一种螺杆挤出机控温机筒制造技术

本实用新型专利技术提出了一种螺杆挤出机控温机筒，该机筒具有双层布置的双通道结构，在机筒横截面的两个不同的径向层面上，分两层开设有多条导热介质流道，外层流道沿机筒周向开设，内层流道沿机筒轴向开设，每层的各流道之间采用并联形式。内外安装两个的温度传感器，分别测量机筒内表面附近温度和机筒外层温度，通过逻辑控制程序控制机筒温度，可以减小机筒内外及冷热交替的局部温差，使整个机筒温度控制均匀，而且局部不产生过大应力，有效地增加导热介质与机筒之间的接触传热面积，提高热交换效率，改善机筒温度控制系统的敏感性、降低能量损耗。本实用新型专利技术特别适合于大中型双螺杆挤压造粒机使用。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种螺杆挤出机机筒，具体涉及具有控温通道结构的机筒，特别适用于大型螺杆挤出造粒机组温控机筒。技术背景 目前螺杆挤出机机筒普遍采用的加热/冷却方式主要有1、外置电加热器加热十 水冷却方式，该方式机筒开设冷却通道，采用水作为冷却介质，由于水汽化的影响，温控范 围和温控精度都受到限制。2、外置电加热器加热+蒸汽冷却方式，该方式采用高压蒸汽作 为冷却介质，克服了水汽化的问题，但是必须配套高压蒸汽供给站。3外置电加热器加热+ 导热油冷却方式，与第1和第2种方式相比，该方式不仅具有较高的温控范围和温控精度， 而且适用性强，是中小型挤出机使用最多的加热冷却形式，在大型挤出造粒机组中也有使 用。但是，由于采用外置电加热方式，挤出机筒内外温差较大，特别是对于大型挤出机筒，容 易造成机筒温度分布不均匀，从而导致机筒变形，影响机组使用，因此该方式仅在螺杆直径 小于320mm的大型造粒机组上有应用的实例。 中国专利(200810011909. 1)公开了一种具有同层布置的双通道机筒，如图1所 示，该机筒在横截面的同一径向层面上，交替间隔开设有两组导热介质轴向通道，分别为加 热介质流道和冷却介质流道，加热和冷却在机筒内进行，避免内外温差过大，但是该同层布 置的双通道机筒，对于大型挤出机的机筒的温控仍存在以下缺陷A、由于冷、热流道同层交 替布置，造成交替处局部温差过大，特别是机筒端面焊接处，容易产生较大热应力变形，从 而导致焊接开裂；B、同层布置，受到空间布局限制，难以实现通道的并联连通，造成导热介 质与机筒之间的接触传热面积小，温度控制灵敏度低；C、该机筒上安装的温度传感器，只能 测量机筒内流道附近表面温度，机筒外层温度得不到有效控制，造成能量浪费。
技术实现思路
本技术为解决大型挤出机机筒的温度控制问题，提出一种具有双层布置双通 道结构的机筒，可以减小机筒内外及冷热交替的局部温差，使整个机筒温度分布均匀，而且 局部不产生过大应力，有效地增加导热介质与机筒之间的接触传热面积，提高热交换效率。 本技术提出的机筒具有双层布置的双通道结构，即在机筒横截面的两个不 同的径向层面上，分两层开设有导热介质流道，外层流道沿机筒周向开设，内层流道沿机筒 轴向开设，同一种导热介质的流道采用并联形式。 所述的流道之间采用并联形式，是每层的流道分别采用两条或多条流道并联连 通，使加热介质或冷却介质分别流入一组并联流道。 本技术的机筒上安装有两个温度传感器，分别控制机筒内外层温度。 机筒上安装的两个温度传感器，挤出机正常运转过程中，内层传感器测量机筒内 表面处温度，控制物料塑化质量；外层传感器测量机筒外层温度，起到机筒温度补偿作用。 当外界温度变化影响机筒温度时，外层流道将起到调节作用；当物料流动变化影响机筒温度时，内层流道起到调节作用，以保证机筒温度恒定。由此可以将机筒看成内、外两层，使得 机筒相对受控体积减少，可降低能量损耗。 所述流道中的导热介质优选为导热油。 正常加工时，挤出机的加热/冷却系统主要起到冷却的作用，以导出机筒内物料 黏性耗散生成的热量。 专利技术效果本技术采用双层布置的双通道机筒，使得导热介质与机筒筒体之 间的接触面积大大增加，不仅可以增大机筒加热/冷却系统的换热面积、提高加热效率，而 还改善了机筒温度控制的敏感度。有限元计算还表明，当采用16(TC冷油冷却时，保证流道 入口压力一致的前提下，本技术双层布置的双通道机筒温度从210°C (机筒平均温度) 降低到20(TC (机筒平均温度)所需时间为26s，而同层布置的双通道机筒所需时间为32s， 降温时间减少12. 5%，可见双层布置的双通道机筒要比同层布置的双通道机筒的控制灵敏 性明显提高。 从机筒平均温度20(TC时本技术双层布置的双通道机筒横截面内温度分布情 况可见，采用双层布置的流道结构后，机筒内温度分布更加均匀，这样可以减少由于温度分 布不均所产生的温度内应力，提高机筒安全系数和使用寿命。 本技术双层布置的双通道机筒在降温时，内层通道通入低温导热油，焊接堵 板仅与低温导热油接触，不存在内外温差过大的现象，可降低由于热应力造成的焊缝开裂 的可能。 双层布置的双通道机筒上安装有两个温度传感器，可以分别控制内外层温度，实 现对机筒温度调节和相互补偿，控制物料塑化质量，进而使得机筒相对受控体积减少，可降 低能量损耗。附图说明图1同层布置的双通道机筒正面法兰剖视图 图2本技术双通道机筒横向剖面图 图3本技术双通道机筒轴向剖面图B-B剖视图 图4本技术双通道机筒内层轴向流道展开图 图5本技术双通道机筒外层周向流道展开图A-A剖视具体实施方式本技术中双层布置的双通道机筒结构如图2、图3所示，在机筒横截面的两个 不同的径向层面上，分两层开设有多条导热介质流道，外层流道沿机筒周向开设，内层流道 沿机筒轴向开设，每层的流道之间采用并联形式。内层流道展开图如图4所示，采用的是两 路并联结构。导热介质由进油口流入管道26和25，然后顺序流经24和23、22和21 、20和 19、18和17、16和15、14和13、12和11、 10和9、8和7、6和5、4和3、2和l，最后通过出油 口流出管道。 外层流道展开图如图5所示，采用的是两路并联结构。导热介质由进油口流入流道27和28，然后顺序流经29和30、31和32、33和34，最后通过出油口流出。 本技术机筒的温度控制流程是机筒上安装两个温度传感器，内层传感器Tl4测量机筒内表面处温度，外层传感器T2测量机筒外层温度。油路连通由两个电磁换向阀VI 和V2控制，其中VI控制通入机筒流道的导热介质类型(冷却介质或加热介质)，V2控制导 热介质究竟进入哪个机筒流道。管路上安装温度传感器T3和T4，控制加热器Hl、 H2以及 换热器Sl的冷却水控制阀V3的开闭，以控制导热介质的温度。导热介质流通具体控制方 案如下 1开车前预热过程 换向阀VI至A端，换向阀V2至B位置，内、外层通道同时开启，泵Pl开启，机筒通 入加热介质。 2开车前保温过程 当机筒外层温度〈设定温度，温度传感器T1发出信号，换向阀V1至A端，换向阀 V2至A端，外层通道开启，泵Pl开启，机筒通入加热介质。 当机筒内层温度〈设定温度，温度传感器T2发出信号，换向阀V1至A端，换向阀 V2至C端，内层通道开启，泵Pl开启，机筒通入加热介质。 3正常加工过程中 当机筒温度>>设定温度时，温度传感器T2发出信号，换向阀VI至B端，换向阀 V2至B位置，内、外层通道同时开启，泵Pl开启，机筒通入冷却介质。 当机筒温度>设定温度时，温度传感器T2发出信号，换向阀VI至B端，换向阀V2 至C位置，内层通道开启，泵Pl开启，机筒通入冷却介质。 当机筒温度<<设定温度时，温度传感器12发出信号，换向阀￥1至八端，换向阀 V2至B位置，内、外层通道同时开启，通入加热介质。 当机筒温度<设定温度时，温度传感器T2发出信号，换向阀VI至A端，换向阀V2 至C位置，内层通道开启，通入加热介质。权利要求一种螺杆挤出机控温机筒，其特征在于，具有双层布置的双通道结构，在机筒横截面的两个不同的径向层面上，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺杆挤出机控温机筒，其特征在于，具有双层布置的双通道结构，在机筒横截面的两个不同的径向层面上，分两层开设有导热介质流道，外层流道沿机筒周向开设，内层流道沿机筒轴向开设，同一种导热介质的流道采用并联形式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毕超，江波，李翱，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]