CN113910524A - 一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线 - Google Patents

一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线，包括密封连通的熔融挤出筒和冷却挤出筒、向熔融挤出筒内内输入超临界流体的超临界流体输入口；设置在冷却挤出筒进口端的混合器；设置在冷却挤出筒出口端的冷却模，设置在冷却模出口端的挤出模具,以及设置在挤出模具出口端的切断结构。本发明中将原料、各种添加剂输入到熔融挤出筒内，在熔融挤出筒内注入超临界流体，其中，超临界流体为或流体。同时利用增压以及加热装置，使得熔融挤出筒内环境条件达到气体的临界点之上，并维持一段时间；熔融后的混合物进入到冷却挤出筒内，进行降温程序，形成发泡半成品；最终发泡半成品通过挤出模具后被切断成型。

Description

一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线
技术领域
本发明涉及聚乙烯醇超临界发泡技术领域，具体为一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线。
背景技术
目前在强吸水拖把的生产过程中，通常使用超临界发泡技术来实现拖把成品的生产。超临界发泡成型是一种物理发泡成型技术，同时也是一种微孔发泡成型技术，它是在注塑、挤出以及吹塑成型工艺中，先将超临界状态的二氧化碳或氮气等其他气体注入到特殊的塑化装置中，使气体与熔融原料充分均匀混合/扩散后，形成单相混合溶胶，然后将该溶胶导人模具型腔或挤出口模，使溶胶产生大的压力降，从而使气体析出形成大量的气泡核;在随后的冷却成型过程中，溶胶内部的气泡核不断长大成型，最终获得微孔发泡的塑料制品。
目前采用这种技术的设备大多比较单一，发泡工艺时间较长，目前生产线难以覆盖整个生产工艺，同时在生产过程中混合物料的供料速度难以控制，为此我们提出一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺及智能化生产线，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，包括密封连通的熔融挤出筒和冷却挤出筒，还包括：
输入有超临界流体的超临界流体输入口，所述超临界流体进入到熔融挤出筒内；
设置在冷却挤出筒进口端的混合器，所述混合器调节冷却挤出筒内物料流速；
设置在冷却挤出筒出口端的冷却模，所述冷却模的侧壁上设置有密封的冷却腔，所述冷却腔内循环注入有冷却液，
设置在冷却模出口端的挤出模具,以及设置在挤出模具出口端的切断结构；
所述混合器由一个可水平转动的安装筒和多个竖向转动设置在安装筒侧面的混合扇叶构成，调节所述混合扇叶与水平面的夹角控制经过混合器的物料流速。
优选的，所述超临界流体为或流体。
优选的，所述熔融挤出筒内设置用于搅拌物料的熔融螺杆，熔融螺杆通过第一驱动件驱动，在熔融挤出筒上还设置有电驱动的加热器和增压泵。
优选的，所述熔融挤出筒的出料口和冷却挤出筒进口端之间通过连通筒密封连通，所述混合器设置在连通筒的出口处。
优选的，所述混合器还包括一个固定在连通筒的出口处的防护罩，所述防护罩内转动安装一个外齿回转支承，所述外齿回转支承的内圈与防护罩固接、外圈与安装筒顶部固接，且外齿回转支承的外齿上啮合有小齿轮，所述小齿轮通过第一电机驱动；
所述安装筒内竖向转动安装一个转轴，转轴通过安装在防护罩上的第二电机驱动，位于安装筒内的转轴上固定套接一个主动锥齿轮，所述安装筒的侧面上呈对称式转动贯穿多个转动盘，所述转动盘的内侧均安装有从动锥齿轮，多个所述从动锥齿轮同时与主动锥齿轮啮合，转动盘的外侧与混合扇叶固定连接。
优选的，所述冷却挤出筒内设置有挤出螺杆组件，熔融后的物料通过挤出螺杆组件从冷却挤出筒挤出；
所述挤出螺杆组件由两个平行的螺杆构成，两个螺杆端部设置有相互啮合的齿轮，其中一个齿轮通过第二驱动件驱动。
优选的，所述挤出模具上贯穿设置有跟产品配合的挤出口，
所述挤出模具通过插扣结构可拆卸安装在冷却模的出口端；
所述插扣结构由插入筒和固定安装在冷却模端面上的连接口构成，所述插入筒内同轴固定安装一个固定轴，所述固定轴的侧面开设有多个平行的限位槽，所述限位槽内分别交错滑动卡接有多个第一滑块和多个第二滑块，多个第一滑块同时连接在一个固定盘上，多个第二滑块同时连接在一个螺纹杆上，所述螺纹杆活动贯穿固定盘并向外延伸；
多个第一滑块的侧面上均铰接安装有第一楔块，多个第二滑块侧面上均铰接安装有第二楔块，所述插入筒侧面开设有槽口，所述第一楔块和第二楔块从槽口伸出，并卡入到连接口内部设置的卡槽内，在第二楔块表面还设置有与连接口内部卡槽配合的凸起。
第一楔块和第二楔块呈三角形结构，其中一端始终保持在插入筒内侧，另一端可活动伸出到槽口外侧，且槽口的宽度小于第一楔块和第二楔块的长度。
优选的，所述第一滑块和第二滑块均活动贯穿插入筒并向外延伸，所述固定盘和插入筒端面设置设置拉簧，在固定盘的外侧面转动安装一个螺纹套筒，所述螺纹杆外端贯穿螺纹套筒。
所述拉簧带动固定盘向插入筒内部运动，从而使得第一滑块向插入筒内部运动，将第一楔块向槽口外侧推出。转动螺纹套筒可以使得螺纹杆也向插入筒内部运动，从而使得第二楔块向外伸出。
优选的，所述切断结构由两个呈上下对称安装在安装架上的切断刀组件构成，所述切断刀组件包括与安装架固接的侧板、偏心转动安装在侧板上的偏心盘、驱动偏心盘转动的第三电机、活动套接在偏心盘上的套环以及安装在套环一侧的刀片；
所述套环另一侧还固接安装有限位架，所述限位架内滑动卡接有限位轴，所述限位轴活动贯穿侧板。
所述限位轴可以在限位架水平滑动，通过限位架和限位轴的限位结构使得套环仅可以上下运动，当偏心盘转动时，带动套环上下运动，两个刀片之间往复靠近和远离，对出料口的成品进行切割。
一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺，包括如下步骤：
S1：将原料、各种添加剂输入到熔融挤出筒内；
S2：在熔融挤出筒内注入超临界流体，同时利用增压以及加热装置，使得熔融挤出筒内环境条件达到气体的临界点之上，并维持30-100min；
S3：熔融后的混合物进入到冷却挤出筒内，进行降温程序，形成发泡半成品；
S4：发泡半成品通过挤出模具后被切断成型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在熔融挤出筒内注入超临界流体，同时利用增压以及加热装置，使得熔融挤出筒内环境条件达到气体的临界点之上，并维持一段时间；熔融后的混合物进入到冷却挤出筒内，进行降温程序，最终形成发泡产品。
本发明设置扇叶角度可以调节的混合器，当混合扇叶与水平面平行时，物料推进速度最大，当混合扇叶与垂直面平行时，物料推进速度最小，但混合搅拌效果更好。实际中可以生产需要进行调节。
本发明中挤出模具通过插扣结构可拆卸安装在冷却模的出口端，实际中可根据不同形状的产品来更换挤出模具。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中挤出螺杆组件示意图；
图3为本发明中混合器示意图；
图4为本发明中混合器爆炸示意图；
图5为本发明中混合器内部示意图；
图6为本发明中挤出模具示意图；
图7为本发明中插扣结构示意图；
图8为本发明中插扣结构部分示意图；
图9为本发明中插扣结构爆炸示意图；
图10为本发明中切断结构示意图；
图11为本发明中切断结构部分示意图；
图中：1、熔融挤出筒；101、熔融螺杆；102、第一驱动件；103、料斗；104、超临界流体输入口；105、加热器；106、增压泵；107、出料口；108、连通筒；
2、冷却挤出筒；201、挤出螺杆组件；201a、螺杆；201b、齿轮；202、第二驱动件；
3、混合器；31、安装筒；32、混合扇叶；33、驱动结构；331、外齿回转支承；332、小齿轮；333、第一电机；34、转动盘；35、主动锥齿轮；36、从动锥齿轮；37、转轴；38、第二电机；39、防护罩；
4、冷却模；401、冷却腔；402、连接口；
5、挤出模具；501、挤出口；
6、插扣结构；61、插入筒；6101、槽口；62、固定轴；6201、限位槽；63、固定盘；64、第一滑块；65、第一楔块；66、第二滑块；67、第二楔块；68、螺纹杆；69、拉簧；610、螺纹套筒；
7、切断结构；71、切断刀组件；711、侧板；712、偏心盘；713、第三电机；714、套环；715、刀片；716、限位架；717、限位轴；72、安装架。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明中的技术方案进行说明。
请参阅图1，发明提供一种技术方案：一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，包括密封连通的熔融挤出筒1和冷却挤出筒2、向熔融挤出筒1内内输入超临界流体的超临界流体输入口104；设置在冷却挤出筒2进口端的混合器3；设置在冷却挤出筒2出口端的冷却模4，设置在冷却模4出口端的挤出模具5,以及设置在挤出模具5出口端的切断结构7。
本发明中将原料、各种添加剂输入到熔融挤出筒1内，在熔融挤出筒1内注入超临界流体，其中，超临界流体为或流体。同时利用增压以及加热装置，使得熔融挤出筒1内环境条件达到气体的临界点之上，并维持一段时间；熔融后的混合物进入到冷却挤出筒2内，进行降温程序，形成发泡半成品；最终发泡半成品通过挤出模具5后被切断成型。
进一步的，冷却模4的侧壁上设置有密封的冷却腔401，冷却腔401内循环注入有冷却液，当冷却挤出筒2内的物料从冷却模4挤出时，可进行初步冷却。
熔融挤出筒1内设置用于搅拌物料的熔融螺杆101，熔融螺杆101通过第一驱动件102驱动，第一驱动件102可采用本领域中常用的电机和变速箱的组合结构，物料从熔融挤出筒1上方的料斗103进入筒内，在熔融挤出筒1上还设置有电驱动的加热器105和增压泵106。通过现有专门设备生产出超临界流体，超临界流体注入到熔融挤出筒1内，同时配合加热器105和增压泵106，使得熔融挤出筒1内环境条件达到气体的临界点之上。
维持一段时间后，使得超临界流体溶解于混合物中，形成均匀的聚合物/气体饱和体系。
如图1-2所示，熔融挤出筒1的出料口107和冷却挤出筒2进口端之间通过连通筒108密封连通。冷却挤出筒2内设置有挤出螺杆组件201，熔融后的物料通过挤出螺杆组件201从冷却挤出筒2挤出。
挤出螺杆组件201由两个平行的螺杆201a构成，两个螺杆201a端部设置有相互啮合的齿轮201b，其中一个齿轮201b通过第二驱动件202驱动，第二驱动件202同样采用本领域中常用的电机和变速箱的组合结构。
请参阅图1，混合器3设置在连通筒108的出口处。
在本发明的一个实施例中，如图1以及图3-5所示，混合器3由一个可水平转动的安装筒31和多个竖向转动设置在安装筒31侧面的混合扇叶32构成，调节混合扇叶32与水平面的夹角控制经过混合器3的物料流速。
连通筒108的出口处固定安装一个防护罩39，防护罩39内设置有带动安装筒31转动的驱动结构33，驱动结构33包括一个外齿回转支承331，外齿回转支承331的内圈与防护罩39固接、外圈与安装筒31顶部固接，且外齿回转支承331的外齿上啮合有小齿轮332，小齿轮332通过第一电机333驱动。
安装筒31内竖向转动安装一个转轴37，转轴37通过安装在防护罩39上的第二电机38驱动，位于安装筒31内的转轴37上固定套接一个主动锥齿轮35，安装筒31的侧面上呈对称式转动贯穿多个转动盘34，转动盘34的内侧均安装有从动锥齿轮36，多个从动锥齿轮36同时与主动锥齿轮35啮合，转动盘34的外侧与混合扇叶32固定连接。
混合器3转动时可对冷却挤出筒2进口端的物料进行搅拌，进一步混合均匀。此外，混合器3上的混合扇叶32角度可以进行调节，通过第二电机38驱动转轴37转动，便可以通过锥齿轮结构带动所有的混合扇叶32在安装筒31侧面上转动，当混合扇叶32与水平面平行时，物料推进速度最大，当混合扇叶32与垂直面平行时，物料推进速度最小，但混合搅拌效果更好。实际中可以生产需要进行调节。
如图6所示，挤出模具5上贯穿设置有跟产品配合的挤出口501，混合区从挤出模具5挤出时，模具型腔内压力明显低于临界压力，瞬间降压，从而使得气体析出形成大量气泡核。在逐渐降温过程中，体系内的气体扩散入气泡核，使得泡孔增大，同时聚合物基体的刚性增加，这两者导致了泡孔结构的最后成型，得到成品。
挤出模具5通过插扣结构6可拆卸安装在冷却模4的出口端；实际中可根据不同形状的产品来更换挤出模具5。
在本发明的一个实施例中，如图6-9所示，所述插扣结构6由插入筒61和固定安装在冷却模4端面上的连接口402构成，插入筒61内同轴固定安装一个固定轴62，固定轴62的侧面开设有多个平行的限位槽6201，限位槽6201内分别交错滑动卡接有多个第一滑块64和多个第二滑块66，多个第一滑块64同时连接在一个固定盘63上，多个第二滑块66同时连接在一个螺纹杆68上，螺纹杆68活动贯穿固定盘63并向外延伸。
多个第一滑块64的侧面上均铰接安装有第一楔块65，多个第二滑块66侧面上均铰接安装有第二楔块67，插入筒61侧面开设有槽口6101，第一楔块65和第二楔块67从槽口6101伸出，并卡入到连接口402内部设置的卡槽内，在第二楔块67表面还设置有与连接口402内部卡槽配合的凸起。
第一楔块65和第二楔块67呈三角形结构，其中一端始终保持在插入筒61内侧，另一端可活动伸出到槽口6101外侧，且槽口6101的宽度小于第一楔块65和第二楔块67的长度。
进一步的，第一滑块64和第二滑块66均活动贯穿插入筒61并向外延伸，固定盘63和插入筒61端面设置设置拉簧69，在固定盘63的外侧面转动安装一个螺纹套筒610，螺纹杆68外端贯穿螺纹套筒610。
拉簧69带动固定盘63向插入筒61内部运动，从而使得第一滑块64向插入筒61内部运动，将第一楔块65向槽口6101外侧推出。转动螺纹套筒610可以使得螺纹杆68也向插入筒61内部运动，从而使得第二楔块67向外伸出。
更换不同的挤出模具时，只需要将反向转动螺纹套筒610，然后将固定盘63向外拉动即可完成旧模具的拆卸，安装时将新模具两端的插入筒61插入到连接口402内，转动螺纹套筒610使得第二楔块67伸入到连接口402内即可。
如图10-11所示，切断结构7由两个呈上下对称安装在安装架72上的切断刀组件71构成，切断刀组件71包括与安装架72固接的侧板711、偏心转动安装在侧板711上的偏心盘712、驱动偏心盘712转动的第三电机713、活动套接在偏心盘712上的套环714以及安装在套环714一侧的刀片715；
套环714另一侧还固接安装有限位架716，限位架716内滑动卡接有限位轴717，限位轴717活动贯穿侧板711。
限位轴717可以在限位架716水平滑动，通过限位架716和限位轴717的限位结构使得套环714仅可以上下运动，当偏心盘712转动时，带动套环714上下运动，两个刀片715之间往复靠近和远离，对出料口的成品进行切割。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，包括密封连通的熔融挤出筒和冷却挤出筒，其特征在于，还包括：
输入有超临界流体的超临界流体输入口，所述超临界流体进入到熔融挤出筒内；
设置在冷却挤出筒进口端的混合器，所述混合器调节冷却挤出筒内物料流速；
设置在冷却挤出筒出口端的冷却模，所述冷却模的侧壁上设置有密封的冷却腔，所述冷却腔内循环注入有冷却液，
设置在冷却模出口端的挤出模具,以及设置在挤出模具出口端的切断结构；
所述混合器由一个可水平转动的安装筒和多个竖向转动设置在安装筒侧面的混合扇叶构成，调节所述混合扇叶与水平面的夹角控制经过混合器的物料流速。
2.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述超临界流体为或流体。
3.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述熔融挤出筒内设置用于搅拌物料的熔融螺杆，熔融螺杆通过第一驱动件驱动，在熔融挤出筒上还设置有电驱动的加热器和增压泵。
4.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述熔融挤出筒的出料口和冷却挤出筒进口端之间通过连通筒密封连通，所述混合器设置在连通筒的出口处。
5.根据权利要求4所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述混合器还包括一个固定在连通筒的出口处的防护罩，所述防护罩内转动安装一个外齿回转支承，所述外齿回转支承的内圈与防护罩固接、外圈与安装筒顶部固接，且外齿回转支承的外齿上啮合有小齿轮，所述小齿轮通过第一电机驱动；
所述安装筒内竖向转动安装一个转轴，转轴通过安装在防护罩上的第二电机驱动，位于安装筒内的转轴上固定套接一个主动锥齿轮，所述安装筒的侧面上呈对称式转动贯穿多个转动盘，所述转动盘的内侧均安装有从动锥齿轮，多个所述从动锥齿轮同时与主动锥齿轮啮合，转动盘的外侧与混合扇叶固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述冷却挤出筒内设置有挤出螺杆组件，熔融后的物料通过挤出螺杆组件从冷却挤出筒挤出；
所述挤出螺杆组件由两个平行的螺杆构成，两个螺杆端部设置有相互啮合的齿轮，其中一个齿轮通过第二驱动件驱动。
7.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述挤出模具上贯穿设置有跟产品配合的挤出口，所述挤出模具通过插扣结构可拆卸安装在冷却模的出口端；
所述插扣结构由插入筒和固定安装在冷却模端面上的连接口构成，所述插入筒内同轴固定安装一个固定轴，所述固定轴的侧面开设有多个平行的限位槽，所述限位槽内分别交错滑动卡接有多个第一滑块和多个第二滑块，多个第一滑块同时连接在一个固定盘上，多个第二滑块同时连接在一个螺纹杆上，所述螺纹杆活动贯穿固定盘并向外延伸；
多个第一滑块的侧面上均铰接安装有第一楔块，多个第二滑块侧面上均铰接安装有第二楔块，所述插入筒侧面开设有槽口，所述第一楔块和第二楔块从槽口伸出，并卡入到连接口内部设置的卡槽内，在第二楔块表面还设置有与连接口内部卡槽配合的凸起。
8.根据权利要求7所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述第一滑块和第二滑块均活动贯穿插入筒并向外延伸，所述固定盘和插入筒端面设置拉簧，在固定盘的外侧面转动安装一个螺纹套筒，所述螺纹杆外端贯穿螺纹套筒。
9.根据权利要求1所述的一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡智能化生产线，其特征在于：所述切断结构由两个呈上下对称安装在安装架上的切断刀组件构成，所述切断刀组件包括与安装架固接的侧板、偏心转动安装在侧板上的偏心盘、驱动偏心盘转动的第三电机、活动套接在偏心盘上的套环以及安装在套环一侧的刀片；
所述套环另一侧还固接安装有限位架，所述限位架内滑动卡接有限位轴，所述限位轴活动贯穿侧板。
10.一种拖把用聚乙烯醇超临界发泡工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将原料、各种添加剂输入到熔融挤出筒内；
S2：在熔融挤出筒内注入超临界流体，同时利用增压以及加热装置，使得熔融挤出筒内环境条件达到气体的临界点之上，并维持30-100min；
S3：熔融后的混合物进入到冷却挤出筒内，进行降温程序，形成发泡半成品；
S4：发泡半成品通过挤出模具后被切断成型。
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