CN101947846A - 一种超声振动微管挤出模具 - Google Patents

一种超声振动微管挤出模具 Download PDF

Info

Publication number
CN101947846A
CN101947846A CN2010102840744A CN201010284074A CN101947846A CN 101947846 A CN101947846 A CN 101947846A CN 2010102840744 A CN2010102840744 A CN 2010102840744A CN 201010284074 A CN201010284074 A CN 201010284074A CN 101947846 A CN101947846 A CN 101947846A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibration
mould
extrusion
bolt
temperature sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102840744A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101947846B (zh
Inventor
赵丹阳
金翼飞
王敏杰
宋满仓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian University of Technology
Original Assignee
Dalian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian University of Technology filed Critical Dalian University of Technology
Priority to CN2010102840744A priority Critical patent/CN101947846B/zh
Publication of CN101947846A publication Critical patent/CN101947846A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101947846B publication Critical patent/CN101947846B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超声振动微管挤出模具，属于聚合物挤出成型技术领域。其特征是该模具由超声频电源、换能器、传振杆、变幅杆、振动头、机头体、分流锥、支撑板、定位销、口模托板、挡板、紧固螺栓、垫圈、口模、挡圈、压力/温度集成传感器、芯棒、调节螺栓、通气螺栓、加热圈、温度传感器、连接管和法兰盘组成。模具采用垂直于挤出方向的供料方式；振动头采用螺旋凹槽式结构，沿微管挤出方向振动；根据需要可更换不同结构参数的分流锥、芯棒和口模；压力/温度集成传感器用于测量模具流道内压力和温度的变化。本发明通过设计垂直供料的超声振动微管挤出模具，将超声振动添加到塑料微管挤出成型中，可降低流动阻力，提高生产效率，获得较高质量的塑料微管。

Description

一种超声振动微管挤出模具
技术领域
本发明属于聚合物挤出成型技术领域，涉及到一种利用超声振动降低聚合物熔体挤出流动阻力、提高挤出效率和质量的超声振动微管挤出模具。
背景技术
聚合物熔体在挤出模具微小流道内的流动过程一直是聚合物挤出加工研究的重点问题。在宏观挤出加工中，由于流道特征尺寸较大，流动阻力相对较小，挤出过程容易实现。但是在微管挤出过程中，流道特征尺寸较小，聚合物熔体本身粘弹特性引起的阻力无法忽略，尤其是当挤出速度提高到临界值时，聚合物熔体表面会产生“鲨鱼皮”现象，甚至发生熔体破裂，这直接影响到微管挤出生产的效率。所以传统的微管挤出往往存在着能耗大、生产效率低、挤出制品质量差等缺点。甚至对于一些加工性能较差的聚合物而言，使用传统的挤出加工工艺无法得到合格的成型制品。因此，探索新型、高效、高质量微管挤出成型技术具有重要的现实意义和广阔的市场前景。
目前，超声振动在塑料加工领域的研究主要集中在：(1)超声振动对聚合物熔体流变参数及力学性能的影响；(2)超声振动在提高聚合物基复合材料界面强度中的应用；(3)超声振动在填充聚合物中的应用；(4)超声振动在泡沫塑料挤出中的应用。这些研究着重揭示了超声振动对聚合物加工性能和加工效率的影响，为超声振动在聚合物成型领域的应用提供了理论基础。但是在聚合物微管挤出领域，尤其是超声振动微管挤出模具结构设计方面的研究国内外未见报道。在微管挤出过程中，应用超声振动可以使聚合物熔体在微流道内流动时充分发生壁面滑移，减小流动阻力。这样一方面可以降低加工难度，成型一些不易利用微挤出成型加工的聚合物；另一方面由于流道内阻力降低，微挤出速度可以相应升高，这有利于提高微管挤出的生产效率，获得具有较高质量的制品。由此可见，研究超声振动微管挤出模具具有十分重要的实际意义。
发明内容
本发明提供了一种超声振动塑料微管挤出模具，用于降低微管挤出流动阻力，提高挤出效率，获得较高质量的微型管材。
本发明的技术方案是：
一种超声振动微管挤出模具，包括超声频电源、换能器、传振杆、变幅杆、振动头、机头体、分流锥、支撑板、定位销、口模托板、挡板、紧固螺栓、垫圈、口模、挡圈、压力/温度集成传感器、芯棒、调节螺栓、通气螺栓、连接管、加热圈、温度传感器和法兰盘。
机头体垂直挤出方向通过连接管与挤出机出口相连，变幅杆和振动头以平行于挤出方向的方式同机头体连接，分流锥和芯棒分别固定在支撑板两侧，通气螺栓通过机头体上的螺栓孔与支撑板相接触，调节螺栓通过挡板上的螺纹孔和口模托板连接，利用垫圈、挡圈和紧固螺栓将口模固定在口模托板上，加热圈和温度传感器固定在机头体和口模托板外部，压力/温度集成传感器安装在口模平直段的小孔内。
使用垂直进料方式设计微管挤出模具基本结构，使振动头振动方向与挤出方向一致；振动头采用螺旋凹槽式结构，调节熔体的流场分布；使用外置超声频电源、换能器、传振器和变幅杆调节超声振动相关参数；根据需要更换不同结构参数的分流锥、芯棒、口模托板和口模；调节螺栓可调整芯棒和口模的同轴度和间隙；口模的平直段压力/温度集成传感器测量聚合物熔体在微挤出过程中的压力和温度。
该模具可以根据研究的需要更换不同结构参数的分流锥、芯棒、口模托板和口模。同时还可以通过调节超声频电源、换能器、传振杆、变幅杆的相关参数研究不同超声振动工艺参数对微管挤出效率和挤出物质量的影响。
熔融的聚合物熔体在压力的作用下通过垂直结构连接管进入模具流道，超声由超声频电源产生，经过换能器将波能转换成为机械能，再通过传振杆、变幅器使振动头高频振动，在分流锥的作用下聚合物进入流道内，经过压缩段的压缩，最后由平直段挤出。特殊结构的振动头一方面可使聚合物熔体产生超声振动，能够有效的降低流动阻力；另一方面，螺旋凹槽结构可以调节熔体流场分布，使熔体流动均匀；安装在口模托板上的调节螺栓可改变芯棒和口模之间的同轴度与间隙，使聚合物熔体挤出过程的流场分布更为均匀；固定在机头体和口模托板上的加热圈和温度传感器用来控制微管挤出过程中温度的变化；安装在平直段的传感器同时具有测量压力和温度的功能，是一个压力/温度集成传感器，具有计算机通讯接口，用于测量超声振动情况下聚合物熔体在挤出过程中的压力和温度。
本发明的效果和益处是：通过设计一种垂直进料、水平振动的超声振动微管挤出模具，实现了在微管挤出领域将超声振动应用于聚合物的挤出成型加工；振动头设计成特殊螺旋凹槽式结构，既能产生超声振动，降低聚合物熔体的流动阻力，又能使聚合物流动平衡；采用外置独立式超声振动系统，可以通过调节超声频电源、换能器、传振杆和变幅杆相关参数，系统研究超声振动工艺参数对微管挤出效率和制品质量的影响；模具结构采用镶块式设计，可以根据研究需要更换不同结构参数的分流锥、芯棒和口模。本发明不但可以降低微管挤出成型难度，成型一些微挤出工艺不易加工的聚合物，还可以提高挤出效率，获得更高质量要求的医用微挤出导管。
附图说明
附图是超声振动微管挤出模具的结构示意图。
图中：1超声频电源；2换能器；3传振杆；4变幅杆；5振动头；6机头体；7A加热圈；8分流锥；9B加热圈；10支撑板；11定位销；12口模托板；13C加热圈；14挡板；15 A紧固螺栓；16 D加热圈；17垫圈；18 B紧固螺栓；19口模；20挡圈；21压力/温度集成传感器；22 D温度传感器；23芯棒；24调节螺栓；25 C温度传感器；26通气螺栓；27 B温度传感器；28 A温度传感器；29 E加热圈；30连接管；31法兰盘。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
观测超声振动作用下热塑性聚氨酯(TPU)微型介入导管挤出效率和挤出物质量，实施例步骤如下：
步骤1
使用烘干箱在一定温度下烘干TPU，去除水分。
步骤2
启动挤出机，利用加热圈(7、9、13、16、29)和温度传感器(22、25、27、28)将挤出机各段和模具各区域分阶段加热到设定温度，并保温一段时间。
步骤3
将烘干的TPU塑料颗粒倒入料筒，在挤出机螺杆的作用下，聚合物熔体由连接管30垂直流入机头体6，经分流锥8作用进入流道，然后在芯棒23、口模托板12和口模19的共同作用下，熔体截面形状逐渐压缩达到设计要求，并从口模19出口挤出。
步骤4
打开超声频电源1，通过设置相关参数使振动头5产生高频振动。
步骤5
根据挤出制品截面形状和壁厚均匀情况，利用调节螺栓24调节口模托板12和芯棒23之间的间隙，使挤出过程平稳、均匀。
步骤6
调节超声振动系统工艺参数或挤出工艺参数，测量挤出微管尺寸精度、形状精度和挤出速度等，同时利用压力/温度集成传感器21记录熔体的压力和温度值。
步骤7
通过数据处理和分析，获得不同超声振动工艺参数和挤出工艺参数对微管挤出效率和挤出物质量的影响。
步骤8
更换不同结构参数的分流锥8、芯棒23、口模托板12和口模19，重复步骤2～步骤7，获得超声振动对聚合物微挤出过程、挤出效率和微管质量的影响，揭示超声振动作用下聚合物熔体微挤出过程的流动规律。

Claims (1)

1.一种超声振动微管挤出模具，包括超声频电源(1)、换能器(2)、传振杆(3)、变幅杆(4)、振动头(5)、机头体(6)、分流锥(8)、支撑板(10)、定位销(11)、口模托板(12)、挡板(14)、A紧固螺栓(15)、垫圈(17)、B紧固螺栓(18)、口模(19)、挡圈(20)、压力/温度集成传感器(21)、芯棒(23)、调节螺栓(24)、通气螺栓(26)、连接管(30)、法兰盘(31)、加热圈和温度传感器；加热圈包括A加热圈(7)、B加热圈(9)、C加热圈(13)、D加热圈(16)和E加热圈(29)；温度传感器包括A温度传感器(28)、B温度传感器(27)、C温度传感器(25)和D温度传感器(22)；其特征在于：
机头体(6)通过连接管(30)与挤出机出口相连，变幅杆(4)和振动头(5)与机头体(6)相连，分流锥(8)和芯棒(23)分别固定在支撑板(10)两侧，通气螺栓(26)通过机头体(6)上的螺栓孔与支撑板(10)相接触，调节螺栓(24)通过挡板(14)上的螺栓孔与口模托板(12)相接触，利用垫圈(17)、挡圈(20)和紧固螺栓(18)将口模(19)固定在口模托板(12)上，加热圈和温度传感器固定在连接管(30)、机头体(6)和口模托板(12)外部，压力/温度集成传感器(21)安装在口模(19)平直段的小孔内；
使用垂直进料方式作为超声振动微管挤出模具的基本结构，使振动头(5)振动方向与挤出方向一致；振动头(5)采用螺旋凹槽式结构；使用外置超声频电源(1)、换能器(2)、传振器(3)和变幅杆(4)调节超声振动相关参数；根据需要更换不同结构参数的分流锥(8)、芯棒(23)、口模托板(12)和口模(19)；调节螺栓(24)调整芯棒(23)和口模(19)的同轴度和间隙；口模(19)的平直段压力/温度集成传感器(21)测量聚合物熔体在微挤出过程中的压力和温度。 
CN2010102840744A 2010-09-16 2010-09-16 一种超声振动微管挤出模具 Expired - Fee Related CN101947846B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102840744A CN101947846B (zh) 2010-09-16 2010-09-16 一种超声振动微管挤出模具

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102840744A CN101947846B (zh) 2010-09-16 2010-09-16 一种超声振动微管挤出模具

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101947846A true CN101947846A (zh) 2011-01-19
CN101947846B CN101947846B (zh) 2012-09-12

Family

ID=43451531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102840744A Expired - Fee Related CN101947846B (zh) 2010-09-16 2010-09-16 一种超声振动微管挤出模具

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101947846B (zh)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102397908A (zh) * 2011-11-29 2012-04-04 浙江工业大学 高频颤振冷挤压模具
CN102490336A (zh) * 2011-11-11 2012-06-13 贵州省复合改性聚合物材料工程技术研究中心 提高超声在聚合物挤出中的应用效果的方法及装置
CN102581054A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 浙江工业大学 带顶出杆的高频颤振冷挤压模具
CN102615805A (zh) * 2012-03-22 2012-08-01 大连理工大学 一种多腔塑料微管直角挤出模具
CN102814960A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 深圳市沃尔核材股份有限公司 免调式挤出机头
CN102886886A (zh) * 2011-07-22 2013-01-23 深圳市沃尔核材股份有限公司 一种高寿命挤出机头及包括该挤出机头的自动挤出系统
CN103419349A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 四川大学 聚合物熔体剪切振动挤出成型装置
CN103600409A (zh) * 2013-11-22 2014-02-26 山东理工大学 用于共纺丝的四环孔喷丝模具
CN104085086A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 大连理工大学 一种超声波直接作用于聚合物熔体的注塑成型模具
CN104851532A (zh) * 2015-04-23 2015-08-19 东莞市瀛通电线有限公司 一种多色螺旋注条线的制备方法及制品
CN105014925A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 广东工业大学 一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法
CN105500666A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种用于pe微孔发泡管材的专用挤出模头
CN105500661A (zh) * 2014-09-22 2016-04-20 上海哈威新材料技术股份有限公司 一种阻燃微管
CN106918640A (zh) * 2017-01-18 2017-07-04 浙江大学 非等温高剪切聚合物注射成形的超声波原位表征装置
CN108790101A (zh) * 2018-08-08 2018-11-13 新疆登煌管业有限公司 一种口模和芯模间隙调节装置及方法
CN109228109A (zh) * 2018-08-21 2019-01-18 江苏大学 一种超声振动辅助注塑成型的方法与装置
CN110746619A (zh) * 2019-10-31 2020-02-04 四川大学 超声振动旋转剪切解缠结装置
RU207453U1 (ru) * 2021-04-16 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Экструдер с ультразвуковой формующей головкой
CN113969053A (zh) * 2021-11-26 2022-01-25 甘肃坤远节能环保科技发展有限公司 一种发泡粒径控制方法及用于高阻燃防火材料的制备方法
CN117549532A (zh) * 2023-12-09 2024-02-13 青岛新大成塑料机械有限公司 挤出机用挤出机头、挤出设备及其更换方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462354A (zh) * 2009-01-05 2009-06-24 大连理工大学 一种塑料多腔管微挤出流动平衡检测装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101462354A (zh) * 2009-01-05 2009-06-24 大连理工大学 一种塑料多腔管微挤出流动平衡检测装置

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102814960A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 深圳市沃尔核材股份有限公司 免调式挤出机头
CN102814960B (zh) * 2011-06-09 2015-11-25 深圳市沃尔核材股份有限公司 免调式挤出机头
CN102886886A (zh) * 2011-07-22 2013-01-23 深圳市沃尔核材股份有限公司 一种高寿命挤出机头及包括该挤出机头的自动挤出系统
CN102490336A (zh) * 2011-11-11 2012-06-13 贵州省复合改性聚合物材料工程技术研究中心 提高超声在聚合物挤出中的应用效果的方法及装置
CN102490336B (zh) * 2011-11-11 2015-01-28 贵州省复合改性聚合物材料工程技术研究中心 提高超声在聚合物挤出中的应用效果的方法及装置
CN102397908A (zh) * 2011-11-29 2012-04-04 浙江工业大学 高频颤振冷挤压模具
CN102397908B (zh) * 2011-11-29 2014-03-26 浙江工业大学 高频颤振冷挤压模具
CN102581054A (zh) * 2012-02-29 2012-07-18 浙江工业大学 带顶出杆的高频颤振冷挤压模具
CN102615805B (zh) * 2012-03-22 2015-01-28 大连理工大学 一种多腔塑料微管直角挤出模具
CN102615805A (zh) * 2012-03-22 2012-08-01 大连理工大学 一种多腔塑料微管直角挤出模具
CN103419349A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 四川大学 聚合物熔体剪切振动挤出成型装置
CN103600409A (zh) * 2013-11-22 2014-02-26 山东理工大学 用于共纺丝的四环孔喷丝模具
CN103600409B (zh) * 2013-11-22 2015-12-30 山东理工大学 用于共纺丝的四环孔喷丝模具
CN104085086A (zh) * 2014-06-26 2014-10-08 大连理工大学 一种超声波直接作用于聚合物熔体的注塑成型模具
CN105500661A (zh) * 2014-09-22 2016-04-20 上海哈威新材料技术股份有限公司 一种阻燃微管
CN104851532A (zh) * 2015-04-23 2015-08-19 东莞市瀛通电线有限公司 一种多色螺旋注条线的制备方法及制品
CN105014925A (zh) * 2015-07-27 2015-11-04 广东工业大学 一种超声波处理制备金属闪光效果塑料的装置及方法
CN105500666A (zh) * 2015-11-30 2016-04-20 浙江伟星新型建材股份有限公司 一种用于pe微孔发泡管材的专用挤出模头
CN106918640A (zh) * 2017-01-18 2017-07-04 浙江大学 非等温高剪切聚合物注射成形的超声波原位表征装置
CN106918640B (zh) * 2017-01-18 2019-11-12 浙江大学 非等温高剪切聚合物注射成形的超声波原位表征装置
CN108790101A (zh) * 2018-08-08 2018-11-13 新疆登煌管业有限公司 一种口模和芯模间隙调节装置及方法
CN109228109A (zh) * 2018-08-21 2019-01-18 江苏大学 一种超声振动辅助注塑成型的方法与装置
CN110746619A (zh) * 2019-10-31 2020-02-04 四川大学 超声振动旋转剪切解缠结装置
CN110746619B (zh) * 2019-10-31 2020-07-31 四川大学 超声振动旋转剪切解缠结装置
RU207453U1 (ru) * 2021-04-16 2021-10-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Экструдер с ультразвуковой формующей головкой
CN113969053A (zh) * 2021-11-26 2022-01-25 甘肃坤远节能环保科技发展有限公司 一种发泡粒径控制方法及用于高阻燃防火材料的制备方法
CN117549532A (zh) * 2023-12-09 2024-02-13 青岛新大成塑料机械有限公司 挤出机用挤出机头、挤出设备及其更换方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101947846B (zh) 2012-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101947846B (zh) 一种超声振动微管挤出模具
CN102615805B (zh) 一种多腔塑料微管直角挤出模具
CN202781780U (zh) 超硬塑双层无浮动轴挤出机
CN102825752A (zh) 气体辅助挤出成型装置
CN102794896B (zh) 聚合物超声熔融双阶挤出的方法及装置
CN101391482B (zh) 一种用于橡胶护舷挤出法生产的增压机头
CN202640733U (zh) 给水管材模具挤出互换机构
CN102825753A (zh) 一种气体辅助挤出成型方法
CN203665911U (zh) 一种pe管材的改进型挤出模具机头
CN207207092U (zh) 一种水冷定径套
CN207207071U (zh) 管材成型设备用挤压模具
CN202528427U (zh) 一种分流梭pvc管材机头
CN212472330U (zh) 一种应用于挤出模具的流道系统
CN202156018U (zh) 塑料挤出生产设备螺旋式机头
CN202781768U (zh) 一种气体辅助挤出成型装置
CN201525118U (zh) 一种塑料挤出模具
CN206465237U (zh) 陶瓷管棒可调节成型模具
CN206446086U (zh) 一种具有双分流梭结构的高速pvc管材模具
CN202556711U (zh) 篮式外护套管模具
CN202677965U (zh) 一种挤塑机机头
CN201135120Y (zh) 一种双色挤出机
CN202388778U (zh) 一种高效中空螺杆
CN204585738U (zh) 一种用于生产化妆品瓶盖的注塑模
CN202037844U (zh) 一种锥形镗增压挤塑机头
CN219706020U (zh) 三层共挤机头模具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120912

Termination date: 20150916

EXPY Termination of patent right or utility model