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1、北京化工大学本科毕业设计（论文）翻译毕业设计（论文）翻译外文题目：Single Screw Extruder中文题目：单螺杆挤出机学院名称：机电工程学院 专 业：机械工程及自动化学生姓名：导师姓名：指导教师意见指导教师签字1Single Screw Extruder单螺杆挤出机简介：本发明是关于包含一个屏障型螺杆和一个只允许螺杆以一种特定方式在里面旋转的机筒，还至少包含一个进料区的纵向部分和一个熔融区纵向部分。该挤出机的特点在于机筒的熔融区纵向部分的内壁至少具有一个运动在纵向方向的凹槽。此发明还涉及一种用单螺杆挤出机挤出塑料的方法，该单螺杆挤出机包含一个只能以特定方式在机筒里旋转的屏障型螺杆，
2、由此该挤出机包括进料区和熔融区，并且屏障螺杆至少具有一个固体输送通道和熔融通道。该方法的特点在于固体塑料（固体物质）在熔融区内以一种限定的速度被输出固体物质通道并进熔体通道内。（图1） 专利申请出版时间 2004年5月6日 专利号 2004年5月6日 第一张（共3张）（图1b和图2）专利申请出版时间 2004年5月6日 专利号 2004年5月6日 第一张（共3张）（图3） 专利申请出版时间 2004年5月6日 专利号 2004年5月6日 第一张（共3张）（图4a和图4b)专利申请出版时间 2004年5月6日 专利 2004年5月 第一张（共3张）单螺杆挤出机0001这项专利是2000年6月6日
3、发表的美国专利PCT/EP00/05919和1999年6月22日发表的一德国专利DE 199 28 870.4的一个延续。本发明的背景0002本发明涉及一种单螺杆挤出机，包括一个屏障螺杆和一个机筒，机筒里边包含一个通过旋转安装的屏障螺杆和至少一个喂料区的纵向区域和熔融区的纵向区域。本发明更涉及一种用这种单螺杆挤出机挤出塑料制品的方法。0003带一个屏障型螺杆的单螺杆挤出机就像 Maschinenmarkt, Wurzburg 1989年在Zylinder glatt oder genutet上发表的文章的40-43页上所讲的一样。而本文提到了一种用于挤出机的带有平滑或者开槽喂料区的新型屏障型螺
4、杆。机筒熔融区域的纵向部分是以一种平滑平面的方式形成的，能够将固体和液体物质更好的分离开来。0004从DE 2514307可以知道螺杆与挤出机是相配套的，里边的螺杆至少包含一个沿轴向延伸的凹槽。该凹槽是为了避免“螺杆打滑”即螺杆在机筒里边光旋转而不传输物料。这里谈到的螺杆不是屏障型螺杆。0005一般单螺杆挤出机是众所周知的。他们通常包括一个挤出塑化机筒，机筒里边的螺杆通过旋转安装。粉状或粒状的物料（用稳定剂，防滑剂，如果需要的话还要热塑性的填充剂和染色剂）被添加到机筒的一端并由转动的螺杆将物料沿着机筒传输至脱模机构或者另一端的模具里头。起初，物料被传递或运输至进料区，从而被压缩。进料区接着是熔
5、融区和塑化区，塑化区里的物料在桶内表面的摩擦作用下融化。特别是当挤出机启动时，熔化过程主要是通过机筒外部的电气加热元件加热的。在应用中，熔化区后面是匀质区和脱模区，在脱模区中塑料准备进入下一个过程。0006近年来，单螺杆挤出机在所谓的屏障型螺杆概念的基础上得到越来越大程度的认可。在一根所谓的屏障型螺杆里面，螺杆槽分为固体通道和熔体通道沿着侧板方向分布。从传统的螺杆可知，与主侧板相比，形成的较小的障碍板形成允许横向流动的熔体从固体物质通道进入熔体通道。熔体通道的横截面增加了一个向下的流动方向，而横截面的固体通道在下游持续减少，以保持螺杆所需的输送效果。由于所谓的屏障区，热量从机筒和螺杆表面转移到
6、还未融化的颗粒上。0008虽然这个障碍螺杆的概念已经被许多应用程序证明是可行的，但仍然需要提高带有屏障型螺杆的单螺杆挤出机的性能，有障碍螺丝的挤出机，同时尽可能的保障结构要求。本发明的概要0008本发明的目的是对基于屏障螺杆的单螺杆挤出机的改进的概念，使性能，特别是输出和压力积聚能力以及熔化性能增加。0009本发明的对象是上述的单螺杆挤出机的机筒中包括的至少一个沿纵向方向的槽，并形成在机筒的熔化区纵向区域内表面剖面。0010通过将一个屏障螺杆与一个机筒相结合的方式沿熔融区的方向至少包含一个凹槽，相比传统的屏障螺杆挤出机可以实现输出的大幅增加。这是原始物料的熔融过程改善的结果。事实上，这可以大大
7、减少固体物质被困在槽中，因此，仅有小批量进入熔体通道。这样的好处是是基本上可以改进沟槽面与在该地区接触的固体物质的传热。在先前已知的带有光滑表面的机筒使从机筒表面转移到内部的热量更少。0011上述改善的熔融过程和传热过程可以增加旋转速度而无需提供额外的定向输出结构措施。针对以往单的螺杆挤出机有必要增加输出、增加熔化区的长度和螺杆转速。然而，增加的转速导致了不希望出现的挤出机里面熔体被加热的结果，导致初始材料的损坏。否则熔体一定要冷却下来，而这反过来又需要额外的结构措施。0012因此，根据本发明，其他的结构措施对于单螺杆挤出机来说不是必要的。本发明的对象因此得到完美解决。0013除了上述优点外带
8、屏障型螺杆的单螺杆挤出机，本发明的优点在于提高了增压能力。与已知的单螺杆挤出机相比，不需要在所谓的进料区提供很高的压力，从而使在单螺杆挤出机一端的预定压力较低。根据本发明，单螺杆挤出机有可能大幅减少进料区和熔化区之间的压力。这反过来又能减少在该进料区与熔化区之间的过渡区的螺杆的磨损，因为它的操作压力较低。0014由于在喂料区的饲料的压力减小了，它不必像现有的解决方案一样，不需要提供冷却装置和沿着向加热熔化区的“热分离”。有利的是，可以分别形成加料区和熔化区。 0015 在本发明的优选方案中，槽延着机筒在平行于纵向轴线（轴向槽）的方向延伸，其中优化的槽在进料区螺旋伸展。 0016 它已经表明，轴
9、向延伸的凹槽特别针对输出和压力提供最佳的结果，然而，并没有分别使熔化过程和熔体均匀性逐渐恶化。当然，一个螺旋形的槽也可以考虑。0017 在一个优化实施案例中包括几个等距间隔的在圆周方向延伸的凹槽，它们最好平行于纵轴的机筒。0018 这一优势在于与螺旋槽相比槽的匹配过程得到简化。 0019 在进一步优化实施案例中，槽的宽度或槽的深度在纵向方向上不断变化，优化的槽深沿下流端的熔化区段缩短，优化至零。 0020 在本发明的进一步优化实施案例中，在桶内还提供至少一个凹槽表面。优选地，在该区域中的沟槽区段在熔化区的凹槽中无过渡区。优选两槽有引导角。 0021 这有凹槽延伸的优点是沿进料区和熔化区连续不带
10、任何间隙，从而进一步提高产量和压力积聚。 0022 在进一步的优化实施案例中，该一体式的机筒最好是提供一个恒定的内径。这项措施的优点是常规和结构复杂的带有冷却槽内衬并且可以加热熔化的进料区可以省略。由此制造成本可以节省。此外，由于整个输出系统的进料区具有良好的冷却效果，因此可以节省经营成本。 0023 在进一步的优化实施案例中，屏障螺杆是用2个或者多个通道创造出2个或更多固体物质通道和2个或更多的熔体通道。 0024 与单通道的屏障螺杆相比，这种设计的优点是单螺杆挤出机的熔融性能得到了提升。此外，在主侧的螺杆的材料磨损可能因此会被最小化。 0025 塑料材料（固体物质）以设定的运输速度从固体物
11、质通道运输到熔体通道。优化后，固体物质沿机筒的方向从固体物质通道被运输到预定的熔体通道。最优的，运输固体物质的预定量是由固体物质通道和熔体通道之间的压力差决定的。 0026 进一步优化的发明实施案例在下面的描述和图纸中提出。【0027】据了解，本发明里面这些尚未被解释的，可以使用的特征，不仅在各自的组合里显示，而且在其他孤立的组合中显示。 图纸简要说明 0028 本发明现在将会通过参照图纸来解释。0029 在图纸上：图1a示意性地示出单螺杆挤出机的的横截面; 0030 图1B根据第一部分示意性地示出了一个单螺杆挤出机的横截面； 0031 图2是一个屏障螺杆的图； 0032 图3是挤出机熔化区的
12、一个纵向剖面图； 0033 图4a是双通道设计中的障碍螺杆的一个截面； 0034 图4b是机筒剖面图的一部分。 优化方案的详细说明 0035 在图中，一个用于挤出的单螺杆挤出机塑料材质与参考数字10。这个单螺杆挤出机10（以下简称挤出机）包括一个管状的机筒11，它是由三个单独的筒体组件12，14，16组成。单个程序集12，14，16是通过法兰17连接起来的。 0036 桶11分为多功能纵断面，即一个填料区21接着是喂料区22区、熔化区23、均质区24，最后是脱模区25。在图中，填充区21形成机筒的右端和脱模25区形成机筒的左端11。 0037 内筒11里面安装有同轴可转动地螺杆30。为了能清楚
13、的显示，螺杆驱动和螺杆轴承都没有画出来。此外，为清晰的原因，图也没有显示，根据本发明，螺杆变成了一种屏障型螺杆。障碍螺杆更详细的描述如下： 螺杆30从螺杆轴和装填区21伸出至均质区24的末端。机筒11里边装配的12开口27安装在该区域的填充区21，开口允许从外部进入内部空间连接机筒11。用于改善原材料的装料漏斗28安装在开口27处。 0038 图为1a进一步说明了装配12包含插入管内衬32。内衬32包括在它的表面形成的对螺丝30的轴向沟槽面。在图1a中，这些沟槽被指定成参考数字33。典型地，内衬32包括多个在圆周上方向上彼此隔开的轴向槽。在装填区1区域的槽33的槽深是最大的，他们一般在运输方向
14、上持续下降。在进料区的末端的槽22的深度一般为零。 0039 衬垫32被环状或螺旋形冷却通道35围绕，为了表达清楚没有标出冷却液输入和冷却液输出。 0040 管筒组件14被加热元件38包围，示意性地示出了加热元件38延伸穿过整个长度，熔融区23和均质区24被加热元件38加热。在上述实施方案中，多个加热元件38被布置在另一个加热单元后面的纵向方向上。进一步加热元件38也环绕在脱模区25的第三个装配16上面。这个加热元件可以具有冷却单元，以此防止螺杆旋转速度过高引起的剩余摩擦热。 0041 在图1中的挤出机10的实施方案中，这两个部分12和14是通过一个法兰17连接在一起的。当然也有可能整合这两个
15、部分12，14到组件13中，使一个法兰可以不用连接。本实施方案中挤出机101在结构上的努力改善也作为一个局部视图在图1b中体现了。在装配的13的整体形式的后面，可以看出，带槽的衬层32和冷却通道的冷却形式35都没有使用。101部分未显示挤出机，然而，对应的挤出机在10中图1 A中展现了。此外，在图1a和图1b中，相似的零件被指定相似的参考数字，它可以避免再次描述这些零件。 0042 在10和10*这样的挤出机中，一般执行下列功能： 0043 一种主要由塑料制成的初始材料颗粒喂入漏斗28，然后穿过开口27进入充填区28。通过旋转螺杆30最初的物料被运送（传送）至图1的左手边。由各自设计的螺杆30和沟槽33初始物料在进料区22被压缩。由于压力积聚，槽32支持通过冷却通道冷却这部分35。在经过了22的进料区压缩初始物料（固体物质）后进入熔化区域23中，通过发生在桶内表面的摩擦加热，或通过加热元件38加热
