带有空心转子构件的单螺杆挤出机制造技术

本发明专利技术公开了单螺杆挤出机(100)和方法。挤出机(100)包括:圆柱形的转子构件(1)，所述转子构件具有直径(D)和长度(L)并且包括进给区域(14)，‑转子构件(1)布置在筒体(2)中，转子构件(1)的圆柱形表面带有以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起(5)，转子构件(1)的螺旋延伸排在转子构件的进给区域(14)中具有螺距(P)和深度(d)，以及挤出机(100)还包括：用于使转子构件(1)在筒体(2)中旋转的驱动系统(4)。深度(d)与转子构件的直径(D)的关系，即d:D，不大于1:20，并且转子构件的螺距(P)与转子构件的直径(D)的关系，即P:D，不大于1:4。

Single Screw Extruder with Hollow Rotor Component

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有空心转子构件的单螺杆挤出机
本专利技术涉及一种单螺杆挤出机，该单螺杆挤出机包括圆柱形的转子构件，该转子构件具有直径和长度并且包括进给区域，转子构件布置在筒体中，转子构件的圆柱形表面带有以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起，转子构件的螺旋延伸排在转子构件的进给区域中具有螺距和深度，并且挤出机还包括用于使转子构件在筒体中旋转的驱动系统。本专利技术还涉及一种用于制造单螺杆挤出机的转子构件的方法。对处理低密度材料、异质材料(诸如包括纤维、废塑料/再生塑料的材料)的需求不断增长。
技术介绍
这类材料的一个问题是它们在公知的挤出机和配混装置中非常难以进料。这是因为下述事实：传统的挤出机和配混装置设计用于处理均匀且相对致密的材料，例如，塑料颗粒。现有挤出机和配混装置的主要挑战是材料在装置中的进给：进料口的尺寸太小而不能有效地进给上述材料。可以通过增大进料口的尺寸来解决这一挑战。然而，这也会增大装置的整体尺寸，诸如螺杆机或转子的直径。这将导致设备的价格对于许多应用而言是不可取的，并且它们还需要供给更多的材料来使得它们以最佳方式工作。
技术实现思路
从第一方面来看，可以提供一种单螺杆挤出机，所述单螺杆挤出机包括：圆柱形的转子构件，所述转子构件具有直径和长度并且包括进给区域，转子构件布置在筒体中，转子构件的圆柱形表面带有以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起，转子构件的螺旋延伸排在转子构件的进给区域中具有螺距和深度，并且挤出机还包括用于使转子构件在筒体中旋转的驱动系统，其中深度与转子构件的直径的关系(即d:D)不大于1:20，并且转子构件的螺距与转子构件直径的关系(即P:D)不大于1:4。因此，可以实现具有用于处理异质材料的出色处理性能的单螺杆挤出机。从另一方面来看，可提供一种用于制造单螺杆挤出机的转子构件的方法，该方法包括：提供空心杆，在空心杆的外表面上制造以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起，使得在正被制造的转子构件的进给区域中排的深度与空心杆的直径的关系(即d:D)不大于1:20，并且空心杆的螺距与空心杆的直径的关系(即P:D)不大于1:4。由此可以实现以经济上有利的方式制造单螺杆挤出机的转子构件的方法。挤出机和方法的特征在于在独立权利要求的特征部分中所述的内容。一些其他实施例的特征在于在其他权利要求中所述的内容。在本专利申请的说明书和附图中也公开了本专利技术的实施例。本专利申请的
技术实现思路
还可以以不同于以下权利要求中限定的方式来限定。
技术实现思路
也可以由若干单独的专利技术形成，特别是如果根据表达的或隐含的子任务或者鉴于所获得的利益或利益组合来检验本专利技术。对于单独的专利技术构思，以下权利要求中所包含的限定中的一些限定可能是不必要的。在基本专利技术构思的范围内，本专利技术的不同实施例的特征可以应用于其他实施例。附图说明在附图中更详细地描述了本公开的一些实施例，其中图1a是局部剖的挤出机的示意性侧视图，图1b是图1a中所示的局部剖的挤出机的细节的示意图，图2是挤出机筒体部件的示意图，图3是用于制造挤出机或配混装置的转子构件的方法的示意图，和图4是局部剖的另一个挤出机的示意性侧视图。在附图中，为了清楚起见，简化示出了一些实施例。在附图中，类似的部件用相同的附图标记标示。具体实施方式图1a是局部剖的螺杆挤出机的示意性侧视图，图1b是图1a中所示的局部剖的挤出机的细节的示意图。术语“螺杆挤出机”或“挤出机”在此不仅指用于塑料挤出的挤出机而且指配混挤出机以及指用于以可流动的形式或可以以可流动的形式实现的其他材料的挤出机，所述其他材料诸如食品、动物饲料、燃料、原材料、可回收材料等。根据一个方面，挤出机的实施例能够处理任何种类的材料，转子和筒体的旋转和固定几何形状的组合可通过挤出机传递。材料的形式在材料通过挤出机时确实发生变化，即材料或多种材料的混合物可以例如压缩、压实、固结、研磨、分裂、熔化、反应、分解和/或降解。根据一个方面，挤出机用于压实和/或造粒塑料膜。根据一个方面，挤出机用于压实和/或配混生物基纤维，尤其是长生物基纤维。根据一个方面，挤出机用于处理动物饲料产品。根据一个方面，挤出机用于压实和/或造粒含塑料的低重量且变化的包装材料。挤出机100是单螺杆挤出机，包括：圆柱形的转子构件1、筒体2、进料口3和用于使转子构件1在筒体2中旋转的驱动系统4。转子构件1具有直径D和长度L。在一个实施例中，长度与直径的关系(即L:D)在2:1至4:1的范围内。转子构件1的圆柱形外表面包括凸起5，凸起5实现螺杆螺纹，所述螺杆螺纹包括至少一个螺杆台阶部6和在所述至少一个螺杆台阶部6之间的至少一个螺杆通道7。螺杆螺纹构成在转子构件1在筒体2中旋转的同时将筒体内待处理材料从进料口3朝向出口9传送的结构。在一个实施例中，螺杆螺纹的轮廓是不变的。在另一个实施例中，螺杆螺纹的轮廓是可变的，使得螺杆通道的体积朝向挤出机的出口16减小。在一个实施例中，布置在转子表面上的一个或多个空腔和/或凸起5的深度d布置成在进给区域(10)之后减小。螺杆通道体积的减小导致压缩比通常为1:2至1:4。轮廓可以逐步改变，或者它可以包括从一个轮廓快速地改变到另一轮廓的至少一个部段。在转子构件1的进给区域14中，螺杆台阶部6具有螺距P，螺杆通道7具有深度d。“进给区域”是指转子构件1位于进料口3的正下方的一部分以及在进料口之后的一个至五个螺杆台阶部。根据一个方面，深度d与直径D的关系(即d:D)不大于1:20，以及螺距P与直径D的关系(即P:D)，不大于1:4。优点在于：螺杆通道7的体积与螺杆直径D相比非常低。因此，与螺杆通道7的体积相比，可以为挤出机100提供非常大的进料口3。在此之后，可以在挤出机100中以足以最佳地填充螺杆通道7的量供给轻密度材料和/或非均质材料，诸如包括纤维、废塑料/再生塑料的材料。另一个优点在于：与螺杆直径D相比的低体积降低了挤出机的功率需求。在一个实施例中，d:D在1:300至1:20的范围内(在转子构件1的进给区域14中)。优点在于：由于与材料的体积相比螺杆通道的表面积大，可以非常精确地控制螺杆通道7中待处理材料的温度，因此例如，可以通过挤出机处理对温度高度敏感的材料或工艺。在一个实施方案中，P:D在1:60至1:4的范围内。优点在于：可以通过使用低功率将待处理材料传送到出口7。在一个实施例中，转子构件1实现了式子CL·d≤RD·0.01，其中CL＝CL＝在转子构件1的长度方向(L)上测量的通道长度，d＝在转子构件1的径向方向上测量的通道深度，以及RD＝转子构件1的横截面积，还包括通路8的横截面区域。优点在于：螺杆通道7的体积与螺杆直径D相比非常低，因此由于大的进料口3而容易填充待处理的材料。例如，转子构件1的直径可以是350mm，而进料口之后的长度是400mm。在一个实施例中，进料口3或进给区域14包括用于减小在挤出机100中进给的材料的颗粒尺寸的剪切或切割装置。剪切或切割装置可以例如包括布置在转子构件上的切削齿和布置在筒体2上的对应物。根据一个方面，转子构件1是中空的。在一个实施例中，转子构件包括圆柱形通路8，例如圆筒形，其直径为转子构件的直径D的至少75％，优选80％至85％。这意味着与已知的转子构件相比，转子构件的直径D可以增大而不增加其重量和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单螺杆挤出机(100)，包括:‑圆柱形的转子构件(1)，所述转子构件具有直径(D)和长度(L)并且包括进给区域(14)，‑转子构件(1)布置在筒体(2)中，‑转子构件(1)的圆柱形表面带有以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起(5)，‑转子构件(1)的螺旋延伸排在转子构件的进给区域(14)中具有螺距(P)和深度(d)，以及挤出机(100)还包括：‑用于使转子构件(1)在筒体(2)中旋转的驱动系统(4)，其特征在于，深度(d)与转子构件的直径(D)的关系，即d:D，不大于1:20，并且转子构件的螺距(P)与转子构件的直径(D)的关系，即P:D，不大于1:4。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 FI 201656401.一种单螺杆挤出机(100)，包括:-圆柱形的转子构件(1)，所述转子构件具有直径(D)和长度(L)并且包括进给区域(14)，-转子构件(1)布置在筒体(2)中，-转子构件(1)的圆柱形表面带有以螺旋延伸排布置的一个或多个空腔和/或凸起(5)，-转子构件(1)的螺旋延伸排在转子构件的进给区域(14)中具有螺距(P)和深度(d)，以及挤出机(100)还包括：-用于使转子构件(1)在筒体(2)中旋转的驱动系统(4)，其特征在于，深度(d)与转子构件的直径(D)的关系，即d:D，不大于1:20，并且转子构件的螺距(P)与转子构件的直径(D)的关系，即P:D，不大于1:4。2.如权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于，转子构件的一个或多个凸起(5)实现螺杆螺纹，所述螺杆螺纹包括至少一个螺旋台阶部(6)和位于所述至少一个螺杆台阶部(6)之间的至少一个螺杆通道(7)，所述螺杆台阶部具有所述螺距(P)，螺杆通道(7)具有所述深度(d)。3.如权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于，布置在转子构件(1)中的一个或多个空腔(5)实现多个单独空腔(5)的螺旋延伸排。4.如权利要求1所述的单螺杆挤出机，其特征在于，设置在转子构件(1)中的一个或多个凸起(5)实现多个离散凸起(5)的螺旋延伸排。5.如前述权利要求中任一项所述的单螺杆挤出机，其特征在于，转子构件(1)是中空的。6.如权利要求5所述的单螺杆挤出机，其特征在于，转子构件(1)包括圆柱形通路(8)，所述圆柱形通路的直径为转子构件(1)的直径(D)的至少75％，优选80％至85％。7.如前述权利要求中任一项所述的单螺杆挤出机，其特征在于，d:D在1:300至1:20的范围内。8.如前述权利要求中任一项所述的单螺杆挤出机，其特征在于，P:D在1:60至1:4的范围内。9.如权利要求2所述的单螺杆挤出机，其特征在于，CL·d≤RD·0.01，其中CL＝在转子构件(1)的长度方向(L)上测量的通道长度，d＝在转子构件(1)的径向方向上测量的通道深度，以及RD＝转子构件(1)的横截面积。10.如前述权利要求中任一项所述的单螺杆挤出机，其特征在于，所述筒体(2)包括以螺旋延伸排布置的一个或多个筒体空腔和/或凸起(5)。11.如权利要求10所述的单螺杆挤出机，其特征在于，所述一个或多个筒体空腔和/或凸起(5)实现筒体螺纹，所述筒体螺纹包括至少一个筒体台阶部(10)和位于所述至少一个筒体台阶部(10)之间的至少一个筒体通道(11)，所述筒体台阶部(10)具有筒体螺距(BP)，并且筒体通道(11)具有筒体深度(BD)。12.如权利要求1至10中任一项所述的单螺杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·明基宁，A·奥贾拉，K·伊蒙，
申请(专利权)人：芬兰国家技术研究中心股份公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI