆等。这些螺杆以耗散混合－－熔融的方式获得了良好的效果，销钉螺杆是其中之一。它的优点是：分布混合性能好，挤出温度低。然而，由于销钉螺杆缺乏窄间隙的高剪切区，不能提供较高的剪切力，以致分散混合的能力较弱。为了提高分散混合效果，而发明了混炼头结构。其结构特征是在机筒内壁和螺杆上设置交错排列的销钉，这种结构具有良好的混炼效果。但是，这种结构比较复杂，机械加工不方便，容易产生积料，清洗较困难，装配要求高。

本实用新型的目的在于克服上述背景技术中各螺杆的缺点，提供一种混炼效率高，挤出温度低，挤出稳定性好，物料适应性好，结构简单，机械磨损少，装拆容易，清洗方便及制造成本低廉的差动混炼螺杆。

本实用新型的目的可通过如下措施来达到：

在普通螺杆的熔融段或计量段上设置一至多段由一至多个差动混炼元连续排列而成的差动混炼段，该差动混炼元是由1～5圈固定在螺杆上的销钉与1～5圈装满或未装满滚珠的滚道，以任意方式组合排列。

差动混炼段可以设置于螺杆的熔融段，也可以设置于螺杆的计量段或螺杆的头部，还可以将一至多个差动混炼段均匀或不均匀地设置在整条螺杆上。在各螺杆上设置多少混炼段？每个混炼段由多少混炼元组成？应视加工工艺要求而定。一般而言，粘度较高，且成型温度较高的物料，应将混炼段的位置放后。对于加工的混炼要求较高时，则可适当增加混炼元个数，以强化差动混炼效果。在一个混炼段中，各混炼元中每一圈滚道中滚珠的数目可以相同也可以不相同，具体取值应视具体情况而定，一般情况而言，靠近挤出模头的滚道，滚珠数目多一些。

当螺杆转动时，在各个混炼元中相间排列的销钉和滚珠分别以不同的速度绕螺杆轴线旋转，相邻的两圈销钉和滚珠之间存在一个速度差，实现差动螺杆的功能。

差动螺杆的工作原理可描述如下：

首先，来自螺杆上游的物料在压力差的作用下，进入固定于螺杆的销钉周围与料筒内表面构成的空间即销钉区，在销钉的作用下，使未熔固体碎粒与已溶物料的接触面积增大，促进熔融；同时，分割料流增加界面，并且改变料流方向。其次，由于滚珠和销钉存在速度差，在速度差和压力差的作用下，物料由销钉区流出，由一股分成多股进入由滚珠、滚道与料筒表面构成的空间即滚珠区。受到强力分散混合。在滚珠区里，由于滚珠与料筒内壁、滚珠与螺杆滚道，滚珠与滚珠之间的相对运动，物料在这一区域内受到强烈的挤压、混合和剪切作用；同时，滚珠不仅对物料进行分割，起到增加界面，加速熔融的作用，还使物料流束重新排列、汇合。

本实用新型与背景技术相比具有如下突出的优点：

1、多圈滚道与多圈销钉组合相间排列，组成若干个差动混炼元，物料每经过一差动混炼元，就受到一次强烈的混合，剪切和挤压作用，如此重复多次，达到了加强混炼能力，提高挤出质量和产量的目的。

2、结构简单、合理，制造方便，装拆容易。滚珠与销钉的相对运动强化了对物料的分散混合效果。滚珠之间同向旋转的相对运动十分有利于物料的均化，尤其有利半径方向的均化。滚珠在挤出的工作过程中还起到了对螺杆的辅助支承作用，从而减少了螺杆与料筒的摩擦。

3、对物料适应性好，当加工不同物料时，无需更换螺杆，只需调整滚珠的数目，就可适应不同种类的物料。例如：LDPE、LLDPE、HDPE、PVC、PP、PADET、聚合物共混改进性，PVC加填料以及橡胶等的加工，尤其适合于热敏性塑料的加工。

图1为单差动混炼段的差动混炼螺杆结构示意图；

图2为图1中的A－A剖图为未装满滚道的剖视图；

图3为图1中的B－B剖图为销钉的剖视图；

图4为多差动混炼段的差动混炼螺杆结构示意图；

图5为差动混炼段局部展开图。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详述：

实施例1：