本发明专利技术提供了同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置，包括螺杆机构、机筒、进料口、排气口、出料口和动力机构，所述螺杆机构包括形状不一致的中心螺杆和边螺杆，中心螺杆的轴线与机筒的轴线重合，边螺杆分别设于中心螺杆的两侧，并均与中心螺杆啮合连接；所述中心螺杆和边螺杆的螺纹外轮廓线均与机筒的内壁相切；所述动力机构分别与中心螺杆和边螺杆连接。本发明专利技术还提供了由上述装置实现的同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出方法。本发明专利技术的各螺杆采用非对称的流道几何形状，使得物料流动空间具有非对称性，全面强化了混合混炼强度和效果，具有极其优异的分散分布混合效果，且具有自清洁作用，尤其适用于高产量、纳米材料的加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料塑化排气挤出加工技术，特别涉及一种。
技术介绍
同向双螺杆挤出机在高分子材料填充、改性、共混及反应挤出等领域获得了广泛应用。其原理是两根螺杆结构完全相同，安装时相差一定的相位角，中心距与螺纹头数及顶角相关，加工过程中两根螺杆的转速相同。为达到加工过程中自洁效果，从相对运动的观点来看，两根螺杆的相位保持不变，相互做接触平动运动。这种结构虽然能够初步解决物料加工的混合性能差、自洁特性差、排气效果差等问题，但仍存在着以下缺陷(1)由于两根螺杆的形状相同，存在着一致性(对称性)，导致流体沿着两根螺杆前行过程中经历的几何空间存在一致性，缺少流体加工空间几何形状的转换，剪切过程中界面的再取向作用减弱， 混合效果有限，尤其是位于螺槽中部的大部分流体混合仍属于层流混合，界面随时间呈线性增加；( 已有的研究表明，同向双螺杆只能对近壁面区的表层流体产生有效地混合作用，尤其是啮合区的作用特别明显，总体芯部流体混合还有极大的提高空间。为此，根据需要，需要提供一种具有自清洁作用的混合效果好的挤出加工技术。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高分子材料加工过程中塑化、混合效果好且具有自清洁作用的同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置。本专利技术的另一目的在于提供由上述装置实现的同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置，包括螺杆机构、机筒、进料口、排气口、出料口和动力机构，所述动力机构分别设于机筒的端部，并与螺杆机构连接；所述螺杆机构设于机筒内部，并水平放置，将机筒内部分为固体输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段；所述进料口设于固体输送段的机筒上方，排气口设于排气段的机筒上方，进料口和排气口均与机筒连通；出料口设于机筒的端部，所述螺杆机构包括形状不一致的中心螺杆和边螺杆，中心螺杆的轴线与机筒的轴线重合，边螺杆与中心螺杆啮合连接，且中心螺杆和边螺杆的螺纹外轮廓线均与机筒的内壁相切；所述动力机构分别与中心螺杆和边螺杆连接。所述动力机构包括相互连接的主电机和齿轮传动机构，所述齿轮传动机构均分别与中心螺杆和边螺杆连接。所述中心螺杆的螺棱顶角范围为0 180度(即螺杆的螺棱在垂直轴线横截面内顶角范围为0 180度)。中心螺杆与边螺杆转速可以相同，也可以不同。作为一种优选方案，所述边螺杆为两个，为左螺杆和右螺杆，分别设于中心螺杆的两侧，且均与中心螺杆啮合连接；所述机筒的内腔由三个连通的圆柱槽构成，各圆柱槽分别与左螺杆、中心螺杆和右螺杆配合；位于两侧边的圆柱槽与中间位置的圆柱槽的中心轴线距离等于中心螺杆与左螺杆、右螺杆的中心距。所述左螺杆和右螺杆的位置相位角度差为0度、90度或180度。以中心螺杆和各边螺杆各自对应的机筒圆柱槽的中心点为极点，以由极点水平向右引出的射线为极轴，所述中心螺杆的横截面的形状曲线满足当 0° 彡 θ 彡 25° ,Ρ(θ)=0.32256 + 0.003926 + 0.0003094976>2 -2.57326 χ IO"56>3 + 9.28644 χ IO"76>4 +1.8713 χ IO"86>5 -8.12786 χ IO4tl 6>6 -9.61005 xlO426>7Dn当25° ^ θ ^ 63°，P ( θ ) = 0. 5D0 ；当63° < θ < 123°， '0.5 + 0.000823585(6 -63) -0.00134(6 -63)2 +8.00734 χ 10_5 (Θ-63)3 ,-2.14653 χ ΙΟ—6 (Θ-63)4 + 2.76223 χ 10_8 (Θ-63)5 -1.37762 χ ΙΟ—1。(θ-63)6'0.25391 -0.00207(6 -12 +0.000573645(6 -12 2ΡΨ) =Dn当 123° 彡 θ 彡 147° ,ρ(Θ)=-8.45874 χ IO"5 (6>-123)3 + 6.53416 χ 10_6 (6>-123)4 -2.56256 χ 10_7 {θ-Wi)5 + 4.47098 χ 10_9 {θ-123)6 -2.03618xl0-"(m3)7Dn当 147° 彡 θ 彡 205°，^0.25374 + 0.00073004 8(6 -147) - 0.00015653 5(6 -147)2Ρ(θ) =+ 3.73081x10-5(6>-147)3 -3.07839 χ IO"6 (θ-\Α γ +1.32913 χ IO"7 (θ-\Α γ -3.10949 χ 10 _9 (6> -147)6 + 3.74465 χ 10 ]1 (6> -147)7 -1.81606 χ 10 43 (6> -147)8D0;当205° 彡 θ 彡 243° , P ( θ ) = 0. 5D0 ；当243° ( θ 彡 307°，'0.5 + 0.00369(6 -243) -0.00226(6 -243)2 +0.000184965(θ -243)3 ρ(θ)= -7.94221χ10-6(6>-243)4 + 2.00615 χ IO"7(θ-243)5 -2.9807 χ 10_9(6>-243)e 、+ 2.4097 χ 1041 (6>-243)7 -8.17763 χIO"14(θ-243)8当 307° ( θ ^ 323°， '0.2568 - 0.00882(6 - 307) + 0.00414(6 - 307)2 - 0.00090865 1(6 -307)3DnΡΨ) =+ 0.000100777(6 -307)4 -5.50309 χ IO"6 (θ -307)5 +1.20454 χ IO"7 (θ-307)6.95559 χΙΟ40 (θ-307)''Dn当 323° 彡 θ 彡 360° ,ρ(Θ)=0.25618 + 0.00082668 (θ - 323)-0.000319894(6 - 323)2 + 4.17742χ10·5(6>-323)3 -2.08266 χIO"6(θ-323)4Dnν+4.80871χ10·8(6>-323)5 -4.18424 χIO"10 (θ-323)6其中，θ为极角角度数对应的数值，P为极径，Dtl为所述螺杆对应的机筒圆柱槽的内径；所述左螺杆的横截面的形状与右螺杆横截面沿中心螺杆所对应的机筒圆柱槽的中心点逆时针旋转180度后形成的曲线形状相同；所述右螺杆的横截面的形状曲线满足当 0° < θ <80° ,Ρ(θ)=0.28446 + 0.001736 - 4.07776 χ KT66 ” + 4.49932χ10.76 3 - 3.26681χ 10.96 4Dn权利要求1.同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置，包括螺杆机构、机筒、进料口、排气口、出料口和动力机构，所述动力机构分别设于机筒的端部，并与螺杆机构连接；所述螺杆机构设于机筒内部，并水平放置，将机筒内部分为固体输送段、本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．同向旋转非一致自洁多螺杆塑化排气挤出装置，包括螺杆机构、机筒、进料口、排气口、出料口和动力机构，所述动力机构分别设于机筒的端部，并与螺杆机构连接；所述螺杆机构设于机筒内部，并水平放置，将机筒内部分为固体输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段；所述进料口设于固体输送段的机筒上方，排气口设于排气段的机筒上方，进料口和排气口均与机筒连通；出料口设于机筒的端部，其特征在于：所述螺杆机构包括形状不一致的中心螺杆和边螺杆，中心螺杆的轴线与机筒的轴线重合，边螺杆与中心螺杆啮合连接，且中心螺杆和边螺杆的螺纹外轮廓线均与机筒的内壁相切；所述动力机构分别与中心螺杆和边螺杆连接。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐百平，王玫瑰，何亮，孔萍，陈金伟，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：81
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