專利名稱：異形截面制品擠出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及擠出成型裝備技術(shù)領(lǐng)域，特指一種可實(shí)現(xiàn)大型異形制品的擠出成型的 擠出機(jī)及其成型工藝。
背景技術(shù)：
擠出成型在塑料制品成型加工工業(yè)中占有很重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在塑料制品成 型加工中，擠出成型制品的產(chǎn)量居首位。與其他成型方法比較，擠出成型具有連續(xù)化生產(chǎn)、 生產(chǎn)率高、應(yīng)用廣泛和投資少、收效快的特點(diǎn)。隨著塑料擠出成型技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展， 擠出機(jī)的類型日益增多。擠出機(jī)高速、高產(chǎn)，可使投資者以較低的投入獲得較大的產(chǎn)出和高額的回報(bào)。擠出 機(jī)的高效主要體現(xiàn)在高產(chǎn)出、低能耗、低制造成本方面。在功能方面，螺桿擠出機(jī)已不僅僅 用于高分子材料的擠出成型和混煉加工，它的用途已拓寬到食品、飼料、電極、炸藥、建材、 包裝、紙漿、陶瓷等領(lǐng)域。目前，擠出異形制品一般都是通過(guò)擠出機(jī)及特定的機(jī)頭、定型裝置、冷卻裝置獲 得，由擠出機(jī)塑化后的熔體從擠出機(jī)前端擠出后，通過(guò)機(jī)頭內(nèi)流道的變化過(guò)渡到所需要的 截面形狀，在機(jī)頭中再經(jīng)一段的穩(wěn)定流動(dòng)后離開機(jī)頭的口模，進(jìn)入到定型裝置及冷卻裝置 得到制品，由于這種形式，流道截面各處不同，流動(dòng)壓力不同，若要控制在出口處的流動(dòng)速 度一致非常困難，修模成本高，有時(shí)需要重新加工模具，造成很大的浪費(fèi)。這一問(wèn)題在制作 大型異形截面制品時(shí)，由于擠出壓力低，調(diào)節(jié)更加困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合擠出大型高分子異形截面制品的擠出成型裝置，能 夠消除擠出塑化波動(dòng)對(duì)成型制品質(zhì)量的影響，使成型異形截面制品容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是，異形截面制品擠出裝置，主要包括擠出系統(tǒng)、熔體匯集裝 置、熔體行星齒輪泵、熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置、熔體行星齒輪泵溫度控制裝置、分 支流道、分支流道溫度控制裝置、分支流道連接器、機(jī)頭體、機(jī)頭內(nèi)分支流道、阻尼裝置、成 型流道、口模、口模調(diào)節(jié)裝置、機(jī)頭溫度控制裝置，擠出系統(tǒng)包括一臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)，熔體匯 集裝置的入口與擠出系統(tǒng)的熔體出口連接，熔體匯集裝置將來(lái)自一臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)的熔體 匯集起來(lái)，熔體匯集裝置有一個(gè)或多個(gè)入口，熔體匯集裝置有一個(gè)出口，熔體匯集裝置的出 口與熔體行星齒輪泵入口連接，熔體行星齒輪泵溫度控制裝置控制流經(jīng)它的熔體的溫度， 熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置控制熔體行星齒輪泵中齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，控制熔體 的流量，熔體經(jīng)熔體行星齒輪泵后分成若干分支從熔體行星齒輪泵出口流出，每個(gè)熔體行 星齒輪泵出口與一個(gè)分支流道的連接，根據(jù)制品截面形狀確定分支流道分組后與分支流道 連接器連接，每組中分支流道的數(shù)量為一、二或多個(gè)，分支流道連接器連接相對(duì)應(yīng)的機(jī)頭內(nèi) 分支流道、阻尼裝置、成型流道與口模，通過(guò)分支流道溫度控制系統(tǒng)來(lái)控制每個(gè)分支流道的 熔體的溫度，分支流道通過(guò)其分支流道連接器與機(jī)頭體連接，阻尼裝置安裝在機(jī)頭體上，位于分支流道的末端，用于提供阻擋，使再次匯聚的熔體壓力和流速達(dá)到均勻，口模安裝在機(jī) 頭體的出口處，口模調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)口模出口間隙的大小，在口模與阻尼裝置之間是機(jī) 頭體的成型流道，用于從阻尼裝置到口模處流道間隙的過(guò)渡，并使熔體流動(dòng)進(jìn)一步均化。本發(fā)明異形截面制品擠出裝置的擠出系統(tǒng)可以是單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、 多螺桿擠出機(jī)、磨盤擠出機(jī)、雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機(jī)，當(dāng)擠出系統(tǒng)包括多臺(tái)擠出機(jī)時(shí)，可以是這 些擠出機(jī)的組合。熔體行星齒輪泵溫度控制裝置的加熱采用加熱棒、加熱圈、加熱絲或流體介質(zhì)。分流道溫度控制系統(tǒng)的加熱也可采用加熱棒、加熱圈、加熱絲或流體介質(zhì)。為了進(jìn)一步增加分支流道壓力的可控性，在分支流道上設(shè)置截流裝置，使得分支 流道的流通截面可調(diào)，進(jìn)而調(diào)節(jié)熔體進(jìn)入機(jī)頭內(nèi)的壓力，最終保證在口模沿線上流速一致。本發(fā)明異形截面制品擠出裝置的擠出工藝過(guò)程是高分子材料經(jīng)擠出機(jī)的加料斗 進(jìn)入機(jī)筒后，高分子材料在擠出機(jī)溫控系統(tǒng)的作用下以及螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)形成的剪切力的作用下 塑化，熔化的高分子材料即熔體從擠出機(jī)出口流出進(jìn)入到熔體匯集裝置，熔體經(jīng)過(guò)熔體匯 集裝置再進(jìn)入到熔體行星齒輪泵，熔體行星齒輪泵將匯集的熔體分成均勻的若干分支，分 支數(shù)等于行星齒輪的個(gè)數(shù)，熔體行星齒輪泵的每個(gè)分支出口連接一個(gè)分支流道，各個(gè)分支 流道流動(dòng)長(zhǎng)度相同，以保證熔體到達(dá)機(jī)頭體內(nèi)分支流道入口的速度和壓力的平衡，分支流 道分組后與分支流道連接器連接，熔體經(jīng)過(guò)分支流道連接器后流道的截面與制品截面相對(duì) 應(yīng)，截面大的部位分支流道分組中分支流道的數(shù)量多，熔體經(jīng)分支流道連接器進(jìn)入到機(jī)頭 體內(nèi)分支流道，在阻尼裝置的阻擋下均勻分布，熔體越過(guò)阻尼裝置后流過(guò)機(jī)頭成型流道，經(jīng) 過(guò)成型流道的過(guò)渡過(guò)程，使得熔體以均勻的流動(dòng)速度和壓力流出口模，再經(jīng)定型、冷卻得到 制品。機(jī)頭體溫度控制裝置控制機(jī)頭的整體溫度，它對(duì)于機(jī)頭體溫度控制裝置沿周向分段 的連接處或環(huán)境變化帶來(lái)的影響無(wú)法消除，可根據(jù)流出口模熔體的流速和流量差異，通過(guò) 分支流道溫度控制系統(tǒng)來(lái)控制每個(gè)分支流道的熔體的溫度，因?yàn)楦叻肿硬牧系牧鲃?dòng)特性對(duì) 溫度的依賴性很大，口模調(diào)節(jié)裝置主要用于調(diào)節(jié)熔體流出口模的間隙，流道表面粗糙度差 異和機(jī)頭熱處理的差異及熔體流動(dòng)性差異都可以借助熔體溫度的細(xì)微調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)。本發(fā)明由于采用了熔體行星齒輪泵及其熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置、熔體行 星齒輪泵溫度控制裝置，熔體進(jìn)入機(jī)頭的流動(dòng)不受擠出系統(tǒng)的直接影響，如果要求擠出系 統(tǒng)提供高的產(chǎn)量時(shí)，可以選用多臺(tái)中小型的擠出機(jī)同時(shí)供料，降低了制作大型擠出機(jī)帶來(lái) 的加工和調(diào)節(jié)成本。由于行星齒輪泵分流精度高，熔體行星齒輪泵將一股料流均勻分成多 股，將多股分組后再以均勻的壓力進(jìn)入到機(jī)頭內(nèi)分支流道，這種方式比傳統(tǒng)的通過(guò)機(jī)頭內(nèi) 流道的變化實(shí)現(xiàn)截面的變化要容易，本發(fā)明中機(jī)頭內(nèi)流道的變化只起局部微調(diào)的作用，各 部分的熔體料流量在進(jìn)入機(jī)頭前分配完成，經(jīng)阻尼裝置和口模調(diào)節(jié)裝置的輔助調(diào)節(jié)下均勻 流出口模，獲得高質(zhì)量的制品，克服了加工大型機(jī)頭面臨的要求精度高難以實(shí)現(xiàn)的難題，生 產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)量的提高調(diào)整起來(lái)也容易，通過(guò)分支流道溫度控制裝置對(duì)各段溫度的獨(dú)立控制 來(lái)彌補(bǔ)環(huán)境溫度變化、流道粗糙度差異、機(jī)頭體材料熱處理差異、熔體流動(dòng)差異等帶來(lái)的不 利影響。


圖1是本發(fā)明異形截面制品擠出裝置的俯視圖。
圖2是利用本發(fā)明異形截面制品擠出裝置獲得的制品圖例。圖中1.熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置，2.擠出系統(tǒng)，3.熔體匯集裝置，4.熔 體行星齒輪泵溫度控制裝置，5.熔體行星齒輪泵，6.分支流道，7.分支流道溫度控制裝置， 8.分支流道連接器，9.機(jī)頭體，10.機(jī)頭內(nèi)分支流道，11.阻尼裝置，12.成型流道，13. 口 模，14. 口模安裝螺釘，15. 口模調(diào)節(jié)螺釘，16.機(jī)頭溫度控制裝置，17.分支流道入口，18.熔 體行星齒輪泵出口，19.熔體行星齒輪泵入口。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明異形截面制品擠出裝置擠出類似圖2所示制品的一個(gè)實(shí)施例。 本發(fā)明異形截面制品擠出裝置，主要包括熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置1、擠出系統(tǒng)2、 熔體匯集裝置3、熔體行星齒輪泵溫度控制裝置4、熔體行星齒輪泵5、分支流道6、分支流道 溫度控制裝置7、分支流道連接器8、機(jī)頭體9、機(jī)頭內(nèi)分支流道10、阻尼裝置11、成型流道 12、口模13、口模調(diào)節(jié)裝置、機(jī)頭溫度控制裝置16，口模調(diào)節(jié)裝置包括口模安裝螺釘14、口 模調(diào)節(jié)螺釘15，熔體匯集裝置3的入口與擠出系統(tǒng)2的熔體出口連接，熔體匯集裝置3將來(lái) 自一臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)的熔體匯集起來(lái)，熔體匯集裝置3有一個(gè)或多個(gè)入口，熔體匯集裝置3 有一個(gè)出口，熔體匯集裝置3的出口與熔體行星齒輪泵入口 19連接，熔體行星齒輪泵溫度 控制裝置4控制流經(jīng)它的熔體的溫度，熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置1控制熔體行星齒 輪泵5中齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，控制熔體的流量，熔體經(jīng)熔體行星齒輪泵5后分成若干分 支從熔體行星齒輪泵出口 18流出，熔體行星齒輪泵5的每個(gè)熔體行星齒輪泵出口 18連接 一個(gè)分支流道6，安裝在分支流道6上的分支流道溫度控制系統(tǒng)7調(diào)節(jié)流經(jīng)此處的熔體溫 度，最上面的兩個(gè)分支流道6與一個(gè)帶叉的分支流道連接器8連接，其余的分支流道與直通 分支流道連接器8連接，各分支流道連接器8與機(jī)頭體9連接，熔體在機(jī)頭體9上的入口為 分支流道入口 17，阻尼裝置11安裝在機(jī)頭體9上，位于機(jī)頭內(nèi)分支流道10的末端，用于提 供阻擋，使再次匯聚的熔體壓力和流速達(dá)到均勻，機(jī)頭溫度控制裝置16控制機(jī)頭體9的溫 度，口模13安裝在機(jī)頭體9的出口處，口模安裝螺釘14和口模調(diào)節(jié)螺釘15分布于口模13 上，調(diào)節(jié)口模13時(shí)先松開口模安裝螺釘14，口模調(diào)節(jié)螺釘15帶動(dòng)口模13向上或向下微量 移動(dòng)，調(diào)整完成后再擰緊口模安裝螺釘14，調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)口模13出口間隙的大小，在 口模13與阻尼裝置11之間是機(jī)頭體的成型流道12，用于從阻尼裝置11到口模13處流道 間隙的過(guò)渡，并使熔體流動(dòng)進(jìn)一步均化。本實(shí)施例中熔體行星齒輪有六個(gè)行星齒輪，分支流 道6為六個(gè)，分支流道連接器8為五個(gè)，機(jī)頭內(nèi)分支流道10為五個(gè)，阻尼裝置11包括阻尼 板和安裝螺釘，阻尼板用螺釘固定在機(jī)頭體上，成型流道也分成兩部分。圖1所示中機(jī)頭體 9為上下兩部分，圖示為拆除了機(jī)頭體9的上部分。根據(jù)口模13處熔體的流動(dòng)情況通過(guò)分 支流道溫度控制裝置7來(lái)控制每個(gè)分支流道6的熔體的溫度，例如當(dāng)某段的熔體流動(dòng)速度 慢時(shí)，提高與此對(duì)應(yīng)的分支流道6的熔體控制溫度。由于升溫速度較慢，調(diào)節(jié)時(shí)緩慢進(jìn)行， 等流動(dòng)穩(wěn)定時(shí)再進(jìn)行調(diào)解。在口模13處可增加一些傳感器，與分支流道溫度控制裝置7的 溫度調(diào)節(jié)形成閉環(huán)控制，使調(diào)解自動(dòng)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.異形截面制品擠出裝置，主要包括擠出系統(tǒng)、熔體匯集裝置、熔體行星齒輪泵、熔體 行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置、熔體行星齒輪泵溫度控制裝置、分支流道、分支流道溫度控制 裝置、分支流道連接器、機(jī)頭體、機(jī)頭內(nèi)分支流道、阻尼裝置、成型流道、口模、口模調(diào)節(jié)裝 置、機(jī)頭溫度控制裝置，熔體匯集裝置有入口和出口，熔體匯集裝置的入口與擠出系統(tǒng)的熔 體出口連接，熔體匯集裝置的出口與熔體行星齒輪泵入口連接，熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控 制裝置控制熔體行星齒輪泵中齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，熔體行星齒輪泵溫度控制裝置控制位于熔體行 星齒輪泵中熔體的溫度，熔體經(jīng)熔體行星齒輪泵后分成若干分支從熔體行星齒輪泵出口流 出，每個(gè)熔體行星齒輪泵出口連接一個(gè)分支流道，其特征在于分支流道分組后與分支流道 連接器連接，每組分支流道的數(shù)量為一、二或多個(gè)，各分支流道連接器與對(duì)應(yīng)的機(jī)頭內(nèi)分支 流道、阻尼裝置、成型流道及口模連接，安裝在分支流道上的分支流道溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)流 經(jīng)此處的熔體溫度，分支流道通過(guò)其分支流道連接器與機(jī)頭體連接，阻尼裝置安裝在機(jī)頭 體上并位于機(jī)頭內(nèi)分支流道的末端，口模安裝在機(jī)頭體的出口處，口模調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)口模 出口間隙，機(jī)頭溫度控制裝置控制機(jī)頭的溫度，在口模與阻尼裝置之間是機(jī)頭體的成型流 道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形截面制品擠出裝置，其特征在于擠出系統(tǒng)采用單螺桿 擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、多螺桿擠出機(jī)、往復(fù)螺桿擠出機(jī)或磨盤擠出機(jī)或其中的兩個(gè)或多個(gè) 類型組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異形截面制品擠出裝置，其特征在于在分支流道上設(shè)置截流裝置。
全文摘要
本發(fā)明異形截面制品擠出裝置涉及擠出成型裝備技術(shù)領(lǐng)域，主要包括擠出系統(tǒng)、熔體匯集裝置、熔體行星齒輪泵、熔體行星齒輪泵傳動(dòng)及控制裝置、熔體行星齒輪泵溫度控制裝置、分支流道、分支流道溫度控制裝置、分支流道連接器、機(jī)頭體、機(jī)頭內(nèi)分支流道、阻尼裝置、成型流道、口模、口模調(diào)節(jié)裝置、機(jī)頭溫度控制裝置，每個(gè)熔體行星齒輪泵出口與一個(gè)分支流道連接，根據(jù)制品截面形狀確定分支流道分組后與分支流道連接器連接，再進(jìn)入機(jī)頭成型，這種方式比傳統(tǒng)的只通過(guò)機(jī)頭內(nèi)流道的變化實(shí)現(xiàn)截面變化的要求容易實(shí)現(xiàn)，機(jī)頭內(nèi)流道的變化起局部微調(diào)的作用，各部分的熔體料流量在進(jìn)入機(jī)頭前分配完成，克服了加工大型機(jī)頭面臨的要求精度高難以實(shí)現(xiàn)的難題。
文檔編號(hào)B29C47/92GK102039656SQ20091018006
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日
發(fā)明者楊衛(wèi)民, 汪傳生 申請(qǐng)人:青島科技大學(xué)