CN108859064A - 一种半结晶peek管挤出生产装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了半结晶PEEK管挤出生产装置及方法，包括挤出生产模具和热气冷却组件；挤出生产模具包括挤出模头、挤出分流锥、挤出芯棒、挤出口模和口模压块，挤出口模的一端嵌设于挤出模头的出料口端，挤出口模与挤出模头形成第一空腔，挤出分流锥和挤出芯棒设置在第一空腔内，挤出分流锥的一端固定连接挤出芯棒，挤出分流锥的另一端为圆锥结构；热气冷却组件包括固定连接的底座和盖板；底座的轴心设置第一通孔，底座上设置热气入口和热气腔，热气入口连通热气腔；盖板的轴心设置第二通孔，盖板与热气腔形成环形孔，热气腔通过环形孔连通第二通孔。本申请提供的半结晶PEEK管挤出生产装置及方法，提高半结晶PEEK管生产效率，有助于保证半结晶PEEK管生产质量。

Description

一种半结晶PEEK管挤出生产装置及方法
技术领域
本申请涉及PEEK管生产技术领域，尤其涉及一种半结晶PEEK管挤出生产装置及方法。
背景技术
PEEK管为采用聚醚醚酮(PEEK)材料制成的管材，其中，PEEK作为一种新型的特种工程塑料，具有极其出色的物理、力学性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料，成为当今最热门的高性能工程塑料之一。为保证PEEK管充分展现PEEK材料的优良性能，目前使用的PEEK管多为半结晶PEEK管。
现有技术中，半结晶PEEK管的制作工艺：通过挤出机制作PEEK胚管，采用烘箱对PEEK胚管进行热处理。由于PEEK材料的适合结晶的条件很有限，特别是结晶的温度范围很小，而且在降温的过程不能太快，在挤出与定型的过程中，降温快就不结晶或者结晶极少，因此需要后结晶热处理加工。此生产过程中，制造出的PEEK胚管先进行空冷降温，再通过烘箱进行加热保温一定时间，最后进行缓慢冷却，生产耗时且能量浪费严重。并且，在对PEEK胚管进行烘箱热处理的时候，由于PEEK胚管为非结晶状态，在烘箱里容易受热不均匀，从而常使部分管材在热处理的结晶过程中，出现结晶度不一样的情况，造成收缩率出现不一样，造成管材两端容易变型、整条管变弯等，且内外径尺寸更是受结晶程度不同而变化，这样大大影响了产品的精度。
发明内容
本申请提供了一种半结晶PEEK管挤出生产装置及方法，提高半结晶PEEK管生产效率，有助于保证半结晶PEEK管生产质量。
第一方面，本申请提供了一种半结晶PEEK管挤出生产装置，包括相互靠近但不接触设置的挤出生产模具和热气冷却组件，所述挤出生产模具的中轴线与所述热气冷却组件的中轴线重合；其中：
所述挤出生产模具包括挤出模头、挤出分流锥、挤出芯棒、挤出口模和口模压块，所述挤出口模的一端嵌设于所述挤出模头的出料口端，所述挤出口模与所述挤出模头形成第一空腔，所述挤出分流锥和挤出芯棒设置在所述第一空腔内，所述挤出分流锥的一端固定连接所述挤出芯棒，所述挤出分流锥的另一端为圆锥结构，所述口模压块抵触支撑所述挤出口模且固定连接所述挤出模头；
所述热气冷却组件包括固定连接的底座和盖板；所述底座的轴心设置第一通孔，所述底座上设置热气入口，所述底座上设置热气腔，所述热气入口连通所述热气腔；所述盖板的轴心设置第二通孔，所述第二通孔的直径大于或等于所述第一通孔的直径，所述盖板与所述热气腔形成环形孔，所述热气腔通过所述环形孔连通所述第二通孔。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述挤出模头上设置吹气入口，所述挤出分流锥设置第一吹气腔，所述挤出芯棒上设置第二吹气腔，所述吹气入口、第一吹气腔和第二吹气腔依次连通，所述第二吹气腔的尾端与所述挤出口模的出胚口连通。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述热气腔的内表面为圆台斜面。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述第二通孔为锥形孔，所述锥形孔的大径端靠近所述底座。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述底座设置螺纹孔，所述螺纹孔用于所述底座的固定。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述圆锥结构的圆锥角大于或等于80°。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产装置中，所述挤出模头包括锥形的第二空腔，所述挤出分流锥的圆锥结构端位于所述第二空腔内。
第二方面，基于本申请第一方面提供的半结晶PEEK管挤出生产装置，本申请还提供了一种半结晶PEEK管挤出生产方法，所述方法包括：
烘干PEEK粒子；
将烘干后的PEEK粒子注入挤出机，通过所述挤出机挤出PEEK管胚；
将所述PEEK管胚穿过通热气的热气冷却组件进行结晶，所述热气的温度为80-250℃；
空冷穿过通热气的热气冷却组件的PEEK管胚，获得半结晶PEEK管。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产方法中，所述烘干PEEK粒子包括：
将PEEK粒子在烘料箱中，在160℃的条件下干燥8小时。
可选的，上述半结晶PEEK管挤出生产方法中，所述方法还包括：
当挤出机挤出PEEK管胚后，对所述PEEK管胚进行内吹气定型。
本申请提供的半结晶PEEK管挤出生产装置及方法，在PEEK管胚从挤出机挤出生产后直接通过热气冷却组件进行结晶处理，不需要再通过烘箱在进行结晶热处理，实现半结晶PEEK管的一次性成型，减少能源浪费，提高半结晶PEEK管生产效率，有助于保证半结晶PEEK管生产质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置的立体图；
图2为本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置的剖视图；
图3为本申请实施例提供的挤出模头的剖视图；
图4为本申请实施例提供的挤出模头和挤出口模的装配剖视图；
图5为本申请实施例提供的挤出分流锥的立体图。
其中：
100-挤出生产模具，101-挤出模头，102-挤出分流锥，103-挤出芯棒，104-挤出口模，105-第一空腔，106-吹气入口，107-第一吹气腔，108-第二吹气腔，109-第二空腔，110-口模压块，200-热气冷却组件，201-底座，202-盖板，203-第一通孔，204-热气入口，205-热气腔，206-第二通孔，207-环形孔。
具体实施方式
本申请提供的半结晶PEEK管挤出生产装置及方法，提高半结晶PEEK管生产效率，有助于保证半结晶PEEK管生产质量。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
参见附图1-5，图1-5示出了本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置的基本结构。下面结合每一张附图对本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置进行说明。
如附图1和2所示，本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置，包括相互靠近但不接触设置的挤出生产模具100和热气冷却组件200。其中：
所述挤出生产模具100包括挤出模头101、挤出分流锥102、挤出芯棒103、挤出口模104和口模压块110，所述挤出口模104的一端嵌设于所述挤出模头101的出料口端，所述挤出口模104与所述挤出模头101形成第一空腔105，所述挤出分流锥102和挤出芯棒103设置在所述第一空腔105内，所述挤出分流锥102的一端固定连接所述挤出芯棒103，所述挤出分流锥102的另一端为圆锥结构，所述口模压块110抵触支撑所述挤出口模104且固定连接所述挤出模头101；
所述热气冷却组件200包括固定连接的底座201和盖板202；所述底座201的轴心设置第一通孔203，所述底座201上设置热气入口204，所述底座201上设置热气腔205，所述热气入口204连通所述热气腔205；所述盖板202的轴心设置第二通孔206，所述第二通孔206的直径大于或等于所述第一通孔203的直径，第一通孔203与第二通孔206同心或近同心，所述盖板202与所述热气腔205形成环形孔207，所述热气腔205通过所述环形孔207连通所述第二通孔206。
挤出生产模具100用于半结晶PEEK管的PEEK管胚的挤出成形，其一端连接挤出机，另一端为PEEK管胚出口，挤出机输送的熔融状态的物料从挤出生产模具100的一端进入，然后经过挤出生产模具100的另一端输出PEEK管胚。热气冷却组件200用于PEEK管胚的结晶。具体的，通过挤出生产模具100挤出生产的PEEK管胚，在从挤出生产模具100出来后穿过热气冷却组件200。为方便加工过程中PEEK管胚的顺利通行，挤出生产模具100的中轴线与热气冷却组件200的中轴线重合。
在本申请具体实施方式中，如附图2-4所示，挤出模头101的一端用于连接挤出机，一端用于嵌设挤出口模104。挤出模头101内存在空腔，用于盛放挤出分流锥102和挤出芯棒103以及输送挤出机传递的物料。挤出模头101与挤出口模104组成第一空腔105，挤出分流锥102和挤出芯棒103设置在第一空腔105内。
挤出芯棒103与挤出口模104相配合，挤出芯棒103与挤出口模104相互组合形成流通熔融状态的物料的通道以及符合半结晶PEEK管尺寸的出口。
如附图2和5所示，挤出分流锥102的一端与挤出芯棒103配合连接，用于挤出分流锥102位置的固定；一端设置成圆锥结构，用于通熔融状态物料的分流，对熔融状态物料有导流作用；熔融状态物料穿过挤出分流锥102流入挤出芯棒103与挤出口模104相互组合形成流通熔融状态的物料的通道。在本申请具体实施方式中，圆锥结构的圆锥角大于或等于80°，优选90-120°，分流效果更加明显，保证熔融状态物料流通的均匀性。且挤出分流锥102上设置供熔融状态物料流通的通腔，
在本申请具体实施例方式中，挤出模头101包括锥形的第二空腔109，所述挤出分流锥102的圆锥结构端位于所述第二空腔109内，锥形的第二空腔109用于实现挤出模头101空腔截面积的渐变，且锥形的第二空腔109有助于实现与挤出分流锥102的圆锥结构配合，便于熔融状态物料流通的均匀性以及保证熔融状态物料的流速。
口模压块110固定连接挤出模头101，用于固定挤出口模104，通常采用螺栓连接挤出模头101，便于挤出模头101的拆卸更换。
盖板202将底座201的热气腔205进行留有环形孔207形式的封闭，即热气从热气入口204进入，在热气腔205分散，经过环形孔207排出。排出的热气用于PEEK管胚的结晶。具体的，热气通过热气冷却组件通过吹气的形式形成用于PEEK管胚结晶的条件，快速用热气流将PEEK管胚冷却到热气温度，热气的温度为80-250℃，通常，热气的温度应比适合PEEK结晶的温度偏高一些，大约在210至250度之间。热气冷却组件200通过支架支撑固定，具体的，底座201上设置螺纹孔，支架一端通过螺纹孔固定底座201，支架另一端固定连接挤出机。
挤出生产模具100和热气冷却组件200靠近但不接触，即挤出生产模具100和热气冷却组件200可以靠得比较近，但不贴住，靠得越近PEEK管胚就越早定型，但是如果贴住会降低模具的温度，使PEEK管表面产生不光滑现象。在本申请具体实施方式中，热气冷却组件200的个数不局限于1个，可根据PEEK管胚的厚度以及实际需要，选择热气冷却组件200的数量。
在本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置，PEEK管胚在出口模后，热气对其的作用，它的温度很快下降到260度以下，使它变硬定型，但是PEEK管胚温度还与热气的温度接近，而且下降得很缓慢，有助于PEEK管胚的结晶，实现对挤出的PEEK管胚进行保温结晶，使PEEK管胚在生产过程中的结晶度保持一致。且可通过调节热气温度以及流速控制调整PEEK管胚的结晶度。其中，结晶度可以从生产出来管材表面的颜色和透明度直接观察到，完全非晶状态下的PEEK是咖啡色透明的，结晶的PEEK是米黄色的不透明的，随结晶度的增加，其颜色由深到浅，透明度由透明到不透明的变化过程。
本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置，在PEEK管胚从挤出机挤出生产后直接通过热气冷却组件进行结晶处理，不需要再通过烘箱在进行结晶热处理，实现半结晶PEEK管的一次性成型，减少能源浪费，提高半结晶PEEK管生产效率，有助于保证半结晶PEEK管生产质量。
进一步优化技术方案，本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置中，挤出模头101上设置吹气入口106，挤出分流锥102设置第一吹气腔107，挤出芯棒103上设置第二吹气腔108，所述吹气入口106、第一吹气腔107和第二吹气腔108依次连通，所述第二吹气腔108的尾端与所述挤出口模104的出胚口连通，用于往挤出机成产的PEEK管胚中吹气，用作吹气成型。吹气成型利用气体质量流量计对料胚的内腔进行定量吹气，保证其大小圆度及形状。
在本申请具体实施方式中，热气腔205的内表面为圆台斜面。如附图2所示，热气腔205的截面为斜面，往远离挤出生产模具100的方面倾斜，如此有助于提升热气流通的均匀性，保证热气从环形孔207中均匀的流出，保证PEEK管胚受热的均匀性。
更进一步，第二通孔206为锥形孔，所述锥形孔的大径端靠近所述底座201。锥形孔对热气有导向作用，使热气沿PEEK管胚的运动方向扩散，提升热气的利用率。
基于本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产装置，本申请还提供了一种半结晶PEEK管挤出生产方法，所述方法包括：
烘干PEEK粒子；
将烘干后的PEEK粒子注入挤出机，通过所述挤出机挤出PEEK管胚；
将所述PEEK管胚穿过通热气的热气冷却组件进行结晶，所述热气的温度为80-250℃；
空冷穿过通热气的热气冷却组件的PEEK管胚，获得半结晶PEEK管。
进一步，本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产方法中，所述烘干PEEK粒子包括：
将PEEK粒子在烘料箱中，在160℃的条件下干燥8小时。
进一步，本申请实施例提供的半结晶PEEK管挤出生产方法中，所述方法还包括：
当挤出机挤出PEEK管胚后，对所述PEEK管胚进行内吹气定型。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，包括相互靠近但不接触设置的挤出生产模具和热气冷却组件，所述挤出生产模具的中轴线与所述热气冷却组件的中轴线重合；其中：
所述挤出生产模具包括挤出模头、挤出分流锥、挤出芯棒、挤出口模和口模压块，所述挤出口模的一端嵌设于所述挤出模头的出料口端，所述挤出口模与所述挤出模头形成第一空腔，所述挤出分流锥和挤出芯棒设置在所述第一空腔内，所述挤出分流锥的一端固定连接所述挤出芯棒，所述挤出分流锥的另一端为圆锥结构，所述口模压块抵触支撑所述挤出口模且固定连接所述挤出模头；
所述热气冷却组件包括固定连接的底座和盖板；所述底座的轴心设置第一通孔，所述底座上设置热气入口，所述底座上设置热气腔，所述热气入口连通所述热气腔；所述盖板的轴心设置第二通孔，所述第二通孔的直径大于或等于所述第一通孔的直径，所述盖板与所述热气腔形成环形孔，所述热气腔通过所述环形孔连通所述第二通孔。
2.如权利要求1所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述挤出模头上设置吹气入口，所述挤出分流锥设置第一吹气腔，所述挤出芯棒上设置第二吹气腔，所述吹气入口、第一吹气腔和第二吹气腔依次连通，所述第二吹气腔的尾端与所述挤出口模的出胚口连通。
3.如权利要求2所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述热气腔的内表面为圆台斜面。
4.如权利要求1所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述第二通孔为锥形孔，所述锥形孔的大径端靠近所述底座。
5.如权利要求1所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述底座设置螺纹孔，所述螺纹孔用于所述底座的固定。
6.如权利要求1所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述圆锥结构的圆锥角大于或等于80°。
7.如权利要求1所述的半结晶PEEK管挤出生产装置，其特征在于，所述挤出模头包括锥形的第二空腔，所述挤出分流锥的圆锥结构端位于所述第二空腔内。
8.一种半结晶PEEK管挤出生产方法，其特征在于，所述方法包括：
烘干PEEK粒子；
将烘干后的PEEK粒子注入挤出机，通过所述挤出机挤出PEEK管胚；
将所述PEEK管胚穿过通热气的热气冷却组件进行结晶，所述热气的温度为80-250℃；
空冷穿过通热气的热气冷却组件的PEEK管胚，获得半结晶PEEK管。
9.如权利要求8所述的半结晶PEEK管挤出生产方法，其特征在于，所述烘干PEEK粒子包括：
将PEEK粒子在烘料箱中，在160℃的条件下干燥8小时。
10.如权利要求8所述的半结晶PEEK管挤出生产方法，其特征在于，所述方法还包括：
当挤出机挤出PEEK管胚后，对所述PEEK管胚进行内吹气定型。
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