一种高速高产的单螺杆论文和设计-林洪

全文摘要

本实用新型涉及一种高速高产的单螺杆，包括分别设置于螺杆体上的主螺棱、副螺棱和混炼头；相邻主螺棱之间有主螺槽；相邻副螺棱之间有副螺槽；其特征在于：主螺棱与副螺棱之间设置有减压段，减压段上设有减压螺棱，相邻减压螺棱之间有减压螺槽，减压螺棱一端与主螺棱一端连接，减压螺棱另一端与副螺棱一端连接；和\/或，副螺棱与混炼头之间设置有屏障单元，屏障单元上设有屏障螺棱，相邻屏障螺棱之间有屏障螺槽。与现有常用的高速螺杆相比，本单螺杆转速可提高到180‑260r\/min，产量大幅提升，塑化功能提高，塑化质量更好，加大固体输送能力，得到了塑化质量好、生产率高的熔融塑料，每公斤PE产量所耗能量为220～320wh。

主设计要求

1.一种高速高产的单螺杆，包括分别设置于螺杆体（L）上的主螺棱（1）、副螺棱（3）和混炼头（5）；相邻主螺棱（1）之间有主螺槽（2）；相邻副螺棱（3）之间有副螺槽（4）；其特征在于：所述主螺棱（1）与副螺棱（3）之间设置有减压段（7），减压段（7）上设有减压螺棱（701），相邻减压螺棱（701）之间有减压螺槽（702），减压螺棱（701）一端与主螺棱（1）一端连接，减压螺棱（701）另一端与副螺棱（3）一端连接；和\/或，所述副螺棱（3）与混炼头（5）之间设置有屏障单元（8），屏障单元（8）上设有屏障螺棱（801），相邻屏障螺棱（801）之间有屏障螺槽。

设计方案

2.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述单螺杆的长径比为35-45。

3.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述副螺棱（3）设置两条，且两条副螺棱（3）并排设置于螺杆体（L）上，两副螺棱（3）之间的间隙由小变大，再由大变小。

4.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述主螺槽（2）的深度为15-20mm；所述减压螺槽（702）的深度为14-19 mm；所述副螺槽（4）的深度为15-20 mm；所述屏障螺槽的深度为13-18 mm。

5.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述混炼头（5）包括若干沿螺杆体（L）间隙式排布的混炼齿（501），混炼齿（501）上环形均布有若干菱形齿（502），菱形齿（502）侧部有斜面（503）。

6.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述屏障螺槽包括相互错位配合的第一屏障螺槽（802）和第二屏障螺槽（803），第一屏障螺槽（802）的开口开设于屏障单元（8）一端，第二屏障螺槽（803）的开口开设于屏障单元（8）另一端。

7.根据权利要求1所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：还包括固体输送段（6），固体输送段（6）上设有输送螺棱（601），输送螺棱（601）一端与主螺棱（1）另一端连接，相邻输送螺棱（601）之间有输送螺槽（602）。

8.根据权利要求7所述的高速高产的单螺杆，其特征在于：所述输送螺槽的深度为7-12mm。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种螺杆，具体是一种高速高产的单螺杆。

背景技术

参见图1和图2，当前，塑料挤出机中的单螺杆包括主螺棱1、主螺槽2、副螺棱3、副螺槽4和混炼头5，其一般通过提高螺杆转速和下料段的固体输送效率来提高产量，通过采用各种混炼单元、改变螺杆的结构等方式来得到均匀塑化的、稳定的挤出量，这类螺杆是在螺杆上采用各种混炼段、混炼元件或改变螺杆结构以有别于普通三段式螺杆，螺杆转速通常不超过120r\/min，每公斤PE产量所耗能量为300～260wh。但由于混炼头5中的混炼齿为方形齿，所以普遍存在阻力大，塑料流动性不好，流动不流畅，进而导致挤出效果较差、效率较低等缺点。

因此，需要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种设计简单、结构合理、产量大幅提升、塑化质量更好、塑化功能提高的高速高产的单螺杆。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种高速高产的单螺杆，包括分别设置于螺杆体上的主螺棱、副螺棱和混炼头；相邻主螺棱之间有主螺槽；相邻副螺棱之间有副螺槽；其特征在于：所述主螺棱与副螺棱之间设置有减压段，减压段上设有减压螺棱，相邻减压螺棱之间有减压螺槽，减压螺棱一端与主螺棱一端连接，减压螺棱另一端与副螺棱一端连接；和\/或，所述副螺棱与混炼头之间设置有屏障单元，屏障单元上设有屏障螺棱，相邻屏障螺棱之间有屏障螺槽。

所述单螺杆的长径比为35-45，优选40。

所述副螺棱设置两条，且两条副螺棱并排设置于螺杆体上，两副螺棱之间的间隙由小变大，再由大变小。

所述主螺槽的深度为15-20 mm，优选17.5 mm；所述减压螺槽的深度为14-19 mm，优选16.5 mm；所述副螺槽的深度为15-20 mm，优选17.5 mm；所述屏障螺槽的深度为13-18mm，优选15 mm。

所述混炼头包括若干沿螺杆体间隙式排布的混炼齿，混炼齿上环形均布有若干菱形齿，菱形齿侧部有斜面。

所述屏障螺槽包括相互错位配合的第一屏障螺槽和第二屏障螺槽，第一屏障螺槽的开口开设于屏障单元一端，第二屏障螺槽的开口开设于屏障单元另一端。

本单螺杆还包括固体输送段，固体输送段上设有输送螺棱，输送螺棱一端与主螺棱另一端连接，相邻输送螺棱之间有输送螺槽。

所述输送螺槽的深度为7-12 mm，优选9.4 mm。

本实用新型的有益效果如下：

与现有常用的高速螺杆相比，本实用新型的高速高产单螺杆优化了各段螺棱的导程、优化了各段螺纹的槽深、新增了减压段功能区、增加了屏障单元、优化了相邻副螺棱之间的间隙和副螺槽深度、优化了混炼齿的结构、加大了长径比，优化后转速可提高到180-260r\/min，产量大幅提升，塑化功能提高，塑化质量更好，加大固体输送能力，得到了塑化质量好、生产率高的熔融塑料，每公斤PE产量所耗能量为220～320wh。具体是，通过优化上述系列参数，使固体输送速率与熔融速率相匹配；减压段能有效减小螺杆的扭矩，从而减少产品所消耗的能量，达到节能效果；通过改变相邻副螺棱之间的间隙，适当提高分离段的剪切速率，提高塑化质量；通过增加进出槽底径渐变的屏障单元，具有压力损失小、自洁性好的优点，实现再次塑化和混炼的双重功能；螺杆体头部的的棱形销钉能更好的打乱料流、减少温度波动和压力波动，提高挤出质量。

附图说明

图1为现有单螺杆的结构示意图。

图2为图1中A-A方向的剖视图。

图3为本实用新型一实施例中单螺杆的结构示意图。

图4为图3中B-B方向的剖视图。

图5为本实用新型一实施例中屏障单元的的结构示意图。

图6位图3中C-C方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图3-图6，本高速高产的单螺杆，包括分别设置于螺杆体L上的主螺棱1、副螺棱3和混炼头5；相邻主螺棱1之间有主螺槽2；相邻副螺棱3之间有副螺槽4；主螺棱1与副螺棱3之间设置有减压段7，减压段7上设有减压螺棱701，相邻减压螺棱701之间有减压螺槽702，减压螺棱701一端与主螺棱1一端连接，减压螺棱701另一端与副螺棱3一端连接；副螺棱3与混炼头5之间设置有屏障单元8，屏障单元8上设有屏障螺棱801，相邻屏障螺棱801之间有屏障螺槽。本单螺杆优化了各段螺棱的导程、新增了减压段功能区、增加了屏障单元，优化后单螺杆的转速可提高到180-260r\/min，产量大幅提升，塑化功能提高，塑化质量更好，加大固体输送能力，得到了塑化质量好、生产率高的熔融塑料，每公斤PE产量所耗能量为220～320wh；其中，减压段能有效减小螺杆体L的扭矩，从而减少产品所消耗的能量，达到节能效果；进出槽底径渐变的屏障单元8，具有压力损失小、自洁性较好的优点，具备再次塑化和混炼的双重功能。

进一步地，单螺杆的长径比为40。

进一步地，副螺棱3设置两条，且两条副螺棱3并排设置于螺杆体L上，两副螺棱3之间的间隙由小变大，再由大变小；通过改变相邻副螺棱之间3的间隙，可适当提高分离段的剪切速率，提高塑化质量。

进一步地，主螺槽2的深度为17.5 mm；减压螺槽702的深度为16.5 mm；副螺槽4的深度为17.5 mm；屏障螺槽的深度为15 mm。

进一步地，混炼头5包括若干沿螺杆体L间隙式排布的混炼齿501，混炼齿501上环形均布有若干菱形齿502，菱形齿502侧部有斜面503，斜面503可便于塑料流动，且有推动作用，能使塑料顺畅的流过去，提高挤压效率。

进一步地，屏障螺槽包括相互错位配合的第一屏障螺槽802和第二屏障螺槽803，第一屏障螺槽802的开口开设于屏障单元8一端，第二屏障螺槽803的开口开设于屏障单元8另一端。

进一步地，本单螺杆还包括固体输送段6，固体输送段6上设有输送螺棱601，输送螺棱601一端与主螺棱1另一端连接，相邻输送螺棱601之间有输送螺槽602；固体输送段6可有效加大固体的输送能力。

进一步地，输送螺槽的深度为9.4 mm。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

设计图

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