CN103434106A - 一种低成本大型塑料件的生产设备及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低成本大型塑料件的生产设备和生产工艺，加料和挤出分3个步骤进行，挤出机安装在移动装置上，将移动装置移动，从而使得挤出机移动，将挤出机对准下一个工位的模具，根据设定的加料时间和顺序，重复加料和挤出步骤。本发明生产过程中，不移动大型模具，而通过导轨等移动装置移动挤出机，从而实现不同工位大型生产件的生产。

Description

一种低成本大型塑料件的生产设备及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种化工生产设备及工艺，特别是一种低成本大型塑料件的生产设备及生产工艺。

背景技术

在化工生产中，特别是在大型塑料件的生产中，比如重量超过10公斤的塑料件，最常用的方法就是使用大型和超大型注射机和大型模具。大型和超大型注射机价格昂贵，动辄上百万元，小企业购买能力有限，生产受阻。另外，大型注射机和大型模具体积和重量较大，生产中不便于移动，在实际生产中也很少移动，不能根据需要方便灵活的利用；再者，大型塑料件的模具壁厚较大，冷却时间较长，为了使得大型塑料件冷却完全，大型注射机经常要工作一旦时间就要停止工作，待大型塑料件冷却完全后再继续工作，这样就造成了注塑机的浪费，而且有些塑料的不稳定性，在注塑机不工作的时候，放置时间过长的话，塑料就容易在料筒里发生分解等现象，这样容易导致最终生产的塑料件的性能不够稳定。对于分子量较大的原料，比如HDPE，由于粘度较大，也不适合用注塑法生产。

发明内容

本发明的目的就在于：提供一种挤出法生产大型塑料件的生产工艺，降低生产成本。

本发明的另一目的，是提供一种挤出法生产大型塑料件的设备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种低成本大型塑料件的生产工艺，包括如下步骤：

第一步：备料

在加料装置的一个料仓内加入通用料，在加料装置的另一个料仓内加入玻璃纤维增强复合材料；

第二步：加料、挤出

(1)通用料先加入挤出机进行挤出；(2)通用料的挤出完成时加入玻璃纤维增强复合材料进行挤出；(3)玻璃纤维增强复合材料挤出完成时，再加入通用料进行挤出；(1)中的通用料：(2)中的玻璃纤维增强复合材料：(3)中的通用料的质量比为0.5～1：0.5～1：0.5～1；加料的数量和顺序由程序事先设定好；

挤出机由动力装置控制向模具中挤出，模具设置在硫化机内，模具中设置有感应器和限位器，当挤出机中的料加到模具中设定的量时，感应器和限位器会发出信号，模具中的加料阀门关闭，挤出机不再往模具里注入料，挤出完成；

第三步：下一个工位的挤出

挤出机安装在移动装置上，将移动装置移动，从而使得挤出机移动，将挤出机对准下一个工位的模具，根据设定的加料时间和顺序，重复加料和挤出程序，以此类推。

其中，所述移动装置为导轨，挤出机安装在导轨上。

其中，所述通用料为HDPE。玻璃纤维增强复合材料可以为玻璃纤维与HDPE的混合料，其中玻璃纤维为长度大于3mm的纤维。玻璃纤维与HDPE的质量比例可以为1：1，也可以根据不同塑料见产品性能的要求，选择其他的混合比例，比如7：3，3：7，4：6，6：4等。

其中，所述硫化机的合模动力为1.5千瓦。本发明的生产工艺采用挤出工艺，需要的合模动力较小，无论硫化机多大的合模力，1.5千瓦的合模动力都足够了。

一种用于生产低成本大型塑料件的生产设备，包括挤出机、硫化机和模具，模具设置在硫化机内，模具中设置有感应器和限位器，挤出机安装在移动装置上，挤出机上设有加料装置，动力装置控制挤出机的挤出动作，硫化机和模具有若干个，沿导轨依次排列。

其中，所述控制挤出机挤出动作的动力装置为液压气缸。

其中，加料装置为多料仓料斗，多料仓料斗包括料仓和落料装置，料仓中设有隔离装置将料仓分割为若干个，料仓下方设置有换料装置，换料装置上设置有料口，料口与落料装置相通。

其中，隔离装置与料仓固定连接或活动连接。

其中，隔离装置为隔板，隔板可以有若干个。

其中，换料装置为换料板，换料板通过动力装置控制换料板的移动。

通用料和玻璃纤维增强复合材料，这两种料加入的数量比例比较关键，加入的通用料多了，塑料件的强度和机械性能达不到要求，加入的玻璃纤维增强复合材料多了，塑料件容易发生翘角现象，而且成本也较大。

当挤出机中的料加到模具中设定的量时，感应器和限位器会发出信号，模具中的加料阀门关闭，挤出机不再往模具里注入料。另外，模具上也可以不安装有感应器和限位器，也可以根据需要，人为的设定布料时间。比如，达到设定的加料时间后，可以继续加料一段时间，这样产出的产品密度更高。

本发明提供的生产工艺及设备，克服了生产大型塑料件必须要使用大型注塑机的偏见，利用成本较小的挤出机(挤出机的价格相对大型注射机价格要便宜的多，挤出机价格几万元，而大型注射机需要上百万元)生产出大型的塑料件，本发明生产工艺及设备生产的大型塑料件的重量不受挤出机的限制，一般一台直径为105mm的挤出机可以生产出10千克至100千克的塑料件，若想增大产品件的产量，可以根据需要加大挤出机的型号。

利用本发明的生产工艺及设备，生产同样大小的塑料件，相对于注射法，本发明需要的硫化机的合模力较小，仅为注射法生产大型塑料件需要的合模力的十分之一，比如生产15KG的塑料模板，注射法生产时，需要的合模力要3000吨以上，而利用本发明的设备，仅需要300吨左右。本发明的生产工艺及设备，需要的合模动力也较小，无论硫化机多大的合模力，1.5千万的合模动力都足够了，本发明生产工艺可以解决大口径塑料管道件生产过程中需要较大合模动力的难题。

本发明中的生产工艺及设备，对于不适合用注塑法加工的分子量较大的原料，比如HDPE，也可适用本发明，本发明的生产工艺及设备适用面广。

本发明中的设备不仅可以用在生产大型塑料件上，还可以用在其他生产中需要生产大型物件的场合。比如，现有技术中，直径大于1.5m的大口径塑料管道件的生产，基本上都是通过焊接工艺完成的，因为这种生产如用注塑法，需要超大型注塑机，成本非常高；而利用本发明的挤出法生产工艺，生产这种口径管道件非常轻松，而且成本低。本发明生产过程中，不移动大型模具，而通过导轨等移动装置移动挤出机，从而实现不同工位大型生产件的生产。

本发明中加料步骤中，加料时间、加料顺序、加料数量的控制能解决大型塑料件生产过程中经常发生的翘角现象。比如在塑料模板的加工过程中，经常会使用到通用料和含有玻璃纤维的增强复合料，含有玻璃纤维的增强复合料的添加，容易引起塑料模板的翘角现象，所以生产中应当尽量避免含有玻璃纤维的增强复合料进入到塑料模板的边角位置，尽量使得进入到塑料模板边角位置的料是通用料，而将含有玻璃纤维的增强复合料进入塑料模板的中间位置，这样的要求在加料时，先加通用料、再加含有玻璃纤维的增强复合料、最后再加通用料，这样既能保证塑料模板的强度等机械性能，又能避免翘角现象的发生。如果将通用料和含有玻璃纤维的增强复合料同时加入在一个料仓中进入挤出机进行生产，那么通用料和含有玻璃纤维的增强复合料是均匀分布在塑料模板中的，翘角现象就不可避免。因此本发明中涉及的加料装置，即多料仓料斗，可以根据生产需要，通过移动换料装置，来控制加料的时间、顺序和数量，从而优化产品质量。

附图说明

图1：本发明组装结构图；

图2：本发明工作过程示意图；

图3：加料装置结构示意图；

其中：1料仓A，2料仓B，3隔板，4换料板，5料口，6气缸或油缸，7落料装置，8挤出机，9导轨，10硫化机，11模具，12加料装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

实施例1：参照图1至3，

一种低成本大型塑料件的生产设备，包括1台挤出机、4台硫化机和4个模具沿导轨依次排列，硫化机安装在模具上，挤出机安装在可移动的导轨上，挤出机上设有加料装置，挤出机的动力装置为液压气缸。本实施例采用螺杆直径为105mm的挤出机，挤出机功率18.5千瓦，每台硫化机的合模力500吨，合模动力1.5千瓦，生产大小为0.6m*0.6m的塑料建筑模板。

模具上安装有感应器和限位器。当挤出机中的料加到模具中设定的量时，感应器和限位器会发出信号，模具中的加料阀门关闭，挤出机不再往模具里注入料。另外，模具上也可以不安装有感应器和限位器，也可以根据需要，人为的设定布料时间。比如，达到设定的加料时间后，可以继续加料一段时间，这样产出的产品密度更高。

加料装置为双料仓料斗，包括2个料仓和落料装置，料仓中设有1个隔板将料仓分割为料仓A和料仓B，料仓A和料仓B中分别装有通用料和含有玻璃纤维的增强复合料；隔板固定连接在料仓中，料仓下方设置有换料板，换料板上有料口，料口与落料装置相通，落料装置连接挤出机。换料板长于料斗下方出口的长度，在不需要进料的时候，将不设有料口的换料板处挡住料斗下方出口。气缸或油缸通过事先设定的电脑程序自动控制换料板的移动。

根据加料的规律，进入塑料模板边角的料是最开始和最后加入到挤出机中的料，所以为了避免塑料模板翘角现象，不要将容易使塑料模板翘角的玻璃纤维料在最开始和最后加入到挤出机，而将通用料在最开始和最后的时候进入挤出机，将玻璃纤维料在中间阶段加入到挤出机。

生产塑料建筑模板的具体操作如下：

第一步：备料

在双料仓料斗的一个料仓内加入通用料，在加料装置的另一个料仓内加入玻璃纤维增强复合材料；通用料为HDPE，玻璃纤维增强复合材料为玻璃纤维与HDPE的混合料，其中玻璃纤维为长度为12mm的玻璃纤维。玻璃纤维与HDPE的质量比例为1：1。在两个料仓中加入的两种料的量可以是生产若干块塑料建筑模板的用量，也可以为生产一块塑料建筑模板的用量。

第二步：加料挤出

刚开始向挤出机进料的时候，先进通用料，这时，将换料板的料口移动到装有通用料的料仓A的出口处，这样通用料进入落料装置，当进入挤出机的通用料达到设定的数量后，事先设定好的电脑程序自动切断加料动作，换料板移动，将料口关闭；这时，程序控制挤出机开始工作，通用料被挤出；

当上述通用料的挤出完成时，挤出机停止工作，将换料板的料口移动到装有玻璃纤维料的料仓B的出口处，这样玻璃纤维料进入落料装置，当进入挤出机的玻璃纤维增强复合材料达到设定的数量后，事先设定好的电脑程序自动切断加料动作，换料板移动，将料口关闭；这时，程序控制挤出机开始工作，玻璃纤维增强复合材料被挤出；

当上述玻璃纤维增强复合材料的挤出完成时，挤出机停止工作，此时将换料板的料口移动到装有通用料的料仓A的出口处，这样通用料进入落料装置，当进入挤出机的通用料达到设定的数量后，事先设定好的电脑程序自动切断加料动作，换料板移动，将料口关闭；这时，程序控制挤出机开始工作，通用料被挤出；

在上述分三个程序进入挤出机的通用料、玻璃纤维增强复合材料、通用料的质量比为1：1：1。

本实施例中，开始加入HDPE的挤出时间为1.5---3分钟，玻璃纤维增强复合材料的挤出时间为1.5---3分钟，最后再加入的HDPE的挤出时间为1.5---3分钟。这种双料仓料斗能够控制加料的时间、顺序和数量，控制塑料模板不产生翘角现象。

挤出机由液压气缸控制向模具中挤出，模具中设置有感应器和限位器。当挤出机中的料加到模具中设定的量时，感应器和限位器会发出信号，模具中的加料阀门关闭，挤出机不再往模具里注入料，挤出完成。

第三步：下一个工位的挤出

移动导轨，从而使得挤出机移动，将挤出机对准下一个工位的模具，根据设定的加料时间和顺序，重复加料和挤出程序。以此类推。

本发明的生产工艺及设备，适合于生产大的物件，适于模具较重较大不易移动的情况下，本发明一机多模，一个挤出程序完成之后，接着进行下一个工位的挤出程序，不会因为挤出机停止工作而使塑料等易发生高温分解的原料滞留在挤出机内发生分解，影响产品质量；也不会因为大型塑料件冷却时间较长的特点而影响挤出机的工作。本发明的生产工艺及设备大大提高了工作效率，并且不浪费原料，保证产品质量。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种生产低成本大型塑料件的生产设备，其特征在于：包括挤出机、硫化机和模具，模具设置在硫化机内，模具中设置有感应器和限位器，挤出机安装在移动装置上，挤出机上设有加料装置，动力装置控制挤出机的挤出动作，硫化机和模具有若干个，沿导轨依次排列；

其中，所述加料装置为多料仓加料装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述加料装置为多料仓料斗，多料仓料斗包括料仓和落料装置，料仓中设有隔离装置将料仓分割为若干个，料仓下方设置有换料装置，换料装置上设置有料口，料口与落料装置相通。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述控制挤出机挤出动作的动力装置为液压气缸。

4.如权利要求2所述的设备，其特征在于：隔离装置与料仓固定连接或活动连接。

5.如权利要求2所述的设备，其特征在于：隔离装置为隔板，隔板可以有若干个。

6.如权利要求2所述的设备，其特征在于：换料装置为换料板。

7.一种低成本大型塑料件的生产工艺，其特征在于：利用权利要求1至6任一所述的设备生产，包括如下步骤：

第一步：备料

在加料装置的一个料仓内加入通用料，在加料装置的另一个料仓内加入玻璃纤维增强复合材料；

第二步：加料、挤出

(1)通用料先加入挤出机进行挤出；(2)通用料的挤出完成时加入玻璃纤维增强复合材料进行挤出；(3)玻璃纤维增强复合材料挤出完成时，再加入通用料进行挤出；(1)中的通用料：(2)中的玻璃纤维增强复合材料：(3)中的通用料的质量比为0.5～1：0.5～1：0.5～1；

第三步：下一个工位的加料、挤出

挤出机安装在移动装置上，将移动装置移动，从而使得挤出机移动，将挤出机对准下一个工位的模具，重复上述加料和挤出程序，以此类推。

8.如权利要求7所述的一种低成本大型塑料件的生产工艺，其特征在于：所述移动装置为导轨，挤出机安装在导轨上。

9.如权利要求7所述的一种低成本大型塑料件的生产工艺，其特征在于：所述通用料为HDPE；玻璃纤维增强复合材料为HDPE与玻璃纤维的混合料，其中玻璃纤维增强复合材料中，HDPE与玻璃纤维的质量比为1：1。

10.如权利要求7所述的一种低成本大型塑料件的生产工艺，其特征在于：所述硫化机的合模动力为1.5千瓦。

Images