專利名稱：積分式擠出機(jī)及其成型工藝的制作方法
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)對(duì)相同或不同種類的擠出成 型制品以及微型擠出成型制品同時(shí)批量生產(chǎn)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。但是，擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速高速化也帶來(lái)了一系列需要克服的難點(diǎn)如物料在螺桿內(nèi) 停留時(shí)間減少會(huì)導(dǎo)致物料混煉塑化不均，物料經(jīng)受過(guò)度剪切可能造成物料急驟升溫和熱分 解，擠出穩(wěn)定性控制困難會(huì)造成擠出物幾何尺寸波動(dòng)，相關(guān)的輔助裝置和控制系統(tǒng)的精度 必須提高，螺桿與機(jī)筒的磨損加劇需要采用高耐磨及超高耐磨材質(zhì)，減速器與軸承在高速 運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下如何提高其壽命等問(wèn)題都需要解決。另外，實(shí)現(xiàn)擠出成型設(shè)備的大型化可以降低生產(chǎn)成本，這在大型雙螺桿造粒機(jī)組、 吹膜機(jī)組、管材擠出機(jī)組等方面優(yōu)勢(shì)更為明顯。然而，國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)服務(wù)所需的重大技術(shù)裝 備，大型乙烯工程配套的三大關(guān)鍵設(shè)備之一的大型擠壓造粒機(jī)組仍然長(zhǎng)期依靠進(jìn)口，因此 必須加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，滿足石化工業(yè)發(fā)展需要。而精密化可以提高產(chǎn)品的含金量，如多層共 擠復(fù)合薄膜等均需要精密擠出，而作為實(shí)現(xiàn)精密擠出的重要手段——熔體齒輪泵必須加大 力度進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究。擠出技術(shù)的創(chuàng)新都圍繞著實(shí)現(xiàn)更高效、更節(jié)能的生產(chǎn)，這也正印證了擠出技術(shù)發(fā) 展的必然趨勢(shì)。專家認(rèn)為，擠出機(jī)主機(jī)和生產(chǎn)線今後的市場(chǎng)將向高技術(shù)含量、價(jià)格更趨走低 的方向發(fā)展。而超大型、超微型、大長(zhǎng)徑比、高產(chǎn)出、良好的排氣性等已然成為擠出成型設(shè)備 的發(fā)展防線，而適應(yīng)特殊加工需要的螺桿機(jī)筒結(jié)構(gòu)，也成為大家爭(zhēng)相研發(fā)的重點(diǎn)。隨著擠出成型技術(shù)的不斷發(fā)展，擠出機(jī)類型的不斷增新，新型擠出成型技術(shù)將日 益發(fā)揮其重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集多臺(tái)擠出機(jī)為一體，能夠?qū)崿F(xiàn)快速高效精密擠出成型 的積分式擠出機(jī)及其成型工藝。本發(fā)明積分式擠出機(jī)，主要由多個(gè)擠出系統(tǒng)和一個(gè)積分系統(tǒng)組成，擠出系統(tǒng)跟常 規(guī)擠出機(jī)的相同，主要包括螺桿、機(jī)筒、加料斗、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)；積分系統(tǒng)包括行星齒輪泵、聯(lián)軸器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器和加熱冷卻裝置，設(shè)置在多個(gè)擠出系統(tǒng)的前端，驅(qū)動(dòng)電 機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器同行星齒輪泵的主動(dòng)齒輪軸相連，行星齒輪泵有多個(gè)進(jìn)口，每個(gè)進(jìn)口 經(jīng)過(guò)行星齒輪泵后有相應(yīng)的一個(gè)出口，多個(gè)出口匯集為一個(gè)主出口，每個(gè)進(jìn)口分別同相應(yīng) 的擠出系統(tǒng)的前端出口相連通，主出口同機(jī)頭相連；加熱冷卻裝置設(shè)置在行星齒輪泵的泵 體周圍。擠出系統(tǒng)可以采用單螺桿或雙螺桿或多螺桿擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)，也可以采用往復(fù) 螺桿擠出機(jī)或磨盤擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)。其多個(gè)擠出系統(tǒng)的類型可以相同也可以不同。擠出系統(tǒng)可以采用單螺桿、雙螺桿、多螺桿擠出機(jī)、往復(fù)螺桿擠出機(jī)或磨盤擠出機(jī) 其中的兩個(gè)或多個(gè)類型組成。加熱冷卻裝置對(duì)行星齒輪泵進(jìn)行加熱并控制其溫度，以保證塑料熔體能夠在泵中 的順暢流通，積分系統(tǒng)主要用于高溫熔體的輸送、匯集、增壓和計(jì)量。可選用現(xiàn)有的高精度計(jì)量的行星齒輪泵，其在各種溫度、粘度、壓力的條件下，可 保證穩(wěn)定的可重復(fù)流量，實(shí)現(xiàn)高精度計(jì)量的目的。積分系統(tǒng)的冷卻加熱裝置采用加熱棒、加熱圈或加熱絲。這樣可以方便對(duì)行星齒 輪泵做改裝，采用加熱棒即在泵體加工上放置加熱棒的孔即可；采用加熱圈即選擇尺寸合 適的加熱圈包裹在泵體上即可；采用加熱絲即在泵體兩面嵌入加熱絲即可。本發(fā)明積分式擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)的擠出成型工藝過(guò)程同常規(guī)擠出成型工藝過(guò)程的不同 之處在于其擠出過(guò)程。在擠出過(guò)程中，塑料經(jīng)過(guò)擠出系統(tǒng)在機(jī)筒中熔融塑化后，在壓力作用 下經(jīng)由擠出系統(tǒng)的前端出口進(jìn)入積分系統(tǒng)的行星齒輪泵的進(jìn)口中，并進(jìn)入泵體中；積分系 統(tǒng)的控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)齒輪軸帶動(dòng)主齒輪和小齒輪工作，即驅(qū)動(dòng)行 星齒輪泵工作，塑料熔體經(jīng)過(guò)行星齒輪的增壓計(jì)量作用從出口流出，并匯集進(jìn)入主出口，再 進(jìn)入機(jī)頭中成型制品；由此完成積分式擠出成型的擠出過(guò)程；擠出過(guò)程同時(shí)，需要加熱冷 卻裝置對(duì)行星齒輪泵加熱并控制在適當(dāng)溫度，以保證塑料熔體在其中能夠在熔融狀態(tài)下充 分流動(dòng)起來(lái)。本發(fā)明仍采用常規(guī)擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)，因此可以直接對(duì)普通擠出機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，尤 其是中小型擠出機(jī)，利用積分系統(tǒng)將多個(gè)小型擠出機(jī)匯集為一體，即可構(gòu)成積分式擠出機(jī)， 實(shí)現(xiàn)高速擠出機(jī)、中大型擠出機(jī)、甚至超大型擠出機(jī)的功能。本發(fā)明由于采用了多個(gè)擠出系統(tǒng)同時(shí)供給物料進(jìn)入積分系統(tǒng)，供料快而充足，因 此可以在擠出機(jī)螺桿低速旋轉(zhuǎn)的情況下得到高速擠出機(jī)的功能，在螺桿低速的情況下就避 免了物料混煉塑化不均、容易熱分解、擠出穩(wěn)定性控制困難、螺桿機(jī)筒易磨損、壽命低等一 系列缺陷；可以實(shí)現(xiàn)大型、超大型擠出機(jī)的功能，高產(chǎn)、高效、節(jié)能，又避免了生產(chǎn)大型、超大 型擠出機(jī)的技術(shù)難度大、制造加工困難、用料多等缺陷，只需配備相應(yīng)大型積分系統(tǒng)即可； 而且采用了行星齒輪泵，因此控制計(jì)量精確。


圖1是本發(fā)明積分式擠出機(jī)的俯視圖。圖2是本發(fā)明積分式擠出機(jī)的積分系統(tǒng)部分的主視圖。圖中1.擠出系統(tǒng)，2.積分系統(tǒng)，1-1.螺桿，1-2.機(jī)筒，1-3.加熱冷卻系統(tǒng)，1_4. 加料斗，1-5.傳動(dòng)系統(tǒng)，2-1.進(jìn)口，2-2.加熱冷卻裝置，2-3.行星齒輪泵，2-4.支座，2-5.聯(lián)軸器，2-6.驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2-7.齒輪軸，2-8.主齒輪，2-9.小齒輪，2-10.出口，2-11.機(jī)頭， 2-12.主出口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明微分式擠出機(jī)如圖1和圖2所示，主要由多個(gè)擠出系統(tǒng)(1)和一個(gè)積分系 統(tǒng)(2)組成，擠出系統(tǒng)(1)跟常規(guī)擠出機(jī)的相同，主要包括螺桿(1-1)、機(jī)筒(1-2)、加料斗 (1-4)、傳動(dòng)系統(tǒng)(1-5)和加熱冷卻系統(tǒng)(1-3)；積分系統(tǒng)(2)包括行星齒輪泵0-3)、聯(lián)軸 器(2- 、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2-6)、控制器和加熱冷卻裝置0-2)，設(shè)置在多個(gè)擠出系統(tǒng)(1)的前端， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2-6)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器0-5)同行星齒輪泵0-3)的主動(dòng)齒輪軸(2-7)相連， 行星齒輪泵(2- 有多個(gè)進(jìn)口 0-1)，每個(gè)進(jìn)口(2-1)經(jīng)過(guò)行星齒輪泵(2- 后有相應(yīng)的一 個(gè)出口(2-10)，多個(gè)出口 Q-10)匯集為一個(gè)主出口(2-12)，每個(gè)進(jìn)口(2-1)分別同相應(yīng)的 擠出系統(tǒng)(1)的前端出口相連通，主出口 0-12)同機(jī)頭0-11)相連；加熱冷卻裝置(2-2) 設(shè)置在行星齒輪泵0-3)的泵體周圍。本發(fā)明積分式擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)的擠出成型工藝過(guò)程同常規(guī)擠出成型工藝過(guò)程的不同 之處在于其擠出過(guò)程。在擠出過(guò)程中，塑料經(jīng)過(guò)擠出系統(tǒng)(1)在機(jī)筒(1-2)中熔融塑化后， 在壓力作用下經(jīng)由擠出系統(tǒng)(1)的前端出口進(jìn)入積分系統(tǒng)(2)的行星齒輪泵0-3)的進(jìn)口 (2-1)中，并進(jìn)入泵體中；積分系統(tǒng)(2)的控制器控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2-6)工作，經(jīng)聯(lián)軸器(2-5) 驅(qū)動(dòng)齒輪軸(2-7)帶動(dòng)主齒輪(2-8)和小齒輪(2-9)工作，即驅(qū)動(dòng)行星齒輪泵(2-3)工作， 塑料熔體經(jīng)過(guò)行星齒輪的增壓計(jì)量作用從出口 O-10)流出，并匯集進(jìn)入主出口(2-12)，再 進(jìn)入機(jī)頭0-11)中成型制品；由此完成積分式擠出成型的擠出過(guò)程；擠出過(guò)程同時(shí)，需要 加熱冷卻裝置(2- 對(duì)行星齒輪泵(2- 加熱并控制在適當(dāng)溫度，以保證塑料熔體在其中 能夠在熔融狀態(tài)下充分流動(dòng)起來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種積分式擠出機(jī)，其特征在于主要由多個(gè)擠出系統(tǒng)和一個(gè)積分系統(tǒng)組成，擠出 系統(tǒng)跟常規(guī)擠出機(jī)的相同，主要包括螺桿、機(jī)筒、加料斗、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)；積分系 統(tǒng)包括行星齒輪泵、聯(lián)軸器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器和加熱冷卻裝置，設(shè)置在多個(gè)擠出系統(tǒng)的前 端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器同行星齒輪泵的主動(dòng)齒輪軸相連，行星齒輪泵有多個(gè)進(jìn)口， 每個(gè)進(jìn)口經(jīng)過(guò)行星齒輪泵后有相應(yīng)的一個(gè)出口，多個(gè)出口匯集為一個(gè)主出口，每個(gè)進(jìn)口分 別同相應(yīng)的擠出系統(tǒng)的前端出口相連通，主出口同機(jī)頭相連；加熱冷卻裝置設(shè)置在行星齒 輪泵的泵體周圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分式擠出機(jī)，其特征在于其擠出系統(tǒng)可以采用單螺桿或 雙螺桿或多螺桿擠出機(jī)的擠出系統(tǒng)，也可以采用往復(fù)螺桿擠出機(jī)或磨盤擠出機(jī)的擠出系 統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分式擠出機(jī)，其特征在于其積分系統(tǒng)采用高精度計(jì)量行星齒輪泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分式擠出機(jī)，其特征在于其積分系統(tǒng)的冷卻加熱裝置采 用加熱棒、加熱圈或加熱絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分式擠出機(jī)，其特征在于擠出系統(tǒng)采用單螺桿、雙螺桿、 多螺桿擠出機(jī)、往復(fù)螺桿擠出機(jī)或磨盤擠出機(jī)其中的兩個(gè)或多個(gè)類型組成。
6.一種利用權(quán)利要求1所述積分式擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)的積分?jǐn)D出成型工藝，其特征在于在 擠出過(guò)程中，塑料經(jīng)過(guò)擠出系統(tǒng)在機(jī)筒中熔融塑化后，在壓力作用下經(jīng)由擠出系統(tǒng)的前端 出口進(jìn)入積分系統(tǒng)的行星齒輪泵的進(jìn)口中，并進(jìn)入泵體中；積分系統(tǒng)的控制器控制驅(qū)動(dòng)電 機(jī)工作，經(jīng)聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)齒輪軸帶動(dòng)主齒輪和小齒輪工作，即驅(qū)動(dòng)行星齒輪泵工作，塑料熔體 經(jīng)過(guò)行星齒輪的增壓計(jì)量作用從出口流出，并匯集進(jìn)入主出口，再進(jìn)入機(jī)頭中成型制品；由 此完成積分式擠出成型的擠出過(guò)程；擠出過(guò)程同時(shí)，需要加熱冷卻裝置對(duì)行星齒輪泵加熱 并控制在適當(dāng)溫度，以保證塑料熔體在其中能夠在熔融狀態(tài)下充分流動(dòng)起來(lái)。
全文摘要
本發(fā)明積分式擠出機(jī)及其成型工藝，積分式擠出機(jī)主要由多個(gè)擠出系統(tǒng)和一個(gè)積分系統(tǒng)組成，擠出系統(tǒng)跟常規(guī)擠出機(jī)的相同，積分系統(tǒng)包括行星齒輪泵、聯(lián)軸器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器和加熱冷卻裝置，設(shè)置在多個(gè)擠出系統(tǒng)的前端，行星齒輪泵有多個(gè)進(jìn)口和一個(gè)主出口，每個(gè)進(jìn)口分別同相應(yīng)的擠出系統(tǒng)的前端出口相連通，主出口同機(jī)頭相連；加熱冷卻裝置設(shè)置在行星齒輪泵的泵體周圍。積分式擠出成型工藝主要引入了行星齒輪泵來(lái)實(shí)現(xiàn)高溫熔體的輸送、分流、增壓和計(jì)量的作用。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高速擠出機(jī)的功能，避免物料混煉塑化不均、易熱分解、擠出穩(wěn)定性難控制、螺桿機(jī)筒易磨損等缺陷；可實(shí)現(xiàn)大型、超大型擠出機(jī)的功能，高產(chǎn)、高效、節(jié)能；且控制計(jì)量精確。
文檔編號(hào)B29C47/08GK102039658SQ200910180068
公開(kāi)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)