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一种用于强混炼的三螺杆挤出机
专利名称：一种用于强混炼的三螺杆挤出机，申请号：CN202020170248.3，授权公告号：CN211868563U，2020年11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。三螺杆挤出机凭借多啮合区域的结构优势，相比传统双螺杆设备具备更强的剪切、分散、揉捏混炼能力，在高填充改性、无机粉体共混、玻纤增强、功能母粒、特种高分子反应挤出领域拥有广阔应用空间。但传统强混炼型三螺杆挤出机在实际生产中普遍存在进料口易架桥、结块堵料、物料进料不稳定的行业痛点，尤其加工高比例粉体、玻纤、破碎回收料、玻纤、破碎回收料、易搭桥物料时，进料口频繁发生堵塞，造成断料、流量波动，直接降低挤出效率，还会引发扭矩波动、出料不均、设备过载报警等一系列连锁故障，制约三螺杆设备强混炼产能的充分释放。南京科锐挤出机械有限公司针对强混炼工况下进料系统的短板，研发本专利三螺杆挤出机，重点对进料结构进行系统性优化，有效减少进料口堵塞问题，保障物料连续稳定喂入，充分发挥三螺杆设备的强混炼性能，全面提升整机挤出生产效率与运行稳定性。
传统强混炼三螺杆挤出机在面对复杂配方物料加工时，进料环节暴露出诸多先天缺陷。常规设备进料口多采用普通直落式料斗结构，料斗内壁光滑，缺少主动破拱、疏导下料机构。当加工高填充粉体物料、纤维类物料、潮湿易结块回收料时，物料极易在料斗内部形成拱形架桥，物料悬空不下料，造成间歇性断料；部分纤维丝絮容易缠绕堆积在进料口与机筒衔接位置，逐步堆积形成堵塞块，阻断物料进入螺杆螺槽。三螺杆三根螺杆同时旋转啮合，进料段空间结构相比双螺杆更加复杂，一旦进料口发生局部堵料，物料无法均匀分配至三根螺杆，会出现三根螺杆吃料不均衡，负载差异大，整机扭矩剧烈波动，不仅混炼分散效果下降，严重时还会触发过载保护停机，清理堵料需要拆解进料斗，耗费大量时间，严重压缩生产线稼动率。另外老式进料口与机筒对接区域导流结构简单，物料容易在边角位置形成滞留死角，滞留物料受热发生碳化，碳化硬块掉落混入熔体，造成成品粒子黑点杂质缺陷，影响产品品质。部分设备即便加装简单振动器，也仅能轻微震动料斗外壁，对于高填充、高纤维配方，破拱效果有限，无法从结构根源解决进料堵塞难题，强混炼三螺杆的产能优势难以充分发挥。
本专利用于强混炼的三螺杆挤出机，主要由高扭矩传动箱、三螺杆机筒组件、三根啮合混炼螺杆总成、优化型进料机构、多段温控模块、排气脱挥单元、机头挤出模头以及整机控制系统组成。整机保留三螺杆多啮合区的强混炼核心优势，螺杆元件组合针对高填充、纤维增强体系做强化设计，可对物料实现反复剪切、挤压、分散、捏合，实现优异的混炼分散效果。本专利最大创新点在于进料结构的全面优化升级，重新设计料斗腔体形状、内部导流通道、机筒进料段开口尺寸，集成内置式破拱疏导机构，搭配防缠绕结构，消除物料滞留死角。进料斗内部设置旋转打散组件，能够持续对料斗内粉体、纤维物料进行扰动，主动破坏物料形成的拱形架桥，避免粉体悬空不下料；进料口与机筒衔接位置做平滑导流过渡，取消尖锐拐角，防止丝絮、结块物料缠绕堆积，物料可以均匀顺畅分配进入三根螺杆的螺槽内部，保障三根螺杆吃料均匀，负载均衡稳定。进料口侧壁预留观察口与快速清理检修口，一旦出现少量积料，无需完全拆卸料斗，就可以快速开展检查清理，大幅缩短故障处置时间。
优化后的进料机构可以适配颗粒、粉体、玻纤、破碎回收料等多种形态原料，大幅降低进料口架桥、缠绕、结块堵塞发生概率，实现连续、平稳、定量喂料，进料流量波动显著减小。稳定的进料供给，让三螺杆挤出机的强混炼能力得到充分释放，挤出产能得到有效提升，熔体压力、扭矩波动变小，物料在机筒内部混炼时间均匀一致，高填充母料、玻纤改性材料的分散效果进一步提升，减少黑点、未充分混炼的半生料等不良缺陷，成品批次稳定性显著提高。同时机筒配置多段独立温控、多级排气脱挥结构，可以充分脱除物料内部的水分、低分子挥发物，进一步提升制品品质。整套设备兼顾强剪切混炼能力与进料防堵性能，既适用于实验室中试生产，也可以满足工业化大批量连续改性造粒生产需求。
该专利技术已经产业化落地，可与公司“一种三螺杆挤出机的高扭矩传动箱”专利相互配套使用，高扭矩传动箱提供强劲动力，本优化进料机构保障稳定吃料，二者协同发挥三螺杆设备高填充强混炼的设备优势，同时也可以对接公司微型双螺杆、高扭矩双螺杆、各类切粒辅机构成完整装备矩阵，覆盖从小试、中试到大产能量产的改性生产场景。广泛应用于无机高填充母粒、长/短玻纤增强改性、可降解材料、功能色母、回收料改性等新材料加工领域。设备的进料斗加工、破拱机构耐久测试、三螺杆负载平衡校验、整机高负荷连续运转测试全部纳入ISO9001:2015质量管理体系，保障进料机构长期运行稳定可靠，防堵结构持续有效。
作为南京科锐挤出机械有限公司多螺杆挤出装备板块重要的实用新型专利，本专利聚焦三螺杆设备长期存在的进料口堵塞行业痛点，不从单纯强化螺杆剪切入手，而是从进料源头结构进行优化，解决“吃得进”的核心问题，让三螺杆的强混炼性能真正落地发挥价值。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，搭载该专利的三螺杆挤出成套设备，服务国内新材料企业、科研院所，也支持海外项目成套设备交付。南京科锐挤出机械有限公司坚持整机系统优化的研发思路，不只专注螺杆混炼、传动核心部件，同样重视进料、排气、挤出成型等上下游配套结构创新，致力于为高分子改性行业客户提供进料稳定、混炼优异、挤出高效、故障率低的三螺杆成套挤出造粒整体解决方案。
