具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法

摘要

本发明公开了一种具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机，包括机筒、第一螺杆和第二螺杆所述第一螺杆和第二螺杆的截面均为由多段曲率半径不等的圆弧构成，且第一螺杆和第二螺杆的截面形状不同。本发明还提供了具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的加工方法。本发明通过不同截面形状的第一螺杆和第二螺杆同向转动时，流道的截面形状发生周期性变化，从而对流道中的物料进行压缩作用和挤压作用，使得物料流动空间周期性压缩、扩张，从而产生混沌混合效果，强化了混炼和传热过程，使完成塑化的热、机械历程大大缩短，能耗低、节能降耗效果显著。

说明书

技术领域

本发明涉及双螺杆挤出机技术领域，具体涉及一种具有拉伸作用同向自 洁双螺杆挤出机及其加工方法。

背景技术

近年来，高分子材料加工、食品加工等领域一直向着节能耗，减少助剂， 节水节材、缩短加工历程、控制制品微观相形态结构等的方向迈进。具有自 洁功能的同向双螺杆挤出机是在高分子材料加工、食品加工等领域广泛使用 的加工设备。具有自洁功能的同向双螺杆挤出机主要包括机筒和两根平行安 装于机筒的内腔的双螺杆。当被加工的物料从进料口进入机筒的内腔后，双 螺杆主要对物料进行输送和混合的作用，从而使物料在机筒的输送段、熔融 段、排气段和混炼挤出段中能够更好的被加工。

目前，具有自洁功能的同向双螺杆挤出机的两根螺杆的结构完全相同， 且安装于机筒的内腔时相差一定的相位角，则双螺杆与内腔形成供于物料进 行移动的流道。由于两根螺杆的形状相同、存在着对称性，即流道的截面形 状不会发生周期性变化，所以物料从进料口进入内腔后，双螺杆无法对物料 进行挤压和混合，从而使物料在流道时缺少压缩、挤压的作用。由于上述的 因素，目前的具有自洁功能的同向双螺杆挤出机对物料进行加工时需要消耗 大量的能量，使用较多的助剂、水和材料等，且产量低；同时物料的加工历 程较长和制品的微观相形态结构较差及工作效率低。

发明内容

本发明为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种消耗能量少，输 送效率高，加工效率高的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机及其加工方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：本具有拉伸作用同向自洁双螺 杆挤出机，包括机筒和螺杆机构，所述机筒内设有内腔，所述螺杆机构安装 于内腔，所述螺杆机构包括第一螺杆和第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆 相互啮合，且所述第一螺杆和第二螺杆都与内腔的内壁相切；所述第一螺杆、 第二螺杆与机筒的内腔形成流道；所述第一螺杆和第二螺杆的截面均为由多 段曲率半径不等的圆弧构成，且第一螺杆和第二螺杆的截面形状不同，而两 截面的圆弧数量相等；当第一螺杆和第二螺杆转动时，所述流道的截面形状 周期性变化。

所述第一螺杆的截面的圆弧的数量为4至10段。

所述第一螺杆和第二螺杆的截面的圆弧的数量均为4段，其中，第一螺 杆的截面的4段圆弧分别为L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁，且圆弧L₁L₂、L₂L₃、 L₃L₄和L₄L₁的圆心角分别为α₁₁、β₁₁、2π－α₁₁－β₁₁－β₁₂和β₁₂，且圆弧 L₃L₄与内腔相切；

其中，β₁₁=β₁₂，0<α₁₁<π－β₁₁；

第二螺杆的截面的4段圆弧分别为R₁R₂、R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁，且圆弧 R₁R₂、R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁分别与L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁配合，圆弧R₁R₂、 R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁的圆心角分别与L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁的相等；且圆弧 R₁R₂与内腔相切；

所述第一螺杆旋转中心O₁和第二螺杆旋转中心O₂之间的距离为C₁，且 第一螺杆和第二螺杆的最大外径均为D₁，最小内径均为d₁，所述第一螺杆中 在圆弧L₂L₃和L₄L₁的螺腹的腹角和第二螺杆中在圆弧R₂R₃和R₄R₁的螺腹的 腹角均为η₁，且η₁=β₁₁=β₁₂，所述圆弧L₁L₂和L₃L₄的半径 分别为d₁/2和D₁/2；所述圆弧L₁L₂和L₃L₄的圆心均为第一螺杆的旋转中心 O₁；所述圆弧L₂L₃和L₄L₁的半径均为C₁，且所述圆弧L₂L₃的圆心为L₂O₁的 延长线与以O₁为圆心和以为D₁/2半径的圆弧的交点；所述圆弧L₄L₁的圆心 为L₁O₁的延长线与以O₁为圆心和以为D₁/2半径的圆弧的交点；

所述圆弧R₁R₂和R₃R₄的半径分别为D₁/2和d₁/2；所述圆弧R₁R₂和R₃R₄的圆心均为第二螺杆的旋转中心O₂；所述圆弧R₂R₃和R₄R₁的半径均为C₁， 且所述圆弧R₂R₃的圆心为R₃O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₁/2为半径的圆 弧的交点；所述圆弧R₄R₁的圆心为R₄O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₁/2为 半径的圆弧的交点。

所述第一螺杆和第二螺杆均为单头螺纹螺杆。

所述第一螺杆和第二螺杆的截面的圆弧的数量均为10段，其中，第一螺 杆的截面的10段圆弧分别为H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、 H₈H₉、H₉H₁₀和H₁₀H₁，且圆弧H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、 H₈H₉、H₉H₁₀和H₁₀H₁的圆心角分别为α₂₁、β₂₁、γ₂₁、β₂₂、α₂₂、α₂₃、 β₂₃、γ₂₂、β₂₄和α₂₄，且圆弧H₁H₂、H₅H₆、H₆H₇和H₁₀H₁均与内腔相切，

其中，β₂₁=β₂₂=β₂₃=β₂₄，

0≤α₂₃+α₂₂＜π－（β₂₁+β₂₂+β₂₃+β₂₄）/2－（γ₂₁+γ₂₂）/2，

即0≦α₂₃+α₂₂＜α₂₁+α₂₄；同时，γ₂₁+γ₂₂≥0；

第二螺杆的截面的10段圆弧分别为I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、 I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁，且圆弧I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁分别与圆弧H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、H₈H₉、H₉H₁₀和 H₁₀H₁配合，同时，所述圆弧I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁的圆心角分别与H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、H₈H₉、 H₉H₁₀和H₁₀H₁的相等；且圆弧I₃I₄和I₈I₉均与内腔相切；

所述第一螺杆旋转中心O₁和第二螺杆旋转中心O₂之间的距离为C₂，且 第一螺杆和第二螺杆的最大外径均为D₂，最小内径均为d₂，所述第一螺杆中 在圆弧H₂H₃、H₄H₅、H₇H₈和H₉H₁₀的螺腹的腹角和第二螺杆中在圆弧I₂I₃、I₄I₅、 I₇I₈和I₉I₁₀的螺腹的腹角均为η₂，且η₂=β₂₁=β₂₂=β₂₃=β₂₄，所述圆弧H₁H₂、H₅H₆、H₆H₇和H₁₀H₁的半径均为D₂/2；所述H₃H₄和H₈H₉的 半径均为d₂/2；且所述H₁H₂、H₃H₄、H₅H₆、H₆H₇、H₈H₉和H₁₀H₁圆心均为第 一螺杆的旋转中心O₁，所述圆弧H₂H₃、H₄H₅、H₇H₈和H₉H₁₀的半径均为C₂， 所述圆弧H₂H₃的圆心为H₃O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₂/2为半径的圆弧 的交点；所述圆弧H₄H₅的圆心为H₄O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₂/2为半 径的圆弧的交点；所述圆弧H₇H₈的圆心为H₈O₁的延长线与以O₁为圆心和以 D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧H₉H₁₀的圆心为H₉O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；

所述圆弧I₃I₄和I₈I₉的半径均为D₂/2；所述I₁I₂、I₅I₆、I₆I₇和I₁₀I₁的半径均 为d₂/2；且所述I₁I₂、I₃I₄、I₅I₆、I₆I₇、I₈I₉和I₁₀I₁圆心均为第二螺杆的旋转中心 O₂，所述圆弧I₂I₃、I₄I₅、I₇I₈和I₉I₁₀的半径均为C₂，所述圆弧I₂I₃的圆心为I₂O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧I₄I₅的圆心 为I₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧I₇I₈的圆心为I₇O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆 弧I₉I₁₀的圆心为I₁₀O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点。

所述第一螺杆和第二螺杆均为双头螺纹螺杆。

所述第一螺杆和第二螺杆的截面的圆弧的数量均为7段，其中，第一螺 杆的截面的7段圆弧分别为M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和 M₇M₁，且圆弧M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁的圆心 角分别为α₃₁、β₃₁、γ₃₂、ε₃₁、ε₃₂、γ₃₁和β₃₂，且圆弧M₁M₂与内腔4相 切；

其中，β₃₁=β₃₂，ε₃₁=ε₃₂，

0＜α₃₁＜π－（β₃₁+β₃₂）/2－γ₃₂/2－ε₃₁/2－ε₃₂/2，

即，0＜α₃₁＜γ₃₁；

第二螺杆的截面的7段圆弧分别为N₁N₂、N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、N₆N₇和N₇N₁，所述圆弧N₁N₂、N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、N₆N₇和N₇N₁分别与圆 弧M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁配合，且圆弧N₁N₂、 N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、N₆N₇和N₇N₁的圆心角分别与M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、 M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁的相等；且圆弧N₃N₄和N₆N₇均与内腔相切；

所述第一螺杆的旋转中心O₁和第二螺杆的旋转中心O₂之间的距离为C₃， 且第一螺杆和第二螺杆的最大外径均为D₃，最小内径均为d₃，所述圆弧M₄M₅与M₅M₆之间的交点M₅与位于直径为d₃₀的圆上，且d₃＜d₃₀＜D₃；所述第一 螺杆中在圆弧M₂M₃和M₇M₁的螺腹的腹角和第二螺杆中在圆弧N₂N₃和N₇N₁的螺腹的腹角均为η₃，且η₃=β₃₁=β₃₂，所述第一螺杆中在 圆弧M₄M₅和M₅M₆的螺腹的腹角和第二螺杆中在圆弧N₄N₅和N₅N₆的螺腹的 腹角均为η₄，且${\eta }_4=\pi -\arccos \left(\frac{{D_3}^2+d_{30}-{{4C}_3}^2}{{2D}_3{d}_{30}}\right).$

所述圆弧M₁M₂的半径为D₃/2；所述M₃M₄和M₆M₇的半径均为d₃/2；且 所述M₁M₂、M₃M₄和M₆M₇圆心均为第一螺杆的旋转中心O₁，所述圆弧M₂M₃、 M₄M₅、M₅M₆和M₇M₁的半径均为C₃，所述圆弧M₂M₃的圆心为M₃O₁的延长 线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧M₄M₅的圆心为 M₄O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧M₅M₆的圆心为M₆O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述 圆弧M₇M₁的圆心为M₇O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的 交点；

所述圆弧N₃N₄和N₆N₇的半径均为D₃/2；所述N₁N2的半径均为d₃/2；且 所述N₁N₂、N₃N₄和N₆N₇圆心均为第二螺杆的旋转中心O₂，所述圆弧N₂N₃、 N₄N₅、N₅N₆和N₇N₁的半径均为C₃，所述圆弧N₂N₃的圆心为N₂O₂的延长线 与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧N₄N₅的圆心为N₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧N₅N₆的圆 心为N₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧 N₇N₁的圆心为N₁O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点。

所述第一螺杆和第二螺杆的螺纹头数均为非整数维数。

所述具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机还包括第一脉动机构和第二脉 动机构，所述机筒设有输送段、熔融段、排气段和混炼挤出段；所述输送段、 熔融段、排气段和混炼挤出段自被加工的物料的移动方向依次排列；所述输 送段的上面设有与内腔连通的进料口，所述排气段的上面设有与内腔连通的 排气口；所述排气段的下面设有与内腔连通的第一清洁孔；所述第一脉动机 构安装于排气段的下面，且所述第一脉动机构插入第一清洁孔；所述混炼挤 出段的末端设有出料口；所述混炼挤出段的下面设有与内腔连通的第二清洁 孔；所述第二脉动机构安装于混炼挤出段的下面，且所述的第二脉动机构插 入第二清洁孔。

所述第一脉动机构包括第一偏心轮、第一转轴和第一杆件，所述第一偏 心轮通过第一转轴安装于排气段的下面，第一杆件的下端设有第一外缘，所 述第一偏心轮的上端顶住第一外缘的下面；所述第一杆件的上端插入第一清 洁孔；驱动第一偏心轮转动，则第一杆件则受到第一偏心轮的作用而上下往 复移动，从而对排气段的流道中的熔体的物料产生拉伸作用及轴向混合作用， 故可加速熔体的物料中的气体从排气口排出，同时第一螺杆、第二螺杆和第 一杆件之间相互擦拭实现了自洁作用。

所述第二脉动机构包括第二偏心轮、第二转轴和第二杆件，所述第二偏 心轮通过第二转轴安装于混炼挤出段的下面，所述第二杆件的下端设有第二 外缘，所述第二偏心轮的上端顶住第二外缘的下面；所述第二杆件的上端插 入第二清洁孔。同理，驱动第二偏心轮转动，则第二杆件则受到第二偏心轮 的作用而上下往复移动，从而对混炼挤出段的流道中的熔体的物料产生拉伸 作用及轴向混合作用，则促进熔体的物料的混炼塑化，且使熔体的物料从出 料口挤出，同时第一螺杆、第二螺杆和第二杆件之间相互擦拭实现了自洁作 用。

所述第一偏心轮和第二偏心轮均可使用凸轮代替。

本具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的加工方法，包括以下步骤：

（1）物料从进料口进入输送段的流道后，第一螺杆和第二螺杆分别沿各 自螺杆轴线同向等速转动；在第一螺杆和第二螺杆的轴向正位移输送力以及 第一螺杆和第二螺杆之间的摩擦力共同作用下实现进料输送，迫使物料向熔 融段的流道方向移动；

（2）当物料移动至熔融段的流道处时，由于流道的截面形状周期性变化， 从而对物料进行压缩和挤压，则物料预熔融，且第一螺杆和第二螺杆高速旋 转产生摩擦热，同时在机筒的外加热共同作用使得物料发生融化；在第一螺 杆和第二螺杆的同向转动的情况下，加速了熔体的物料与固体的物料的分离， 所述流道的截面形状周期性变化而产生的混沌混合作用加速固体的物料的熔 融进程，使得物料成为熔体；

（3）熔体的物料从熔融段的流道进入排气段的流道后，第一螺杆和第二 螺杆的同向转动不断翻动物料，此时安装于排气段的第一脉动机构的第一杆 件受第一偏心轮的作用而做上下往复垂直的运动，导致熔体的物料周期性漏 流的发生，则对熔体的物料产生拉伸力场作用及轴向混合作用，加速了气体 从排气口排出，第一螺杆、第二螺杆和第二杆件之间的相互擦拭作用实现了 自洁作用，且熔体的物料受第一螺杆和第二螺杆的作用进一步向混炼挤出段 的流道方向运动；

（4）熔体的物料进入混炼挤出段的流道后，混炼挤出段的流道的截面形 状周期性变化，则熔体的物料在混炼挤出段的流道中受到压缩和挤压的作用， 同时在第一螺杆和第二螺杆的同向转动作用下前行时，第二脉动机构对熔体 的物料产生拉伸力场作用及轴向混合强化作用，从而对熔体的物料进行混炼 塑化，且使熔体的物料稳定从出料口挤出；同时，第一螺杆、第二螺杆和第 二杆件之间的相互擦拭作用实现了自洁作用。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1、本发明的第一螺杆和第二螺杆的横截面形状不同，从而当第一螺杆和 第二螺杆同向转动时，流道的截面形状周期性变化，提高了固体输送效率， 可以更大程度的增加挤出产量，适用于大产量加工。

2、本发明的的第一螺杆和第二螺杆的横截面形状不同，从而当第一螺杆 和第二螺杆同向转动时，引入了对称破缺效应，流道的截面形状周期性变化， 则流道中的物料会受到压缩和挤压的作用，同时引入了横向脉动机构带来的 滑块上下往复脉动，使得物料流动空间周期性压缩、扩张，从而产生混沌混 合效果，强化了混炼和传热过程，使完成塑化的热、机械历程大大缩短，能 耗低、节能降耗效果显著。

3、本发明采用了第一螺杆、第二螺杆和第一杆件之间的相互擦拭作用和 第一螺杆、第二螺杆和第二杆件之间的相互擦拭作用，实现了加工过程自洁 作用。

4、本发明的采用了第一脉动机构和第二脉动机构，从而令物料产生了周 期性轴向漏流，提高了轴向混合作用，全面强化了混合混炼强度和效果，具 有极其优异的分散分布混合效果，令加工过程停留时间分布较窄，提高了加 工效率和效果，尤其适用于高产量、纳米材料的加工。

附图说明

图1是实施例1的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的结构示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视图。

图3是实施例2的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的结构示意图。

图4是实施例3的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的结构示意图。

图5是实施例4的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示的具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机，包括机筒1 和螺杆机构，所述机筒1内设有内腔4，所述螺杆机构安装于内腔4，所述螺 杆机构包括第一螺杆2和第二螺杆3，所述第一螺杆2和第二螺杆3相互啮合， 且所述第一螺杆2和第二螺杆3都与内腔4的内壁相切；所述第一螺杆2、第 二螺杆3与机筒1的内腔4形成流道；所述第一螺杆2和第二螺杆3的截面 均为由多段曲率半径不等的圆弧构成，且第一螺杆2和第二螺杆3的截面形 状不同，而两截面的圆弧数量相等；当第一螺杆2和第二螺杆3转动时，所 述流道的截面形状周期性变化。所述内腔4由两个连通的圆柱槽构成，且内 腔4的截面形状呈卧倒的“8”字。

所述第一螺杆2和第二螺杆3的截面的圆弧的数量均为4段，其中，第 一螺杆2的截面的4段圆弧分别为L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁，且圆弧L₁L₂、 L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁的圆心角分别为α₁₁、β₁₁、2π－α₁₁－β₁₁－β₁₂和β₁₂， 且圆弧L₃L₄与内腔4相切；

其中，β₁₁=β₁₂，0<α₁₁<π－β₁₁；

第二螺杆3的截面的4段圆弧分别为R₁R₂、R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁，且圆弧 R₁R₂、R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁分别与L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁配合，圆弧R₁R₂、 R₂R₃、R₃R₄和R₄R₁的圆心角分别与L₁L₂、L₂L₃、L₃L₄和L₄L₁的相等；且圆弧 R₁R₂与内腔4相切；

所述第一螺杆2旋转中心O₁和第二螺杆3旋转中心O₂之间的距离为C₁， 且第一螺杆2和第二螺杆3的最大外径均为D₁，最小内径均为d₁，所述第一 螺杆2中在圆弧L₂L₃和L₄L₁的螺腹的腹角和第二螺杆3中在圆弧R₂R₃和R₄R₁的螺腹的腹角均为η₁，且η₁=β₁₁=β₁₂，所述圆弧L₁L₂和L₃L₄的半径分别为d₁/2和D₁/2；所述圆弧L₁L₂和L₃L₄的圆心均为第一螺杆2的旋 转中心O₁；所述圆弧L₂L₃和L₄L₁的半径均为C₁，且所述圆弧L₂L₃的圆心为 L₂O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₁/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧L₄L₁的圆心为L₁O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₁/2为半径的圆弧的交点；

所述圆弧R₁R₂和R₃R₄的半径分别为D₁/2和d₁/2；所述圆弧R₁R₂和R₃R₄的圆心均为第二螺杆3的旋转中心O₂；所述圆弧R₂R₃和R₄R₁的半径均为C₁， 且所述圆弧R₂R₃的圆心为R₃O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₁/2为半径的圆 弧的交点；所述圆弧R₄R₁的圆心为R₄O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₁/2为 半径的圆弧的交点。同时D₁/d₁＝1.1~5.5，第一螺杆2和第二螺杆3的螺距均 为0.01~100D₁。

所述第一螺杆2和第二螺杆3均为单头螺纹螺杆。

所述具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机还包括第一脉动机构5和第二 脉动机构10，所述机筒1设有输送段15、熔融段16、排气段17和混炼挤出 段18；所述输送段15、熔融段16、排气段17和混炼挤出段18自被加工的物 料的移动方向依次排列；所述输送段15的上面设有与内腔4连通的进料口19， 所述排气段17的上面设有与内腔连通的排气口21；所述排气段17的下面设 有与内腔4连通的第一清洁孔9；所述第一脉动机构5安装于排气段17的下 面，且所述第一脉动机构5插入第一清洁孔9；所述混炼挤出段18的末端设 有出料口21；所述混炼挤出段18的下面设有与内腔4连通的第二清洁孔14； 所述第二脉动机构10安装于混炼挤出段18的下面，且所述的第二脉动机构 10插入第二清洁孔14。

所述第一脉动机构5包括第一偏心轮6、第一转轴8和第一杆件7，所述 第一偏心轮6通过第一转轴8安装于排气段15的下面，第一杆件7的下端设 有第一外缘71，所述第一偏心轮6的上端顶住第一外缘71的下面；所述第一 杆件7的上端插入第一清洁孔9；驱动第一偏心轮6转动，则第一杆件7则受 到第一偏心轮6的作用而上下往复移动，从而对排气段15的流道中的熔体的 物料产生拉伸作用及轴向混合作用，故可加速熔体的物料中的气体从排气口 21排出，同时第一螺杆2、第二螺杆3和第一杆件7之间相互擦拭实现了自 洁作用。

所述第二脉动机构10包括第二偏心轮11、第二转轴13和第二杆件12， 所述第二偏心轮11通过第二转轴13安装于混炼挤出段18的下面，所述第二 杆件12的下端设有第二外缘121，所述第二偏心轮11的上端顶住第二外缘 121的下面；所述第二杆件12的上端插入第二清洁孔14。同理，驱动第二偏 心轮11转动，则第二杆件12则受到第二偏心轮11的作用而上下往复移动， 从而对混炼挤出段18的流道中的熔体的物料产生拉伸作用及轴向混合作用， 则促进熔体的物料的混炼塑化，且使熔体的物料从出料口21挤出，同时第一 螺杆2、第二螺杆3和第二杆件12之间相互擦拭实现了自洁作用。

本具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机的加工方法，包括以下步骤：

（1）物料从进料口19进入输送段15的流道后，第一螺杆2和第二螺杆 3分别沿各自螺杆轴线同向等速转动；在第一螺杆2和第二螺杆3的轴向正位 移输送力以及第一螺杆2和第二螺杆3之间的摩擦力共同作用下实现进料输 送，迫使物料向熔融段16的流道方向移动；

（2）当物料移动至熔融段16的流道处时，由于流道的截面形状周期性 变化，从而对物料进行压缩和挤压，则物料预熔融，且第一螺杆2和第二螺 杆3高速旋转产生摩擦热，同时在机筒1的外加热共同作用使得物料发生融 化；在第一螺杆2和第二螺杆3的同向转动的情况下，加速了熔体的物料与 固体的物料的分离，所述流道的截面形状周期性变化而产生的混沌混合作用 加速固体的物料的熔融进程，使得物料成为熔体；

（3）熔体的物料从熔融段16的流道进入排气段17的流道后，第一螺杆 2和第二螺杆3的同向转动不断翻动物料，此时安装于排气段的第一脉动机构 5的第一杆件7受第一偏心轮6的作用而做上下往复垂直的运动，导致熔体的 物料周期性漏流的发生，则对熔体的物料产生拉伸力场作用及轴向混合作用， 加速了气体从排气口20排出，第一螺杆2、第二螺杆3和第二杆件6之间的 相互擦拭作用实现了自洁作用，且熔体的物料受第一螺杆2和第二螺杆3的 作用进一步向混炼挤出段18的流道方向运动；

（4）熔体的物料进入混炼挤出段18的流道后，混炼挤出段18的流道的 截面形状周期性变化，则熔体的物料在混炼挤出段18的流道中受到压缩和挤 压的作用，同时在第一螺杆2和第二螺杆3的同向转动作用下前行时，第二 脉动机构10对熔体的物料产生拉伸力场作用及轴向混合强化作用，从而对熔 体的物料进行混炼塑化，且使熔体的物料稳定从出料口挤出；同时，第一螺 杆2、第二螺3杆和第二杆件12之间的相互擦拭作用实现了自洁作用。

实施例2

如图3所示，本具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机除以下特征外同实 施例1：所述第一螺杆2和第二螺杆3的截面的圆弧的数量均为10段，其中, 第一螺杆2的截面的10段圆弧分别为H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、 H₇H₈、H₈H₉、H₉H₁₀和H₁₀H₁，且圆弧H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、 H₇H₈、H₈H₉、H₉H₁₀和H₁₀H₁的圆心角分别为α₂₁、β₂₁、_γ21、β₂₂、α₂₂、 α₂₃、β₂₃、γ₂₂、β₂₄和α₂₄，且圆弧H₁H₂、H₅H₆、H₆H₇和H₁₀H₁均与内腔4 相切，

其中，β₂₁=β₂₂=β₂₃=β₂₄，

0≤α₂₃+α₂₂＜π－（β₂₁+β₂₂+β₂₃+β₂₄）/2－（γ₂₁+γ₂₂）/2，

即0≦α₂₃+α₂₂＜α₂₁+α₂₄；同时，γ₂₁+γ₂₂≥0；

第二螺杆3的截面的10段圆弧分别为I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、 I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁，且圆弧I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁分别与圆弧H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、H₈H₉、H₉H₁₀和 H₁₀H₁配合，同时，所述圆弧I₁I₂、I₂I₃、I₃I₄、I₄I₅、I₅I₆、I₆I₇、I₇I₈、I₈I₉、I₉I₁₀和I₁₀I₁的圆心角分别与H₁H₂、H₂H₃、H₃H₄、H₄H₅、H₅H₆、H₆H₇、H₇H₈、H₈H₉、 H₉H₁₀和H₁₀H₁的相等；且圆弧I₃I₄和I₈I₉均与内腔相切；

所述第一螺杆2旋转中心O₁和第二螺杆3旋转中心O₂之间的距离为C₂， 且第一螺杆2和第二螺杆3的最大外径均为D₂，最小内径均为d₂，所述第一 螺杆2中在圆弧H₂H₃、H₄H₅、H₇H₈和H₉H₁₀的螺腹的腹角和第二螺杆3中在 圆弧I₂I₃、I₄I₅、I₇I₈和I₉I₁₀的螺腹的腹角均为_η2，且_η2=β₂₁=β₂₂=β₂₃=β₂₄， 所述圆弧H₁H₂、H₅H₆、H₆H₇和H₁₀H₁的半径均为D₂/2；所 述H₃H₄和H₈H₉的半径均为d₂/2；且所述H₁H₂、H₃H₄、H₅H₆、H₆H₇、H₈H₉和H₁₀H₁圆心均为第一螺杆2的旋转中心O₁，所述圆弧H₂H₃、H₄H₅、H₇H₈和H₉H₁₀的半径均为C₂，所述圆弧H₂H₃的圆心为H₃O₁的延长线与以O₁为圆 心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧H₄H₅的圆心为H₄O₁的延长线与 以O₁为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧H₇H₈的圆心为H₈O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧H₉H₁₀的圆 心为H₉O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；

所述圆弧I₃I₄和I₈I₉的半径均为D₂/2；所述I₁I₂、I₅I₆、I₆I₇和I₁₀I₁的半径均 为d₂/2；且所述I₁I₂、I₃I₄、I₅I₆、I₆I₇、I₈I₉和I₁₀I₁圆心均为第二螺杆3的旋转中 心O₂，所述圆弧I₂I₃、I₄I₅、I₇I₈和I₉I₁₀的半径均为C₂，所述圆弧I₂I₃的圆心为 I₂O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧I₄I₅的 圆心为I₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧 I₇I₈的圆心为I₇O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的交点；所 述圆弧I₉I₁₀的圆心为I₁₀O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₂/2为半径的圆弧的 交点。

所述第一螺杆2和第二螺杆3均为双头螺纹螺杆。

实施例3

如图4所示，本具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机除以下特征外同实 施例1：所述第一螺杆2和第二螺杆3的截面的圆弧的数量均为7段，其中， 第一螺杆2的截面的7段圆弧分别为M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、 M₆M₇和M₇M₁，且圆弧M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁的圆心角分别为α₃₁、β₃₁、γ₃₂、ε₃₁、ε₃₂、γ₃₁和β₃₂，且圆弧M₁M₂与内 腔4相切；

其中，β₃₁=β₃₂，ε₃₁=ε₃₂，

0＜α₃₁＜π－（β₃₁+β₃₂）/2－γ₃₂/2－ε₃₁/2－ε₃₂/2，

即，0＜α₃₁＜γ₃₁；

第二螺杆3的截面的7段圆弧分别为N₁N₂、N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、 N₆N₇和N₇N₁，所述圆弧N₁N₂、N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、N₆N₇和N₇N₁分 别与圆弧M₁M₂、M₂M₃、M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁配合，且圆弧 N₁N₂、N₂N₃、N₃N₄、N₄N₅、N₅N₆、N₆N₇和N₇N₁的圆心角分别与M₁M₂、M₂M₃、 M₃M₄、M₄M₅、M₅M₆、M₆M₇和M₇M₁的相等；且圆弧N₃N₄和N₆N₇均与内腔 相切；

所述第一螺杆2的旋转中心O₁和第二螺杆3的旋转中心O₂之间的距离 为C₃，第一螺杆2和第二螺杆3的最大外径均为D₃，最小内径均为d₃，所述 圆弧M₄M₅与M₅M₆之间的交点M₅与位于直径为d₃₀的圆上，且d₃＜d₃₀＜D₃； 所述第一螺杆2中在圆弧M₂M₃和M₇M₁的螺腹的腹角和第二螺杆3中在圆 弧N₂N₃和N₇N₁的螺腹的腹角均为η₃，且η₃=β₃₁=β₃₂，所 述第一螺杆2中在圆弧M₄M₅和M₅M₆的螺腹的腹角和第二螺杆3中在圆弧 N₄N₅和N₅N₆的螺腹的腹角均为η₄，且${\eta }_4=\pi -\arccos \left(\frac{{D_3}^2+d_{30}-{{4C}_3}^2}{{2D}_3{d}_{30}}\right);$

所述圆弧M₁M₂的半径为D₃/2；所述M₃M₄和M₆M₇的半径均为d₃/2；且 所述M₁M₂、M₃M₄和M₆M₇圆心均为第一螺杆2的旋转中心O₁，所述圆弧 M₂M₃、M₄M₅、M₅M₆和M₇M₁的半径均为C₃，所述圆弧M₂M₃的圆心为M₃O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧M₄M₅的圆 心为M₄O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧 M₅M₆的圆心为M₆O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点； 所述圆弧M₇M₁的圆心为M₇O₁的延长线与以O₁为圆心和以D₃/2为半径的圆 弧的交点；

所述圆弧N₃N₄和N₆N₇的半径均为D₃/2；所述N₁N₂的半径均为d₃/2；且 所述N₁N₂、N₃N₄和N₆N₇圆心均为第二螺杆3的旋转中心O₂，所述圆弧N₂N₃、 N₄N₅、N₅N₆和N₇N₁的半径均为C₃，所述圆弧N₂N₃的圆心为N₂O₂的延长线 与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧N₄N₅的圆心为N₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧N₅N₆的圆 心为N₅O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧 N₇N₁的圆心为N₁O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₃/2为半径的圆弧的交点。

所述第一螺杆2和第二螺杆3的螺纹头数均为非整数维数。

实施例4

如图5所示，本具有拉伸作用同向自洁双螺杆挤出机除以下特征外同实 施例3：所述第一螺杆2和第二螺杆3的截面的圆弧的数量均为6段，其中， 第一螺杆2的截面的7段圆弧分别为J₁J₂、J₂J₃、J₃J₄、J₄J₅、J₅J₆和J₆J₁，且圆 弧J₁J₂、J₂J₃、J₃J₄、J₄J₅、J₅J₆和J₆J₁的圆心角分别为α₄₁、θ₄₁、_γ41、δ₄₁、 ε₄₁和β₄₁，且圆弧J₁J₂与内腔4相切；

其中，0＜α₄₁＜π－β₄₁/2－θ₄₁/2－δ₄₁/2－γ₄₁/2，即0＜α₄₁＜ε₄₁，

第二螺杆3的截面的6段圆弧分别为K₁K₂、K₂K₃、K₃K₄、K₄K₅、K₅K₆和K₆K₁，所述圆弧K₁K₂、K₂K₃、K₃K₄、K₄K₅、K₅K₆和K₆K₁分别与圆弧M₁M₂、 M₂M₃、J₁J₂、J₂J₃、J₃J₄、J₄J₅、J₅J₆和J₆J₁配合，且圆弧K₁K₂、K₂K₃、K₃K₄、 K₄K₅、K₅K₆和K₆K₁的圆心角分别与J₁J₂、J₂J₃、J₃J₄、J₄J₅、J₅J₆和J₆J₁的相等； 圆弧K₅K₆与内腔4相切；

所述第一螺杆2的旋转中心O₁和第二螺杆3的旋转中心O₂之间的距离 为C₄，且第一螺杆2和第二螺杆3的最大外径均为D₄，最小内径均为d₄，所 述圆弧K₃K₄的两个端点K₃、K₄均在直径为d₄₀的圆上，且d₄＜d₄₀＜D₄，所述 第一螺杆2中在圆弧J₆J₁的螺腹的腹角和第二螺杆3中在圆弧K₆K₁螺腹的腹 角均为η₅，且η₅=β₄₁，所述第一螺杆2中在圆弧J₂J₃的螺腹 的腹角和第二螺杆3中在圆弧K₂K₃螺腹的腹角均为_η6，且 所述第一螺杆2中在圆弧J₄J₅的螺腹的腹角和第 二螺杆3中在圆弧K₄K₅螺腹的腹角均为η₇，且

所述圆弧J₁J₂的半径为D₄/2；所述J₃J₄和J₅J₆的半径分别为C₄－d₄₀/2和 d₄/2；且所述J₃J₄和J₅J₆圆心均为第一螺杆2的旋转中心O₁，所述圆弧J₂J₃、 J₄J₅和J₆J₁的半径均为C₄，所述圆弧J₂J₃的圆心为J₃O₁的延长线与以O₁为圆 心和以D₄/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧J₄J₅的圆心为J₅O₁的延长线与以 O₁为圆心和以D₄/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧J₆J₁的圆心为J₆O₁的延长 线与以O₁为圆心和以D₄/2为半径的圆弧的交点；

所述圆弧K₅K₆的半径均为D₄/2；所述K₁K₂和K₃K₄的半径分别为d₄/2和 d₄₀/2；且所述K₁K₂、K₅K₆和K₃K₄圆心均为第二螺杆3的旋转中心O₂，所述 圆弧K₂K₃、K₄K₅和K₆K₁的半径均为C₄，所述圆弧K₂K₃的圆心K₂O₂的延长 线与以O₂为圆心和以D₄/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧K₄K₅的圆心为K₄O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₄/2为半径的圆弧的交点；所述圆弧K₆K₁的圆 心为K₁O₂的延长线与以O₂为圆心和以D₄/2为半径的圆弧的交点。

所述第一螺杆2和第二螺杆3的螺纹头数均为在1和2之间的非整数维 数。

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定， 其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。