CN114211726B - 一种发泡挤出模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种发泡挤出模具，模具主体包括上下相对设置的上模体和下模体，上模体和下模体通过多根第一螺栓紧固连接；上模体的接触面上和下模体的接触面上均设置有相互配合的、呈楔形阶梯状的配合面，上模体能够沿着配合面从下模体的一端向另一端滑动；模口挤出组件安装在出料口上；模口挤出组件包括沿物料流出方向依次设置的混合板、分流板、密封铜圈、起泡板和前盖板；混合板、分流板、密封铜圈和起泡板依次叠放后，通过前盖板压紧在出料口上，前盖板上开设有与出料口对应的通孔；前盖板通过多根第二螺栓与上模体的端面和下模体的端面固定连接；模具锁紧机构包括两个分别位于模具主体两侧设置的锁紧单元。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物微孔发泡技术领域，尤其涉及一种发泡挤出模具。
背景技术
微孔发泡是指发泡材料的泡孔直径在10μm数量级，泡孔密度大108cells/cm3，泡孔尺寸远远小于材料内部原有缺陷，泡孔的存在不仅不会降低材料的强度，反而能够使原有的裂纹尖端钝化，有利于阻止裂纹在应力作用下继续扩展，同时微孔发泡材料由于其致密的泡孔结构能够在获得轻量化的材料同时使材料拥有优异的抗冲击性能。并且拥由良好的隔热和隔音性能，广泛应用于建筑、船舶、轨道交通、风电等领域。
但是由于微孔发泡过程是在高温高压的环境下进行的，在PET与超临界CO2的连续挤出过程中，模内压力高达25MPa，温度高达250℃，容易造成物料的沿着模具缝隙流出，导致模具内压力的不稳定以及物料的浪费；其次，连续挤出微孔发泡过程中泡孔密度以及分布的均匀性极难控制，容易造成泡孔尺寸和密度分布不均，导致发泡板材机械性能下降。因此需要对模具结构进行优化设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发泡挤出模具，解决连续挤出微孔发泡过程中物料沿着模具缝隙流出，造成模内压力分布不均以及物料的浪费现象，同时改善连续挤出过程中泡孔尺寸和密度分布的均匀性，提高挤出板材的机械性能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种发泡挤出模具，包括模具主体、模口挤出组件和模具锁紧机构，所述模具主体内贯穿设置有用于物料流动的物料流道，所述物料流道的一端为与注料设备连接的注料口，所述物料流道的另一端为出料口；其中，
所述模具主体包括上下相对设置的上模体和下模体，所述上模体和下模体通过多根第一螺栓紧固连接；所述上模体的接触面上和下模体的接触面上均设置有相互配合的、呈楔形阶梯状的配合面，所述上模体能够沿着所述配合面从所述下模体的一端向另一端滑动；
所述模口挤出组件安装在所述出料口上；所述模口挤出组件包括沿物料流出方向依次设置的混合板、分流板、密封铜圈、起泡板和前盖板；所述混合板、分流板、密封铜圈和起泡板依次叠放后，通过所述前盖板压紧在所述出料口上，所述前盖板上开设有与所述出料口对应的通孔；所述前盖板通过多根第二螺栓与所述上模体的端面和下模体的端面固定连接；
所述模具锁紧机构包括两个分别位于所述模具主体两侧设置的锁紧单元，所述锁紧单元将所述上模体和下模体在竖直方向锁紧。
进一步，所述混合板包括第一方形框和多块沿所述第一方形框长度方向安装在所述第一方形框内的扭曲板，多块所述扭曲板沿所述第一方形框宽度方向间隔设置。
进一步，所述分流板包括第二方形框和多块沿所述第二方形框长度方向安装在所述第二方形框内的分隔板，多块所述分隔板沿所述第二方形框宽度方向间隔设置。
进一步，所述起泡板上均匀分布有多个贯穿设置的发泡孔；
所述发泡孔的进料一侧设置有圆形倒角，所述发泡孔的出料一侧设置有正方形倒角。
进一步，所述圆形倒角的角度为120度。
进一步，所述锁紧单元包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端通过第一销轴与所述下模体转动连接，所述第一连杆与所述下模体连接的一端上还设置有连接部，所述连接部通过第二销轴与所述第二连杆的一端转动连接，所述第二连杆的另一端通过第三销轴与所述上模体转动连接；
所述第一销轴与所述下模体侧壁固定连接，所述第三销轴与所述上模体侧壁固定连接；
向靠近所述注料口一端推动所述第一连杆，所述第二连杆能带动所述上模体和下模体滑动分离；
向远离所述注料口一端推动所述第一连杆，当所述第一销轴、第二销轴和第三销轴位于处于同一直线时，所述锁紧单元处于锁紧状态。
进一步，所述第一螺栓从上模体上表面插入、从所述下模体下表面穿出后通过螺母固定；
所述第一螺栓与所述上模体上表面之间垫设有弹簧垫片；所述螺母与所述下模体下表面之间垫设有蝶形垫片。
进一步，所述上模体内和下模体内均贯穿设置有多条冷却流道；
所述冷却流道的进水口靠近所述出料口一端设置，所述冷却流道的出水口靠近所述注料口一端设置。
进一步，所述注料口为圆形口。
进一步，所述出料口为矩形口。
本发明提供的发泡挤出模具有效提高了模具的密闭性，解决了挤出过程中物料泄漏的问题，同时提高了挤出的发泡板材的泡孔密度和泡孔尺寸分布的均匀性。对于生产企业来说，本发明提供的发泡挤出模具减少了人力物力的投入，防止物料泄漏有效节约了原材料的投入，产品质量的提升直接为企业提升了经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具的结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具的上模体和下模体的配合结构示意图一；
图5为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具的上模体和下模体的配合结构示意图二；
图6为图5中A处的放大结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种发泡挤出模具中第一螺栓的安装示意图；
图8为本发明实施例提供的弹簧垫片、碟形垫片的安装示意图；
图9为本发明实施例提供的模口挤出组件的爆炸图；
图10为本发明实施例提供的混合板的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的分流板的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的起泡板的外侧面的结构示意图；
图13为本发明实施例提供的起泡板的内侧面的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的起泡板的发泡孔的剖面图；
图15为本发明实施例提供的前盖板的结构示意图；
图16为本发明实施例提供的模具锁紧机构的安装结构示意图；
图17为本发明实施例提供的锁紧单元的爆炸图；
图18为本发明实施例提供的开模过程示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1-图3所示，本实施例提供的一种发泡挤出模具，包括模具主体100、模口挤出组件200和模具锁紧机构300。
具体的，如图4所示，在模具主体100内贯穿设置有用于物料流动的物料流道400，，物料流道400的一端为与注料设备连接的注料口401，物料流道400的另一端为出料口402。上模体102内和下模体101内均贯穿设置有多条冷却流道108，冷却流道108的进水口靠近出料口402一端设置，冷却流道108的出水口靠近注料口401一端设置。冷却液从冷却流道108的进水口流入冷却流道108内，从冷却流道108内流出，通过冷却液在冷却流道108内循环流动对上模体102和下模体101降温。
本实施例中，注料口401为圆形口，模具主体100通过螺栓与双螺杆挤出机连接，注料口401与双螺杆挤出机内部连通，PET和超临界CO2组成的均相溶液通过双螺杆挤出机流入物料流道400内，在物料流道400内进行降温和建压的过程。本实施例中，出料口402为矩形口。
本实施例中，如图4-图8所示，模具主体100包括上下相对设置的上模体102和下模体101，上模体102和下模体101通过多根第一螺栓103紧固连接；上模体102的接触面上和下模体101的接触面上均设置有相互配合的、呈楔形阶梯状的配合面107，上模体102能够沿着配合面107从下模体101的一端向另一端滑动。
上模体102和下模体101之间通过配合面107进行紧密配合，防止挤出过程中高温高压下物料从侧面漏出，同时可以对模具竖直方向位移进行限制。第一螺栓103从上模体102上表面插入、从下模体101下表面穿出后通过螺母106固定。本实施例中，第一螺栓103可以采用M16*270螺栓，螺母106采用M16螺母。第一螺栓103与上模体102上表面之间垫设有弹簧垫片104，螺母106与下模体101下表面之间垫设有蝶形垫片105，用于增加模具主体100的锁紧力，同时防止模具受热变形导致第一螺栓103断裂。
如图9所示，模口挤出组件200安装在出料口402上。模口挤出组件200包括沿物料流出方向依次设置的混合板205、分流板204、密封铜圈203、起泡板202和前盖板201。混合板205、分流板204、密封铜圈203和起泡板202依次叠放后，通过前盖板201压紧在出料口402上，混合板205和分流板204位于出料口402内设置，前盖板201上开设有与出料口402对应的通孔。前盖板201通过多根第二螺栓206与上模体102的端面和下模体101的端面固定连接，第二螺栓206可以采用M16*40螺丝。通过第二螺栓206将前盖板201锁死在上模体102和下模体101上，防止上模体102和下模体101前后相对滑动。
如图15所示，前盖板201内有凹槽，可对起泡板202和密封铜圈203进行限位压紧，密封铜圈203可有效防止物料从起泡板202与模具主体100外壁之间的间隙流出。
如图10所示，混合板205包括第一方形框2051和多块沿第一方形框2051长度方向安装在第一方形框2051内的扭曲板2052，多块扭曲板2052沿第一方形框2051宽度方向间隔设置。出料口402内壁上设置有与第一方形框2051对应的限位凸台，第一方形框2051抵设在出料口402内壁上的限位凸台上。因为模具主体100内存在冷却流道108，PET与超临界CO2均相溶液在物料流道400内靠近壁面处温度下降快，物料流道400中心处温度下降较慢，通过混合板205内的扭曲板2052使物料上下流动混合，进行热量交换，使均相溶液温度均衡。
如图11所示，分流板204包括第二方形框2041和多块沿第二方形框2041长度方向安装在第二方形框2041内的分隔板2042，多块分隔板2042沿第二方形框2041宽度方向间隔设置。密封铜圈203设置在第二方形框2041外壁与模具主体100外壁之间。
分隔板2042对混合后的均相溶液进行分流，使流动方向稳定，并且与起泡板202上的发泡孔2021位置对应，起到分流作用的同时还可以防止物料堆积，提高流动的稳定性。
如图12-图14所示，起泡板202上均匀分布有多个贯穿设置的发泡孔2021，PET与超临界CO2均相溶液流过发泡孔2021进行挤出发泡。发泡孔2021的进料一侧设置有圆形倒角，圆形倒角的角度为120度，用于降低物料堆积，增加物料与壁面的剪切力促进CO2成核。发泡孔2021的出料一侧设置有正方形倒角。孔与孔之间的垂向距离和横向距离相等，能够提高不同孔挤出发泡物的粘合性，间接提高挤出的发泡板材的泡孔密度的均匀性。
如图1、图2、图3、图16所示，模具锁紧机构300包括两个分别位于模具主体100两侧设置的锁紧单元，锁紧单元将上模体102和下模体101在竖直方向锁紧。
具体的，如图17所示，锁紧单元包括第一连杆301和第二连杆302，第一连杆301的一端通过第一销轴303与下模体101转动连接，第一连杆301与下模体101连接的一端上还设置有连接部306，连接部306通过第二销轴305与第二连杆302的一端转动连接，第二连杆302的另一端通过第三销轴304与上模体102转动连接。第一销轴303与下模体101侧壁固定连接，第三销轴304与上模体102侧壁固定连接。
在下模体101和上模体102接近配合到位的时候，将模具锁紧机构300通过第三销轴304将第二连杆302与上模体102连接，通过第一销轴303将第一连杆301与下模体101连接，之后向靠近前盖板201一端推动第一连杆301，使上模体102与下模体101紧密配合，此时第一销轴303、第三销轴304、第二销轴305处于同一直线，锁紧单元位于死点位置，可以有效锁死模具。
如图18所示，在加工结束后，模具主体100内部由于有物料堆积，开模较为空难，同样可以使用模具锁紧机构300，向靠近所述注料口401一端推动第一连杆301可以使上模体102和下模体101沿着配合面107滑动分离。
综上，本实施例提供的发泡挤出模具有效提高了模具的密闭性，解决了挤出过程中物料泄漏的问题，同时提高了挤出的发泡板材的泡孔密度和泡孔尺寸分布的均匀性。对于生产企业来说，本发明提供的发泡挤出模具减少了人力物力的投入，防止物料泄漏有效节约了原材料的投入，产品质量的提升直接为企业提升了经济效益。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发泡挤出模具，其特征在于，包括模具主体(100)、模口挤出组件(200)和模具锁紧机构(300)，所述模具主体(100)内贯穿设置有用于物料流动的物料流道(400)，所述物料流道(400)的一端为与注料设备连接的注料口(401)，所述物料流道(400)的另一端为出料口(402)；其中，
所述模具主体(100)包括上下相对设置的上模体(102)和下模体(101)，所述上模体(102)和下模体(101)通过多根第一螺栓(103)紧固连接；所述上模体(102)的接触面上和下模体(101)的接触面上均设置有相互配合的、呈楔形阶梯状的配合面(107)，所述上模体(102)能够沿着所述配合面(107)从所述下模体(101)的一端向另一端滑动；
所述模口挤出组件(200)安装在所述出料口(402)上；所述模口挤出组件(200)包括沿物料流出方向依次设置的混合板(205)、分流板(204)、密封铜圈(203)、起泡板(202)和前盖板(201)；所述混合板(205)、分流板(204)、密封铜圈(203)和起泡板(202)依次叠放后，通过所述前盖板(201)压紧在所述出料口(402)上，所述前盖板(201)上开设有与所述出料口(402)对应的通孔；所述前盖板(201)通过多根第二螺栓(206)与所述上模体(102)的端面和下模体(101)的端面固定连接；
所述模具锁紧机构(300)包括两个分别位于所述模具主体(100)两侧设置的锁紧单元，所述锁紧单元将所述上模体(102)和下模体(101)在竖直方向锁紧。
2.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述混合板(205)包括第一方形框(2051)和多块沿所述第一方形框(2051)长度方向安装在所述第一方形框(2051)内的扭曲板(2052)，多块所述扭曲板(2052)沿所述第一方形框(2051)宽度方向间隔设置。
3.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述分流板(204)包括第二方形框(2041)和多块沿所述第二方形框(2041)长度方向安装在所述第二方形框(2041)内的分隔板(2042)，多块所述分隔板(2042)沿所述第二方形框(2041)宽度方向间隔设置。
4.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述起泡板(202)上均匀分布有多个贯穿设置的发泡孔(2021)；
所述发泡孔(2021)的进料一侧设置有圆形倒角，所述发泡孔(2021)的出料一侧设置有正方形倒角。
5.如权利要求4所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述圆形倒角的角度为120度。
6.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述锁紧单元包括第一连杆(301)和第二连杆(302)，所述第一连杆(301)的一端通过第一销轴(303)与所述下模体(101)转动连接，所述第一连杆(301)与所述下模体(101)连接的一端上还设置有连接部(306)，所述连接部(306)通过第二销轴(305)与所述第二连杆(302)的一端转动连接，所述第二连杆(302)的另一端通过第三销轴(304)与所述上模体(102)转动连接；
所述第一销轴(303)与所述下模体(101)侧壁固定连接，所述第三销轴(304)与所述上模体(102)侧壁固定连接；
向靠近所述注料口(401)一端推动所述第一连杆(301)，所述第二连杆(302)能带动所述上模体(102)和下模体(101)滑动分离；
向远离所述注料口(401)一端推动所述第一连杆(301)，当所述第一销轴(303)、第二销轴(305)和第三销轴(304)位于处于同一直线时，所述锁紧单元处于锁紧状态。
7.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述第一螺栓(103)从上模体(102)上表面插入、从所述下模体(101)下表面穿出后通过螺母(106)固定；
所述第一螺栓(103)与所述上模体(102)上表面之间垫设有弹簧垫片(104)；所述螺母(106)与所述下模体(101)下表面之间垫设有蝶形垫片(105)。
8.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述上模体(102)内和下模体(101)内均贯穿设置有多条冷却流道(108)；
所述冷却流道(108)的进水口靠近所述出料口(402)一端设置，所述冷却流道(108)的出水口靠近所述注料口(401)一端设置。
9.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述注料口(401)为圆形口。
10.如权利要求1所述的一种发泡挤出模具，其特征在于：所述出料口(402)为矩形口。
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