CN104527026B - 一种立式挤出机 - Google Patents
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Abstract
本技术提供一种把送料、挤压、加热成型形成一体、生产效率高的立式挤出机，它尤其适合于PTFE管材的生产。它包括固定在机架上的开有中心孔的外模、芯模；芯模从外模的中心孔中穿过，芯模与外模中心孔之间形成模腔；模腔包括上段的挤压段和下段的成型段；在成型段部分的外模外周上设置后对外模进行加热的感应加热器；在模腔上方设置有滑动设置在芯模外周的压模，压模与带动压模上下沿着芯模滑动而进出挤压段的主驱动装置相连，芯模与带动芯模在轴线方向移动的芯模驱动机构相连。
Description
技术领域
本技术涉及塑料管材挤出机，特别是把PTFE粉料加压加热后制备成管材的立式挤出机。
背景技术
悬浮聚四氟乙烯（PTFE）属于现有产品，该产品具有聚乙烯的各个氢原子完全为氟原子所置换的化学结构，是分子量达200万至1000万的高分子长链结构。由于碳氟聚合物中的氟原子具有很强的化学结合力，所以跟其他同类塑料比较，有着更优异耐热和耐药品性。分子中所含的氟原子越多，这种性质越显著。
使用悬浮聚四氟乙烯一般需要将其压塑成型。压塑成型又叫模压成型，模压成型是将粉状或粒状树脂加入维持在一定温度的金属模具使其塑化，并在压力的作用下充满整个模腔，然后经加压脱模即得预制品。预制品再放入烧结炉内，加热烧结即得产品。压塑成型配置压机、模具和烧结炉就可生产，但生产效率不高，只适用小批量生产。
发明内容
本技术的目的是提供一种把送料、挤压、加热成型形成一体、生产效率高的立式挤出机，它尤其适合于PTFE管材的生产。
本技术的立式挤出机，它包括固定在机架上的开有中心孔的外模11、芯模12；芯模从外模的中心孔中穿过，芯模与外模中心孔之间形成模腔13；模腔包括上段的挤压段131和下段的成型段132；在成型段部分的外模外周上设置有对外模进行加热的感应加热器14；在模腔上方设置有滑动设置在芯模外周的压模15，压模与带动压模上下沿着芯模滑动而进出挤压段的主驱动装置16相连，芯模与带动芯模在轴线方向移动的芯模驱动机构相连。
本技术的有益效果：PTFE粉料被送入模腔内，然后主油缸带动滑动模板、压模等从初始位置向下移动，把模腔内物料下压；在压模向下移动的同时,副油缸带动芯模从起始位置向上移动；压模向下移动到最低点时，芯模移动到最高点,保持该状态一段时间；主油缸带动压模再向上移动离开模腔回到初始位置，副油缸带动芯模向下移动回到起始位置；转动的刮料板再把粉料刮入模腔，压模再从初始位置向下移动到最低点，芯模再从起始位置向上移动到最高点，再保持一段时间后，压模再向上移动回到初始位置，芯模再向下移动回到起始位置；如此反复，进入模腔并被挤压后的物料逐渐从挤压段进入到成型段，在成型段被加热成熔融态后再逐渐降温，然后成型，从成型段出来，完成了管材的制备。这种结构，不但结构紧凑。更重要的是，在压模向下移动的同时,芯模向上移动，压模对物料施加向下的作用力，芯模对物料施加向上的作用力，保证了模腔内的物料被可靠挤压。然后在压模位于最低点，芯模位于最高点时保持一段时间，物料基本被挤压（模压）成型；然后压模再向上移动、芯模再向下移动，基本不会对（模压）成型的物料造成影响。本设备集送料、挤压、加热成型形成一体、生产效率高。
上述的立式挤出机，刮料板与刮料驱动装置19相连的结构是：在挡圈的外周设置绕芯模轴线转动的设置在机架上的大齿轮110，与大齿轮啮合的小齿轮111设置在刮料驱动装置的输出轴上；刮料板18通过从挡圈上方跨过的连接板112与大齿轮相连。
上述的立式挤出机，料仓的底部为中心低、周边高的锥面113。这样，粉料从容易进入位于中心处的模腔。
上述的立式挤出机，压模与主驱动装置16相连的结构是：在机架上至少设置两根与芯模平行的导柱114，滑动模板115滑动的设置导柱上，滑动模板同时与主驱动装置和压模相连。设置对滑动模板115的滑动进行导向的导柱，保证了压模沿着芯模轴线移动。
上述的立式挤出机，在滑动模板115的上下部分别有设置在导柱上的上模板116和下模板117；主驱动装置为主油缸，主油缸的主缸体161设置在上模板上；主油缸的主活塞杆162与滑动模板115相连；芯模向上穿过空心的主活塞杆而与主缸体相连；外模连接在下模板上。滑动模板115、上模板116和下模板117共同设置在立柱上，容易保证外模、模芯的同轴度，同时采用主油缸作为主驱动装置，压力大，模芯穿过空心主活塞杆，整机结构简单。
上述的立式挤出机，外模连接在下模板上的结构是：在下模板上设置有开有内孔的下接盘118，内孔内配合连接定位套120；外模上端通过螺纹副与法兰119相连；法兰119与下接盘的下端面相连；定位套120下端与开在外模上端面的凹槽配合；定位套上开有与中心孔大小相等的轴孔；芯模穿过定位套上的轴孔并与轴孔之间形成空腔133；所述空腔与挤压段131对接。这种结构，定位套可以看做是外模的一部分，空腔133也可看做是挤压段的一部分。通过定位套对外模进行径向定位，同时把定位套与下接盘内孔配合连接进行径向定位，更加容易保证外模和芯模的同轴度。
上述的立式挤出机，滑动模板与压模相连的结构是：压模固定在联接盘126上，联接盘126与定位盘127在径向配合定位并与定位盘联接，定位盘127在径向与滑动模板配合定位并与滑动模板联接。该结构对压模定位的结构，容易保证压模和芯模的同轴度。
上述的立式挤出机，定位套上端突出于下接盘，在定位套上端周边设置冷却盘121，冷却盘的周边固定所述挡圈；冷却盘的上表面、定位套的上端面、挡圈内周之间形成所述料仓17。冷却盘和挡圈、定位套共同组成料仓，结构更加简单。
上述的立式挤出机，轴孔与定位套的上端面的相接处为圆角。圆角使得物料更容易滑入模腔。
上述的立式挤出机，冷却盘121的下端与下接盘的上表面接触。这样，冷却盘也能够对下接盘进行冷却。
上述的立式挤出机，在位于下接盘外周的在下模板下表面上连接有冷却座122，冷却座内开有通以冷却水的水腔1221。
上述的立式挤出机，芯模与带动芯模在轴线方向移动的副油缸的副活塞杆相连；副油缸的副缸体设置主缸体上，芯模穿过主活塞杆与副活塞杆相连。
上述的立式挤出机，在与挤压段相对应的外模上开有通以冷却水的冷却腔1211，冷却腔分别与进水管1212、出水管1213相通。由于挤压段内物料受挤压压缩，挤压段的温度比较高，采用通以冷却水的冷却盘对外模进行降温冷却，保证了与挤压段相对应的外模部分的可靠工作。
上述的立式挤出机，在芯模内沿轴向开有冷却通道21，冷却通道从芯模上端向下延伸至与挤压段相对应的芯模内；一冷却水进管22伸入到冷却通道内与冷却通道的底部相通，冷却水出管23与冷却通道的顶部相通。挤压段的温度比较高，采用通以冷却水的冷却通道对与挤压段相对应的芯模部分进行降温冷却，保证了与芯模的可靠工作。
上述的立式挤出机，它包括把物料喷入料仓内的喷料装置，所述喷料装置包括套筒31、喷咀32、喷料驱动装置33；套筒一端与伸入料仓内的喷咀相通，另一端内部有活塞34；活塞与带动其往复移动的喷料驱动装置相连；在套筒壁上部开有与套筒内腔相通的物料入口。由于通过物料入口进入套筒内的物料的量的一定的，所以活塞一次往复移动，送入料仓内的物料的量也是一定的，这就实现了自动计量送料。
上述的立式挤出机，它还包括把物料送入物料入口的送料装置；所述送料装置包括一个锥形料斗41、位于锥形料斗轴线上的在搅拌驱动装置的带动下转动的搅拌轴42，搅拌轴上设置搅拌叶片43；锥形料斗的出口接物料入口；锥形料斗的上端开有物料进口。这样，通过送料装置就更进一步实现了送料的自动化。
附图说明
图1是立式挤出机的立体图。
图2是立式挤出机的剖视图。
图3是底座、上模板、下模板、主油缸、送料装置等相对连接关系示意图。
图4是上模板、主油缸、副油缸、滑动模板、送料装置等相对连接关系示意图。
图5是下模板、芯模、外模、底座等相对连接关系示意图。
图6是底座、上模板、下模板、芯模、外模、定位套等相对连接关系示意图（省略大齿轮、小齿轮、刮料板等）。
图7是大齿轮、小齿轮、刮料板、挡圈等的立体图。
图8是大齿轮、小齿轮、刮料板、挡圈、冷却盘等的相对连接关系示意图。
图9是图8的俯视图。
图10是图8的B-B剖视图。
图11是送料装置的示意图。
图12是套筒、喷咀、活塞等连接关系示意图。
图13是芯模与冷却通道、冷却水进管、冷却水出管等的相对连接关系示意图。
图中，底座与模架部件1、芯模冷却装置2、计量喷料装置3、送料装置4、传动搅拌装置5；
外模11、芯模12（包括上芯模1201、联接芯棒1202、下芯模1203）、模腔13（包括空腔133、挤压段131、成型段132）；感应加热器14、压模15、主驱动装置（主缸体）16、主缸体161、主活塞杆162、料仓17、刮料板18。刮料伺服电机19、大齿轮110、环形台阶面1101，小齿轮111、连接板112、锥面113、导柱114、滑动模板115、上模板116、下模板117、下接盘118、法兰119、定位套120、圆角12001、定位套上端面12002、冷却盘121，冷却腔1211、进水管1212、出水管1213、冷却座122、水腔1221、底座123、小轴124、轴承125、联接盘126、定位盘127、螺纹接盘128、挡圈129、副油缸（芯模驱动机构）6、副缸体61、副活塞杆62；
冷却通道21、冷却通道底部211、冷却通道顶部212、冷却水进管22、冷却水出管23；
套筒31、喷咀32、气缸（喷料驱动装置）33、活塞34、物料入口35；
锥形料斗41、搅拌轴42，搅拌叶片43、搅拌电机（搅拌驱动装置）44、进管45、料斗出口46。
具体实施方式
参见图1所示立式挤出机，它包括底座与模架部件1、芯模冷却装置2、计量喷料装置3、送料装置4、传动搅拌装置5。
底座与模架部件1包括底座123、设置在底座上的下模板（相当于机架）117、导柱114、滑动模板115、上模板116、开有中心孔的外模11、芯模12（包括上芯模1201、联接芯棒1202、下芯模1203）、主油缸（主驱动装置）16、副油缸（芯模驱动机构）6等。
芯模从外模的中心孔中穿过，芯模与外模中心孔之间形成模腔13；模腔包括上段的挤压段131和下段的成型段132；在成型段部分的外模外周上设置有对外模进行加热的感应加热器14。在下模板上设置有开有内孔的下接盘118，内孔内配合连接定位套120；外模上端通过螺纹副与法兰119相连；法兰119与下接盘的下端面相连；定位套120下端与开在外模上端面的凹槽配合；定位套上开有与中心孔大小相等的轴孔；轴孔与定位套上端面12002的相接处为圆角12001。芯模穿过定位套上的轴孔并与轴孔之间形成空腔133；所述空腔133与挤压段131对接。当然，定位套可以看做是外模的一部分，空腔133也可看做是挤压段的一部分。
在下模板上设置四根与芯模平行的导柱114，滑动模板115滑动的设置导柱上。导柱上端设置上模板116。在模腔上方设置有滑动设置在芯模外周的压模15，压模固定在联接盘126上，联接盘126与定位盘127在径向配合定位并与定位盘联接，定位盘127在径向与滑动模板配合定位并与滑动模板下端联接。带动滑动模板、压模等上下沿着芯模滑动而进出挤压段的主驱动装置16为主油缸，主油缸的主缸体161设置在上模板上部；主油缸的主活塞杆162的下端与螺纹接盘128相连，螺纹接盘128与滑动模板115上端相连。芯模向上穿过主活塞杆而与主缸体相连。
副油缸6的副缸体61固定在主缸体161上，芯模上端穿过主活塞杆而与副油缸的副活塞杆62相连。副油缸6动作，带动芯模在轴线方向移动。
定位套上端突出于下接盘，在定位套上端周边设置冷却盘121，冷却盘121的下端面与下接盘的上表面接触。冷却盘内具有通以冷却水的冷却腔1211，冷却腔分别与进水管1212、出水管1213相通。冷却盘的周边上部固定挡圈129；冷却盘的上表面、定位套的上端面12002、挡圈129内周之间形成所述料仓17；料仓的底部为中心低、周边高的锥面113。
传动搅拌装置5主要包括刮料伺服电机19、小齿轮111、大齿轮110、刮料板18。大齿轮110与芯模同轴，在下模板上沿大齿轮周向均布有三个小轴124，小轴上设置轴承125。大齿轮110外周下部开有环形台阶面1101，台阶面的顶面和侧面分别与轴承的顶面和侧面接触，从而使得大齿轮110能够绕芯模轴线转动。刮料伺服电机(刮料驱动装置)19固定在上模板上，与大齿轮啮合的小齿轮111设置在刮料伺服电机19的输出轴上；刮料板18位于料仓底部，并通过从挡圈上方跨过的连接板112与大齿轮相连。刮料板在刮料伺服电机19的带动下绕芯模轴线转动而把料仓内的物料送入模腔。
在位于下接盘外周的在下模板下表面上连接有冷却座122，冷却座内开有通以冷却水的水腔1221。
芯模冷却装置2主要包括冷却通道21、冷却水进管22和冷却水出管23。在芯模内沿轴向开有冷却通道21，冷却通道从芯模上端向下延伸至与挤压段相对应的芯模内；一冷却水进管22伸入到冷却通道内与冷却通道底部211相通，冷却水出管23与冷却通道顶部212相通。
把物料喷入料仓内的计量喷料装置3主要包括套筒31、喷咀32、气缸（喷料驱动装置）33；固定在机架上的套筒一端与伸入料仓内的喷咀相通，另一端内部有活塞34；活塞与带动其往复移动的气缸相连；在套筒壁上部开有与套筒内腔相通的物料入口35。
把物料送入物料入口的送料装置4主要包括一个锥形料斗41、位于锥形料斗轴线上的在搅拌电机（搅拌驱动装置）44的带动下转动的搅拌轴42，搅拌轴上设置搅拌叶片43；锥形料斗底部的料斗出口46接物料入口35；锥形料斗的上端与输入物料的进管45相连。
刮料板的转动，还能保证料仓内的物料在以芯模轴线为中心的周向方向上，物料厚度基本一致，从而保证进入模腔内的物料在周向方向上的均匀一致。
使用时，PTFE粉料经物料进口进入料斗，经搅拌轴的搅拌到达料斗下部的位于套筒上的物料入口，经过气缸带动活塞移动，一定量的物料从经喷咀进入料仓内，通过刮料伺服电机经小齿轮、大齿轮带动刮料板转动，粉料进入模腔内，然后主油缸带动滑动模板、压模等从初始位置向下移动，把模腔内物料下压；在压模向下移动的同时,副油缸带动芯模从起始位置向上移动；压模向下移动到最低点时，芯模移动到最高点,保持该状态一段时间；主油缸带动压模再向上移动离开模腔回到初始位置，副油缸带动芯模向下移动回到起始位置；转动的刮料板再把粉料刮入模腔，压模再从初始位置向下移动到最低点，芯模再从起始位置向上移动到最高点，再保持一段时间后，压模再向上移动回到初始位置，芯模再向下移动回到起始位置；如此反复，进入模腔并被挤压后的物料逐渐从挤压段进入到成型段，在成型段被加热成熔融态后再逐渐降温，然后成型，从成型段出来，完成了管材的制备。冷却介质（如冷却水）分别通入冷却腔1211、水腔1221、冷却通道21对定位套、下接盘、下模板、芯模等进行冷却。本设备集送料、挤压、加热成型形成一体、生产效率高。
Claims (5)
1.一种立式挤出机，其特征是：它包括固定在机架上的开有中心孔的外模（11）、芯模（12）；芯模从外模的中心孔中穿过，芯模与外模中心孔之间形成模腔（13）；模腔包括上段的挤压段（131）和下段的成型段(132)；在成型段部分的外模外周上设置有对外模进行加热的感应加热器（14）；在模腔上方设置有滑动设置在芯模外周的压模(15)，压模与带动压模上下沿着芯模滑动而进出挤压段的主驱动装置(16)相连，芯模与带动芯模在轴线方向移动的芯模驱动机构相连；
压模与主驱动装置(16)相连的结构是：在机架上至少设置两根与芯模平行的导柱(114)，滑动模板(115)滑动的设置导柱上，滑动模板同时与主驱动装置和压模相连；
滑动模板与压模相连的结构是：压模固定在联接盘(126)上，联接盘(126)与定位盘(127)在径向配合定位并与定位盘联接，定位盘(127)在径向与滑动模板配合定位并与滑动模板联接；
在芯模内沿轴向开有冷却通道（21），冷却通道从芯模上端向下延伸至与挤压段相对应的芯模内；一冷却水进管(22)伸入到冷却通道内与冷却通道的底部相通，冷却水出管(23)与冷却通道的顶部相通。
2.如权利要求1所述的立式挤出机，其特征是：在滑动模板(115)的上下部分别有设置在导柱上的上模板(116)和下模板(117)；主驱动装置为主油缸，主油缸的主缸体(161)设置在上模板上；主油缸的主活塞杆(162)与滑动模板(115)相连；芯模向上穿过主活塞杆而与主缸体相连；外模连接在下模板上。
3.如权利要求2所述的立式挤出机，其特征是：外模连接在下模板上的结构是：在下模板上设置有开有内孔的下接盘(118)，内孔内配合连接定位套(120)；外模上端通过螺纹副与法兰(119)相连；法兰(119)与下接盘的下端面相连；定位套(120)下端与开在外模上端面的凹槽配合；定位套上开有与中心孔大小相等的轴孔；芯模穿过定位套上的轴孔并与轴孔之间形成空腔(133)；所述空腔与挤压段(131)对接。
4.如权利要求2所述的立式挤出机，其特征是：芯模与带动芯模在轴线方向移动的副油缸的副活塞杆相连；副油缸的副缸体设置主缸体上，芯模穿过主活塞杆与副活塞杆相连。
5.如权利要求1所述的立式挤出机，其特征是：在与挤压段相对应的外模上开有通以冷却水的冷却腔(1211)，冷却腔分别与进水管(1212)、出水管(1213)相通。
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