一种微型单螺杆挤出机的制作方法

1.本实用新型申请涉及单螺杆挤出机技术领域，特别涉及一种微型单螺杆挤出机。

背景技术：

2.单螺杆挤出机可以对多种颗粒原料与少量液体原料进行充分混合、挤压后输出，其结构简单、操作方便、混料和成型过程高效连续，因此使用范围已不仅仅局限于橡塑产品的加工，而被广泛的应用在新材料研发、食品、制药、精细化工等领域。
3.新材料研发领域中，需要不断尝试使用新的原材料和加工助剂，许多原材料与助剂价格昂贵，且需要干燥、氮气保护等工艺条件，不同原料往往需要不同类型的单螺杆结构。传统单螺杆挤出机由于零件组成多，挤出过程中摩擦热高，多处运动部件增加外部冷却系统，导致其体积较大，在小剂量多批次的挤出工作中，不同材料需要更换不同功能的螺杆，传统单螺杆挤出机使用的螺杆直径大，螺杆长度长，更换螺杆时间长，更换过程繁琐，手套箱本身可活动范围小，手部操作受手套影响，操作不便，对于长期需要在手套箱环境下，进行对新材料小剂量多批次研发的科研人员来说，更是一种难以实现的困难。因此为了解决以上问题，设计了一种微型单螺杆挤出机，其具有占地面积小、灵活调整挤出机位和更换螺杆等优势，实现小剂量多批次挤出实验，加速新材料的研发进度与产业化应用验证。

技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的在于提供一种微型单螺杆挤出机，以解决上述背景技术中提出的问题，促进新材料配方研制与工业化生产的需要。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：包括可调机座装置、控制系统、挤出系统、驱动系统以及喂料系统，所述控制系统通过螺丝与可调机座装置下部固定连接，所述挤出系统通过螺丝与喂料系统固定连接，所述驱动系统通过快拆螺丝与可调机座装置上部固定连接，所述喂料系统通过螺丝与可调机座装置上部固定连接，所述挤出系统、驱动系统和喂料系统在同一轴线上；
6.所述挤出系统包括机筒、可旋转螺杆、口模和密封环，机筒在靠近驱动系统的一端安装有喂料系统，机筒上安装有机筒加热套与机筒热电偶；
7.所述驱动系统包括伺服电机、减速机以及与可旋转螺杆连接的联轴器；
8.所述喂料系统设置有喂料斗、喂料加热套、喂料热电偶、机筒料斗固定座与氮气注入口。
9.优选的，所述可调机座装置由固定板、转动板、转动轴和锁紧螺丝组成，锁紧螺丝与转动板通过转动轴固定在固定板上。
10.优选的，所述机筒材质为304不锈钢或316不锈钢，机筒外径28～32mm，机筒内径与可旋转螺杆外径之间的单边间隙在0.2～0.4mm。
11.优选的，所述可旋转螺杆材质为304不锈钢或316不锈钢，可旋转螺杆直径在 14～
18mm，可旋转螺杆长径比1：20～1：24，可旋转螺杆螺纹深度2～4mm，可旋转螺杆螺棱宽度2～3mm，可旋转螺杆平均螺旋升角36
°
。
12.优选的，所述可旋转螺杆压缩比为2～3，固体输送段长度占可旋转螺杆长度的 30％～40％，压缩段长度占可旋转螺杆长度的30％～40％，均化段长度占可旋转螺杆长度的 20％～30％，可旋转螺杆头部为头，头占可旋转螺杆长度的10％。
13.优选的，所述固定板通过螺丝与控制系统连接固定，转动板通过螺丝与喂料系统连接固定，转动板通过快拆螺丝与驱动系统连接，挤出系统通过螺丝与喂料系统连接固定，可以实现-180
°
～180
°
的方向旋转。
14.优选的，所述控制系统通过导线与伺服电机、机筒加热套机筒热电偶、喂料加热套和喂料热电偶电性连接，通过plc控制柜和hmi控制器调节挤出系统、喂料系统的温度，以及驱动系统的速度。
15.优选的，所述挤出系统的口模挤出直径为1～5mm，挤出系统的可旋转螺杆有效调速范围在-300～300r/min。
16.优选的，所述机筒加热套外部套有气凝胶保温套，工作温度不超过400度。
17.优选的，所述驱动系统的伺服电机功率为400～700w，减速机减速比为1：5～1：10。
18.本实用新型的技术效果和优点：该微型单螺杆挤出机将挤出系统、驱动系统、喂料系统和控制系统集成一体，设备更紧凑，体积更小，便于移动至不同地方使用；通过可调机座使控制柜与挤出系统，通过可调机座装置可以实现-180
°
～180
°
的方向旋转，可以在不同尺寸方向的手套箱中调节至合适挤出角度；通过快拆螺丝可与驱动系统快速分离，配合挤出系统的使用，便于更换不同类型螺杆和螺杆的清理；通过plc和hmi控制系统，配合加热、伺服电机的使用，便于控制挤出机械的加热与控制电机的运行使用；通过hmi设定伺服电机的转速大小与方向，配合不同物料的物性，便于物料在机筒中往复混炼；通过喂料系统的加热器与氮气注入口的使用，配合驱动系统的挤出速度控制，便于物料没有在氮气氛围下，仍能在加料斗中实现烘干与氮气保护的作用。
附图说明
19.图1是本实用新型的微型单螺杆挤出机结构的示意图。
20.图2是本实用新型喂料系统的示意图
21.图3是本实用新型的微型单螺杆挤出机结构的可调机座装置的示意图
22.图4是本实用新型的微型单螺杆挤出机结构的螺杆更换的示意图
23.图中：1.可调机座装置、2.控制系统、3.挤出系统、4.驱动系统、5.喂料系统、11.固定板、12.转动板、13.转动轴、14.锁紧螺丝、21.plc控制柜、22.hmi控制器、31.机筒、311.机筒加热套、312.机筒热电偶、32.可旋转螺杆、33.口模、34.密封环、41.伺服电机、42.减速机、 43.联轴器、51.喂料斗、52.喂料加热套、53.喂料热电偶、54.料斗固定座、55.氮气注入口
具体实施方式
24.下面，结合具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在任一实施例中，如图1所示，本实用新型的一种微型单螺杆挤出机，可调机座装置 1、控制系统2、挤出系统3、驱动系统4以及喂料系统5，所述控制系统2通过螺丝与可调机座装置1下部固定连接，所述挤出系统3通过螺丝与喂料系统5固定连接，所述驱动系统4 通过快拆螺丝与可调机座装置1上部固定连接，所述喂料系统5通过螺丝与可调机座装置1 上部固定连接，所述挤出系统3、驱动系统4和喂料系统5在同一轴线上；
27.所述挤出系统3包括机筒31、可旋转螺杆32、口模33和密封环34，机筒31在靠近驱动系统4的一端安装有喂料系统5，机筒31上安装有机筒加热套311与机筒热电偶312；
28.所述驱动系统4包括伺服电机41、减速机42以及与可旋转螺杆32连接的联轴器43；
29.所述喂料系统5如图2所示，设置有喂料斗51、喂料加热套52、喂料热电偶53、机筒料斗固定座54与氮气注入口55。
30.具体的，所述可调机座装置1如图3所示，由固定板11、转动板12、转动轴13和锁紧螺丝14组成，锁紧螺丝14与转动板12通过转动轴13固定在固定板11上。
31.具体的，所述机筒31的材质为304不锈钢或316不锈钢，机筒31外径28～32mm，机筒31内径与可旋转螺杆32外径之间的单边间隙在0.2～0.4mm。
32.具体的，所述可旋转螺杆32的材质为304不锈钢或316不锈钢，可旋转螺杆32直径在14～18mm，可旋转螺杆32长径比1：20～1：24，可旋转螺杆32螺纹深度2～4mm，可旋转螺杆32螺棱宽度2～3mm，可旋转螺杆32平均螺旋升角36
°
。
33.具体的，所述可旋转螺杆32压缩比为2～3，固体输送段长度占可旋转螺杆32长度的 30％～40％，压缩段长度占可旋转螺杆32长度的30％～40％，均化段长度占可旋转螺杆32长度的20％～30％，可旋转螺杆32头部为头，头占可旋转螺杆32长度的10％。
34.具体的，所述固定板11通过螺丝与控制系统2连接固定，转动板12通过螺丝与喂料系统5连接固定，转动板12通过快拆螺丝与驱动系统4连接，挤出系统3通过螺丝与喂料系统5连接固定，可以实现-180
°
～180
°
的方向旋转。
35.具体的，所述的控制系统2通过导线与伺服电机41、机筒加热套311、机筒热电偶312、喂料加热套52和喂料热电偶53电性连接，通过plc控制柜21和hmi控制器22调节挤出系统3、喂料系统5的温度，以及驱动系统4的速度。
36.具体的，所述的挤出系统3的口模33挤出直径为1～5mm，挤出系统3的可旋转螺杆 32有效调速范围在-300～300r/min。
37.具体的，所述机筒加热套311外部套有气凝胶保温套，工作温度不超过400度。
38.具体的，所述驱动系统4的伺服电机41功率为400～700w，减速机42减速比为1：5～1： 10。
39.本技术的工作原理如下：
40.将微型单螺杆挤出机安放至工作台上，通过可调机座装置1的调节螺丝调节挤出方向并固定，接通电源和气源(氮气)，既可完成完成安装。通过hmi控制器22同时设定机筒加热套311加热温度和喂料加热套52加热温度，然后将机筒31和喂料加热套52加热到指定
温度。使用时，将所需的物料(不同配方)通过喂料系统5放入喂料斗51中，同时打开气源，通过喂料斗加热套52的加热和氮气注入口55的氮气注入，进而有效的干燥物料的同时避免送料过程中出现的团聚断层现象，从而降低水氧对物料加工过程中氧化发黄的影响。通过hmi 控制器22设定伺服电机41运行转速，然后将伺服电机41运行到指定转速，伺服电机41带动齿轮箱42，再通过齿轮箱42和联轴器43带动可旋转螺杆32旋转，物料通过可旋转螺杆32 的转动，将喂料斗51中的物料送入机筒31中，然后在机筒31和可旋转螺杆32的共同作用下压缩、熔融、挤出。当机筒31内填充部分物料时，通过hmi控制器22设定往复运行程序，使用特制的可旋转螺杆32让熔融的物料在机筒31中往复混合，可旋转螺杆32通过反复正转速与负转速的切换，增加物料分散混合效果。当更换新配方时，如图4所示，通过快拆螺丝将驱动系统4拆下，配合松开密封环34将原有的可旋转螺杆32拔出，然后插入新可旋转螺杆 32后并将密封环34拧紧，最后通过快拆螺丝将驱动系统4安装回去，此时，进入下一个配方挤出。
41.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内。

技术特征：

1.一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：包括可调机座装置(1)、控制系统(2)、挤出系统(3)、驱动系统(4)以及喂料系统(5)，所述控制系统(2)通过螺丝与可调机座装置(1)下部固定连接，所述挤出系统(3)通过螺丝与喂料系统(5)固定连接，所述驱动系统(4)通过快拆螺丝与可调机座装置(1)上部固定连接，所述喂料系统(5)通过螺丝与可调机座装置(1)上部固定连接，所述挤出系统(3)、驱动系统(4)和喂料系统(5)在同一轴线上；所述挤出系统(3)包括机筒(31)、可旋转螺杆(32)、口模(33)和密封环(34)，机筒(31)在靠近驱动系统(4)的一端安装有喂料系统(5)，机筒(31)上安装有机筒加热套(311)与机筒热电偶(312)；所述驱动系统(4)包括伺服电机(41)、减速机(42)以及与可旋转螺杆(32)连接的联轴器(43)；所述喂料系统(5)设置有喂料斗(51)、喂料加热套(52)、喂料热电偶(53)、机筒料斗固定座(54)与氮气注入口(55)。2.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述可调机座装置(1)由固定板(11)、转动板(12)、转动轴(13)和锁紧螺丝(14)组成，锁紧螺丝(14)与转动板(12)通过转动轴(13)固定在固定板(11)上。3.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述机筒(31)材质为304不锈钢或316不锈钢，机筒(31)外径28～32mm，机筒(31)内径与可旋转螺杆(32)外径之间的单边间隙在0.2～0.4mm。4.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述可旋转螺杆(32)材质为304不锈钢或316不锈钢，可旋转螺杆(32)直径在14～18mm，可旋转螺杆(32)长径比1：20～1：24，可旋转螺杆(32)螺纹深度2～4mm，可旋转螺杆(32)螺棱宽度2～3mm，可旋转螺杆(32)平均螺旋升角36
°
。5.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述可旋转螺杆(32)压缩比为2～3，固体输送段长度占可旋转螺杆(32)长度的30％～40％，压缩段长度占可旋转螺杆(32)长度的30％～40％，均化段长度占可旋转螺杆(32)长度的20％～30％，可旋转螺杆(32)头部为头，头占可旋转螺杆(32)长度的10％。6.如权利要求2所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述固定板(11)通过螺丝与控制系统(2)连接固定，转动板(12)通过螺丝与喂料系统(5)连接固定，转动板(12)通过快拆螺丝与驱动系统(4)连接，挤出系统(3)通过螺丝与喂料系统(5)连接固定，可以实现-180
°
～180
°
的方向旋转。7.如权利要求3所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述控制系统(2)通过导线与伺服电机(41)、机筒加热套(311)、机筒热电偶(312)、喂料加热套(52)和喂料热电偶(53)电性连接，通过plc控制柜(21)和hmi控制器(22)调节挤出系统(3)、喂料系统(5)的温度，以及驱动系统(4)的速度。8.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述挤出系统(3)的口模(33)挤出直径为1～5mm，挤出系统(3)的可旋转螺杆(32)有效调速范围在-300～300r/min。9.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述机筒加热套(311)外部套有气凝胶保温套，工作温度不超过400度。10.如权利要求1所述的一种微型单螺杆挤出机，其特征在于：所述驱动系统(4)的伺服
电机(41)功率为400～700w，减速机(42)减速比为1：5～1：10。

技术总结

本实用新型公开了一种微型单螺杆挤出机，包括可调机座装置、控制系统、挤出系统、驱动系统以及喂料系统组成。控制系统安装在机座下部，挤出系统、喂料系统与驱动系统安装在机座上部，挤出系统包括机筒和可旋转螺杆，机筒在靠近驱动装置的一端安装有喂料系统；驱动装置包括伺服电机、减速机以及与螺杆连接的联轴器；喂料系统设置有加热套与氮气注入口；工作时，喂料系统加入物料，驱动系统带动螺杆将物料送入机筒内，加热套对机筒加热将物料融化，螺杆转动将物料挤压成型。本实用新型提供一种微型单螺杆挤出机，能够加工各类材料，尤其是对水氧敏感型物料，对光学材料加工过程中的黄化有明显改善，加快新材料的研发进度与产业化应用验证。应用验证。应用验证。