[實用新型]高分子材料管材螺桿擠出設備

有效

• 申請號: 201220502041.7
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN202862570U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 童風華
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: B29C47/38
• 分類號: B29C47/38;B29C47/60;B29C47/66
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本實用新型涉及熔融流動性很差，甚至沒有熔融流動性的高分子材料管材螺桿擠出設備。

背景技術

目前，對流動性很差的高分子材料管材成型普遍采用的成型方法有：柱塞擠出成型；高分子材料進行流動工藝改性，增加其成型流動性后，采取普通單螺桿擠出成型；單螺桿擠出機筒成型法。

柱塞擠出成型可以看成是連續的燒結成型，該方法成型過程不連續，塑化時間長，生產效率較低，不宜成型大的成品，在生產應用中受到一定限制。

對流動性差高分子原料流動工藝改性后，采用普通單螺桿擠出成型，雖然能夠成型，但成型效率低下，同時以降低產品性能為代價。

單螺桿機筒成型法專利ZL200710053227.2的主要工藝特征是在機筒內實現“進料→壓實→UHMWPE管材型胚成型→塑化”的工藝流程，有別于普通擠出機成型高分子材料管材“進料→壓實→塑化→管材成型（機筒外）”的工藝流程，這種先成型管材型胚，然后塑化工藝過程，保證管材的成型與原料熔融流動性沒有必然關系，即使原料的熔融流動性很差也能成型。但專利ZL200710053227.2技術所成型的管材型胚的運動形式難以控制，一方面管材型胚隨螺桿作旋轉運動，另外與螺槽間作相對直線運動，管材型胚的絕對運動形式為螺旋運動。在成型過程中，隨螺桿的同心度的降低，導致螺桿光桿與機筒間所形成的空間所形成UHMWPE管材型胚的幾何尺寸精度降低，從而影響UHMWPE管材的精確定型和UHMWPE管材成型的穩定性。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術而提出一種新型高分子材料管材螺桿擠出設備，其保留了專利ZL200710053227.2技術所有優點的前提下，提高了成型穩定性和產品質量。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是：高分子材料管材螺桿擠出設備，其特征在于包括有機箱、動力齒輪、旋轉螺桿、定徑螺桿、螺桿定位套、從動齒輪、法蘭、機筒、加熱器和滾球，其中，動力齒輪的兩端裝有一對軸承，軸承安裝在機箱上，動力齒輪與安設在機箱上的從動齒輪嚙合，在外力的作用下，帶動從動齒輪旋轉，所述的機箱上固定設置有螺桿定位套，其上固定有定徑螺桿，定徑螺桿從旋轉螺桿內穿過，處于靜止狀態，定徑螺桿與旋轉螺桿相配合且接近旋轉螺桿端部處開有溝槽，溝槽中安設有滾球，避免定徑螺桿與旋轉螺桿直接接觸，機筒的兩側通過法蘭固定在機箱上，機筒外側安設有加熱器。

按上述方案，所述的旋轉螺桿上設有一對軸承定位面，其上安設有一對軸承，軸承安裝在機箱上，確保旋轉螺桿工作時的同心度。

按上述方案，所述的旋轉螺桿上有螺棱，起進料壓實的目的，其結構劃分為：壓實段：等螺距變螺槽深度、變螺距變螺槽深度或變螺距等螺槽深度；過渡段，過渡段上沒有螺棱，旋轉螺桿壁厚逐步減小直至消失；所述的旋轉螺桿上開有安裝鍵的鍵槽，通過鍵實現與從動齒輪的連接。

按上述方案，所述的定徑螺桿上開有安裝鍵的鍵槽，通過鍵實現與螺桿定位套的連接，確保定徑螺桿工作時不旋轉；定徑螺桿上開有止退臺，工作時與螺桿定位套接觸，確保定徑螺桿工作時不后退。

按上述方案，所述的機筒上開有溝槽，對應在旋轉螺桿的壓實段，以提高旋轉螺桿的輸送能力。

高分子材料管材螺桿擠出方法，其特征在于按以下步驟順序進行：動力齒輪及從動齒輪旋轉運動帶動旋轉螺桿旋轉，將高分子原料向前輸送并逐漸被壓實；定徑螺桿靜止，當高分子原料到達定徑螺桿處，高分子原料充滿機筒與定徑螺桿間所形成的空間形成高分子材料管材型胚；所得的高分子材料管材型胚在摩擦熱、機筒外熱和加熱螺桿的共同作用下，逐漸塑化，得到高分子材料管材；然后在擠出壓力的繼續作用下，高分子材料管材通過定型芯棒和定型套來實現溫度和幾何尺寸的均化過程；再通過冷卻套完成冷卻定型過程，最后通過牽引裝置、計量裝置和切割裝置共同協調工作下，實現高分子材料管材的連續成型。

本實用新型的基本原理是：定徑螺桿靜止，旋轉螺桿旋轉，將高分子原料輸送壓實并產生足夠的擠出壓力，旋轉螺桿與普通螺桿相比只有進料壓實段，而沒有塑化段；當被壓實原料到達定徑螺桿與機筒型腔時，從而形成管材型胚；在摩擦熱和機筒加熱器熱傳導的共同作用下，當管材型胚到達機筒前端處，管材充分完全塑化；其后，定型機筒內，實現高分子材料管材的精確定型。

本實用新型與專利ZL200710053227.2，發明名稱“超高分子量聚乙烯管材單螺桿擠出機筒成型法”相比具有以下優點：