CN1058654C - 以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法 - Google Patents

Abstract

一种以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，其挤出机头构造包括：机头体、旋转模芯、模口、分流体/螺旋芯棒体，其旋转模芯下端面与分流体上端面贴合，并由设在机头心部的传动轴带动其旋转，传动轴由能量转换装置中的转子驱动，能量转换装置主要由底座、底盘、转子、定子、柱塞组及相关件组成；本发明以塑料熔体自身压力为动力，无需采用外设驱动，达到节约能源，实现连续性安全生产，并改善挤出制品厚度的不均匀性，提高制品的均匀度。

Description

以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法

本发明涉及塑料加工方法，具体地是一种以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法。

挤出成型是塑料主要成型方法之一，它是将颗粒状或粉状塑料由加料漏斗连续地加入带有加热装置的机筒中，将塑料在旋转螺杆与机筒之间进行输送、压缩、熔融、塑化，定量地通过机头模具成型，冷却定型后即为所需的制品。

在现有技术中，旋转式挤出机头主要由以下几部分组成：驱动装置、机头装置以及供机头加热及控温的控制装置和输送电能的滑环换向器等部件。其中：驱动装置包括：电动机、减速器和传动系统等。现有技术的旋转式塑料挤出机头由于结构限制，工作中存在以下问题：

1.由于采用外驱动方式，结构复杂，并且在操作过程中机械装置、传动系统以及供电系统存在种种不良因素影响操作安全。

2.机头熔体流道加长，塑料熔体受热时间加长，容易造成分子链热剪切，影响制品的物理性能。

3.熔体密封的问题不易解决，容易造成物料泄漏。

4.由于无法与机头连接体刚性连接，机头部分容易产生摆动，造成膜管偏摆致使成品卷筒端部不平齐。

5.充气工作由于机头体转动而必须间歇操作。

6.机头直径较大时，由于机头本身重量的增加造成传动扭矩加大、密封面压力过大而无法使用。

7.由于结构限制，模口与模芯间无相对运动，或相对运动速度过低，难以改善熔体压力和流速的不均匀性，无法从根本上改善制品的不均匀性。

8.仅适用于上吹法使用，平吹法和下吹法吹塑薄膜生产无法使用。

本发明的目的是克服上述不足，提供一种以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，以挤出机挤出的塑料熔体自身压力为动力，驱动挤出机头的旋转模芯旋转，无需采用外设驱动，达到节约能源，实现连续性安全生产，并改善挤出制品厚度的不均匀性，提高制品的均匀度。

本发明的目的是这样实现的：

一种以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，是对塑料挤出成型设备的挤出机头加以改进，实现挤出机头无外驱动源的旋转挤出，该挤出机头的构造包括：机头体、旋转模芯、模口、分流体/螺旋芯棒体，其特征在于：

旋转模芯下端面与分流体/螺旋芯棒体上端面贴合，并由设在机头心部的传动轴带动其旋转，传动轴由能量转换装置中的转子驱动；

能量转换装置主要由底座、底盘、转子、定子及柱塞组成；

其中：

底座与机头连接体和定子相连，底座与机头连接体间设有熔体流通通道；

底盘与底座相连，底盘上设有熔体进料分配孔；

定子与底座和机头体相连，定子内孔表面为由若干段均匀分布的凹弧面连续构成导轨曲面，每个弧面由上升区段、过渡区段和下降区段组成；

转子外圆浮动于定子的内部，其两端面与底盘和机头体间分别有小的间隙，并以密封件密封，转子中心孔与传动轴以键固定连接；转子圆周面上开有若干径向的等分圆周的柱塞孔，每个柱塞孔中装有柱塞组，各柱塞组的位置与定子内圆导轨曲面上升区段相对应时能使该组柱塞作用于导轨的压力形成推动转子旋转的切向作用力，同时位于与排料口相通的柱塞组在定子导轨曲面下降区段的推动下向回移动而将柱塞孔内的塑料熔体排入机头分流体/螺旋芯棒体上的入料口。

本发明的目的还可以通过以下措施实现：

所述定子内圆周面上的组成导轨曲面的各弧面采用脉动系数为零的等加速--阿基米德--等加速组合曲线形成导轨曲面。

所述柱塞组由柱塞和钢球组成，钢球装在柱塞前端的半球形凹槽内，柱塞组装在转子的径向柱塞孔内而可径向移动，钢球顶触于定子内孔的导轨曲面。

本发明有以下积极有益的效果：

1.由于不采用外驱动方式，而是以熔体压力为动力使旋转模芯旋转，因此可以省去驱动电机，减速装置和机械传动装置等部件，从而可使装置结构简单，紧凑，安装方便。

2.由于无外露的转动的部件和传动装置，操作过程更安全。

3.熔体物料的密封问题容易解决，不易漏料。

4.由于模芯转动所需的扭矩很小.即使是大直径机头，(模口直径1米以上)也可采用。

5.改善了熔体压力和流速的不均匀性，因而从根本上改善了薄膜制品厚度的不均匀性，使产品质量得以提高。

现以较佳实施例结合附图进行说明：

图1是本发明应用于吹塑薄膜挤出旋转机头的实施例示意图；

图2是图1的A-A剖截视图；

图3是图2中柱塞及转子运动示意图，示柱塞往位，进料位置；

图4同图3，示柱塞复位，排料位置；

图5是图2中柱塞组受力分析图；

图6是本发明应用于多层吹塑薄膜挤出旋转机头的实施例示意图；

图7是图6的B-B剖截视图；

图8是本发明应用于塑料网挤出编织机头的实施例示意图；

图9是图8的侧视图；

图10是图8的C-C剖截视图；

图11是本发明应用于塑料管材挤出旋转机头的实施例示意图；

图12是图11的侧视图；

图13是图11的D-D剖截视图。

本发明的以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，采用现有技术中熔体压力要求较低，分布特性优良，可在广泛操作条件范围内适用于一系列物料的螺旋芯棒式挤出机头作为机头本体，其构造包括：机头体、旋转模芯、模口、分流体/螺旋芯棒体。该旋转模芯下端面与分流体/螺旋芯棒体上端面贴合，并由设在机头心部的传动轴带动其旋转，传动轴由能量转换装置中的转子驱动；

图1至图5是本发明应用于吹塑薄膜挤出旋转机头的实施例。

附图(图1至图5)编号

1.模口           2.旋转模芯          3.键

4.传动轴         5.推力轴承          6.向心轴承

7.固定模芯       8.热电偶组          9.调节螺栓

10.推力轴承      11.弹性元件         12.密封元件

13.转子          14.推力轴承         15.弹性元件

16.密封环        17.底座             18.底盘

19.定子          191.导轨曲面        20.柱塞组

20a.柱塞         20b.钢球            21.充气管

22.螺旋芯棒体    23.机头体           24.滑动轴承

a.底盘18上开设的进料孔

b.转子13上的轴向料孔  c.螺旋芯棒体22上的料孔

d.螺旋芯棒体22外表面的螺旋流道  e.机头环形模的间隙

F，定子导轨曲面作用于柱塞的反作用力

F′.F沿柱塞轴线的分力

F″.F垂直柱塞轴线的分力

请参照图1图2，在本实施例中，其机头的模芯部分分成为固定模芯7和旋转模芯2两部分，其中固定模芯7与螺旋芯棒22固定连接，旋转模芯2下端面与固定模芯7上端面贴合，并通过设在机头心部的传动轴4带动其旋转，传动轴4的旋转则是通过设在机头底部的特殊的能量转换装置中的转子13来带动的，这个能量转换装置与挤出机的机头连接体(附图未示)相连接，使挤出机挤出的压力熔体在通过该装置进入机头本体之前，将一部分压力能转换成低转速，高扭矩的机械能，使该装置中的转子13旋转，并通过传动轴4带动旋转模芯2旋转。该能量转换装置主要由底座17、底盘18、转子13、定子19、柱塞组20及其他相关件组成，其中底座17与机头连接体(附图未示)和定子19相联，并设有熔体流通通道d、底盘18与底座17相联，底盘18设有熔体分配孔a，定子19与底座17和机头体23相联，定子19的内表面为特定形状的导轨曲面191；转子13外圆浮动于定子19内部，其两端面分别与底盘17和螺旋芯棒体22间存在有较小间隙，依托相关的弹性元件密封件11、12和15、16密封，转子中心孔与传动轴4通过键3连接；转子13径向开有若干等分圆周的柱塞孔，柱塞组20被分别安装于各柱塞孔中。柱塞组的作用是在熔体压力推动下将压力传给定子19，并且由于自身设计成静压支承结构和装有特制的密封环而不致使熔体泄漏。当柱塞组20在熔体压力推动下将压力传给定子19时，由于定子19导轨曲面的特定形状以及柱塞组和导轨曲面191的相对位置使作用于导轨的压力形成推动转子13旋转的切向反作用力，在这个力的作用下使转子13做旋转运动，与此同时，处于与排料孔b相通的柱塞组20则在导轨曲面作用下推动柱塞组20向回移动，并将柱塞孔内的塑料熔体排入机头螺旋芯棒23上的入料口C。定子导轨曲面191由相同的若干段组成，每一曲面段又可分为上升区段，过渡区段和下降区段。柱塞组20每经过一曲面段，往复运动一次。当柱塞组20处在曲面上升区段时，塑料熔体进入柱塞族20，反之当柱塞组20处于曲面下降区段时，塑料熔体被排出柱塞孔(即排入机头)，柱塞组使柱塞孔内连续不断地进料和排料，也就使能量转换装置中的转子13连续不断地旋转，并通过传动轴4带动旋转模芯2旋转，与此同时塑料熔体也被连续不断地输送至螺旋芯棒机头，在螺旋流道d和旋转模芯2的双重作用下，塑料熔体以均匀的压力和流速从机头的环形模口间隙e中被挤出，从而生产出均匀度和物理性能皆佳的吹塑薄膜制品。

在转子13的外圆设置有定子19，该定子19呈空心环形，该空心环横截面为柱塞组20的运动轨道，由若干段(本实施例中为6段)均匀分布的形状相同的曲面191组成，每一曲面段可分为上升区段、过渡区段和下降区段，柱塞组20每经过一曲面段往复运动一次。导轨曲线形状直接影响到柱塞组20运动的平稳性，转子13转速的均匀程度，受力情况和定子19与柱塞组20的工作寿命，为此，本发明采用脉动系数基本为零值的等加速--阿基米德--等加速组合曲线制成导轨曲面，如图3所示，(虚线孔a为底盘18上开设的进料孔，实线孔b为转子13上的轴向料孔，阴影部分c为所述螺旋芯棒22上轴向料孔)，图4为在导轨曲面的上升区段，当a孔口与b孔相通时，物料进入柱塞孔，此时，由于b孔的上端面被封死，物料的压力即推动柱塞组20向外运动，使柱塞组20的钢球20b紧压在导轨表面上。在接触点，导轨曲面给钢球20b以反作用力F(见图5)，由于其方向垂直于导轨表面，且通过钢球20b的中心，导轨曲面的反作用力F分解为一个沿柱塞组20轴线的力F′和一个垂直于柱塞组20轴线的力F″，F′与柱塞组20受到的压力平衡，F″力通过柱塞组20对转子13轴线产生扭矩，使转子13旋转，与此同时，处在下降区段(见图4)的柱塞组20受导轨推力向中心移动，此时b孔与c孔相通；且b孔下端面被封死，柱塞组20即把物料排入孔c；在任何瞬时总有孔b处于上升区段，所以转子13能够连续旋转；同理见图3，在任何瞬时总有孔b处于下降区段，所以物料能够连续进入螺旋芯棒22的螺旋流道d见图1。

在图1所示实施例中，孔a开设6个，孔b开设10个，孔c也开设6个，孔a的位置应设在导轨上升区段，具体位置是当柱塞组20处于导轨曲线上升区段始点，a孔和b孔恰好相交，孔c的位置是当柱塞组20处于导轨曲线下降区段始点，孔c和孔b恰好相交，本实施例中，孔a和孔c恰好相差30度；

孔a和孔c均为圆孔；

转子13的旋转方向如图3图4所示，交换孔a和孔c的位置，可使旋转方向改变。

图中编号8为热电偶组，设置于模口1和机头体23上。

编号9为调整螺钉，穿过机头体23顶紧于模口1。

编号21为充气管，安装于螺旋芯棒体22的法兰盘，通往其中心孔，并经传动轴4上的气孔从传动轴4的中心吹入膜泡。

图6图7示本发明应用于多层吹塑薄膜挤出旋转机头的实施例；

附图(图6图7)编号：

1.模             2.旋转模芯             3.键

4.传动轴         5.推力轴承             6.向心轴承

7.固定模芯       8.调节螺钉             9.推力轴承

10.弹性元件      11.密封元件            12.转子

13.底盘          14.键                  15.底座

16.弹簧          16′弹簧               17.柱塞

17′柱塞         18.定子                18′曲面轨道

19.柱塞组        20.内层螺旋体          21.中间层螺旋体

22.外层螺旋体    23.机头体              24.过渡体

25.滑动轴承      26.热电偶组            27.第一充气孔

28.第二充气孔    29.中层进料环形腔室

30.外层进料环形腔室

a1.底座15的进料口

a2.底盘13的进料孔

a3.转子12的进料孔

a4.内层螺旋体20的进料孔

a5.内层螺旋体20和中间螺旋体21之间的螺旋流道

b1.内层螺旋体20外圆周上的进料口

b2.中间层螺旋体21外圆周上的进料孔

b3.中间层螺旋体21与外层螺旋体22之间的螺旋流道

C1.内层螺旋体20外圆周上的进料口

C2.外层螺旋体22外圆周上的进料孔

C3.外层螺旋体22与机头体23之间的螺旋流道

Q.汇合流道

Q1.塑料熔体1    Q2.塑料熔体2      Q3.塑料熔体3

如图6所示，本实施例的熔体压力驱动式三层吹塑薄膜旋转机头为立式结构，在该机头的下部设置有底座15，在底座15的侧面设置有与输料管(图中未示出)连通的进料口a1。

底盘13的上部外周设有法兰部，并且在下表面中部设置有顶部朝下的锥体，在该锥体的周边开设多个进料孔a2，(本实施例为6个)，底盘13的法兰部嵌于底座15的凹部，并由螺栓将底盘13与底座15固定。由此使底盘13的锥体与底座15之间形成腔室。

底盘13上开设的进料孔a2由上端大孔和下端小孔形成阶梯孔，大孔中装有柱塞17，柱塞17滑动地装在底盘13的进料孔a2的大孔中，并且在柱塞17的大孔中装有弹簧16，弹簧16两端面分别和进料孔a2的阶面、柱塞17的孔的阶面贴合。

在底盘13的上部，可转动地设置有转子12，该转子12呈圆盘状，在该转子12上表面的中心部开设有轴孔，传动轴4插入该轴孔内并通过键14与转子12结合，由此，可使传动轴4随转子12的转动而转动。

在转子12的上表面，以轴孔的中心线为中心，以上述进料孔a2至底盘13的中心为半径均等地开设多个上下贯通的进料孔a3(本实施例中为10个)，进料孔a3与底盘13的进料孔a2相同，亦为阶梯形，并装有柱塞17和弹簧16。相应于各进料孔a3在转子12的圆周面上，沿半径方向开设多个与进料孔a3相连通的柱塞孔，如图2所示，该柱塞孔与进料孔a3相连通的部份为较小的直径，从而在该柱塞孔内形成阶台，柱塞组19可沿该柱塞孔滑动地嵌于柱塞孔内；在该柱塞组19包括柱塞19a和球体19b，在柱塞19b的外端面上设有凹部，球体19b可滚动地嵌合于该凹部中。

在转子12的外周设置有定子18，该定子呈环状，在其中部设有上下贯通的内孔，该内孔的横截面为柱塞组19的运动轨道181，由多段(本实施例中为6段)均匀分布的形状相同的曲面组成，每一曲面段可分为上升区段，过渡区段和下降区段，柱塞组19每经过一曲面段往复运动一次。导轨曲线形状直接影响柱塞组19运动的平稳性、转子12转速的均匀程度、受力情况和定子18及柱塞组19的工作寿命，为此，本实用新型采用脉动系数基本为零值的等加速—阿基米德—等加速组合曲线的导轨曲面。

底盘13内装有的柱塞17在弹簧16的作用下与转子12底面可滑动地接触，防止熔体外溢。

如图6所示，在转子12的上方设置有内层螺旋体20，在该内层螺旋体20的靠下方的外周部设有法兰部，该法兰部的下表面与定子18的上表面固定地接触。在转子12的进料孔a3内装有的柱塞17′在弹簧16′的作用下与内层螺旋体20的底面可滑动地接触防止熔体外溢。

在内层螺旋体20的上下方向上与其同心地开设有轴孔，所述传动轴4插入该轴孔中，通过弹性元件10设置有密封元件11。推力轴承9、弹性元件10和密封元件11安装在上述内层螺旋体20下部的凹部内。密封元件11受到弹性元件10的推压，与转子12的上表面紧密接触防止熔体向内层螺旋体20的中心部溢出。

在内层螺旋体20的法兰部上部的外圆周上设置有螺旋流道a5。从图6可知，该螺旋流道的截面呈半圆形，而且越向上方其深度越浅，在内层螺旋体20的下端面上开设有进料孔a4，该进料孔a4的下端有选择地与进料孔a3连通，其上端与螺旋流道a5的下端连通。在内层螺旋体20内设有第一充气孔27和第二充气孔28，该第一充气孔27开设在法兰部的外圆周上，其一端与充气管(附图未示出)连通，另一端与第二充气孔28连通。该第二充气孔28向内层螺旋体20的中心斜向延伸，并且与内层螺旋体20的轴孔连通。

在内层螺旋体20的法兰部的外圆周上，开设有与输料管(附图未示出)连通的进料口b1和c1，b1端部开设有与其垂直相通的进料通道口与内层螺旋体20的法兰部上表面开设的环形流道相通。c1端部开设有与其垂直相通的进料通道与内层螺旋体20的法兰部上表面开设的另一环形流道相通。

在内层螺旋体20法兰部的上部设置有外层螺旋体22，该外层螺旋体22的外周的顶部为大致圆锥形状，在外层螺旋体22下底面设置有凹部，与内层螺旋体20的法兰部嵌合，内层螺旋体20插入外层螺旋体的中孔中，外层螺旋体22下表面凹部的底面与内层螺旋体20的法兰部的上表面固定地紧密接触。在外层螺旋体下表面凹部的上表面上开有两环形流道，分别与内层螺旋体20法兰部上表面开设的环形流道相扣合形成环形腔室29和30。

在外层螺旋体22的法兰部的上部的外圆周上设置有螺旋流道，如图1所示，该螺旋流道的形式与内层螺旋体20外圆周上设置的螺旋流道的形式相同。在外层螺旋体螺旋流道的下端开设有料孔与环形流道相贯通。外层螺旋体22的上凹部底部开设有进料孔b2与环形流道相贯通。

在外层螺旋体22的凹部内嵌合有中间层螺旋体21，该中间层螺旋体21呈圆筒形，其内部同心地开有中孔，该中孔上部呈大口朝上的喇叭形，中孔直径与外层螺旋体22的中孔直径相等，上述内层螺旋体20的法兰部的上方开有螺旋流道部分插入中间层螺旋体21的中孔中，而且其外周面与中层螺旋体中孔的内周面之间存在一定的间隙，从而形成内层熔体的环形流道。

中间层螺旋体21的外圆周上设置有螺旋流道b3，该螺旋流道的形式与内层螺旋体20外圆周上设置的螺旋流道a5的形式相同。

中间层螺旋体21的外圆周插入外层螺旋体22的凹部内，且螺旋流道b3下端对应地与外层螺旋体22凹部底面上开设的料孔b2相接。中间层螺旋体21的外周面与外层螺旋体22凹部的内周面之间存在一定的间隙，从而形成中间层熔体的环形流道。

在外层螺旋体22的外周设置有机头体23，该机头体23呈圆筒形，其内部同心地开设有中孔，上述外层螺旋体22的法兰部的上方部分插入机头体23的中孔中而且其外周面与该中孔的内周面之间存在一定的间隙，从而形成外层熔体的环形流道。

在机头体23的上部设置有过渡体24，该过渡体24中部同心地设置有中孔，该中孔呈大口朝下的喇叭形，过渡体24的下凸部嵌装于机头体23上的凹部中，过渡体24的中孔与外层螺旋体22的外周顶部的大致圆锥体之间均匀地存在一定的间隙，从而形成了外层熔体的环形流道。

在内层螺旋体20的上部设置有固定模芯7，该固定模芯7的外周为大致圆锥状，在该固定模芯的中部同心地设置有轴孔，在该固定模芯7的下部与轴孔同心地设置有凸部，该凸部嵌于内层螺旋体20上端面的凹部中，并由螺栓将固定模芯7与内层螺旋体20固定。

在固定模芯7的上表面设有圆形的第一凹部和与其同心的第二凹部，安装在上述传动轴4上部的滚动轴承6的外圈嵌装于第二凹部中，该滚动轴承的上部，通过垫圈安装有第二推力轴承5，该第二推力轴承5的下圈嵌装于第二凹部内且位于第二凹部中的推力轴承台上。

在固定模芯7的上部同心地设置旋转模芯2，在该旋转模芯2的中部开设有轴孔，传动轴4插入该轴孔内，并通过键3与旋转模芯2结合，可使旋转模芯随传动轴4的转动而转动。

在旋转模芯2的下外园周部，嵌装有滑动轴承25。

在上述传动轴4的上部设有螺纹部，通过螺母拧在该螺纹部上，使转动模芯2固定。

在旋转模芯2的外周设置有模口1，在该模口1的中部设有上部为圆形下部为类圆锥形的中孔，该中孔的内周面与旋转模芯2的外周面之间存在一定的间隙Q，从而形成环形的熔体流道。

在模口1的下表面设置有凹部，上述过渡体24的上凸部装在模口1的凹部中，该凹部的内周面与过渡体24的上凸部的外周面之间存在一定的环形调节间隙。模口1的凹部的上表面与过渡体24的上表面贴合，并以螺钉固定联接。

另外，在模口1的下部外周面上开设有贯通的螺纹孔，通过将调节螺栓8拧入螺纹孔中，并推压嵌入模口1的下凹部中的过渡体24的上凸部的外周面，可调节模口1的中孔的内周面与旋转模芯2的外周面之间的间隙Q。

在模口1和机头体23的外周面上分别设有多个热电偶组26，该热电偶

在本实施例中，溶体流料推动转子转动的工作原理与图3图4图5所示实施例相同，此处不赘述。

图8图9图10示本发明应用于塑料网挤出编织机头的实施例；

附图(图8图9图10)编号

1.螺母         2.旋转模芯        3.模口

4.滑动轴承     5.推力轴承        6.向心轴承

7.机头体       8.传动轴          9.分流体

10.转子        11.定子           111.导轨曲面

12.底座        13.柱塞组         13a.柱塞

13b.钢球       14.密封环         15.推力轴承

16.弹性元件    17.定距环         18.推力轴承

19.键          20.键

a.底座12上开设的进料分配孔

b.转子10上的轴向料孔        c.分流体9上的进料孔

d.分流体外表面的熔体流道    e.机头环形模的凹槽

请参照图8、图9、图10，本发明的熔体压力驱动式塑料网挤出纺织机头，其机壳自下而上依次由底座12、定子11、分流体9、机头体7和模口3，分别以螺钉连接为整体。

底座12中心设有连接接挤出机的机头连接体的内螺孔，该内螺孔连通锥形分流体内腔121；

定子11呈空心圆环形，定子内孔表面由若干段均匀分布的凹弧面连续构成导轨曲面，每个弧面由上升区段、过渡区段和下降区段组成，该内孔中间隔一定间隙装有转子10；

分流体9为下端有法兰盘，上端外圆呈倒锥形曲面的圆柱体；

机头体7为内腔呈上大下小锥面圆孔的圆柱体，其内腔与分流体9的倒锥形曲面间形成下宽上薄的环形腔状的熔体流道d；

模口3为有内阶梯孔的圆柱体，该阶梯孔的下端与机头体7的上凸止口配合，在模口3的内孔中间隔适当缝隙装有旋转模芯2，旋转模芯的外圆周上设置有等分圆周的若干轴向的模线凹槽e，模口的内圆周上设置有等分圆周的数量与旋转模芯模线相同的轴向的模线凹槽e，该旋转模芯的外圆周与模口的内圆周转动配合，转动时各模线凹槽作重合--分离--重合的相对运动。该旋转模心2的下端通过滑动轴承4，推力轴承5与分流体9的上端面贴合，该缝隙为塑料网挤出口；

传动轴8穿过分流体9的中心孔并由装在分流体9上、下端的轴承6和8支承，该传动轴上端以键19固接于旋转模芯2，下端以键20固接于转子10，并由定距环17定位，转子10的上、下端面与分流体9和底座12间有小间隙分别以弹性元件16，密封环14实现密封，该弹性元件及密封环分置于推力轴承15两侧；

底座12的内腔有轴间通孔a连通转子10的轴间通孔b，该通孔b对应分流体9的轴向孔c而与熔体流道d连通，该熔体流道连通模口3与旋转模芯2之间的挤出间隙e：

请参照图10，在转子10的圆周面上开有若干径向的等分圆周的柱塞孔，每个柱塞孔中装有柱塞组13，所述柱塞组13由柱塞13a和钢球13b组成，钢球13b装在柱塞13a前端的半球形凹槽内，柱塞13a装在转子10的径向柱塞孔内而可径向移动，钢球13b顶触于定子内孔的导轨曲面111。当柱塞组13的位置与定子11内圆导轨曲面111的上升区段相对应时能使该组柱塞作用于导轨的压力形成推动转子旋转的切向作用力，在本实施例中，溶体流料推动转子转动的工作原理与图3图4图5所示实施例相同，此处不赘述。

图11图12图13示本发明应用于塑料管材挤出旋转机头的实施例；

附图(图11图12图13)编号

1.螺母           2.旋转模芯         3.模口

4.调整环         5.机头体           6.分流体

7.推力轴承       8.定距环           9.定子

901.导轨曲面     10.转子            11.密封环

12.推力轴承      13.弹性元件        14.螺钉

15.螺钉          16.调整螺钉        17.键

18.推力轴承      19.向心轴承        20.传动轴

21.键            22.柱塞组          22a.柱塞

22b.钢球         23.螺钉            24.底座

241.流体内腔

a.底座24上开设的进料分配孔        b.转子10上的轴向进料孔

c.分流体6上开设的进料孔           d.分流体6的熔体流道

e.机头环形模挤出间隙

F.定子导轨曲面作用于柱塞的反作用力

F′.F沿柱塞轴线的分力

F″.F垂直柱塞轴线的分力

请参照图11、图12、图13，本发明的熔体压力驱动式塑料管材挤出旋转机头，其机壳自下而上依次由底座24、定子9、分流体6、机头体5和调整环4，分别以螺钉14、23连接为整体。

底座24中心设有连接挤出机的机头连接体的内螺孔，该内螺孔连通锥环形流体内腔241；

定子29呈空心圆环形，定子内孔表面为由若干段均匀分布的凹弧面连续构成导轨曲面，每个弧面由上升区段、过渡区段和下降区段组成，该内孔中间隔一定间隙装有转子10；

分流体6为下端有法兰盘，上端呈鼓肚形曲面的圆柱体；

机头体5为内腔呈上小下大曲面圆孔的圆柱体，其内腔与分流体6的鼓肚形曲面间形成下宽上窄的环形腔状的熔体流道d；

调整环4为有内阶梯孔的圆柱体，该阶梯孔的下端与机头体5的上凸止口配合，该阶梯孔内装有模口3，在模口3的内孔中间隔适当间隙301装有旋转模芯2，该旋转模心2的下端通过推力轴承18与分流体6的上端面贴合，该间隙301为塑料管材挤出口；

传动轴20穿过分流体6的中心孔并由装在分流体6上、下端的轴承19和7支承，该传动轴上端以键3固接于旋转模芯2，下端以键21固接于转子10，并由定距环8定位，转子10的上、下端面与分流体6和底座24间有小间隙分别以弹性元件13，密封环11实现密封；

底座24的内腔有轴间通孔a可连通转子10的轴间通孔b，该通孔b可对应分流体6的轴间孔c而与熔体流道d连通，该熔体流道连通模口3与旋转模心之间的挤出间隙e；

转子10的圆周面上开有若干径向的等分圆周的柱塞孔，每个柱塞孔中装有柱塞组22，所述柱塞组22由柱塞22a和钢球22b组成，钢球22b装在柱塞22a前端的半球形凹槽内，柱塞22a装在转子10的径向柱塞孔内而可径向移动，钢球22b顶触于定子内孔的导轨曲面901。当柱塞组22的位置与定子9内圆导轨曲面901的上升区段相对应时能使该组柱塞作用于导轨的压力形成推动转子旋转的切向作用力，在本实施例中，熔体流料推动转子转动的工作原理与图3图4图5所示实施例相同，此处不赘述。

Claims (3)

1.一种以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，是对塑料挤出成型设备的挤出机头加以改进，实现挤出机头无外驱动源的旋转挤出，该挤出机头的构造包括：机头体、旋转模芯、模口、分流体/螺旋芯棒体，其特征在于：

旋转模芯下端面与分流体/螺旋芯棒体上端面贴合，并由设在机头心部的传动轴带动其旋转，传动轴由能量转换装置中的转子驱动；

能量转换装置主要由底座、底盘、转子、定子及柱塞组成；

其中：

底座与机头连接体和定子相连，底座与机头连接体间设有熔体流通通道；

底盘与底座相连，底盘上设有熔体进料分配孔；

定子与底座和机头体相连，定子内孔表面为由若干段均匀分布的凹弧面连续构成导轨曲面，每个弧面由上升区段、过渡区段和下降区段组成；

转子外圆浮动于定子的内部，其两端面与底盘和机头体间分别有小的间隙，并以密封件密封，转子中心孔与传动轴以键固定连接；转子圆周面上开有若干径向的等分圆周的柱塞孔，每个柱塞孔中装有柱塞组，各柱塞组的位置与定子内圆导轨曲面上升区段相对应时能使该组柱塞作用于导轨的压力形成推动转子旋转的切向作用力，同时位于与排料口相通的柱塞组在定子导轨曲面下降区段的推动下向回移动而将柱塞孔内的塑料熔体排入机头分流体/螺旋芯棒体上的入料口。

2.如权利要求1所述的以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，其特征在于：所述定子内圆周面上的组成导轨曲面的各弧面采用脉动系数为零的等加速--阿基米德--等加速组合曲线形成导轨曲面。

3.如权利要求1所述的以熔体压力为驱动源的塑料旋转挤出法，其特征在于：所述柱塞组由柱塞和钢球组成，钢球装在柱塞前端的半球形凹槽内，柱塞组装在转子的径向柱塞孔内而可径向移动，钢球顶触于定子内孔的导轨曲面。

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