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一种针对火炸药领域的立式液压剖分式单螺杆挤出机
专利名称：一种针对火炸药领域的立式液压剖分式单螺杆挤出机，申请号：CN202020170345.2，授权公告号：CN212076895U，2020年12月正式获得国家实用新型专利授权，专利权人为南京科锐挤出机械有限公司。火炸药及高能含能材料挤出成型属于高危特种加工工况，物料对压力、剪切力高度敏感，在进料堵塞、模孔堵料、物料结块等异常工况下，机筒内部极易出现压力急剧升高的超压现象。传统挤出设备大多依靠电控压力传感器报警、人工紧急停机的方式应对超压风险，存在信号响应滞后、机械防护不足的短板，一旦压力上升速度超过电气系统响应速度，会带来重大安全隐患。同时传统整体封闭式机筒结构，清理内部残留药料、检修螺杆组件需要大量拆解吊装作业，操作人员接触高危物料时间长，维护风险高。南京科锐挤出机械有限公司针对火炸药挤出生产中超压防护难、设备检修拆解繁琐两大行业痛点，研发出这款立式液压剖分式单螺杆挤出机专利，创新设置机械式压力释放结构，设备负料运转发生内部超压时，内部零件可受力自动脱离，实现机械式被动泄压，从机械本体层面构筑一道安全防线，同时依托液压剖分式机筒结构，大幅降低机筒内部清理、设备检修的操作难度，兼顾安全生产与设备可维护性。
普通挤出设备的安全防护多集中在软件与电气层面，依靠压力变送器采集数据，达到阈值后系统触发停机、报警。但火炸药加工工况下，堵料造成的压力上涨速度极快，电气信号采集、系统运算、执行机构动作存在固有时间差，极端情况下电气联锁来不及完成处置，单纯依靠电控防护存在防护盲区。传统卧式挤出机物料容易在机筒底部堆积结块，不利于高危物料排出清理；整体焊接机筒想要清理螺杆、筒体内壁残留物料，需要拆卸大量法兰螺栓，使用吊装设备抽出螺杆，工序复杂，作业周期长，人员长时间近距离接触敏感物料，增加现场安全管控压力。本专利设备采用立式布局，物料依靠自重向下输送，减少机筒内部物料滞留堆积；机筒采用液压驱动的剖分式开合结构，通过液压机构可以将机筒对半快速开启，无需大量拆卸螺栓，就可以直接暴露螺杆与机筒内腔，方便快速清理残余物料、检查零部件磨损情况，显著缩短检修清理时长，减少操作人员与火炸药物料的接触时间。更关键的是设备集成机械式超压解脱机构，并非只依赖电气信号，当机筒内部发生堵料、负料运转，内部压力超出安全设定阈值时，高压会直接推动内部承压零件发生自动脱离，完成物理泄压，快速释放机筒腔体内部异常高压，在电气联锁尚未完成动作的窗口期，提供第二重机械安全保障，规避超压带来的各类风险。
该专利设备整体包含立式机架、液压剖分式机筒本体、单螺杆输送组件、液压驱动开合机构、进料机构、温控冷却管路、压力解脱组件、检测传感器与控制系统等核心部分。立式布置形式优化物料流动路径，降低物料滞留结块概率；剖分式机筒由液压油缸提供开合动力，操作人员通过控制面板即可控制机筒开启与闭合锁紧，无需人力拆装笨重零部件，机筒闭合之后锁紧机构保证腔体承压密封，满足正常挤出工况压力要求。机筒内部布设温度、压力检测点位，实现工艺参数实时采集记录，配合冷却换热管路，对筒内工作温度进行精准管控。最为核心的压力解脱组件为纯机械触发结构，预先设置安全压力阈值，正常生产压力下保持密封闭合状态；一旦堵料等故障造成腔内压力急剧飙升，超过设定安全上限，内部承压零件会在物料压力作用下自动脱离，腔体压力得到快速释放，实现被动安全防护。故障处置完成之后，只需要将解脱零件复位，机筒闭合锁紧，设备即可恢复生产，整套机构可重复使用，不用频繁更换零部件。液压剖分结构可以快速打开机筒，直接观察螺杆、筒体内壁状态，快速吹扫清理粘附、固化的残留物料，大幅简化特种工况下清机检修流程。
该专利和公司多项特种物料专利技术形成完整工艺配套，与“一种用于火炸药制备的双螺杆连续塑化混合装置”发明专利、“一种用于火炸药制备的过滤式单螺杆挤出机”、“一种冷却过滤快开式模板”实用新型专利工艺串联，双螺杆完成混炼，本立式液压剖分式单螺杆挤出机承担安全挤出输送任务，后端配套过滤快开模板完成过滤与成型，形成混炼‑挤出‑泄压防护‑过滤成型的完整特种装备技术链条。该设备优先面向火炸药含能材料挤出成型场景，同时经过参数与结构适配，也可以用于其他热敏、高风险特种高分子材料的科研试验与小批量生产。设备零部件加工、液压机构调试、机械泄压阈值标定、机筒密封耐压测试全部纳入ISO9001:2015质量管理体系，每台样机均开展多次模拟堵料超压试验，校验机械式自动泄压机构触发压力、动作可靠性，保证机构在设定压力下可靠触发，正常工作压力不会发生误动作。液压剖分开合机构反复开合耐久测试，保障多次启闭后密封与锁紧性能稳定。
作为南京科锐挤出机械有限公司特种挤出装备板块重要的早期核心实用新型专利，本专利最大创新点在于实现电气联锁+机械被动泄压双重安全防护，弥补纯电控防护在极端工况下的不足，同时用立式液压剖分结构解决高危设备检修难、清机风险高的行业痛点，进一步完善企业在高能敏感材料加工装备领域的专利矩阵。结合企业机电成套设备电气控制系统生产备案、粉尘处理负压输送辅机环保生产备案、CE欧盟安全认证、出口产品检验备案等全套合规资质，相关技术既服务于国内特种新材料科研项目，部分结构设计思路也可以向下迁移应用到民用高风险热敏改性材料试验装备。南京科锐挤出机械有限公司在特种挤出装备研发过程中，坚持“工艺性能优先，安全设计前置”的研发理念，不局限于实现物料混炼挤出，更加重视故障状态下的多重安全防护、设备快速检修维护，持续把自主知识产权转化为实体装备的安全与使用价值，致力于为民用改性塑料以及火炸药类特种高能材料领域客户，提供工艺可控、多重安全防护、运维便捷的成套挤出整体解决方案。
