CN111251570A - 一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子塑料管材领域，尤其涉及一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法，它包括挤头、口模、驱动环、电驱模块、格栅板、芯模、成型圆柱、支撑条、弹簧C、冷却定型套，其中圆柱型挤头的回转成型腔内具有同中心轴线的两端非对称纺锤状芯模，芯模上锥度较小部分与成型腔的间隙横截面积随芯模直径的减小而减小；本发明中的三个支撑条在旋转的驱动环的作用下同步间歇地对芯模形成支撑，使得塑料管材成型后形成的三条周向均匀分布的合流线沿管材轴向产生间断，从而使得塑料管材的最终强度得到增强。

Description

一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法

技术领域

本发明属于高分子塑料管材领域，尤其涉及一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法。

背景技术

挤出成型是塑料成型加工的基本成型方法之一，大部分热塑性塑料都能用此方法进行加工，它具有如下特点：生产过程是连续的，因而其产品都是连续的，生产效率高，投资少。

现有的塑料管材挤出设备主要有直通式机头、直角式机头和旁侧式机头三种类型，其中直通式机头结构简单，但直通式机头所生产的塑料管材在口模定型段处由被分流器支架形成的料流汇合而成，因此，由直通式机头挤出的塑料管材的管壁上会产生合流线，从而影响塑料管材成品的强度，导致直通式机头适合生产小管径的塑料管材，大大限制其适用范围。

而直角式机头和旁侧式机头避免了直通式机头中因分流器支架存在而导致的塑料管材成品的轻度问题，适合不同管径的塑料管材的生产，但直角式机头和旁侧式机头因本身结构特点导致其安装需要占据较大的空间，所以在保留直通式机头结构简单的前提下，对直通式机头进行改进以增强其生产的塑料管材的强度很有必要。

本发明设计一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种高分子制造的管材挤出挤头装置及其使用方法，其特征在于：它包括挤头、口模、驱动环、电驱模块、格栅板、芯模、成型圆柱、支撑条、弹簧C、冷却定型套，其中圆柱型挤头的回转成型腔内具有同中心轴线的两端非对称纺锤状芯模。芯模上锥度较小部分与成型腔的间隙横截面积随芯模直径的减小而减小，从而增加成型腔内熔融塑料运动过程中的压力，从而减小熔融塑料运动过程中产生气泡的可能性，进而保证塑料管材成品中不会有气泡，从而保证塑料管材的强度。芯模上锥度较大的一端固定于成型腔进料口处的格栅板上；芯模上锥度较小的一端具有同中心轴线的成型圆柱，成型圆柱与安装在挤头出料口处的圆筒状口模配合，口模上安装有冷却定型套。

挤头成型腔内壁上周向均匀开有三个与挤头外柱面相通的滑槽A；对芯模进行同步间歇支撑的三个支撑条分别径向滑动于三个滑槽A中，三个支撑条上均安装有对其复位的弹簧C；驱动环与挤头外侧旋转配合，驱动环与三个支撑条一端配合；挤头上固装有电驱模块，电驱模块的输出轴上安装有齿轮，齿轮与安装在驱动环外侧的齿圈啮合；驱动环内壁上具有驱动三个支撑条沿相应滑槽A同步径向滑动的结构。

三个支撑条和芯模上具有通过对成型圆柱进行冷却进而对经过口模与成型圆柱之间的成型塑料管材进行快速冷却的气冷结构，气冷结构在三个支撑条对芯模进行同步支撑时运行；芯模上除成型圆柱以外的部分外侧面内具有防止熔融的高分子塑料在到达成型圆柱前冷却的加热结构。

作为本技术的进一步改进，上述支撑条与相应滑槽A的内壁之间为滑动密封配合，避免在支撑条运动过程中成型腔内的熔融塑料发生泄漏。

作为本技术的进一步改进，上述挤头的进料口处周向开有环槽B，格栅板安装于环槽B中，格栅板上的线槽B的槽口与挤头上的线槽A对接；芯模通过同中心轴线的环套A固定于格栅板上，线槽B与环套A相通；均匀埋设于芯模上除成型圆柱以外的部分外侧面内的若干电加热线通过总线与外界电源电连接，总线穿过线槽A和线槽B。

作为本技术的进一步改进，上述三个滑槽A的内壁上均周向开有环槽A，嵌套于支撑条上的弹簧C位于相应的环槽A中；弹簧C一端与环槽A的内壁连接，另一端与安装在支撑条上的环板连接；弹簧C为压缩弹簧。

作为本技术的进一步改进，上述芯模中开有同中心轴线的圆柱形冷却腔，冷却腔部分位于成型圆柱中；芯模的外侧壁上周向均匀开有三个安装槽，每个安装槽均通过通气槽A与冷却腔连通；三个安装槽与三个滑槽A一一相对；每个安装槽中均安装有与相应支撑条上的通气槽B相对的环套C；每个环套C的内壁上均周向开有环槽E，且每个环槽E内均径向滑动有环套D；每个环套D内均安装有对其复位的弹簧B；每个环套D内均通过周向均匀分布的三个固定条B固定有同中心轴线的杆B；弹簧B一端与相应环槽E的内壁连接，另一端与相应三个固定条B连接；其中一个支撑条上的通气槽B通过安装有电磁阀的软管与冷却气源连接，另外两个支撑条上的通气槽B通过软管直接与外界连通；每个支撑条的通气槽B的内壁上均周向开有环槽D，且每个环槽D中均径向滑动有环套B，每个环套B内均安装有对其复位的弹簧A；每个环套B中均通过周向均匀分布的三个固定条A固定有同中心轴线的杆A；弹簧A一端与相应环槽D内壁连接，另一端与相应三个固定条连接；与冷却气源对应的支撑条的通气槽B内部槽口为向芯模方向外扩的锥口A，安装在相应杆A末端的锥块A对锥口A进行开关；另外两个支撑条的通气槽B内部槽口均为向相应环槽D方向内扩的锥口B，安装在相应杆A末端的锥块B对相应锥口B进行开关；与锥块A对应的环套C的套口为向冷却腔方向内扩的锥口C，安装在相应杆B末端的锥块C在锥块A的作用下对锥口C进行开关；与锥块B对应的环套C的套口为向支撑条方向外扩的锥口D，安装在相应杆B末端的锥块D对相应锥口D进行开关，锥块D与相应锥块B配合；冷却腔内安装有引导从锥口A进入冷却腔内的冷却气体横向向成型圆柱内流动的导流板；驱动环内壁上周向开有环槽C，环槽C的柱面与三个支撑条的外侧端配合；环槽C的柱面上周向开有三个与环槽C柱面进行斜面过渡的解限槽，三个解限槽与三个支撑条的外侧端配合。

作为本技术的进一步改进，当上述支撑条一端与相应环套C一端接触时，支撑条与相应环套C之间为便于冷空气无泄漏通过的密封配合状态，避免因向冷却腔内输送的冷却空气在支撑条对芯模支撑过程中发生向成型腔内的泄漏而削弱冷却效果；同时，如果向冷却腔内输送的空气发生泄漏会导致塑料管材的管壁中产生气泡，从而导致塑料管材的强度降低。

作为本技术的进一步改进，上述锥块A的最大直径小于相应锥口C的最小直径，保证锥块A可以进入锥口C对相应锥块C进行推动，进而使得锥块C在相应锥块A的推动下对相应锥口C进行打开。锥口B的最小直径大于相应锥块D的最大直径，保证锥块D可以进入锥口B对相应锥块B进行推动，进而使得锥块B在相应锥块D的推动下对相应锥口B进行打开。

作为本技术的进一步改进，其特征在于：电驱模块驱动驱动环旋转，速度为大于1.5圈每米出料量，保证合流线的切换频率，进而保证塑料管材的强度。如果驱动环的旋转速度过小，合流线交替增加塑料管材强度的效果减弱。

根据驱动环旋转速度来控制电磁阀的开启时机，保证三个支撑条每次对芯模进行同步支撑1秒内开始接通冷却气体，并在三个支撑条对芯模结束支撑前1秒内断开冷却气体，因为支撑条与相应环套C之间的间距是变化的。1秒的延迟通气使得高压的冷却气体不会进入挤头的成型腔内。如果较早地断开冷却气体，会削弱对成型圆柱的冷却效果；如果较迟断开冷却气体，会导致高压的冷却气体在支撑条与相应环套分开时进入挤头的成型腔内。

相对于传统的塑料管材挤出设备，本发明的冷却定型套和三个支撑条对芯模形成支撑时向芯模冷却腔内输送冷却空气对口模中形成的塑料管材成品具有双重冷却定型，保证塑料管材的成品外形规范，进一步提高塑料管材的成品率。相对于传统的直通式机头，本发明中的芯模内分布有对成型腔内塑料塑料料流的加热结构，防止成型腔内料流在到达成型圆柱前发生冷却，延长塑料料流的熔融状态，使其更顺利地流向成型圆柱处完成成型。本发明中的三个支撑条在旋转的驱动环的作用下同步间歇地对芯模形成支撑，使得塑料管材成型后形成的三条周向均匀分布的合流线沿管材轴向产生间断，从而使得塑料管材的最终强度得到增强；同时，三个支撑条的芯模的间歇同步支撑有效防止芯模在成型腔内的位置因长时间悬空而发生改变，保证塑料管材的最终成品的壁厚均匀。本发明结构简单，具有较好的使用效果。

附图说明

图1是本发明及其整体剖面示意图。

图2是电驱模块、齿轮、齿圈、驱动环与支撑条配合剖面示意图。

图3是支撑条、芯模、锥块A与锥块C配合剖面示意图。

图4是支撑条、芯模、锥块B与锥块D配合剖面示意图。

图5是挤头、支撑条、锥块A、锥块B、芯模、环套C、锥块C与锥块D配合剖面示意图。

图6是挤头及其两个视角的剖面示意图。

图7是驱动环及其剖面示意图。

图8是弹簧C、环板、支撑条、环槽D与通气槽B剖面示意图。

图9是弹簧C、环板、支撑条、锥口A、环槽D与通气槽B剖面示意图。

图10是环套C中锥口C和环槽E剖面示意图。

图11是环套C中锥口D与环槽E剖面示意图。

图12是格栅板、环套A与芯模配合及其两个视角的剖面示意图。

图13是总线、电加热线与芯模配合剖面示意图。

图14是总线与电加热线配合示意图。

图15是传统塑料管材合流线分布与本发明中塑料管材合流线分布对比示意图。

图中标号名称：1、挤头；2、成型腔；4、环槽B；5、滑槽A；6、环槽A；7、线槽A；8、口模；9、驱动环；10、环槽C；11、解限槽；12、齿圈；13、齿轮；14、电驱模块；15、格栅板；16、线槽B；17、环套A；18、芯模；19、进料口；20、出料口；22、成型圆柱；23、冷却腔；24、安装槽；25、通气槽A；26、总线；27、电加热线；28、导流板；29、支撑条；30、通气槽B；31、环槽D；32、锥口A；33、锥口B；34、环板；35、弹簧C；36、环套B；38、固定条A；39、杆A；40、锥块A；41、弹簧A；42、锥块B；44、环套C；45、环槽E；46、锥口C；47、锥口D；48、环套D；50、固定条B；51、杆B；52、锥块C；53、弹簧B；54、锥块D；59、电磁阀；60、软管；61、冷却定型套；62、塑料管材；63、合流线。

具体实施方式

附图均为本发明实施的示意图，以便于理解结构运行原理。具体产品结构及比例尺寸根据使用环境结合常规技术确定即可。

如图1所示，它包括挤头1、口模8、驱动环9、电驱模块14、格栅板15、芯模18、成型圆柱22、支撑条29、弹簧C35、冷却定型套61，其中如图1、6所示，圆柱型挤头1的回转成型腔2内具有同中心轴线的两端非对称纺锤状芯模18。如图1、6、12所示，芯模18上锥度较小部分与成型腔2的间隙横截面积随芯模18直径的减小而减小，从而增加成型腔2内熔融塑料运动过程中的压力，从而减小熔融塑料运动过程中产生气泡的可能性，进而保证塑料管材62成品中不会有气泡，从而保证塑料管材62的强度。芯模18上锥度较大的一端固定于成型腔2进料口19处的格栅板15上；芯模18上锥度较小的一端具有同中心轴线的成型圆柱22，成型圆柱22与安装在挤头1出料口20处的圆筒状口模8配合，口模8上安装有冷却定型套61。

如图6所示，挤头1成型腔2内壁上周向均匀开有三个与挤头1外柱面相通的滑槽A5；如图1、2、5所示，对芯模18进行同步间歇支撑的三个支撑条29分别径向滑动于三个滑槽A5中；如图2、8所示，三个支撑条29上均安装有对其复位的弹簧C35；如图1、2所示，驱动环9与挤头1外侧旋转配合，驱动环9与三个支撑条29一端配合；挤头1上固装有电驱模块14，电驱模块14的输出轴上安装有齿轮13，齿轮13与安装在驱动环9外侧的齿圈12啮合；如图2、7所示，驱动环9内壁上具有驱动三个支撑条29沿相应滑槽A5同步径向滑动的结构。

如图3、4、13所示，三个支撑条29和芯模18上具有通过对成型圆柱22进行冷却进而对经过口模8与成型圆柱22之间的成型塑料管材62进行快速冷却的气冷结构，气冷结构在三个支撑条29对芯模18进行同步支撑时运行；如图1、13、14所示，芯模18上除成型圆柱22以外的部分外侧面内具有防止熔融的高分子塑料在到达成型圆柱22前冷却的加热结构。

如图2、3、4所示，上述支撑条29与相应滑槽A5的内壁之间为滑动密封配合，避免在支撑条29运动过程中成型腔2内的熔融塑料发生泄漏。

如图1、6所示，上述挤头1的进料口19处周向开有环槽B4，格栅板15安装于环槽B4中；如图1、6、12所示，格栅板15上的线槽B16的槽口与挤头1上的线槽A7对接；芯模18通过同中心轴线的环套A17固定于格栅板15上，线槽B16与环套A17相通；如图1、13、14所示，均匀埋设于芯模18上除成型圆柱22以外的部分外侧面内的若干电加热线27通过总线26与外界电源电连接，总线26穿过线槽A7和线槽B16。

如图2、6、8所示，上述三个滑槽A5的内壁上均周向开有环槽A6，嵌套于支撑条29上的弹簧C35位于相应的环槽A6中；弹簧C35一端与环槽A6的内壁连接，另一端与安装在支撑条29上的环板34连接；弹簧C35为压缩弹簧。

如图12、13所示，上述芯模18中开有同中心轴线的圆柱形冷却腔23，冷却腔23部分位于成型圆柱22中；芯模18的外侧壁上周向均匀开有三个安装槽24，每个安装槽24均通过通气槽A25与冷却腔23连通；如图1、2所示，三个安装槽24与三个滑槽A5一一相对；如图2、5所示，每个安装槽24中均安装有与相应支撑条29上的通气槽B30相对的环套C44；如图3、4、10所示，每个环套C44的内壁上均周向开有环槽E45，且每个环槽E45内均径向滑动有环套D48；如图3、4、11所示，每个环套D48内均安装有对其复位的弹簧B53；如图3、4所示，每个环套D48内均通过周向均匀分布的三个固定条B50固定有同中心轴线的杆B51；弹簧B53一端与相应环槽E45的内壁连接，另一端与相应三个固定条B50连接；如图1、2所示，其中一个支撑条29上的通气槽B30通过安装有电磁阀59的软管60与冷却气源连接，另外两个支撑条29上的通气槽B30通过软管60直接与外界连通；如图3、4、9所示，每个支撑条29的通气槽B30的内壁上均周向开有环槽D31，且每个环槽D31中均径向滑动有环套B36，每个环套B36内均安装有对其复位的弹簧A41；每个环套B36中均通过周向均匀分布的三个固定条A38固定有同中心轴线的杆A39；弹簧A41一端与相应环槽D31内壁连接，另一端与相应三个固定条连接；如图3、8所示，与冷却气源对应的支撑条29的通气槽B30内部槽口为向芯模18方向外扩的锥口A32，安装在相应杆A39末端的锥块A40对锥口A32进行开关；如图4、9所示，另外两个支撑条29的通气槽B30内部槽口均为向相应环槽D31方向内扩的锥口B33，安装在相应杆A39末端的锥块B42对相应锥口B33进行开关；如图3、10所示，与锥块A40对应的环套C44的套口为向冷却腔23方向内扩的锥口C46，安装在相应杆B51末端的锥块C52在锥块A40的作用下对锥口C46进行开关；如图4、11所示，与锥块B42对应的环套C44的套口为向支撑条29方向外扩的锥口D47，安装在相应杆B51末端的锥块D54对相应锥口D47进行开关，锥块D54与相应锥块B42配合；如图1、5、13所示，冷却腔23内安装有引导从锥口A32进入冷却腔23内的冷却气体横向向成型圆柱22内流动的导流板28；如图2、7所示，驱动环9内壁上周向开有环槽C10，环槽C10的柱面与三个支撑条29的外侧端配合；环槽C10的柱面上周向开有三个与环槽C10柱面进行斜面过渡的解限槽11，三个解限槽11与三个支撑条29的外侧端配合。

如图5所示，当上述支撑条29一端与相应环套C44一端接触时，支撑条29与相应环套C44之间为便于冷空气无泄漏通过的密封配合状态，避免因向冷却腔23内输送的冷却空气在支撑条29对芯模18支撑过程中发生向成型腔2内的泄漏而削弱冷却效果；同时，如果向冷却腔23内输送的空气发生泄漏会导致塑料管材62的管壁中产生气泡，从而导致塑料管材62的强度降低。

如图3、4所示，上述锥块A40的最大直径小于相应锥口C46的最小直径，保证锥块A40可以进入锥口C46对相应锥块C52进行推动，进而使得锥块C52在相应锥块A40的推动下对相应锥口C46进行打开。锥口B33的最小直径大于相应锥块D54的最大直径，保证锥块D54可以进入锥口B33对相应锥块B42进行推动，进而使得锥块B42在相应锥块D54的推动下对相应锥口B33进行打开。

如图1、2所示，其特征在于：电驱模块14驱动驱动环9旋转，速度为大于1.5圈每米出料量，保证合流线63的切换频率，进而保证塑料管材62的强度。如果驱动环9的旋转速度过小，合流线63交替增加塑料管材62强度的效果减弱。

根据驱动环9旋转速度来控制电磁阀59的开启时机，保证三个支撑条29每次对芯模18进行同步支撑1秒内开始接通冷却气体，并在三个支撑条29对芯模18结束支撑前1秒内断开冷却气体，因为支撑条29与相应环套C44之间的间距是变化的。1秒的延迟通气使得高压的冷却气体不会进入挤头1的成型腔2内。如果较早地断开冷却气体，会削弱对成型圆柱22的冷却效果；如果较迟断开冷却气体，会导致高压的冷却气体在支撑条29与相应环套分开时进入挤头1的成型腔2内。

本发明中的电驱模块14采用现有技术，其主要由伺服电机、控制单元和减速器组成。

本发明中挤头1的进料口19承接挤出机挤出的熔融状态的高分子塑料，熔融的高分子塑料经过挤头1的出料口20后形成最终的高分子塑料管材62成品。

本发明中的冷却定型套61对经过口模8与成型圆柱22之间间隙的已经成型的塑料管材62的外部进行有效冷却，以促进成型塑料管的快速冷却，已达到快速定型的目的。冷空气经导流板28的引导经过成型圆柱22，使得经过口模8与成型圆柱22之间间隙的已经成型的塑料管材62的内部进行有效冷却；冷却定型套61与成型圆柱22内部流通的冷空气共同对已经成型尚且处于皮软状态的高分子塑料管材62进行双重冷却，加速高分子塑料管材62的定型速度，使得成型的塑料管材62外形更加圆润，提高高分子塑料管材62的成品率。

本发明中的电磁阀59采用现有技术，电磁阀59与设备的控制系统电连接。

本发明中的冷却定型套61采用现有技术。

如图1所示，本发明中芯模18上锥度较大的一端对成型腔2内熔融的高分子塑料不形成阻挡，使得从格栅板15被挤入成型腔2内的熔融塑料可以经芯模18上锥度较大的一端的引导顺利地到达芯模18上锥度较小的一端并最终到达成型圆柱22与口模8之间。

本发明中的格栅板15发挥整流作用，如常规挤出机中的多孔板。

本发明的工作流程：在初始状态，如图2、5所示，三个支撑条29的一端分别同时位于驱动环9上的三个解限槽11内，三个支撑条29上活动于成型腔2内的一端完全收缩至相应滑槽A5内而不对芯模18形成支撑。支撑条29上的弹簧C35处于预压缩状态，电磁阀59处于关闭状态。如图3、4所示，锥块A40对相应支撑条29上的锥口A32关闭，锥块B42对相应支撑条29上的锥口B33关闭，锥块C52对相应环套C44上的锥口C46关闭，锥块D54对相应环套C44上的锥口D47关闭。与锥块A40对应的弹簧A41处于预拉伸状态，与锥块B42对应的弹簧A41处于预压缩状态；与锥块C52对应的弹簧B53处于预压缩状态，与锥块D54对应的弹簧B53处于预拉伸状态。

当需要用本发明将挤出机中挤出的熔融塑料进行塑料管材62成型时，先接通电源，使得本发明中的总线26及电加热线27对芯模18上除成型圆柱22以外的部分表面进行预热，待芯模18表面的预热达到规定温度时再同时启动电驱模块14和与本发明连接的挤出机。挤出机将熔融状态的高分子塑料经格栅板15挤压入挤头1内的成型腔2中，被预热并持续被加热的芯模18对进入成型腔2内的熔融塑料进行持续加热，防止熔融塑料在到达成型圆柱22前发生冷却，便于成型腔2内的熔融塑料可以顺利地流向成型圆柱22。进入成型腔2内的熔融塑料在挤出机的持续挤压下经芯模18与成型腔2之间的空隙以中空的形式流向成型圆柱22与口模8之间。同时，电驱模块14通过齿轮13和齿圈12带动驱动环9相对于挤头1旋转，驱动环9上的环槽C10和三个解限槽11与三个支撑条29相互作用，使得周向均匀分布的三个支撑条29沿相应滑槽A5间歇同步径向运动，三个支撑条29对芯模18进行间歇同步支撑。

当三个支撑条29的一端分别同时位于三个解限槽11内时，三个支撑条29上靠近芯模18的一端分别在相应的弹簧C35的预压缩作用下完全收缩至相应滑槽A5中而不对芯模18形成支撑。随着驱动环9的旋转，三个支撑条29的一端会同时从相应解限槽11内快速运动至环槽C10中并与环槽C10的内壁相互作用，开始与环槽C10内壁接触的三个支撑条29分别沿相应滑槽A5向芯模18快速滑动并快速与相应环套C44相抵并产生密封配合，从而对芯模18形成实质性支撑。如图2、5、15所示，流经处于对芯模18支撑的三个支撑条29的塑料料流三个支撑条29分成三股料流，三股料流在通过支撑条29后又再一次进行融合并在成型圆柱22处的成型管材上产生一定程度的三条周向均匀分布的合流线63。三个支撑条29中的锥口A32与相应环套C44上的锥口C46相对，锥口B33与相应环套C44上的锥口D47相对。

当对芯模18形成支撑的三个支撑条29对芯模18形成支撑达到1秒时，控制系统控制三个支撑条29中锥块A40所在支撑条29所对应的电磁阀59打开，高压的冷却气体经相应软管60和打开的电磁阀59进入锥块A40所对应的支撑条29中的通气槽B30内。

进入锥块A40所对应的支撑条29中的通气槽B30内的高压冷却气体推动锥块A40向芯模18冷却腔23方向径向运动并对相应锥口A32进行快速打开，锥块A40推动相应锥块C52同步运动并使得相应环套C44上的锥口C46快速打开，与锥块A40对应的弹簧A41拉伸储能，与锥块C52对应的弹簧B53压缩储能。进入锥块A40所对应的支撑条29中的通气槽B30内的高压冷却气体依次经锥口A32、锥口C46、相应环套C44和相应通气槽A25进入芯模18内的冷却腔23中并在导流板28的引导下快速到达成型圆柱22内，到达成型圆柱22内的冷却空气继续在导流板28的引导下再经导流板28与成型圆柱22内的部分冷却腔23之间的空隙到达两个锥块D54所在两个环套C44处；流经成型圆柱22内的冷却空气对成型圆柱22形成冷却。

对成型圆柱22发挥冷却作用后依然处于高压状态的空气到达两个锥块D54所在的两个环套C44处时经两个通气槽A25进入两个环套C44内，高压的气体推动两个环套C44锥口D47处的两个锥块D54分别同时向相应支撑条29方向径向运动并对两个环套C44上的锥口D47进行快速打开，两个锥块D54同时推动相应的锥块B42对相应的支撑条29上的锥口B33进行打开，锥块D54所在的弹簧B53被拉伸储能，锥块B42所在的弹簧A41被压缩储能，高压气体经两个锥口D47和两个锥口B33排出。

当对芯模18形成支撑的三个支撑条29分别时即将同时到达下一个解限槽11的前一秒时，控制系统控制打开的电磁阀59进行快速关闭，从而切断经锥口A32和锥口C46向冷却腔23内输送的冷却空气。当对芯模18形成支撑的三个支撑条29结束与驱动环9环槽C10内壁的接触进入下一个解限槽11中时，三个支撑条29分别在相应弹簧C35的复位作用下相对于挤头1瞬间复位并与相应解限槽11进行配合，三个支撑条29同时瞬间解除对芯模18的支撑。此时，如图2、15所示，由于周向均匀分布的三个解限槽11具有一定弧度，所以此时三个支撑条29的一端随着驱动环9继续旋转在一段时间内同时处于三个解限槽11内并同时对芯模18不形成支撑。由于在一段时间内三个支撑条29同时未对芯模18形成支撑，所以这段时间内在成型圆柱22处成型的塑料管材62上不会出现合流线63，进而提高管材成品的强度。

随着驱动环9的旋转，当经过一段时间后，三个支撑条29再次同时分别从解限槽11运动至环槽C10内并与环槽C10的内壁相互作用。三个支撑条29在环槽C10内壁作用下再次快速对芯模18形成支撑，且在三个支撑条29再次分别同时与下一个解限槽11作用前，其运行流程如上所述，此处不再赘述。

如图2、15所示，三个支撑条29在周而复始旋转的驱动环9作用下产生间歇同步运动，对芯模18形成间歇同步支撑；其结果使得塑料管材62上所形成的周向均匀分布的三条合流线63分别为轴向具有已经间隔的断线，有效减小周向均匀分布的三条合流线63的实际长度，提高管材成品的整体强度。

当本发明使用结束时，控制系统控制电驱模块14通过一系列传动带动驱动环9旋转至其与三个支撑条29的初始状态再停止电驱模块14和挤出机的运行即可。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明的冷却定型套61和三个支撑条29对芯模18形成支撑时向芯模18冷却腔23内输送冷却空气对口模8中形成的塑料管材62成品具有双重冷却定型，保证塑料管材62的成品外形规范，进一步提高塑料管材62的成品率。相对于传统的直通式机头，本发明中的芯模18内分布有对成型腔2内料流的加热结构，防止成型腔2内料流在到达成型圆柱22前发生冷却，延长塑料料流的熔融状态，使其更顺利地流向成型圆柱22处完成成型。本发明中的三个支撑条29在旋转的驱动环9的作用下同步间歇地对芯模18形成支撑，使得塑料管材62成型后形成的三条周向均匀分布的合流线63沿管材轴向产生间断，从而使得塑料管材62的最终强度得到增强；同时，三个支撑条29的芯模18的间歇同步支撑有效防止芯模18在成型腔2内的位置因长时间悬空而发生改变，保证塑料管材62的最终成品的壁厚均匀。

Claims (8)

1.一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：它包括挤头、口模、驱动环、电驱模块、格栅板、芯模、成型圆柱、支撑条、弹簧C、冷却定型套，其中圆柱型挤头的回转成型腔内具有同中心轴线的两端非对称纺锤状芯模，芯模上锥度较小部分与成型腔的间隙横截面积随芯模直径的减小而减小；芯模上锥度较大的一端固定于成型腔进料口处的格栅板上；芯模上锥度较小的一端具有同中心轴线的成型圆柱，成型圆柱与安装在挤头出料口处的圆筒状口模配合，口模上安装有冷却定型套；

挤头成型腔内壁上周向均匀开有三个与挤头外柱面相通的滑槽A；对芯模进行同步间歇支撑的三个支撑条分别径向滑动于三个滑槽A中，三个支撑条上均安装有对其复位的弹簧C；驱动环与挤头外侧旋转配合，驱动环与三个支撑条一端配合；挤头上固装有电驱模块，电驱模块的输出轴上安装有齿轮，齿轮与安装在驱动环外侧的齿圈啮合；驱动环内壁上具有驱动三个支撑条沿相应滑槽A同步径向滑动的结构；

三个支撑条和芯模上具有通过对成型圆柱进行冷却进而对经过口模与成型圆柱之间的成型塑料管材进行快速冷却的气冷结构，气冷结构在三个支撑条对芯模进行同步支撑时运行；芯模上除成型圆柱以外的部分外侧面内具有防止熔融的高分子塑料在到达成型圆柱前冷却的加热结构。

2.根据权利要求1所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：上述支撑条与相应滑槽A的内壁之间为滑动密封配合。

3.根据权利要求1所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：上述挤头的进料口处周向开有环槽B，格栅板安装于环槽B中，格栅板上的线槽B的槽口与挤头上的线槽A对接；芯模通过同中心轴线的环套A固定于格栅板上，线槽B与环套A相通；均匀埋设于芯模上除成型圆柱以外的部分外侧面内的若干电加热线通过总线与外界电源电连接，总线穿过线槽A和线槽B。

4.根据权利要求1所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：上述三个滑槽A的内壁上均周向开有环槽A，嵌套于支撑条上的弹簧C位于相应的环槽A中；弹簧C一端与环槽A的内壁连接，另一端与安装在支撑条上的环板连接；弹簧C为压缩弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：上述芯模中开有同中心轴线的圆柱形冷却腔，冷却腔部分位于成型圆柱中；芯模的外侧壁上周向均匀开有三个安装槽，每个安装槽均通过通气槽A与冷却腔连通；三个安装槽与三个滑槽A一一相对；每个安装槽中均安装有与相应支撑条上的通气槽B相对的环套C；每个环套C的内壁上均周向开有环槽E，且每个环槽E内均径向滑动有环套D；每个环套D内均安装有对其复位的弹簧B；每个环套D内均通过周向均匀分布的三个固定条B固定有同中心轴线的杆B；弹簧B一端与相应环槽E的内壁连接，另一端与相应三个固定条B连接；其中一个支撑条上的通气槽B通过安装有电磁阀的软管与冷却气源连接，另外两个支撑条上的通气槽B通过软管直接与外界连通；每个支撑条的通气槽B的内壁上均周向开有环槽D，且每个环槽D中均径向滑动有环套B，每个环套B内均安装有对其复位的弹簧A；每个环套B中均通过周向均匀分布的三个固定条A固定有同中心轴线的杆A；弹簧A一端与相应环槽D内壁连接，另一端与相应三个固定条连接；与冷却气源对应的支撑条的通气槽B内部槽口为向芯模方向外扩的锥口A，安装在相应杆A末端的锥块A对锥口A进行开关；另外两个支撑条的通气槽B内部槽口均为向相应环槽D方向内扩的锥口B，安装在相应杆A末端的锥块B对相应锥口B进行开关；与锥块A对应的环套C的套口为向冷却腔方向内扩的锥口C，安装在相应杆B末端的锥块C在锥块A的作用下对锥口C进行开关；与锥块B对应的环套C的套口为向支撑条方向外扩的锥口D，安装在相应杆B末端的锥块D对相应锥口D进行开关，锥块D与相应锥块B配合；冷却腔内安装有引导从锥口A进入冷却腔内的冷却气体横向向成型圆柱内流动的导流板；驱动环内壁上周向开有环槽C，环槽C的柱面与三个支撑条的外侧端配合；环槽C的柱面上周向开有三个与环槽C柱面进行斜面过渡的解限槽，三个解限槽与三个支撑条的外侧端配合。

6.根据权利要求5所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，其特征在于：当上述支撑条一端与相应环套C一端接触时，支撑条与相应环套C之间为便于冷空气无泄漏通过的密封配合状态。

7.根据权利要求5所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置，上述锥块A的最大直径小于相应锥口C的最小直径；锥口B的最小直径大于相应锥块D的最大直径。

8.根据权利要求1–7所述的一种高分子制造的管材挤出挤头装置的使用方法，其特征在于：电驱模块驱动驱动环旋转，速度为大于1.5圈每米出料量；根据驱动环旋转速度来控制电磁阀的开启时机，保证三个支撑条每次对芯模进行同步支撑1秒内开始接通冷却气体，并在三个支撑条对芯模结束支撑前1秒内断开冷却气体。

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