CN108437404B - 一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置 - Google Patents

一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置 Download PDF

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Abstract

一种料流连续的挤出机滤网自动更换装置，包括流道切换机构、旋转滤网切换机构和横移滤网切换机构，所述旋转滤网更换机构包括第一基座，第一基座设有凸起齿圈部，凸起齿圈部外圆柱面设有固定外齿圈，第一基座外圆柱面可旋转地设有可转内齿圈，固定外齿圈和可转内齿圈之间旋转对称地啮合有至少m个行星滤网框单元，所述m分别为大于等于2的正整数；配合流道切换机构，旋转滤网切换机构和横移滤网切换机构交替动作，完成滤网组件切换功能。所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，旋转的行星齿轮机构半径范围内嵌入设计左右横移机构，体积小，可更换的行星滤网框单元多。

Description

一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置
技术领域
本发明涉及挤出机滤网的技术领域，具体涉及一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置。
背景技术
塑料塑化过程为了滤除杂物从而使纯净的熔体顺利进入成型模头，在熔体泵和成型模头之间设置过滤器来阻止杂质和异物进入成型模头中。随之过滤器不断聚集杂质而造成机头压力升高，流量下降，当超过一定压力时，最终要通过更换过滤器来解决这种状态。特别是使用塑料再生料时，更换滤网更频繁。每次更换滤网必须停机，更换过滤器从拆模头->清洗->换新网->重新升温->牵引坯料->正常挤出，该操作过程少则几十分钟，多则几个小时，造成原材料损耗、能源浪费、生产成本增高。于是产生了滤网自动更换技术。
商品化换网器按换网方法主要是滑阀切换式，通过液压缸活塞的直线移动将阀板上的在用滤网推拉移开，备用滤网移动或旋转到工作位置上完成新旧滤网切换，虽快捷，仍然存在一些问题：
(1)换网时必须停转螺杆，料流继而中断，还需将坯料重新牵引，直到正常生产，难于避免原材料的浪费和电力损耗；
(2)带有较大的动力驱动装置，比如推滑块的油缸，换滑块的机构；
(3)换网器本体的密封采用密封环，易磨损，易漏料。
日本JP特开平7-314531A公开了上述滑阀切换式滤网更换装置，多个过滤器滑动排列在滑道中，其中一个过滤器通过增力装置夹装在挤出机出料口和分配器进料口之间。需要更换时，增力装置自动松扣，然后油缸推动排列在滑道中的过滤器框体前行一定距离，使得下一个过滤器正好到位，增力装置自动紧扣，完成更换动作需要很完成“松、推、紧”3个动作，共需要时间1-2秒，这已经是相当快的了。但是其缺点也是突出的，就是熔体通道的高分子熔体仍然有1-2秒的瞬间断流。
为了使料流连续，产生了连续滤网的连续式更换技术，可不停机、连续换网。有一定长度的带式过滤网存放于仓盒中，从仓盒中引出的带网从侧面进入换网器本体，经过熔体流道，从换网器本体另一侧伸出。如CN203600593U公开的闭环滤网过滤器，闭环滤带设置在主动辊和从动辊之间，主动辊上设有配合的压辊，压辊和主动辊压住闭环滤带并通过主动辊转动带动闭环滤带前移完成换网。但连续式滤网更换器的主要障碍是密封结构的失败。机械密封要求精心的设计和精密的加工技术相结合，达到这一点使人们望而生畏，而生产过程中长期保持高精度密封也更加困难。因此，维护成本很高，效率却不一定高。
由此，需要设计一种能快速更换过滤器，能够保持熔体恒定流速和恒定压力且不中断料流，瞬间中断也不可以的自动更换装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置。
本发明的目的是这样实现的，一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，包括熔体入口和熔体出口，熔体流从熔体入口以恒定压力和恒定流速流过滤网组件并从熔体出口流出，
包括流道切换机构,流道切换机构包括并联连接在熔体入口和熔体出口之间的并联流道，所述并联流道包括第一支流道和第二支流道，流道切换机构交替地使得所述第一支流道或第二支流道成为熔体通路；
滤网组件，所述滤网组件包括行星滤网框单元和横移滤网框单元；
旋转滤网切换机构，所述旋转滤网更换机构包括第一基座，第一基座设有凸起齿圈部，凸起齿圈部外圆柱面设有固定外齿圈，第一基座外圆柱面可旋转地设有可转内齿圈，固定外齿圈和可转内齿圈之间旋转对称地啮合有至少m个行星滤网框单元，所述m分别为大于等于2的正整数；
横移滤网切换机构，所述横移滤网切换机构包括第二基座和滑板，滑板上以固定间距(H)间隔设有两个横移滤网框单元，滑板左移或右移交替地滑动设置在第二基座中；
行星滤网框单元的中心轴线旋转轨迹过第二支流道的中心轴线，横移滤网框单元的中心轴线移动轨迹过第一支流道的中心轴线；
配合流道切换机构，旋转滤网切换机构和横移滤网切换机构交替动作，完成滤网组件切换功能。
进一步地，流道切换机构还包括第一流道阀和第二流道阀，第一支流道设有第一流道阀，第二支流道设有第二流道阀。
进一步地，可转内齿圈设有阶梯孔，阶梯孔中顺序间隔设有内齿圈、轴承和驱动内齿，第一基座压装在轴承内圈中；滤网更换机构还包括固定在基座上的背板，背板可驱动旋转地设有第一驱动齿轮，第一驱动齿轮与驱动内齿啮合。
进一步地，滤网组件采用滤网框结构，所述滤网框结构包括网框套筒，网框套筒内装有可更换滤网套筒单元,行星滤网框单元的网框套筒外圆柱面设有网框齿部；可更换滤网套筒单元包括套筒本体，套筒本体设有底栅部和筒体部，内筒头部固定有滤网，内筒的尾部法兰抵压在筒体部出口端时，滤网抵压在底栅部上。
进一步地，行星滤网框单元设置在保持架中，所述保持架包括内孔圆周等间隔设置的m个保持槽，滤网组件固定在保持槽中。
进一步地，第一流道阀、第二流道阀采用滑芯阀结构，所述滑芯阀结构包括滑芯和阀体，所述阀体内设阀芯，阀芯通过分流板连接在阀体内孔中，在阀芯和阀体之间形成阀体流道；滑芯在线性致动器带动下在伸出位置和回缩位置移动，在伸出位置，滑芯封闭端放开所述阀体流道，在回缩位置，滑芯的封闭端抵压在阀芯上封闭所述阀体流道。
进一步地，还包括自动控制机构，所述自动控制机构包括内旋模块、外旋模块和切换阀，内旋模块电连接第一驱动马达，第一驱动齿轮固定在第一驱动马达输出轴上，外旋模块电连接第二驱动马达，第二驱动齿轮固定在第二驱动马达输出轴上。
进一步地，自动控制机构每次控制第一驱动马达沿固定转向旋转度，每次控制第二驱动马达以使得滑板移动固定距离。
进一步地，流道切换机构设置在流道板中，所述流道板设有左缺口和右缺口，所述左缺口和右缺口漏出滤网组件的至少一个，以方便更换新的可更换滤网套筒单元。
一种所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置的自动控制方法，
旋转滤网切换机构沿同一方向每转动度，横移滤网切换机构交替左移或右移；每次横移滤网切换机构沿移动后，旋转滤网切换机构再沿同一方向每转动度时，积满杂质的行星滤网框单元位于滑板下方被遮挡，此时行星滤网框单元要等到横移滤网切换机构沿相反方向移动后同时更换两缺口漏出的行星滤网框单元和横移滤网框单元。
本发明的料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，为了解决“能够保持熔体恒定流速和恒定压力且不中断料流，瞬间中断也不可以”的技术问题，主要采取了如下改进措施：
1)旋转滤网切换机构、横移滤网切换机构交替配合流道切换机构实现了不中断料流
有两组可切换的滤网组件，旋转滤网框单元和横移滤网框单元，旋转滤网框单元和横移滤网框单元一静一动。转动的滤网组件所穿过的支流道是关闭的，而静止的滤网组件所穿过的支流道是打开的，高分子熔体可从支流道通过，二动作同时实现，保证了新的滤网组件更换到相应的工作位置上时熔体以恒定压力和流速通过另一组的一个静止的滤网组件。
2)旋转的行星齿轮换网机构和横移换网机构交替配合流道切换，实现了滤网切换不转动的凸起齿圈部设有外圈行星齿轮机构，行星齿轮机构三要素，作为不转动太阳轮的固定外齿圈、可转内齿圈和固定外齿圈和可转内齿圈之间旋转对称地啮合有至少m个第二行星滤网框单元。另外，齿轮齿条驱动的横移滤网切换机构，是在行星滤网框单元旋转半径内不同平面上叠置插入左移右移交替移动的横移滤网框组件，这样使得滤网更换机构体积小，可更换的行星滤网框结构增多。切换时，行星齿轮机构和横移机构一静一动，交替动作。
所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，通过旋转的行星齿轮机构、左右横移机构交替配合流道切换机构，实现了自动更换过滤网,同时又能保持料流以恒定的压力和流速连续流动。旋转的行星齿轮机构半径范围内嵌入设计左右横移机构使得滤网更换机构体积小，可更换的行星滤网框单元多。
附图说明
图1为本发明料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置实施例的主剖视图；
图2为本发明料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置实施例的右移状态的左视图；
图3为本发明料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置实施例的左移状态左视图；
图4为本发明料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置实施例的行星滤网框结构；
图5为本发明料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置实施例的滑芯阀结构。
其中1)为伸出位置，2)为缩回位置。
上述图中的附图标记：
10流道切换机构，11第一支流道，12第二支流道，13第一流道阀，14第二流道阀，15流道板，16左缺口，17背板，18右缺口
20旋转滤网切换机构，21第一基座，22凸起齿圈部，23行星滤网框单元，24固定外齿圈，25内齿圈，26第一驱动齿轮，27可转内齿圈，28内齿圈，29驱动内齿
30横移滤网切换机构，31第二基座，32滑板，33横移滤网框单元，34导滑槽，35驱动齿条部，36第二驱动齿轮
40行星滤网框结构，41网框套筒，42凸起齿圈部，43更换滤网套筒单元，44底栅部，45筒体部，46内筒，47滤网，48尾部法兰，49套筒本体
50滑芯阀结构，51滑芯，52阀体，53阀芯，54分流板，55气缸，56封闭软体，57阀体流道
60保持架
80自动控制机构，81旋转模块，82横移模块,83切换阀，84第一驱动马达,85第二驱动马达
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1-4所示，一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，包括流道切换机构10、旋转滤网切换机构20和横移滤网切换机构30和自动控制机构80，旋转滤网切换结构20旋转切换地设置在第一基座1上，横移滤网切换机构30滑动切换地设置在第二基座2上。
流道切换机构10包括并联连接在熔体入口和熔体出口之间的第一支流道11和第二支流道12，第一支流道11设有第一流道阀13，第二支流道12设有第二流道阀14。第一支流道11贯穿叠置体的中心轴线X设置；第二支流道12距中心轴线X的距离为旋转半径R贯穿叠置体而设置。流道切换机构10交替地将第一支流道或第二支流道作为熔体通路。
旋转滤网更换机构20包括第一基座21,第一基座21上表面设有凸起齿圈部22，凸起齿圈部22外圆柱面设有固定外齿圈24，第一基座21外圆柱面通过轴承可旋转地设有可转内齿圈27，可转内齿圈27设有阶梯孔，阶梯孔包括第一内孔面27.1和第二内孔面27.2，第二内孔面27.2设有内齿圈28，第一内孔面27.1设有驱动内齿29，内齿圈28和驱动内齿29之间设有轴承。固定外齿圈24和可转内齿圈27的内齿圈25之间旋转对称地啮合有四个行星滤网框单元23；背板17固定在第一基座21下表面，背板17设有第一驱动齿轮26，第一驱动齿轮26与驱动内齿29啮合。行星滤网框单元23的中心轴线距离第一支流道11中心线为旋转半径R，行星滤网框单元23的中心轴线的旋转轨迹经过第二支流道的中心轴线，也即第二支流道6中心轴线位于滤网框单元23的中心轴线的旋转轨迹上。
所述横移滤网切换机构30包括第二基座31和滑板32，滑板32上间隔设有至少两个横移滤网框单元33，第二基座21设有导滑槽34，滑板32滑动设置在导滑槽34中；滑板32包括驱动齿条部35，第二驱动齿轮36旋转驱动地啮合在驱动齿条部35上。第一支流道11位于第二基座31中心轴线处。横移滤网框单元33的中心轴线的移动轨迹通过第二基座31中心轴线。
所述行星滤网框单元23和横移滤网框单元33分别采用滤网框结构40。包括网框套筒41，网框套筒41内装有可更换滤网单元43，可更换滤网单元43包括套筒本体49，套筒本体49包括滤孔基座部44和筒部45，内筒46头部固定有滤网47，内筒46的尾部法兰48抵压在筒部45入口端时，滤网47抵压在滤孔基座部44上。所述行星滤网框单元23的网框套筒41外圆柱面设有网框齿部42。
行星滤网框单元23之一穿过所述第二支流道12，横移滤网框单元33之一穿过所述第一支流道11。
第一流道阀13、第二流道阀14采用滑芯阀结构50，所述滑芯阀结构50包括滑芯51和阀体52，所述阀体52内设阀芯53，阀芯53通过分流板54连接在阀体52内孔中，在阀芯和阀体之间形成阀体流道57；滑芯51固定连接气缸55的活塞55.1，活塞55.1滑动设置在气缸体55.2中，滑芯51在气缸55活塞的带动下在伸出位置和回缩位置移动，在伸出位置，滑芯51封闭端放开所述阀体流道57，抵压端的封闭软体56抵压在网框套筒41的端面；在回缩位置，滑芯51的封闭端抵压在阀芯53上封闭所述阀体流道57，抵压端的封闭软体56离开网框套筒41的端面。
所述流道板15压装在第二基座31上，流道板15设有左缺口16和右缺口18，所述左缺口16和右缺口18分别漏出行星滤网框单元23的一个，或者漏出横移滤网框单元33的一个，以方便更换新的可更换滤网单元43。
自动控制机构80包括旋转模块81、横移模块82和切换阀83，旋转模块81电连接第一驱动马达84，第一驱动马达84输出轴固定连接第一驱动齿轮26，横移模块82电连接第二驱动马达85，第二驱动马达85的输出轴固定连接第二驱动齿轮36。
切换动作如下：
①左转，左缺换，用左横
第一流道阀13打开，第二流道阀14关闭，启动旋转模块81使得行星滤网框单元23逆时针旋转90度，集满杂质的、旋转轨迹过第二支流道13中心轴线的行星滤网框单元23旋转后正好位于左缺口16位置，更换行星滤网框结构40；
②左移，左缺换左横，用旋
第一流道阀13关闭，第二流道阀14打开，启动横移模块82使得横移滤网框单元33左移一固定距离H，集满杂质的、与第一支流道11对准的左侧横移网框单元正好位于左缺口16位置，更换左侧横移网框单元。
③左转，左缺不换，用右横
第一流道阀13打开，第二流道阀14关闭，启动旋转模块81使得行星滤网框单元23逆时针旋转90度，集满杂质的、旋转轨迹过第二支流道13中心轴线的行星滤网框单元23旋转后正好位于左缺口16位置，但被滑块遮挡，左缺口16不进行更换操作；
④右移，右缺换右横，用旋
第一流道阀13关闭，第二流道阀14打开，启动横移模块82使得横移滤网框单元33右移一固定距离H，集满杂质的、与第一支流道11对准的右侧横移网框单元正好位于右缺口18位置，此时，左缺口16漏出步骤③旋出的集满杂质的行星滤网框单元23，右缺口18漏出本次右移出的右侧横移网框单元，更换左缺口的行星滤网框单元23，同时更换右缺口18的右侧横移网框单元33。
返回步骤①，按照步骤①->②->③->④，往复循环使用。
因此，旋转滤网切换机构20共有m个滤网框单元安排在同心布置的两个行星齿轮啮合机构中，m为大于等于2的正整数；横移滤网切换机构30共有2个滤网框单元安排在横移机构中，所以共有m+2个滤网框单元供使用，旋转和横移交替动作，2个滤网框单元的横移机构在旋转机构的半径范围内布置，使得结构紧凑，体积小，可更换的行星滤网框单元多。
所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，通过旋转的行星齿轮机构、左右横移机构交替配合流道切换机构，实现了自动更换过滤网,同时又能保持料流以恒定的压力和流速连续流动。旋转的行星齿轮机构半径范围内嵌入设计左右横移机构使得滤网更换机构体积小，可更换的行星滤网框结构多。

Claims (10)

1.一种料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，包括熔体入口和熔体出口，熔体流从熔体入口以恒定压力和恒定流速流过滤网组件并从熔体出口流出，其特征在于，
包括流道切换机构(10),流道切换机构(10)包括并联连接在熔体入口和熔体出口之间第一支流道(11)和第二支流道(12)，流道切换机构(10)交替地使得所述第一支流道或第二支流道成为熔体通路；
滤网组件，所述滤网组件包括行星滤网框单元(23)和横移滤网框单元(33)；
旋转滤网切换机构(20)，所述旋转滤网更换机构(20)包括第一基座(21)，第一基座(21)设有凸起齿圈部(22)，凸起齿圈部(22)外圆柱面设有固定外齿圈(24)，第一基座(21)外圆柱面可旋转地设有可转内齿圈(27)，固定外齿圈(24)和可转内齿圈(27)之间旋转对称地啮合有至少m个行星滤网框单元(23)，所述m分别为大于等于2的正整数；
横移滤网切换机构(30)，所述横移滤网切换机构(30)包括第二基座(31)和滑板(32)，滑板(32)上以固定间距(H)间隔设有两个横移滤网框单元(33)，滑板(32)左移或右移交替地滑动设置在第二基座(31)中；
行星滤网框单元(23)的中心轴线旋转轨迹过第二支流道(12)的中心轴线，横移滤网框单元(33)的中心轴线移动轨迹过第一支流道(11)的中心轴线；
配合流道切换机构(10)，旋转滤网切换机构(20)和横移滤网切换机构(30)交替动作，完成滤网组件切换功能。
2.如权利要求1所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，流道切换机构(10)还包括第一流道阀(13)和第二流道阀(14)，第一支流道(11)设有第一流道阀(13)，第二支流道(12)设有第二流道阀(14)。
3.如权利要求1所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，可转内齿圈(27)设有阶梯孔，阶梯孔中顺序间隔设有内齿圈(28)、轴承和驱动内齿(29)，第一基座(21)压装在轴承内圈中；滤网更换机构(20)还包括固定在基座(21)上的背板(17)，背板(17)可驱动旋转地设有第一驱动齿轮(26)，第一驱动齿轮(26)与驱动内齿(29)啮合。
4.如权利要求1所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，滤网组件采用滤网框结构(40)，所述滤网框结构(40)包括网框套筒(41)，网框套筒(41)内装有可更换滤网套筒单元(43),行星滤网框单元(23)的网框套筒(41)外圆柱面设有网框齿部(42)；可更换滤网套筒单元(43)包括套筒本体(49)，套筒本体(49)设有底栅部(44)和筒体部(45)，内筒(46)头部固定有滤网(47)，内筒(46)的尾部法兰(48)抵压在筒体部(45)入口端时，滤网(47)抵压在底栅部(44)上。
5.如权利要求1所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，行星滤网框单元(23)设置在保持架(60)中，所述保持架(60)包括内孔圆周间隔设置的m个保持槽，滤网组件固定在保持槽中。
6.如权利要求2所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，第一流道阀(13)、第二流道阀(14)采用滑芯阀结构(50)，所述滑芯阀结构(50)包括滑芯(51)和阀体(52)，所述阀体(52)内设阀芯(53)，阀芯(53)通过分流板(54)连接在阀体(52)内孔中，在阀芯和阀体之间形成阀体流道(57)；滑芯(51)在线性致动器带动下在伸出位置和回缩位置移动，在伸出位置，滑芯(51)封闭端放开所述阀体流道(57)，在回缩位置，滑芯(51)的封闭端抵压在阀芯(53)上封闭所述阀体流道(57)。
7.如权利要求1所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，还包括自动控制机构(80)，所述自动控制机构(80)包括内旋模块(81)、外旋模块(82)和切换阀(83)，内旋模块(81)电连接第一驱动马达(84)，第一驱动齿轮(26)固定在第一驱动马达输出轴上，外旋模块(82)电连接第二驱动马达(85)，第二驱动齿轮(36)固定在第二驱动马达(35)输出轴上。
8.如权利要求3所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，自动控制机构每次控制第一驱动马达(84)沿固定转向旋转度，每次控制第二驱动马达(85)以使得滑板移动固定距离(H)。
9.如权利要求1-8任一所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置，其特征在于，流道切换机构(10)设置在流道板(15)中，所述流道板(15)设有左缺口(16)和右缺口(18)，所述左缺口(16)和右缺口(18)漏出滤网组件的至少一个，以方便更换新的可更换滤网套筒单元(43)。
10.一种如权利要求9所述料流连续的高分子熔体过滤器自动切换装置的自动控制方法，其特征在于，
旋转滤网切换机构(20)沿同一方向每转动度，横移滤网切换机构(30)交替左移或右移；每次横移滤网切换机构(30)移动后，旋转滤网切换机构(20)再沿同一方向每转动度时，积满杂质的行星滤网框单元位于滑板下方被遮挡，此时行星滤网框单元要等到横移滤网切换机构(30)沿相反方向移动后同时更换两缺口漏出的行星滤网框单元和横移滤网框单元。
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