專利名稱：一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種高粘度樹脂擠出塑料管材的成型機(jī)頭，屬于塑料機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
塑料管材生產(chǎn)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要的位置，它的生產(chǎn)是將高粘度融熔物料，在擠出壓力的推動(dòng)下，通過(guò)機(jī)頭從口模擠出成型管坯，再經(jīng)輔機(jī)冷卻定型為合格塑料管材。這種生產(chǎn)目前現(xiàn)有技術(shù)廣泛采用的是中心支架式機(jī)頭，在熔體通過(guò)分流梭流道的瓶頸口后，其流道的形狀是等厚條形狀，因此，熔體在向口模流動(dòng)的方向上，過(guò)倒角后截面積逐漸擴(kuò)大，最后，幾個(gè)等厚的條狀流道中的熔體各自截面積，逐步擴(kuò)大而形成幾條帶狀熔體，然后，各帶狀熔體連在一起，再經(jīng)后置的較大壓縮比，壓合成管坯。這種設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，存在有以下的不足①由于分流梭流道是采用等厚條形結(jié)構(gòu)，所以在向口模流動(dòng)方向上，過(guò)倒角后熔體截面積不斷擴(kuò)大，從而使熔體的壓力不斷降低，以至于熔體不能壓緊分流梭側(cè)面，流出分流梭后，幾條帶狀熔體之間便會(huì)形成無(wú)料低壓區(qū)，導(dǎo)致熔體中的氣體、雜質(zhì)向各帶之間的低壓區(qū)集中，這就造成管材薄弱環(huán)節(jié)、合模后出現(xiàn)合模線，使管材的爆破力下降；②增加了“管材耐慢速裂紋增長(zhǎng)”檢測(cè)項(xiàng)目的難度；③由于現(xiàn)有技術(shù)采用口模和芯棒之間留有的流道，是等截面的圓筒狀結(jié)構(gòu)，因此，管材密度小，尺寸穩(wěn)定性差。
實(shí)用新型的內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的和任務(wù)是要克服現(xiàn)有技術(shù)存在的①分流梭流道是采用等厚條形結(jié)構(gòu)；②在口模和芯棒之間留有的流道是等截面的圓筒狀結(jié)構(gòu)；③管坯易出現(xiàn)合模線的質(zhì)量問(wèn)題，并提供一種分流梭流道的熔體分布均勻，不出現(xiàn)合模線和薄弱環(huán)節(jié)，性能均勻塑料管材的一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭，特提出本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭，主要是由聯(lián)接體[1]、分流錐[2]、機(jī)頭體[3]、壓板[5]、口模[6]、芯棒[7]和熔體流道所構(gòu)成，其特征在于在分流錐[2]前端的錐底部處，設(shè)有一道凸起的圓環(huán)[11]狀結(jié)構(gòu)物，該凸起的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)的外徑和聯(lián)接體[1]的內(nèi)圓錐面之間形成環(huán)形間隙，其截面積應(yīng)小于或等于聯(lián)接體內(nèi)空心柱腔的截面積，這對(duì)流進(jìn)分流梭流道的熔體起到均勻化作用，有利于使管坯壁厚均勻；在凸起的圓環(huán)[11]狀結(jié)構(gòu)物的下方，即分流錐[2]的中下部，其表面是傾角為3±0.5度的倒錐面體，并在該錐面上，加工有多個(gè)凸?fàn)畹姆至魉骩8]結(jié)構(gòu)，凸?fàn)罘至魉骩8]外表面與錐套[4]內(nèi)表面相配合封閉成多個(gè)由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形流道[9]，這樣，在熔體向口模流動(dòng)的方向上，各斷面的面積相等，在熔體向口模流動(dòng)的過(guò)程中，熔體的壓力不變，熔體在各分流梭間的等截面扇形流道內(nèi)，始終壓緊分流梭的側(cè)面，當(dāng)各股熔體流出分流梭流道后，立即閉合而形成一個(gè)完整的圓環(huán)形管坯；錐套[4]與分流錐[2]相配合的面，是一個(gè)傾斜角為3±0.5度的圓錐面，并靠該圓錐面而定位和自鎖，以實(shí)現(xiàn)工作時(shí)分流錐壓緊錐套，達(dá)到可靠密封和定位的目的；在口模[6]與芯棒[7]之間，留有與等截面扇形流道[9]相連通的環(huán)形流道[10]，該環(huán)形流道的前2/3段為截面逐漸減小的錐形空間段，工作中可產(chǎn)生壓縮比，而后1/3段為平直段，工作中可穩(wěn)定管坯的尺寸。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步特征在于在分流錐[2]中下部的錐面上加工的多個(gè)分流梭[8]，是其軸線方向的對(duì)角線相互平行，其上下端頭為尖角，并且上端頭兩側(cè)邊的夾角大于下端頭兩側(cè)邊的夾角，而左右兩夾角端為圓弧狀的“梭形物”，相鄰的分流梭之間的熔體流道，在其上部的N-N處為瓶頸[13]的狹窄部結(jié)構(gòu)，以使熔體的進(jìn)一步均勻混合，之后，即是由厚變薄、由窄變寬，而截面積不變的等截面扇形流道[9]。
本實(shí)用型中的聯(lián)接體[1]、機(jī)頭體[3]和壓板[5]是用螺釘聯(lián)接，錐套[4]和機(jī)頭體[3]間滑動(dòng)配合，并由聯(lián)接體[1]壓緊定位，分流錐[2]和錐套[4]由傾斜角為3±0.5度的圓錐配合面壓緊配合并自鎖定位，芯棒[7]和分流錐用螺紋聯(lián)接并定位，口模[6]用壓板[5]壓緊定位。
生產(chǎn)中，熔體首先從擠出機(jī)擠入聯(lián)接體[1]，在聯(lián)接體內(nèi)將松散的熔體收縮為一實(shí)心的圓柱形熔體，再由分流錐分割成基本等厚的環(huán)形熔體，在熔體進(jìn)入分流梭之前，在凸起的圓環(huán)[11]結(jié)構(gòu)的作用下，再經(jīng)過(guò)一次節(jié)流均化，使圓形熔體壁厚進(jìn)一步均勻，熔體進(jìn)入分流梭流道，經(jīng)過(guò)流道中的瓶頸[13]后，便進(jìn)入到等截面扇形流道內(nèi)，此時(shí)，熔體向x方向(熔體流動(dòng)方向)流動(dòng)的同時(shí)，熔體的厚度逐漸被擠薄，由于截面積不變，所以高粘度熔體必須同時(shí)向y方向和z方向產(chǎn)生流動(dòng)，其熔體的形狀即成為逐漸變薄的扇形狀，在等截面扇形流道內(nèi)，熔體的壓力均衡，當(dāng)熔體離開分流梭的瞬間，各股熔體的弧長(zhǎng)為L(zhǎng)n=πDn]]>(其中D為分流梭出口處圓環(huán)平均直徑，n為分流梭數(shù)量)，因此，L＝πD＝nLn，即各股熔體立即閉合，形成圓形管坯，再經(jīng)過(guò)口模和芯棒之間環(huán)形流道的錐形間隙壓實(shí)后，再經(jīng)平直段便擠出合格的管坯，最后，經(jīng)定徑裝置定型后，便是合格的塑料管材。
本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)是①由于分流梭的流道由原來(lái)的等厚條形狀改為由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形流道，使各股熔體在分流梭出口處立即閉合，因此，消除了管材上的條帶狀薄弱環(huán)節(jié)區(qū)；②由于熔體進(jìn)入聯(lián)接體后，已收縮為實(shí)心的圓柱形熔體，又經(jīng)凸起的圓環(huán)的分合熔體以及在等截面扇形流道中的瓶頸、變薄、變寬和錐形面的環(huán)形段流道、平直段流道以較大壓縮比的作用下消除了合模線，使產(chǎn)品壁厚均勻，提高成品率；③產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定密度大，提高爆破壓力；④由于熔體在通過(guò)分流梭后，已形成了完整的環(huán)形管坯，所以機(jī)頭可縮短1/4。


本實(shí)用新型設(shè)有5幅附圖，圖1是等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的N-N截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2處在分流錐面上的相鄰兩個(gè)分流梭展開結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是在等截面扇形流道中熔體流向示意圖。
現(xiàn)分別具體說(shuō)明如下圖1是等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中顯示，該機(jī)頭是由聯(lián)接體[1]、分流錐[2]、機(jī)頭體[3]、錐套[4]、壓板[5]、口模[6]、芯棒[7]所構(gòu)成，而聯(lián)接體[1]、機(jī)頭體[3]和壓板[5]用螺釘聯(lián)接、錐套[4]和機(jī)頭體[3]圓柱面滑動(dòng)配合，并由聯(lián)接體[1]壓緊定位，分流錐[2]和錐套[4]由斜角為3±0.5度的圓錐面壓緊配合并自鎖定位，芯棒[7]和分流錐[2]用螺紋聯(lián)接并定位，口模[6]用壓板[5]壓緊定位。
在聯(lián)接體[1]的中心線上，加工有熔體的入口[12]，而在分流錐[2]前端的錐底部處設(shè)有一道凸起的圓環(huán)[11]狀結(jié)構(gòu)物，該凸起的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)物的外徑和聯(lián)接體的內(nèi)圓錐面之間形成環(huán)形間隙，其截面積應(yīng)小于或等于聯(lián)接體內(nèi)空心柱腔的截面積，在分流錐[2]與錐套[4]相配合的錐形面，其表面是傾斜角為3±0.5度的倒錐面體，并在該錐面上加工有多個(gè)凸?fàn)畹姆至魉蠼Y(jié)構(gòu)，其外表面與錐套的內(nèi)表面相配合封閉成多個(gè)由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形流道，分流錐[2]的下部，通過(guò)螺紋與芯棒[7]相聯(lián)并定位，在芯棒[7]的外部套有口模[6]，并在芯棒與口模之間形成與等截面扇形流道相聯(lián)通的環(huán)形流道[10]，該環(huán)形流道的前2/3段為截面逐漸減小的錐形空間，工作中可產(chǎn)生壓縮比，而后1/3段為平直段，工作中可穩(wěn)定管坯尺寸，芯棒和分流錐的中心加工為空心結(jié)構(gòu)以減輕重量。
N-N為截面符號(hào)，在該處的流道上，設(shè)有瓶頸結(jié)構(gòu)。
箭頭方向?yàn)楣ぷ鲿r(shí)熔體在壓力作用下的流動(dòng)方向。
圖中的聯(lián)接體[1]、分流錐[2]、機(jī)頭體[3]、錐套[4]、壓板[5]、口模[6]、芯棒[7]其軸線均在同一中心線上。
當(dāng)松散的熔體進(jìn)入聯(lián)接體后，經(jīng)過(guò)錐形口到截面小的圓柱形空腔而混合壓縮，又經(jīng)分流錐前部的錐尖，將壓縮的熔體分開成傘形錐環(huán)狀，之后，又在圓環(huán)[11]作用下再次混合，經(jīng)N-N瓶頸處后，再壓縮、分流，進(jìn)入等截面扇形流道，均勻展開，再經(jīng)環(huán)形流道[10]的壓縮、平整穩(wěn)定即成為塑料管坯。
圖2是圖1的N-N截面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中顯示，在錐套[4]和分流錐[2]相配合而構(gòu)成的等截面扇形流道[9]，是由分流錐的錐面上加工有8個(gè)分流梭[8]與錐套內(nèi)壁接觸配合，而在相鄰分流梭之間形成了8條等截面扇形流道[9]，熔體在通過(guò)分流錐后，在分流梭的作用下，熔體將分為8股，沿等截面扇形流道流動(dòng)，最后各股側(cè)邊相接而制成圓形管坯。分流錐[2]的中間加工為空心以減輕重量和裝配芯棒。
圖3是圖2處在分流錐面上相鄰的兩個(gè)分流梭展開結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中顯示，在分流錐中下部的錐面上所加工的分流梭[8]，是沿熔體方向的兩端為尖角，而且，前面的尖角大于后面的尖角，而前半部的N-N位置處的兩個(gè)角是圓滑的弧狀“梭形物”。在兩個(gè)分流梭[8]之間形成了一條熔體流動(dòng)的流道，該流道在分流梭上部的N-N處是具有瓶頸[13]的結(jié)構(gòu)，過(guò)了這個(gè)瓶頸，便是由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形流道[9]，箭頭表示熔體流動(dòng)方向，該箭頭方向則顯示，在這樣的等截面扇形流道里，壓力均衡，因此，熔體沿著某一方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，也向另外的方向流動(dòng)，分流梭間的各股熔體流在離開分流梭下端頭處時(shí)，立即合籠在一起而形成完整圓環(huán)形管坯。
圖4是在等截面扇形流道中熔體流向示意圖熔體在兩分流梭之間流過(guò)瓶頸后，便進(jìn)入等截面扇形流道，在該流道中，由于其結(jié)構(gòu)是由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形狀，因此，在流道內(nèi)熔體壓力均衡，所以在離開分流梭的瞬間，各股熔體的弧長(zhǎng)為L(zhǎng)n=Ln=πDn]]>，其中D為分流梭出口處圓環(huán)平均直徑，n為分流梭個(gè)數(shù)，因此，L＝nLn，即在此瞬間各股熔體立即閉合，形成圓形管坯。圖中，熔體中出現(xiàn)的箭頭，表示熔體在等截面扇形流道里可向著不同三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
第二步 安裝調(diào)試將250-450mm規(guī)格機(jī)頭，換上325×26口模和芯棒，然后，用法蘭盤固定在擠出機(jī)上，下方用支架支承，機(jī)頭中心線和擠出機(jī)中心線一致，并在外表面配有加熱圈，按塑料管材加工工藝，設(shè)定各段加熱溫度，保溫后，即可啟動(dòng)擠出機(jī)，由低速過(guò)渡到高速，從口模中擠出管坯，并觀察管坯塑化質(zhì)量，當(dāng)達(dá)到合格后調(diào)試結(jié)束，開始啟動(dòng)牽引機(jī)進(jìn)行拉管。
第三步 生產(chǎn)流程在擠出機(jī)壓力的作用下，熔體便從擠出機(jī)進(jìn)入到一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭中，當(dāng)熔體進(jìn)入其入口[12]時(shí)，由于口徑的逐漸減小，使熔體受到擠壓混合，當(dāng)進(jìn)到聯(lián)接體內(nèi)的空心柱里受到壓力最大，將松散的熔體收縮為一實(shí)心圓柱形熔體，然后，再由分流錐分割成基本等厚的環(huán)形熔體，該熔體在進(jìn)入由分流梭和錐套所構(gòu)成的多個(gè)等截面扇形流道[9]之前，又在凸起的圓環(huán)[11]的作用下，又一次產(chǎn)生節(jié)流均化，使環(huán)形熔體壁厚進(jìn)一步均勻，當(dāng)熔體進(jìn)入等截面扇形流道后，經(jīng)過(guò)流道內(nèi)的瓶頸[13]N-N截面，分成多股，向x方向流動(dòng)的同時(shí)，因熔體厚度逐漸被擠薄，而截面積不變，所以熔體必須同時(shí)向y方向和z方向流動(dòng)，當(dāng)熔體離開分流梭的瞬間，各股熔體立即閉合而形成圓形管坯，再經(jīng)過(guò)口模[6]和芯棒[7]之間的環(huán)形流道[10]的錐形段和平直段的壓實(shí)和穩(wěn)定化后，便擠出合格的管坯，經(jīng)定徑裝置定型后，即成為成品塑料管材備用。
第四步 產(chǎn)品檢驗(yàn)對(duì)于UHWMPE管材屬于國(guó)家新產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)外均無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，目前所參照?qǐng)?zhí)行的是PE100國(guó)標(biāo)，經(jīng)檢測(cè)該產(chǎn)品的外徑為325.60mm，壁厚26.50mm，內(nèi)外壁光滑無(wú)合模線，達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，可以出廠。
權(quán)利要求1.一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭，主要是由聯(lián)接體[1]、分流錐[2]、機(jī)頭體[3]、壓板[5]、口模[6]、芯棒[7]和熔體流道所構(gòu)成，其特征在于a)在分流錐[2]前端的錐底部處，設(shè)有一道凸起的圓環(huán)[11]狀結(jié)構(gòu)物，該凸起的圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)物的外徑和聯(lián)接體[1]的內(nèi)圓錐面之間形成環(huán)形間隙，其截面積應(yīng)小于或等于聯(lián)接體內(nèi)空心柱腔的截面積；b)在凸起的圓環(huán)[11]狀結(jié)構(gòu)物的下方，即分流錐[2]的中下部，其表面是傾角為3±0.5度的倒錐面體，并在該錐面上，加工有多個(gè)凸?fàn)畹姆至魉骩8]結(jié)構(gòu)，分流梭[8]外表面與錐套[4]內(nèi)表面相配合封閉成多個(gè)由厚變薄、由窄變寬的等截面扇形流道[9]；c)錐套[4]與分流錐[2]相配合的面，是一個(gè)傾斜角為3±0.5度的圓錐面，并靠圓錐面而定位和自鎖；d)在口模[6]與芯棒[7]之間，留有與等截面扇形流道[9]相連通的環(huán)形流道[10]，該環(huán)形流道的前2/3段為截面逐漸減小的錐形空間，而后1/3段為平直段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭，其特征在于在分流錐[2]中下部的錐面上加工有多個(gè)分流梭[8]，是其軸線方向的對(duì)角線相互平行，其上下端頭為尖角，并且上端頭兩側(cè)邊的夾角大于下端頭兩側(cè)邊的夾角，而左右兩夾角端為圓弧狀的“梭形物”，相鄰的分流梭之間的熔體流道，在其上部的N-N處為瓶頸[13]的狹窄部結(jié)構(gòu)，之后，即為等截面扇形流道[9]。
專利摘要塑料機(jī)械領(lǐng)域的一種等截面分流支架式擠出塑料管機(jī)頭，由聯(lián)接體[1]、分流錐[2]、機(jī)頭體[3]、壓板[5]、口模[6]、芯棒[7]和熔體流道構(gòu)成，特征分流錐上設(shè)有圓環(huán)[11]凸起物和多個(gè)分流梭[8]，分流梭與錐套[4]內(nèi)表面以3±0.5度的錐面角相配合，其間構(gòu)成等截面扇形流道[9]，并自鎖定位，環(huán)形流道[10]前的2/3段為錐形段，而后1/3段為平直段，在分流梭之間的N－N截面處為瓶頸[13]結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)①管材上無(wú)合模線；②產(chǎn)品密度大，成品率高；③尺寸穩(wěn)定壁厚均勻；④縮短機(jī)頭長(zhǎng)度1/4。
文檔編號(hào)B29C47/12GK2530791SQ0220718
公開日2003年1月15日 申請(qǐng)日期2002年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月8日
發(fā)明者王守信, 王興天 申請(qǐng)人:王守信, 王興天