CN111633949A - 塑化料筒的螺杆结构 - Google Patents

Abstract

一种塑化料筒的螺杆结构，属于塑料制品成型机械技术领域。包括一螺杆本体，该螺杆本体的右端构成为螺杆驱动机构连接段，中部构成为物料驱赶螺纹段，左端构成为熔融料导出锥头，特征在于还包括有一混料段和一混料环，混料段包括销钉型分流段、沟槽强制送料段和熔体混匀段，销钉型分流段位于所述物料驱赶螺纹段与沟槽强制送料段之间，熔体混匀段位于沟槽强制送料段与所述的熔融料导出锥头之间，混料环套置在所述熔体混匀段上并且与熔体混匀段以及所述熔融料导出锥头相通。有助于使多种原料获得均匀的温度与压力以及理想的塑化均匀效果，有利于体现优异的分散性，有益于降低剪切热和减少气泡以及有便于保障良好的熔体引出效率和熔体引出压力。

Description

塑化料筒的螺杆结构

技术领域

本发明属于塑料制品成型机械技术领域，具体涉及一种塑化料筒的螺杆结构。

背景技术

前述的塑化料筒是与注塑机、吹塑机等配套的重要部件，由转动地设置其内的并且由螺杆驱动机构驱动的螺杆将从塑化料筒一端的进料口引入的固态的塑料粒子熔融塑化而从塑化料筒的另一端的出料口（熔体出口）挤出并供给注塑机或吹塑机的模头，由该注塑机或吹塑机成型为塑料制品。

就单一品种的塑料粒子即塑料原料而言，塑化机筒只要满足将固态塑料塑化成具有相对均匀的密度、粘度等并且具备可塑性良好的熔体要求即可，因而对于螺杆结构并无严苛的要求。但是对于采用复数种不同原料例如采用高密度聚乙烯（HDPE）、高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE）以及旨在改善塑料的某些性能而需要加入的各种添加剂（也可称“功能助剂”）的混合材料时，出自塑化料筒即前述机筒并进入塑料制品成型机械如前述的注塑机或吹塑机的结构体系的模头内的熔体的混合均匀与否会直接影响塑料制品的质量，而熔体混合均匀与否与螺杆结构有着密不可分的关系。

在公开的中国专利文献中可见诸关于改善塑料原料均匀性的技术信息，如CN209699625U推荐有“一种改性塑料混料装置”，CN201092115Y提供有“一种塑料挤出装置带混料环道的新型螺杆”，CN104816442A介绍有“一种注塑用塑化料筒”，等等。

典型的如CN209176118U揭示的“一种注塑机注塑螺杆结构”，该专利将螺杆本体的长度方向自右向左设计为：圆形槽区域、送料螺纹段、挤压螺纹段、各开有开口槽的一组圆环（该专利有间隔分布的三个）、计量段、表面具有凸起结构的凹槽和作为出料端的锥头，这种结构的注塑螺杆虽然能够兑现其说明书第0012段中记载的技术效果，但是面对复数种原料时并没有可借鉴的技术启示。因为，复数种原料同时使用时，需要保障所接受的温度和压力的均匀性、原料组分以及塑化效果的均匀性、剪切热低且分散性好、熔体中的气泡尽可能少并且出料效率高以及出料端具有良好的压力。鉴此有必要加以探索并改良，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于使复数种原料获得均匀的温度与压力以及理想的塑化均匀性、有利于体现优异的分散性、有益于降低剪切热和减少气泡以及有便于保障出料效率和出料压力的塑化料筒的螺杆结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种塑化料筒的螺杆结构，包括一螺杆本体，该螺杆本体的右端构成为螺杆驱动机构连接段，中部构成为物料驱赶螺纹段，左端构成为熔融料导出锥头，特征在于还包括有一混料段和一混料环，混料段包括销钉型分流段、沟槽强制送料段和熔体混匀段，销钉型分流段位于所述物料驱赶螺纹段与沟槽强制送料段之间，熔体混匀段位于沟槽强制送料段与所述的熔融料导出锥头之间，混料环套置在所述熔体混匀段上并且与熔体混匀段以及所述熔融料导出锥头相通。

在本发明的一个具体的实施例中，在所述销钉型分流段的表面并且围绕销钉型分流段的圆周方向间隔构成有凸起于销钉型分流段的表面的料流方向改变销钉。

在本发明的另一个具体的实施例中，围绕所述销钉型分流段的圆周方向分布的各相邻两排上的所述料流方向改变销钉的位置是彼此错开的。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述料流方向改变销钉凸起于所述销钉型分流段的表面的程度为3-7.5mm，并且料流方向改变销钉的形状呈三棱台、四棱台、六棱台或圆锥台。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述沟槽强制送料段与销钉型分流段之间形成有一分流料引导腔，该分流料引导腔的表面低于销钉型分流段的表面；套置在所述熔体混匀段上的所述混料环在使用状态下通过模头颈固定圈与模头颈固定，并且所述熔融料导出锥头位于模头颈的模头颈腔内。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的沟槽强制送料段包括以间隔状态构成于沟槽强制送料段的长度方向的沟槽强制送料槽，各两相邻的沟槽强制送料槽之间由送料槽分隔凸起分隔，在送料槽分隔凸起的上表面并且循着送料槽分隔凸起的长度方向开设有分隔凸起熔体送料槽，该分隔凸起熔体送料槽的右端端口与所述分流料引导腔相通，所述沟槽强制送料槽的右端端口形成送料槽出料口；在所述熔体混匀段与送料槽分隔凸起的左端端面之间构成有一送料槽引导腔，所述送料槽出料口与该送料槽引导腔相通；在所述混料环上并且围绕混料环的圆周方向构成有一与所述熔体混匀段相配合的混料环腔。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述熔体混匀段上并且围绕熔体混匀段的圆周方向构成有一第一混匀齿圈Ⅰ和一第二混匀齿圈Ⅱ，第一混匀齿圈Ⅰ与第二混匀齿圈Ⅱ之间的空间构成为混匀齿圈熔体过渡腔，第一混匀齿圈Ⅰ由彼此呈一隔一分布的第一混匀齿台Ⅰ与第一通料凹道Ⅰ组成，第二混匀齿圈Ⅱ由相互呈一隔一分布的第二混匀齿台Ⅱ与第二通料凹道Ⅱ组成；所述送料槽引导腔通过所述第二通料凹道Ⅱ与所述混匀齿圈熔体过渡腔相通，而该混匀齿圈熔体过渡腔通过所述第一通料凹道Ⅰ以及所述混料环的混料环腔与所述熔融料导出锥头相通。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述第一混匀齿台Ⅰ的位置是与第二混匀齿台Ⅱ错开的，并且第一混匀齿台Ⅰ以及第二混匀齿台Ⅱ的横截面形状呈梯形。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述混料环的断面形状呈冂字形，所述第一混匀齿台Ⅰ以及第一通料凹道Ⅰ位于所述混料环腔内并且在混料环的左右壁体上围绕混料环的圆周方向各开设有分别贯穿混料环的左右壁体的混料环通料孔，位于混料环的左壁体上的混料环通料孔与所述第一通料凹道Ⅰ相对应并相通且还同时与所述熔融料导出锥头相通，而位于混料环的右壁体上的混料环通料孔与所述第二通料凹道Ⅱ相对应并且相通；所述混料环通料孔的形状呈拱门形。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述熔融料导出锥头呈子弹头的形状。

本发明提供的技术方案的技术效果在于：由于在作为计量段的螺杆本体的尾部区域自右向左依次构成有由销钉型分流段、沟槽强制送料段以及熔体混匀段组成的混料段并且在熔体混匀段上还配设了一混料环，因而有助于使多种原料获得均匀的温度与压力以及理想的塑化均匀效果，有利于体现优异的分散性，有益于降低剪切热和减少气泡以及有便于保障良好的熔体引出效率和熔体引出压力。

附图说明

图1为本发明的螺杆本体的实施例结构图。

图2为图1所示的混料段以及混料环的详细结构图。

图3为本发明螺杆本体的应用例示意图。

图4为图1的螺杆驱动机构的整体结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以正在描述的图所处的位置状态为基准的，因而不能将其理解为对本发明提供的技术方案的特别限定。

请参见图1，示出了一螺杆本体1，该螺杆本体1的右端构成为螺杆驱动机构连接段11，该螺杆驱动机构连接段11在使用状态下与由图3和图4所示的螺杆驱动机构4传动连接，螺杆本体1的中部构成为物料驱赶螺纹段12，螺杆本体1的左端构成为熔融料导出锥头13。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：在前述塑化料筒的结构体系中还包括有一混料段14和一混料环15，混料段14包括销钉型分流段141、沟槽强制送料段142和熔体混匀段143，销钉型分流段141位于前述物料驱赶螺纹段12与沟槽强制送料段142之间，熔体混匀段143位于沟槽强制送料段142与前述的熔融料导出锥头13之间，混料环15套置在前述熔体混匀段143上并且与熔体混匀段143以及前述熔融料导出锥头13相通。

请参见图2并且结合图1，在前述销钉型分流段141的表面采用围绕销钉型分流段141的圆周方向间隔构成有凸起于销钉型分流段141的表面的料流方向改变销钉1411。

作为优选的方案，在本实施例中，围绕前述销钉型分流段141的圆周方向分布的各相邻两排上的前述料流方向改变销钉1411的位置是彼此错开的。

销钉型分流段141处的料流方向改变销钉1411可将物料反复分割，改变物料流动状况并促进物料熔融，改善混料和均化；能尽快地将固体床打碎，使固体床解体，并将熔融反复分割而打乱两相或多相流动，改变螺杆料流的方向与速度分布，使物料相间充分混合，增大固体床与熔体间的传热面积，对料流产生剪切力相对较低的剪切（摩擦剪切），促进物料的熔融混合，并且增进添加的助剂的分散性，例如当物料由上面已提及的HDPE、HMWHDPE以及各种添加剂构成的混合物时，可以起到充分混合而兑现申请人在上面的技术效果栏中记载的技术效果。

在本实施例中，前述料流方向改变销钉1411凸起于前述销钉型分流段141的表面的程度优选为3-7.5mm，具体地讲，当螺杆本体1的直径为135mm、150mm以及60mm三种规格时，那么前述料流方向改变销钉1411凸起于销钉型分流段141的表面的程度分别为6.5mm、7.5mm以及3mm，由于本实施例选择的螺杆本体1的直径为135mm，因而料流方向改变销钉1411凸起于销钉型分流段141的表面6.5mm，并且料流方向改变销钉1411的形状在本实施例中采用四棱台的形状，但也可以采用三棱台、六棱台或圆锥台，等等，由此可知：不能以料流方向改变销钉1411的变化来限制本发明。

继续见图1并且结合图2和图3，在前述沟槽强制送料段142与销钉型分流段141之间形成有一分流料引导腔144，该分流料引导腔144的表面略低于销钉型分流段141的表面；套置在前述熔体混匀段143上的前述混料环15在使用状态下通过模头颈固定圈2与模头颈3（图3示）固定，并且前述熔融料导出锥头13位于模头颈3的模头颈腔31内（图3示）。

请重点见图2，前述的沟槽强制送料段142包括以间隔状态构成于沟槽强制送料段142的长度方向的沟槽强制送料槽1421，各两相邻的沟槽强制送料槽1421之间由送料槽分隔凸起1422分隔，在送料槽分隔凸起1422的上表面并且循着送料槽分隔凸起1422的长度方向开设有分隔凸起熔体送料槽14221，该分隔凸起熔体送料槽14221的右端端口与前述分流料引导腔144相通，前述沟槽强制送料槽1421的右端端口形成送料槽出料口14211；在前述熔体混匀段143与送料槽分隔凸起1422的左端端面之间构成有一送料槽引导腔145，前述送料槽出料口14211与该送料槽引导腔145相通；在前述混料环15上并且围绕混料环15的圆周方向构成有一与前述熔体混匀段143相配合的混料环腔151。

在前述熔体混匀段143上并且围绕熔体混匀段143的圆周方向构成有一第一混匀齿圈Ⅰ1431和一第二混匀齿圈Ⅱ1432，第一混匀齿圈Ⅰ1431与第二混匀齿圈Ⅱ1432之间的空间构成为混匀齿圈熔体过渡腔1433，第一混匀齿圈Ⅰ1431由彼此呈一隔一分布的第一混匀齿台Ⅰ14311与第一通料凹道Ⅰ14312组成，第二混匀齿圈Ⅱ1432由相互呈一隔一分布的第二混匀齿台Ⅱ14321与第二通料凹道Ⅱ14322组成；前述送料槽引导腔145通过前述第二通料凹道Ⅱ14322与前述混匀齿圈熔体过渡腔1433相通，而该混匀齿圈熔体过渡腔1433通过前述第一通料凹道Ⅰ14312以及前述混料环15的混料环腔151与前述熔融料导出锥头13相通。

作为优选但并非绝对限于的方案，前述第一混匀齿台Ⅰ14311的位置是与第二混匀齿台Ⅱ14321错开的，并且第一混匀齿台Ⅰ14311以及第二混匀齿台Ⅱ14321的横截面形状呈梯形。

前述混料环15的断面形状呈冂字形，前述第一混匀齿台Ⅰ14311以及第一通料凹道Ⅰ14312位于前述混料环腔151内并且在混料环15的左右壁体上围绕混料环15的圆周方向各开设有分别贯穿混料环15的左右壁体的混料环通料孔152，位于混料环15的左壁体上的混料环通料孔152与前述第一通料凹道Ⅰ14312相对应并相通且还同时与前述熔融料导出锥头13相通，而位于混料环15的右壁体上的混料环通料孔152与前述第二通料凹道Ⅱ14322相对应并且相通。作为优选的方案，前述的混料环通料孔152的形状呈拱门形。

由图1和图2所示，前述熔融料导出锥头13呈子弹头的形状，具体地讲，直径自右向左逐渐缩小并直至呈尖锐状。

请参见图3和图4并且结合图1和图2，在图3中示出了供容纳由图1和图2所示的螺杆本体1的机筒5、驱使螺杆本体1转动的即在上面已提及的与前述螺杆驱动机构连接段11传动连接的螺杆驱动机构4、用于向机筒5内引入预先按重量份数称取的混合料如前述HDPE、HMWHDPE及各种功能性添加剂或称辅助材料的混合料的供料斗6、平台机构7和上平台位移作用缸8等等。

前述的平台机构7包括下平台71和上平台72，在下平台71上部左端前后方以及右端前后方各设置有滚轮直线导轨711，在上平台72的左端底部以及右端底部并且在对应于滚轮直线导轨711的位置各设置有上平台移动滚轮721，该上平台移动滚轮721与滚轮直线导轨711构成滚动副。前述机筒5的左端通过机筒支撑架51直接支承在上平台72上，而右端借助于螺杆驱动机构4间接支承在上平台72上。依据公知常识：在前述的机筒5外并且循着机筒5的长度方向以形成不同温区的形式间隔设置有加热器52和风机53，加热器52优选采用正温度系数热敏电阻加热器（业界简称陶瓷加热器或PTC加热器），由对应于各加热器52的风机53控制机筒5的不同温区的加热温度。供料斗6在对应于机筒5的机筒进料口54的位置通过供料斗座61设置在机筒5上，该供料斗6配有一用于控制供料与否的闸板62。前述的螺杆驱动机构4设置在上平台72上。前述的上平台位移作用缸8设置在下平台71上，该上平台位移作用缸8的上平台位移作用缸柱81与缸柱末端铰接座811铰接，而该缸柱末端铰接座811与上平台72固定。

在本实施例中，前述的上平台位移作用缸8为油缸，当其工作时例如当上平台位移作用缸柱81向右即向缸体外伸展时，则通过缸柱末端铰接座811带动上平台72向右位移，以上平台为载体设置的前述螺杆驱动机构4、机筒5以及位于上平台72的左端的对应于前述模头颈31的下方的并且与设置在上平台72上的导向轨722形成滚动副的模头支架9也随上平台72相应向右位移。上平台72向右位移的作用是方便换模。在图3中还示出了供模头支架9的下部的模头支架滚轮91与前述导向轨722形成滚动副的情形，并且还示出了由哈夫式的模头颈固定圈2将前述模头颈3自右端的法兰状部件与前混料环15固定的情形。在图4中还示出了作为优选方案而配设的防护罩10，由于属于公知技术，因而不再赘述。

请继续见图3和图4，前述的螺杆驱动机构4包括一电机41和减速箱42，电机41设置在电机座421上，电机座421固定在上平台72上，电机41的电机轴412与减速箱42的减速箱动力输入轴421通过联轴节43连接，减速箱42通过减速箱座422（也可称减速箱固定底板）固定在上平台72上，前述螺杆本体1的螺杆驱动机构连接段11通过平键111与减速箱42的减速箱末级动力输出轴423传动连接。

申请人结合图1至图4简述本发明的工作过程，上面提及的混合料由供料斗6引入，经机筒进料口54进入机筒5的机筒腔内，此时在螺杆驱动机构4的结构体系的电机41的工作下，带动减速箱42工作，由减速箱末级动力输出轴423带动螺杆本体1转动，由物料驱赶螺纹段12将由机筒进料口54引入的混合料朝着混料段14的方向驱送，在混合料已变成熔体的状态下继而依次经混料段14的销钉型分流段141、分流料引导腔144、沟槽强制送料段142、送料槽引导腔145、熔体混匀段143的第二混匀齿圈Ⅱ1432、混料环15的右壁体上的混料环通料孔152、混料环腔151以及第一混匀齿圈Ⅰ1431和混料环15的左壁体上的混料环通料孔152，抵达熔融料导出锥头13并进入前述模头颈3的横头颈腔31，继而进入模头。在前述由固体状的混合料变化熔体料的过程中，前述的加热器52以及风机53也处于工作状态。

综上所述，本发明提供的技术方案弥补了已有技术中的缺憾，顺利地完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (10)

1.一种塑化料筒的螺杆结构，包括一螺杆本体(1)，该螺杆本体(1)的右端构成为螺杆驱动机构连接段(11)，中部构成为物料驱赶螺纹段(12)，左端构成为熔融料导出锥头(13)，其特征在于还包括有一混料段(14)和一混料环(15)，混料段(14)包括销钉型分流段(141)、沟槽强制送料段(142)和熔体混匀段(143)，销钉型分流段(141)位于所述物料驱赶螺纹段(12)与沟槽强制送料段(142)之间，熔体混匀段(143)位于沟槽强制送料段(142)与所述的熔融料导出锥头(13)之间，混料环(15)套置在所述熔体混匀段(143)上并且与熔体混匀段(143)以及所述熔融料导出锥头(13)相通。

2.根据权利要求1所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于在所述销钉型分流段(141)的表面并且围绕销钉型分流段(141)的圆周方向间隔构成有凸起于销钉型分流段(141)的表面的料流方向改变销钉(1411)。

3.根据权利要求2所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于围绕所述销钉型分流段(141)的圆周方向分布的各相邻两排上的所述料流方向改变销钉(1411)的位置是彼此错开的。

4.根据权利要求2或3所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于所述料流方向改变销钉(1411)凸起于所述销钉型分流段(141)的表面的程度为3-7.5mm，并且料流方向改变销钉(1411)的形状呈三棱台、四棱台、六棱台或圆锥台。

5.根据权利要求1所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于在所述沟槽强制送料段(142)与销钉型分流段(141)之间形成有一分流料引导腔(144)，该分流料引导腔(144)的表面低于销钉型分流段(141)的表面；套置在所述熔体混匀段(143)上的所述混料环(15)在使用状态下通过模头颈固定圈(2)与模头颈(3)固定，并且所述熔融料导出锥头(13)位于模头颈(3)的模头颈腔(31)内。

6.根据权利要求5所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于所述的沟槽强制送料段(142)包括以间隔状态构成于沟槽强制送料段(142)的长度方向的沟槽强制送料槽(1421)，各两相邻的沟槽强制送料槽(1421)之间由送料槽分隔凸起(1422)分隔，在送料槽分隔凸起(1422)的上表面并且循着送料槽分隔凸起(1422)的长度方向开设有分隔凸起熔体送料槽(14221)，该分隔凸起熔体送料槽(14221)的右端端口与所述分流料引导腔(144)相通，所述沟槽强制送料槽(1421)的右端端口形成送料槽出料口(14211)；在所述熔体混匀段(143)与送料槽分隔凸起(1422)的左端端面之间构成有一送料槽引导腔(145)，所述送料槽出料口(14211)与该送料槽引导腔(145)相通；在所述混料环(15)上并且围绕混料环(15)的圆周方向构成有一与所述熔体混匀段(143)相配合的混料环腔(151)。

7.根据权利要求6所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于在所述熔体混匀段(143)上并且围绕熔体混匀段(143)的圆周方向构成有一第一混匀齿圈Ⅰ(1431)和一第二混匀齿圈Ⅱ(1432)，第一混匀齿圈Ⅰ(1431)与第二混匀齿圈Ⅱ(1432)之间的空间构成为混匀齿圈熔体过渡腔(1433)，第一混匀齿圈Ⅰ(1431)由彼此呈一隔一分布的第一混匀齿台Ⅰ(14311)与第一通料凹道Ⅰ(14312)组成，第二混匀齿圈Ⅱ(1432)由相互呈一隔一分布的第二混匀齿台Ⅱ(14321)与第二通料凹道Ⅱ(14322)组成；所述送料槽引导腔(145)通过所述第二通料凹道Ⅱ(14322)与所述混匀齿圈熔体过渡腔(1433)相通，而该混匀齿圈熔体过渡腔(1433)通过所述第一通料凹道Ⅰ(14312)以及所述混料环(15)的混料环腔(151)与所述熔融料导出锥头(13)相通。

8.根据权利要求7所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于所述第一混匀齿台Ⅰ(14311)的位置是与第二混匀齿台Ⅱ(14321)错开的，并且第一混匀齿台Ⅰ(14311)以及第二混匀齿台Ⅱ(14321)的横截面形状呈梯形。

9.根据权利要求8所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于所述混料环(15)的断面形状呈冂字形，所述第一混匀齿台Ⅰ(14311)以及第一通料凹道Ⅰ(14312)位于所述混料环腔(151)内并且在混料环(15)的左右壁体上围绕混料环(15)的圆周方向各开设有分别贯穿混料环(15)的左右壁体的混料环通料孔(152)，位于混料环(15)的左壁体上的混料环通料孔(152)与所述第一通料凹道Ⅰ(14312)相对应并相通且还同时与所述熔融料导出锥头(13)相通，而位于混料环(15)的右壁体上的混料环通料孔(152)与所述第二通料凹道Ⅱ(14322)相对应并且相通；所述混料环通料孔(152)的形状呈拱门形。

10.根据权利要求1至3或5至9任一权利要求所述的塑化料筒的螺杆结构，其特征在于所述熔融料导出锥头(13)呈子弹头的形状。

Images