包括改进的均化构件的挤出机及用于挤出粘性材料的方法

申请号 CN201480069748.5 申请日 2014-12-19 公开(公告)号 CN105829060A 公开(公告)日 2016-08-03
申请人 米其林集团总公司; 米其林研究和技术股份有限公司; 发明人 F·维尼翁; J-F·洛皮塔利耶;
摘要 挤出机 ,其旨在用于例如 橡胶 共混物的粘性材料的成型,所述挤出机包括螺杆,所述螺杆在机筒(100)中绕着轴线(XX')旋转驱动并支承一个或多个螺旋刮板(501),所述刮板(501)从螺杆的中 心轴 (500)径向向 外延 伸,所述挤出机包括材料均化区域(H),螺杆部分穿过所述均化区域(H)轴向延伸,所述螺杆部分包括形成空的环形空间(506)的中断的刮板件(505),机筒部分界定所述均化区域,所述均化区域支承刮板件(210),所述刮板件(210)径向向内延伸进入所述空的环形空间(506)。根据本 发明 ,界定均化区域的所述机筒部分自身绕着轴线XX'被旋转驱动以形成 旋转机 筒。
权利要求

1.挤出机,其旨在用于例如橡胶共混物的粘性材料的成型,所述挤出机包括螺杆,所述螺杆在机筒(100)中绕着轴线(XX')旋转驱动并支承一个或多个螺旋刮板(501),所述刮板(501)从螺杆的中心轴(500)径向向外延伸,所述挤出机包括材料均化区域(H),螺杆部分穿过所述均化区域(H)轴向延伸,所述螺杆部分包括形成空的环形空间(506)的中断的刮板件(505),机筒部分界定所述均化区域,所述均化区域支承刮板件(210),所述支承刮板件(210)径向向内延伸进入所述空的环形空间(506)超过螺杆的刮板件(505)的最高点,其特征在于,界定均化区域的所述机筒部分自身绕着轴线XX'被旋转驱动以形成旋转机筒。
2.根据权利要求1所述的挤出机,其特征在于,所述螺杆的均化区域包括安装在螺杆(500)上的至少一个环(504),所述螺杆(500)包括所述刮板件(505),所述刮板件(505)在由机筒形成环(200)所支承的所述刮板件(210)之间进行叠瓦状重叠。
3.根据权利要求1和2中的任一项所述的挤出机,其特征在于,所述螺杆在挤出机位于均化区域上游的区域中的直径小于螺杆在均化区域中的直径。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的挤出机,其中,均化区域(H)相对于连续螺杆的挤出方向位于所述挤出机的下游部分。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的挤出机,其中,由旋转机筒(210)支承的刮板件与旋转轴线XX'形成正的度(a),从而使得刮板件构造在与由螺杆的刮板(501,504)形成的螺旋的方向相同的方向上定向的螺旋中。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的挤出机,其中,由旋转机筒支承的刮板件(210)与旋转轴线XX'形成负的角度(a’),从而使得刮板件构造在与由螺杆的刮板(501,504)形成的螺旋的方向相反的方向上定向的螺旋中。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的挤出机,其中,由旋转机筒支承的刮板件与旋转轴线XX'形成零角度。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的挤出机,其中,由旋转机筒支承的一个或者多个刮板件绕着径向轴线被单独地旋转驱动。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的挤出机,其中,在均化区域(H)中,螺杆(504)的和旋转机筒(210)的刮板件具有刀片的形式,所述刀片包括至少一个切割边缘,所述切割边缘面对均化区域的相对于挤出方向的上游端。
10.根据权利要求1至8中的任一项所述的挤出机,其中,由旋转机筒支承的所述刮板件(210)为大体上圆柱形形状的销钉。
11.用于挤出粘性材料的方法,所述粘性材料例如为橡胶共混物,其特征在于,使用根据权利要求1至10中的任一项所述的挤出机,其中,旋转机筒相对于螺杆的速度和/或机筒相对于螺杆的旋转方向是变化的以便使流经均化区域的粘性材料的流变学状态发生改变。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,根据粘性材料在均化区域的入口处的温度而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,根据材料在挤出机的出口处的粗糙度而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,根据挤出机效率的变化而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
15.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,旋转机筒以与螺杆相同或更高的速度在与螺杆的旋转方向相同的方向上旋转。
16.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,在挤出机停止一段时间之后,使旋转机筒旋转同时使螺杆保持静止,以便使容纳在均化区域中的粘性材料的温度再次升高。
17.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,旋转机筒以比螺杆的旋转速度更低的旋转速度旋转或在与螺杆的旋转方向相反的方向上旋转。
18.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,在粘性材料的向前运动的作用下单独地旋转驱动旋转机筒,所述粘性材料的向前运动由螺杆的旋转推进并在均化区域中流动。
19.根据权利要求18所述的方法,其中,对旋转机筒施加制动转矩,以使得旋转机筒的旋转速度低于螺杆的旋转速度。
20.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,使螺杆和旋转机筒交替地在相同方向上和相反方向上旋转以便将位于均化区域中刮板的各个级连续地排空。
21.根据权利要求11或权利要求12所述的方法,其中,将动作用于挤出机以便通过对旋转机筒增加除了由挤出机的螺杆供应的能量之外的能量来提高其生产量,其中该旋转机筒是机械化的以向共混物提供能量。

说明书全文

包括改进的均化构件的挤出机及用于挤出粘性材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及挤出塑料材料的领域,更特别地,涉及挤出橡胶基材料的领域。

背景技术

[0002] 通常,这些材料利用挤出装置成型,所述挤出装置包括在圆筒形机筒内旋转并通向压型装置的带连续螺纹的螺杆。
[0003] 为了提高所获得的产品的特性,对挤出机设计特别是挤出机螺杆设计进行了许多改进。因此,已知存在供给区域、接下来为工作或增塑区域、均化区域以及最终部分;该供给区域旨在接收固体状态或者不是非常粘的状态的材料;在该工作或增塑区域中,材料的压温度升高使得其能够传递至装置的下游;在该均化区域中,材料被揉捏以便确保其性能适当地均匀;该最终部分通向挤出口型或通向例如模具的成型装置。供应至材料的大部分能量来自由挤出螺杆传输的机械能,该机械能在材料经过如上列出的各种工作区域所经受的剪切的作用下转变为热能
[0004] 本发明更特别地涉及均化区域,该均化区域旨在使得全部流出材料的流变学特性(例如温度和流动性)各向同性。
[0005] 已知许多解决方案,特别是文献US 3 164 375、GB 842 692、US 3102 694或JP S55 32630中所描述的那些解决方案,其中挤出机的机筒包括刮板,这些刮板相对于旋转螺杆的刮板转动。螺杆的和机筒的刮板为连续的且它们的最高点沿着挤出机的整体长度为径向隔开的。由于刮板这样的设置,随着螺杆和机筒的旋转,在螺杆的刮板之间流动的材料流与机筒的刮板的材料流混合,然而,高剪切力可能不会施加至共混物。
[0006] 为了消除该问题,其它文献描述挤出工具的该部分包括径向通向机筒的内部空间并与中断的螺杆刮板协作的销钉(公开US 6 709 147中所描述的类型),或者固定刀具(公开FR 2 580 984中用示例提出)。
[0007] 正如公开出版物DE 31 50 757或公开DE 38 05 849所详细阐明的,刀具的或刮板件的形状或定向的基本目的为将材料流细分并且重新结合许多次。均化区域由此包括连续的刮板件级,所述刮板件级有利地为刀片的形式且由螺杆以及由机筒分别支承。由螺杆支承的刮板件构造成留下空的环形空间,布置在机筒的内壁上的固定的刮板件在该环形空间中运行。
[0008] 然而,已发现在均化局域处传递到橡胶共混物上的能量的平仍然较高,其不是总能够适合于所设计使用的材料类型。
[0009] 如公开US 4 199 263中所描述的,一个解决方案于是使销钉为径向可移动的,从而销钉的数量以及由此所获得的产品的水平能够改进为适合共混物的性质。于是在生产工序的每个变化上或在同一个的生产工序过程中同一个的挤出机能够简单地配置,以使其操作非常不同的共混物(例如基于合成橡胶的共混物或基于天然橡胶的共混物)。
[0010] 然而,形状设计为接收非常多的销钉的挤出螺杆在两个生产工序之间保持在机筒之内就位。此外,当材料的成分对温度的升高敏感的时候或当材料不需要很高程度的均化的时候,传递到在共混物之上的能量的水平可以仍然证明为过高的。

发明内容

[0011] 本发明的目的为这种情况提供一个解决方案以便允许使用同一个的挤出工具挤出较宽范围的不同流变学的橡胶共混物。
[0012] 根据本发明的挤出机包括螺杆,所述螺杆在机筒中绕着轴线被旋转驱动并支承一个或多个螺旋刮板,所述刮板从螺杆的中心轴径向向外延伸,所述挤出机包括材料均化区域,包括形成空的环形空间的中断的刮板件的螺杆部分穿过所述均化区域轴向延伸,刮板件,机筒部分界定所述均化区域,所述均化区域支承刮板件,所述刮板件径向向内延伸进入所述空的环形空间超过螺杆的刮板件的最高点。该挤出机的特征在于,界定均化区域的所述机筒部分自身绕着轴线被旋转驱动以形成旋转机筒。
[0013] 根据本发明,均化区域中的螺杆部分包括径向向外延伸的刮板件,所述刮板件中断以形成空的环形空间,机筒部分的刮板径向向内延伸进入空的环形空间。因此,螺杆的刮板与机筒的刮板互相啮合,机筒的刮板径向延伸超过旋转机筒的刮板。以此方式产生的螺杆的和机筒的刮板旋转驱动使得可以在均化区域的该部分获得更好的共混物剪切作用,同时该功(travail)能够根据螺杆的和机筒的旋转的方向和速度而发生改变。
[0014] 以此方式可以实现根据经过机器的共混物的材料而由机器提供的负载的更精细的调节并获得共混物非常均匀的输出。
[0015] 优选地,所述螺杆的均化区域包括至少一个环,所述环安装在螺杆上,所述螺杆包括所述刮板件,所述刮板件在由机筒形成环所支承的所述刮板件之间进行叠瓦状重叠。包括螺杆刮板件(螺杆刮板件在机筒刮板件之间进行叠瓦状重叠)的环理解为意指螺杆的刮板和机筒的刮板的最高点径向延伸超过机筒的刮板的最高点并在所述环的宽度上轴向叠加。这使得可以获得能够发展高剪切力的非常紧凑的组件。优选地,该组环可拆除地安装在挤出机上,以便在调节施加于共混物的负载上提供甚至更大的灵活性。
[0016] 有利地,所述螺杆在挤出机位于均化区域上游的区域中的直径小于螺杆在均化区域中的直径。这可以使得均化区域的上游区域与均化区域之间的材料的通路的横截面保持恒定,从而使得材料在从一个区域至另一个区域经过的时候不会承受压力下降,从而其能够更好的工作。优选地,在实验室试验的过程中已经发现,在上游区域的螺杆的外直径需要比均化区域的螺杆刮板的外直径小1.2至2倍,根据机器的尺寸及制造好的材料的类型选择这个值以便确保其离开挤出机的时候具有恰当的均匀性。
[0017] 优选地,界定均化区域的机筒部分由独立于螺杆驱动装置的驱动装置旋转驱动。由此将可以理解所述机筒部分由齿轮传动达单元旋转驱动,该齿轮传动马达单元与旋转驱动螺杆的齿轮传动马达单元不同。
[0018] 于是可以将螺杆的和旋转机筒的旋转的方向或速度设定为彼此独立以便改变橡胶共混物的切口或细分部分的数量。
[0019] 因为供应至共混物的能量来自驱动界定均化区域的机筒部分的装置,因此由挤出机提供的挤出生产量还可以增加,其中驱动机筒部分的装置与驱动螺杆的装置不同。
[0020] 本发明还可以以可替换的实施方案的形式进行改变,其中优选的特征为如下特征:
[0021] -均化区域位于挤出线的下游部分。
[0022] -由旋转机筒支承的刮板件与旋转轴线XX'形成正的度使得它们构造在与由螺杆的刮板形成的螺旋的方向相同的方向上定向的螺旋中。
[0023] -由旋转机筒支承的刮板件与旋转轴线XX'形成负的角度使得它们构造在与由螺杆的刮板形成的螺旋的方向相反的方向上定向的螺旋中。
[0024] -由旋转机筒支承的刮板件与旋转轴线XX'形成零的角度。
[0025] -由旋转机筒支承的一个或多个刮板件绕着径向轴线在其自身上被单独地旋转驱动。
[0026] -在均化区域中,螺杆的和旋转机筒的刮板件具有刀片的形式,所述刀片包括至少一个切割边缘,所述切割边缘面对均化区域的上游端。
[0027] -由旋转机筒支承的所述刮板件为大体上圆柱形形状的销钉。
[0028] 本发明还涉及用于应用具有如上列出的特征的挤出装置的方法,其中,旋转机筒相对于螺杆的速度和/或其旋转方向可被改变以便使流经均化区域的共混物的流变学状态发生改变。
[0029] 优选地,其还可以:
[0030] -根据共混物在均化区域的入口处的温度而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
[0031] -根据材料在挤出机的出口处的粗糙度而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
[0032] -根据挤出机效率的变化而控制螺杆与旋转机筒之间旋转速度的差异。
[0033] -使旋转机筒以与螺杆相同或更高的速度在与螺杆的旋转方向相同的方向上旋转。
[0034] -在挤出机停止一段时间之后,使旋转机筒旋转同时使螺杆保持静止,以便使容纳在均化区域中的共混物的温度再次升高。
[0035] -使旋转机筒以比螺杆的旋转速度更低的旋转速度旋转或在与螺杆的旋转方向相反的方向上旋转。
[0036] -在共混物的向前运动的作用下单独地驱动旋转机筒的旋转,所述共混物的向前运动由螺杆的旋转推进并在均化区域中流动。
[0037] -将制动转矩施加至旋转机筒,使得旋转机筒的旋转速度低于螺杆的旋转速度。
[0038] -使螺杆和旋转机筒在相同方向上和相反方向上交替地旋转以便将位于均化区域中刮板的各个级连续地排空。附图说明
[0039] 通过研究以完全非限制性的实施例的方式给出的所附附图将会更好地理解本发明,在这些附图中:
[0040] -图1:描述了根据本发明的挤出机的横截面中的示意性的总图。
[0041] -图2:描述了均化区域的横截面中的更详细的视图。
[0042] -图3:描述了旋转机筒环的刮板件的示意性立体图。
[0043] -图4:描述了旋转机筒环之内所描述的螺杆的刮板件的示意性立体图。
[0044] -图5、图6和图7描述了旋转机筒的刮板件的具体形式和布置。
[0045] -图8和图9描述了均化区域中的刮板件相对于螺杆的刮板定向的螺旋定向的具体布置。
[0046] -图10:描述了随螺杆与旋转机筒之间的速度比值所变化的切口的数量。

具体实施方式

[0047] 图1中以及更详细地由图2示出的挤出装置包括螺杆,该螺杆的轴500支撑一个或多个螺旋刮板501。螺杆在光滑的或有刮板的固定机筒100中由第一齿轮传动马达单元组件(未显示)绕着中心轴线XX'旋转驱动。螺杆501的刮板从螺杆的本体或中心轴500向外径向延伸,并以整体螺旋的形式定向,从而使材料在挤出装置中沿轴线XX'方向上从上游至下游前进。
[0048] 挤出机下游的固定机筒100的终端部分支撑机械组件,旋转机筒装入该机械组件中。
[0049] 该机械组件包括以两个保持环形成的支撑结构:上游保持环111和前保持环112,该上游保持环111由一组螺栓(未显示)固定至固定凸缘110,该固定凸缘110位于在固定机筒100的端部处。两个保持环111和112由支承盖113连接在一起,两个保持环111和112由一组螺栓(未显示)固定至该支承盖113。
[0050] 前保持环112支撑挤出机的末端102,在挤出机的末端102容纳有通向挤出管道114的拱洞103。
[0051] 固定机筒头101向机筒100的下游并向内部延伸,且通过螺栓(未显示)连接至机筒100。
[0052] 挤出机的位于机筒头101的下游与拱洞103的上游之间的轴向部分形成区域H,该区域H致力于使共混物均化,包括真正的旋转机筒的均化装置位于在该区域中。
[0053] 螺杆的轴500包括终端部分502,该终端部分502位于均化区域H中并支撑端部圆锥体503,该端部圆锥体503占据拱洞103的一些内部空间。
[0054] 在均化区域H中,轴500的终端部分502支撑多个环504,该环504包括径向向外延伸的刮板件505(更多细节见图3)。刮板件505轴向布置为留下空的环形空间506或通道(参考图8和图9),该环形空间506或通道旨在接收由旋转机筒支撑的刮板件。刮板件505以沿着与螺杆的刮板501所形成的螺旋相同的方向的螺旋形式相对于彼此布置。
[0055] 两个支承环104和105分别固定至上游保持环111和前保持环112。这两个支承环104和105支撑由机械元件构成的旋转组件,这些机械元件形成旋转机筒。
[0056] 旋转机筒本身由多个环200制成,这些环200支撑沿径向向内延伸的刮板件210,如图3所示。刮板件210沿轴向布置在由螺杆的元件210留下的空的环形空间506中。因此,布置在螺杆上及旋转机筒上的刮板件能够绕着轴线XX'自由地旋转而不会彼此接触
[0057] 环200由第一支承中空轴201支撑,该第一支承中空轴201由连接边缘203连接至第二驱动中空轴202。
[0058] 驱动轴202的径向内部部分上轴向地产生两个滚道,分别为208和209,支承环104和105的径向外部部分上轴向地产生两个滚道,分别为108和109,在这些滚道之间分别运行两组球301和302,提供支承轴的和驱动轴的绕着轴线XX'的旋转。
[0059] 由一组干轴承401和402分别防止从均化机的内部部分泄漏,橡胶共混物在压力下流动穿过均化机的内部部分。这些轴承分别安装在机筒头101的径向外部部分上以及末端102的径向外部部分上。干轴承401和402在磨耗面204和205上滑动,该磨耗面204和205分别由一组螺栓206和207分别固定至支承中空轴201的径向向内部分的两个轴向相对的部分。
在可替换的形式中,可以使用双作用式复合型式的刮擦密封以便提供均化机的内部部分的密封。
[0060] 通路106和107允许温度调节流体在旋转机筒之内循环。旋转密封303、304、305、306、307、308提供固定部分和旋转部分之间的密封。
[0061] 驱动中空轴202由链条603旋转驱动,该链条603连接至链齿轮602,该链齿轮602布置在齿轮传动马达单元601的输出端部处,该齿轮传动马达单元601由马达600驱动。
[0062] 用于测量温度的装置702或者用于分别测量均化区域的上游或下游的压力的装置701和702可以安装为收集共混物在共混物被挤出的过程中以及在离开装置之前共混物的流变学状态的信息。
[0063] 用作本说明书基础的挤出装置提议将均化区域H布置在挤出机的下游部分,即最接近末端102的和拱洞103的上游。然而,完全可以将根据本发明的旋转机筒设置在更远的上游,例如在挤出机的头部。于是旋转机筒能够用于通过温度上的迅速提高而有助于共混物的塑化。当旋转机筒的刮板件绕着它们的径向轴线旋转驱动的时候,此作用可以增强。
[0064] 布置在螺杆上或者在旋转机筒上的刮板件的形状可以以多种形式进行变化,而这些变化是根据使用的共混物和获得的效果而选择的。
[0065] 为了提高流出共混物的均化的程度,将努力提高切口的数量,即材料流的细分和重新结合的数量,这允许共混物的各个基本体积得以混合。
[0066] 为此,用于旋转机筒的刮板件210、用于螺杆的刮板件505将选择为具有刀片的形式,该刀片具有至少一个锋利的切割边缘以能够使材料流分开。该切割边缘位于上游侧并面对即将到来的材料流,如图6中所示。
[0067] 优选地,旋转机筒的刮板件210相对于彼此设置在大体上螺旋状的线上(见图6)从而实现在程序结束的时候将挤出工具排空的功能以及在某些操作条件下减少由均化机引起的压力下降。
[0068] 任选地,刀片可以具有第二切割边缘,该第二切割边缘位于该流流动的方向的下游,如图7中所示。
[0069] 旋转机筒的刀片210根据将获得的效果与轴线方向XX'形成的角度可以为正的、零或负的。假定当由刀片210形成的刮板件设置为形成在与螺杆的刮板501和505的螺旋的定向相同方向上定向的螺旋的时候,该角度为正的,如图8中所示;当由刀片210形成的刮板件设置为形成在与刮板501和505的螺旋的定向相反方向上定向的螺旋的时候,该角度为负的,如图9中所示。当刀片基本上在轴线XX'的方向上定向的时候,该角度为零,如图7中所示。
[0070] 刮板件还可以以圆柱形销钉的形式布置,该圆柱形销钉从环200的径向内面径向向内延伸,如图5中所示。
[0071] 此外,为了提高剪切效果,销钉或刮板件还可以通过安装在旋转机筒(适合如上建议的附加的机械装置)中绕着它们的径向轴线旋转。
[0072] 当使用包括如上所述特征的挤出机的时候,可以改变旋转机筒旋转的方向和速度,以便使工具适应具有十分不同的流变学性能的共混物,但是这些特征中的一些特征还可以在挤出的过程中进行修改
[0073] 切口的数量,亦即每圈所获得细分的数量将取决于旋转速度、级(每个级由螺杆505支承的环及旋转机筒200支承的环结合制成)的数量(如图4中所示)、在级中存在的刮板件(210,504)的数量以及机筒相对于螺杆的旋转方向。
[0074] 通过使旋转机筒在与螺杆相同的方向上并以与螺杆相同的速度旋转,切口的数量将为零,均化机将像在附加的纯被动稳定级那样运转,共混物通过该级而流动接收仅仅与由通路引起的压力下降相关的能量,该通路通过螺杆的刮板件与旋转机筒之间留下的空的空间。然后在该结构中,将注意使螺杆的和机筒的刮板件相对于彼此成角度的布置以便留下有足够横截面的通路,以使产生的压力下降不会太大。
[0075] 图10提供了对均化机如何工作更好的理解,在图10中,横坐标轴代表旋转机筒与螺杆之间的速度比值,纵坐标轴代表刮板件每圈所完成的共混物的切口。
[0076] 当旋转机筒在与螺杆相同的方向上并以与螺杆相同的角速度旋转的时候,两个速度之间的比值等于一,在上文可以看出,切口的数量等于零。
[0077] 当旋转机筒仍然在与螺杆相同的方向上但是以更高的速度旋转的时候,切口的数量与该比值增加成正比地增加。在该结构中,旋转机筒还像压力发生器那样运转。当希望增加机器的生产量而不过分增加共混物的温度的时候或者当希望增加挤出线的总体生产量的时候,使用该结构能够由此为有益的。
[0078] 当旋转机筒以低于螺杆的速度旋转的时候或当其在相反方向上旋转的时候,由于旋转机筒随后产生负的压力下降(如同功(travail)传递至共混物),切口的数量还要增加。在由机筒支承的刮板件与轴线XX’形成负的环螺旋角度(a’)且机筒以低于螺杆的速度或在相反方向上旋转的情况下,于是旋转机筒为压力发生器。在由机筒支承的刮板件与轴线XX’形成正的环的螺旋角度(a)且机筒以高于螺杆的速度旋转的情况下,于是旋转机筒为压力发生器。
[0079] 因此,本领域技术人员将能够根据他希望在挤出装置中使用共混物的范围来改进螺旋的方向和形状、刀片的角度、级的数量和每级的刮板件的数量、旋转的方向和速度。他可以由此使用一个相同的工具以挤出具有较宽范围的复合物和流变学特性的一定范围的共混物,并且在所提供的可能的组合之内将发现满足他的需要的许多具体应用。
[0080] 一个可能的应用为减少均化机级的数量以便降低材料受热的程度同时保持均化的最佳质量
[0081] 另一个应用为使相对的速度改变从而在与中止相关的短暂阶段的过程中以及在同一个的工序的过程中使挤出工具重新启动,或者用于在生产工序结束时使保留在挤出机中的共混物排出,使供应至共混物的功(travail)优化。
[0082] 因此,在挤出机器中止之后,例如为了挤出轮廓的改变,放置在均化区域的共混物可以具有冷却的趋势,然而存在于螺杆上游的本体中的共混物可以具有加热的趋势。(共混物采用机器元件的温度,通常螺杆为90℃,机筒为90℃,旋转机筒为50℃)。当工具重新启动的时候,螺杆保持静止一段时间,使旋转机筒旋转以便提高在中止过程中保持在均化区域中共混物的热量的水平。于是,螺杆以低速重新启动同时使旋转机筒在相同的方向上旋转以避免存在于均化区域上游的热共混物温度的提高。当共混物的温度条件已稳定的时候,螺杆的和旋转机筒的旋转速度能够提高以便获得挤出工具的最佳操作生产量。
[0083] 本发明的挤出机能够用来改进离开机器的产品的外观。为此,螺杆与旋转机筒之间的旋转速度的差异根据离开挤出机的材料的粗糙度而被控制,该粗糙度通过设置在机器的出口处的光学传感器照相机取得。因此,当流出产品的粗糙度不符合要求的时候,通过使螺杆在与旋转机筒相反的方向上旋转而使旋转机筒的旋转速度相对于螺杆的旋转速度增加,这具有切口的数量增加且由此供应至共混物的功(travail)的量增加的效果,由此获得期望的粗糙度。
[0084] 本发明的挤出机还能够用于更好地管理挤出机中止、待机以及重新启动阶段。为此,螺杆与旋转机筒之间的旋转速度的差异根据挤出机效率上的变化而被控制。挤出机效率在此定义为每单位时间的输出。因此,发现在中止和待机阶段之后在重新启动的过程中,具有由存在于挤出机的共混物的升温引起的挤出机的效率损失相关的共混物的温度升高,其具有使螺杆滑动的效果。因此有必要限制传递到共混物的功(travail)。为此,使旋转机筒的速度相对于螺杆的速度根据螺杆的滑动而改变。螺杆滑动越多(且由此损失效率),机筒的速度就越需要接近螺杆的速度,两者在相同的方向上旋转。随着螺杆的滑动逐渐减少,旋转机筒与螺杆之间速度上的差异也将增加。
[0085] 当希望限制传递给共混物的机械功的时候,旋转机筒可以转换被动模式,该被动模式为在由螺杆的旋转推进并流动进入均化区域的共混物的流通的作用下使机筒绕着轴线XX'单独旋转。在该结构中,当同样地希望旋转机筒的旋转速度低于螺杆的旋转速度的时候,可以根据旋转机筒的刮板件的定向而需要将制动转矩施加至旋转机筒。该制动转矩在马达600中产生电流。该产生的电流能够重复利用以驱动螺杆的马达从而将挤出机的总体效率优化。
[0086] 为了将装置排空,螺杆和旋转机筒在相同方向上和相反方向上交替地旋转以便将在均化区域中刮板的各个级连续地排空。
[0087] 作为本说明书的基础的本发明的实施方案因此为非限制性的,而使其能够获得所描述的和要求保护的技术效果。
[0088] 所使用的编号系统的符号表
[0089] 100:机筒(固定)
[0090] 101:机筒,固定,机筒的头(固定)
[0091] 102:机筒末端,挤出机的
[0092] 103:机筒,固定,挤出机的拱洞
[0093] 104:机筒,固定,支承环
[0094] 105:机筒,固定,支承环
[0095] 106:机筒,固定,热调节装置的入口
[0096] 107:机筒,固定,热调节装置的出口
[0097] 108:机筒,固定,滚道(球轴承301)
[0098] 109:机筒,固定,滚道(球轴承302)
[0099] 110:机筒,固定,固定凸缘
[0100] 111:机筒,固定,保持环,上游
[0101] 112:机筒,固定,保持环,前面
[0102] 113:机筒,固定,支承盖
[0103] 114:挤出管道
[0104] 200:机筒,旋转,支承均化机区域中的刮板件的环
[0105] 201:机筒,旋转,中空轴,(元件200的)支承
[0106] 202:机筒,旋转,中空轴,驱动
[0107] 203:机筒,旋转,连接边缘
[0108] 204:机筒,旋转,磨耗面(干轴承401抵靠在其上运转)
[0109] 205:机筒,旋转,磨耗面(干轴承402抵靠在其上运转)
[0110] 206:机筒,旋转,固定螺栓
[0111] 207:机筒,旋转,固定螺栓
[0112] 208:机筒,旋转,滚道(球轴承301)
[0113] 209:机筒,旋转,滚道(球轴承302)
[0114] 210:机筒,旋转,由环200支承的刮板件,安装在支承中空轴201上[0115] 301:球轴承
[0116] 302:球轴承
[0117] 303:旋转密封
[0118] 304:旋转密封
[0119] 305:旋转密封
[0120] 306:旋转密封
[0121] 307:旋转密封
[0122] 308:旋转密封
[0123] 401:干轴承(密封)
[0124] 402:干轴承(密封)
[0125] 500:螺杆的轴
[0126] 501:螺杆的刮板
[0127] 502:螺杆的轴的终端部分
[0128] 503:螺杆的端部锥体
[0129] 504:(在均化机区域中)安装在支撑刮板件505的螺杆上的环
[0130] 505:由环504支承的螺杆的刮板件
[0131] 506:空的环形空间
[0132] 600:用于旋转机筒的驱动马达
[0133] 601:变速装置
[0134] 602:输出链齿轮
[0135] 603:传动装置
[0136] 700:压力探测器,下游
[0137] 701:压力探测器,上游
[0138] 702:温度探测器。
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