CN116039040A - 一种塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺，包括：料筒，其内设置螺杆；模具；调节转换筒，其设置在所述料筒和模具之间，并连通所述料筒和模具；调压件，其位于所述料筒的出料端，所述调压件的一端固定在所述料筒内，另一端伸出所述料筒的出料端、并在所述料筒和调压件之间形成环形进料口，在泡沫塑料的挤压成型过程中，所述调压件能够根据所述料筒内的压强变化进行伸缩运动、进而调节所述环形进料口的大小，本发明所述塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺能够有效地抑制内部空隙的产生，且结构简单、稳定性好，同时可提高挤压成型装置的工作参数调节的灵活性、提高物料利用率和生产效率。

Description

一种塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺

技术领域

本发明涉及塑料挤压成型技术领域，特别涉及一种塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺。

背景技术

在生产中，常将聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚乙烯、脲甲醛、酚醛等树脂通过发泡成型工艺制备成具有微孔结构的塑料产品，事实上，几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料产品。且较普通塑料而言，泡沫塑料的绝热性、缓冲减震性、吸音性、成型性都有很大的改善，因此，泡沫塑料在许多领域都有广泛应用，如：

(a)在包装领域，泡沫塑料常作为电子电器、元件、家用电器等要求较高的产品保护及包装材料使用；

(b)在车辆领域，泡沫塑料常用作汽车内饰、天棚、仪表盘、遮阳板、冷却器、地板等用材料；

(c)在文化体育领域，泡沫塑料可作为各种体育用垫子、冲浪板、游泳用救生衣、浮子及缓冲用材料使用；

(d)在杂货领域，泡沫塑料可用于一次性餐盒、拖鞋、帽子等的生产；

(e)在建筑、土木领域，泡沫塑料可用于屋顶或墙体的隔热、防冻、保温、缓冲、防结露、防水、防漏、防腐蚀材料；此外，泡沫塑料还可用作室内装饰、壁纸、床垫等的材料。

在泡沫塑料的生产过程中，挤出成型装置是其中最关键的设备，其结构和性能对泡沫塑料的产品质量有直接影响。通常，工厂使用的挤出成型装置包括位于进料端的料筒和出料端的模具，在料筒内设置螺杆、通过螺杆的旋转带动物料的混合与前进；同时在模具内设置具有特定形状横截面的成型腔室，物料在螺杆的旋转带动下进入该成型腔室中，经发泡和冷却后形成各种泡沫塑料产品。但正如公开(公告)号为CN102036801B的中国专利所指出的，这种挤出成型装置在生产中存在如下缺陷：由于料筒内的温度较高、但压强较低，成型坯料中含有的发泡剂容易在料筒内发泡，并且形成有气泡的成型坯料被挤压到模具的成型腔室内，因此，当压力在成型腔室内被释放时，气泡集中于成型腔室的中心部，并且随着在成型腔室内被冷却，气泡进一步集中于发泡成型品的宽度方向的芯部，会产生由大小不小于所谓的“气孔”的内部空隙G引起的内部缺陷(如图1所示)，此时，成型泡沫塑料板的宽度方向中央的芯部在整个长边方向的范围内向厚度方向的两个方向鼓起，无法维持截面为方形，这不但使得产品的尺寸无法达标，还存在内部缺陷、泡孔均匀性降低，且强度也会降低。

为此，公开(公告)号为CN102036801B的中国专利提出了一种用于泡沫塑料的挤压成型装置，其通过在挤压模具的内部嵌合装配整流部，在所述整流部中一体形成有小径部和大径部，且所述整流部构成为从成型坯料的挤压方向后方的挤压模具的入口部向所述挤压方向前方的整流部出口容积逐渐减小的截面形状，在所述挤压模具的出口部设有多孔板，所述多孔板对从所述螺杆的末端挤压出的成型坯料施加用于抵抗挤压力的抑制力，从而向所述螺杆方向施加背压，并且，在所述成型模具的入口部设有型芯，所述型芯对从所述挤压模具挤压出的成型坯料施加用于抵抗挤压力的抑制力，从而对该型芯与所述挤压模具的出口部之间的所述成型坯料施加背压。这种方式虽然这一定程度上缓解了图1所示的内部空隙G的产生，但仍存在如下缺陷：

第一，经分析发现，所述内部空隙G产生的主要原因还在于：在料筒和模具的连接处，由于螺杆终止延伸、物料输送通道面积骤然升高、在螺杆的出料端形成一个负压区，物料被传送至螺杆的出料端时，环形截面的成型坯料由于物料输送通道的形状突然改变、横截面积突然增大、压力瞬间减小、发泡剂快速发泡、产生的气体向中心的负压区域溢出，因此，在挤压模具的内部嵌合装配整流部，进而对料筒内成型坯料产生背压的方式只能在一定程度上缓解内部空隙G的产生，而不能从根源上很好的抑制内部空隙G的产生；

第二，在所述整流部中，多孔板承担了来自料筒的成型坯料传递的主要挤压力，对于嵌合装配在挤压模具内部的极小的一块多孔板而言，这种挤压力是巨大的，因此，在使用过程中，多孔板非常容易产生变形拱起、破裂等损伤，导致多孔板更换频繁、生产难以长时间连续进行；

第三，这种在挤压模具的内部嵌合装配整流部的方式对料筒内成型坯料产生的背压是料筒内成型坯料对整流部的挤压力的部分反作用力，为保证背压大小足够、发泡剂不在料筒内发泡，需要严格限制挤压成型装置的工作参数调节范围，更为重要的是，整流部的设置大幅减小了物料的输送通道的面积，使得挤压成型装置的工作效率大幅降低；

第四，这种依靠背压的方式在开始生产进料的前期和停止进料的后期，难以产生足够大小的背压来抑制内部空隙G的产生、需要排放掉相当一部分的头、尾物料，导致物料利用率低下。

发明内容

本发明设计出一种塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺，以克服现有挤压成型装置存在的无法很好地抑制内部空隙的产生，易损坏、稳定性差，且工作参数调节不灵活、工作效率低下、物料利用率不高的技术问题。

为解决上述问题，本发明公开了一种塑料制品的挤压成型设备，

一种塑料制品的挤压成型设备，包括：

料筒，其内设置螺杆，所述螺杆能够在所述料筒内旋转带动物料运动；

模具，其内设置具有特定横截面的定型腔，输送至所述模具中的物料能够在所述定型腔中发泡、成型和冷却，形成泡沫塑料产品；

调节转换筒，其设置在所述料筒和模具之间，并连通所述料筒和模具；

调压件，其位于所述料筒的出料端，所述调压件的一端固定在所述料筒内，另一端伸出所述料筒的出料端、并在所述料筒和调压件之间形成环形进料口，在泡沫塑料的挤压成型过程中，所述调压件能够根据所述料筒内的压强变化进行伸缩运动、进而调节所述环形进料口的大小。

进一步的，所述调节转换筒包括：

外筒壁，其呈环形筒状结构；

内筒壁，其呈环形筒状结构，且所述内筒壁同轴地设置在所述外筒壁内，在所述外筒壁和内筒壁之间形成了环形腔室，所述内筒壁的内侧与所述模具的进料口连通；

筒底壁，其设置在所述外筒壁和内筒壁靠近所述模具的一侧，所述筒底壁呈环形结构，所述筒底壁的外侧边缘与所述外筒壁连接、内侧边缘与所述内筒壁连接，所述外筒壁和内筒壁之间形成的环形腔室的一侧被所述筒底壁封闭、对侧与所述环形进料口连接；

侧向进料口，其设置在所述内筒壁上，经所述环形进料口进入所述环形腔室中的成型胚料能够通所述侧向进料口进入所述内筒壁的内侧，之后进入所述模具的进料口。

进一步的，在所述调节转换筒中设置硬质球，所述硬质球可旋转地设置在所述侧向进料口处。

进一步的，所述硬质球的直径D0大于所述外筒壁和内筒壁之间的间隙R1，在所述调节转换筒中设置导向限位槽，所述导向限位槽为设置在所述外筒壁的内侧壁上的凹槽，所述导向限位槽正对所述侧向进料口设置，所述硬质球位于所述侧向进料口和导向限位槽之间。

进一步的，所述调压件包括：

连接部，其一侧与所述料筒连接，另一侧与固定部连接、以将所述固定部安装在所述料筒内；

固定部，其围合形成调节部的容纳腔；

调节部，其一端伸入所述固定部形成的容纳腔中，另一端卡接在所述料筒的出料口外侧，并在所述调节部和料筒的出料口之间形成所述环形进料口；

随着所述料筒内的压强变化，所述调节部能够进行伸缩运动，当所述调节部向所述料筒的外部伸出时，所述环形进料口变大；当所述调节部向所述料筒的内部缩进时，所述环形进料口变小。

进一步的，所述调压件通过所述连接部与所述螺杆的端部可旋转连接，所述连接部包括：

内轴套、外轴套和滚珠，所述内轴套同轴地设置在所述外轴套内，所述滚珠可旋转地设置在所述内轴套和外轴套之间，所述内轴套和外轴套中的一个与所述螺杆的端部连接，另一个与所述固定部连接。

进一步的，所述调节部包括：

支撑轴，其沿所述料筒的中心轴设置在所述料筒中；

喇叭筒，其设置在所述支撑轴的一端，自靠近所述料筒的一端至靠近所述调节转换筒的一端，所述喇叭筒的筒壁逐渐向外扩展、形成喇叭状结构，且所述喇叭筒靠近所述调节转换筒的一端的横截面积大于所述料筒上出料口的开口面积、靠近所述料筒的一端的横截面积小于所述料筒上出料口的开口面积，所述喇叭筒卡接在所述料筒出料端的开口处外侧，在所述料筒的出料口和所述喇叭筒之间形成所述环形进料口；

弹性件，其设置在所述支撑轴上；

当所述料筒中的压强增大时，所述弹性件被压缩，所述喇叭筒向远离所述料筒的方向运动，所述环形进料口的面积增大；

当所述料筒中的压强减小时，所述弹性件回复形变，使得所述喇叭筒向所述料筒的内部运动，所述环形进料口的面积减小。

进一步的，所述调节部还包括：

卡接凸台，其设置在所述支撑轴上，且所述卡接凸台位于所述喇叭筒的对侧，所述弹性件通过所述卡接凸台卡接在所述支撑轴上；

限位筒，其套设在所述弹性件的外围，且所述限位筒的一端固定在所述固定部上，另一端设置供所述支撑轴伸出的通孔。

进一步的，所述固定部包括：

第一外围板，其为与所述料筒的圆筒部的筒壁同轴设置的圆筒状结构，所述第一外围板的一侧与所述连接部连接，另一端与第二外围板连接；

第二外围板，其为与所述料筒的锥筒部的筒壁同轴设置的圆锥形筒状结构；

第三外围板，其为环绕所述支撑轴的外围设置的圆筒状结构，所述第三外围板的一侧与所述第二外围板连接，另一侧与所述喇叭筒之间具间隙；

第四外围板，其设置在所述第一外围板远离所述第二外围板的一侧，所述第四外围板为圆形板状结构，所述第四外围板能够封闭所述第一外围板远离所述第二外围板的一侧；

所述第一外围板、第二外围板、第三外围板和第四外围板共同围合形成了容纳所述调节部设置弹性件一端的空腔。

一种塑料制品的挤压成型工艺，所述挤压成型工艺采用上述的挤压成型设备进行。

本申请所述塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺能够有效地抑制内部空隙的产生，且结构简单、稳定性好，同时可提高挤压成型装置的工作参数调节的灵活性、提高物料利用率和生产效率。

附图说明

图1为内部空隙G引起的内部缺陷示意图；

图2为本发明所述挤压成型设备的立体结构示意图；

图3为本发明所述挤压成型设备的正视结构示意图；

图4为图3中A-A方向的剖面结构示意图；

图5为图4中M区域的局部放大示意图；

图6为图3中B-B方向的剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、料筒；101、螺杆；1011、轴部；1012、螺纹部；102、圆筒部；103、锥筒部；2、调节转换筒；201、外筒壁；202、内筒壁；203、筒底壁；204、侧向进料口；205、硬质球；206、导向限位槽；3、模具；4、调压件；401、连接部；4011、内轴套；4012、外轴套；4013、滚珠；402、调节部；4021、支撑轴；4022、喇叭筒；4023、环形壁；4024、卡接凸台；4025、弹性件；4026、限位筒；403、固定部；4031、第一外围板；4032、第二外围板；4033、第三外围板；4034、第四外围板；404、伸缩连接件；405、环形进料口；406、密封环。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

如图2～6所示，一种塑料制品的挤压成型设备，包括：

料筒1，其内设置螺杆101，所述螺杆101能够在所述料筒1内旋转带动物料运动；

模具3，其内设置具有特定横截面的定型腔，输送至所述模具3中的物料能够在所述定型腔中发泡、成型和冷却，形成泡沫塑料产品；

调节转换筒2，其设置在所述料筒1和模具3之间，并连通所述料筒1和模具3；

调压件4，其位于所述料筒1的出料端，所述调压件4的一端固定在所述料筒1内，另一端伸出所述料筒1的出料端、并在所述料筒1和调压件4之间形成环形进料口405，在泡沫塑料的挤压成型过程中，所述调压件4能够根据所述料筒1内的压强变化进行伸缩运动、进而调节所述环形进料口405的大小。

前已述及，内部空隙G产生的主要原因是在料筒1和模具3的连接处，由于螺杆101终止延伸、物料输送通道面积骤然升高、在螺杆101的出料端形成一个负压区，物料被传送至螺杆101的出料端时，环形截面的成型坯料由于物料输送通道的形状突然改变、横截面积突然增大、压力瞬间减小、发泡剂快速发泡、产生的气体向中心的负压区域溢出。为此，本申请在在所述料筒1的出料端设置了可进行伸缩运动的调压件4，且所述调压件4能够根据所述料筒1内的压强变化进行伸缩运动、进而调节所述环形进料口405的大小。如此，当所述料筒1内的压强升高时，所述环形进料口405的开口面积可对应增大，以在确保所述料筒1内的压强足够大、发泡剂不会在所述料筒1内提前发泡的同时，所述料筒1能够高效地排出物料，确保生产效率；反之，当所述料筒1内的压强降低时，所述环形进料口405的开口面积可对应缩小，降低所述料筒1内物料的排放速度，提高所述料筒1的内部压强，防止发泡剂在所述料筒1内提前发泡。此外，所述调压件4还可构成所述螺杆101的延伸体，改善所述螺杆101的出料端和所述模具3的进料口之间的物料输送通道的形状，继续维持所述螺杆101和模具3的进料口之间的物料输送通道的形状继续为环形，一来避免这期间物料输送通道的形状产生大幅改变，二来维持这期间物料输送通道的面积不致产生大幅变化，如此，可从根源上形成抑制内部空隙G产生的条件。

优选的，所述调压件4具有与所述料筒1的出料端相似的形状，如此，可进一步保持物料输送通道的形状和面积稳定。

需要说明的是，在实际使用过程中，物料需要从所述料筒1的一端(或靠近该端部的侧向口)进入、之后在螺杆101的作用下从料筒1的另一端排出，因此，在本申请中，为便于清楚简洁地说明本申请，将物料进入所述料筒1的一端称为“进料端”，相反的，将物料排出所述料筒1的一端称为“出料端”，一般地，所述“进料端”位于所述料筒1远离所述模具3的一端，所述“出料端”位于所述料筒1靠近所述模具3的一端。

进一步的，所述料筒1包括：

圆筒部102，其位于所述料筒1远离所述模具3的一端，并构成所述料筒1的主体；

锥筒部103，其位于所述料筒1靠近所述模具3的一端，所述圆筒部102和锥筒部103同轴设置，且自靠近所述料筒1进料端的一侧至靠近所述料筒1出料端的一侧，所述锥筒部103的筒壁逐渐收缩、形成圆锥形筒状结构。

更进一步的，在所述锥筒部103上设置用于排料的排料口，所述排料口位于所述锥筒部103远离所述圆筒部102的一端。

更进一步的，在所述圆筒部102的一端设置动力机构，所述动力机构用以驱动所述螺杆101旋转。

进一步的，在所述圆筒部102上设置物料进口，聚合物粒子、发泡剂等原料混合均匀后通过所述物料进口注入所述圆筒部102中。

更进一步的，在所述圆筒部102和锥筒部103的外围设置加热部件，如电加热环或电加热丝等，所述加热部件能够加热所述料筒1内的物料，使其在所述料筒1内进行混合、熔融塑化后得到成型胚料。

进一步的，所述螺杆101包括：

轴部1011，其与设置在所述圆筒部102一端的动力机构连接，并能够在该动力机构的驱动下进行自转；

螺纹部1012，其呈螺旋状设置在所述轴部1011的外围，在相邻的两个螺纹部1012和所述料筒1的内壁之间形成容纳所述成型胚料的空间，所述成型胚料能够在所述螺杆101的旋转挤压作用下逐渐向所述料筒1的出料端运动。

进一步的，所述调节转换筒2包括：

外筒壁201，其呈环形筒状结构；

内筒壁202，其呈环形筒状结构，且所述内筒壁202同轴地设置在所述外筒壁201内，在所述外筒壁201和内筒壁202之间形成了环形腔室，所述内筒壁202的内侧与所述模具3的进料口连通；

筒底壁203，其设置在所述外筒壁201和内筒壁202靠近所述模具3的一侧，所述筒底壁203呈环形结构，所述筒底壁203的外侧边缘与所述外筒壁201连接、内侧边缘与所述内筒壁202连接，使得所述外筒壁201和内筒壁202之间形成的环形腔室的一侧被所述筒底壁203封闭、对侧与所述环形进料口405连接；

侧向进料口204，其设置在所述内筒壁202上，经所述环形进料口405进入所述环形腔室中的成型胚料能够通所述侧向进料口204进入所述内筒壁202的内侧，之后进入所述模具3的进料口。

通过所述外筒壁201和内筒壁202的设置，形成了所述螺杆101的另一延伸体，能够继续维持所述螺杆101和模具3的进料口之间的物料输送通道的形状继续为环形，进一步形成抑制内部空隙G产生的条件。

此外，通过所述侧向进料口204的设置，可将成型胚料形成的内部中空的环形截面改变为不再具有内部中空区域的连续截面，如圆形截面、矩形截面等。在现有技术中，将成型胚料形成的内部中空的环形截面改变为不再具有内部中空区域的连续截面的过程通常是通过一个内径逐渐变小的、设置在料筒1和模具3之间的用于进行过渡连接的锥形连接筒实现的，这种方式只能依靠壁面形状的改变、粗暴的将螺杆101外围成型胚料形成的内部中空的环形截面快速缩小、直至其形成一个不再具有内部中空区域的连续截面，为后续成型胚料进入模具3做准备，但对于内部空隙G而言，这这种方式不但在螺杆101的端部形成了低压区、使发泡剂容易在该区域分解产生气体，并直接将中心区域的气体包裹在了成型胚料中，不但无法抑制内部空隙G的产生，反而还会成为形成孕育内部空隙G的温床。本申请通过在内筒壁202上设置侧向进料口204，不但顺利地将成型胚料形成的内部中空的环形截面改变为不再具有内部中空区域的连续截面，还避免了在螺杆101的出料端形成低压区以及“气团”，并避免了成型胚料包裹该“气团”，从而有效地抑制了内部空隙G的产生。

作为本申请的一些实施例，所述内筒壁202与所述筒底壁203密封、固定连接，此时，可将所述内筒壁202看作所述调节转换筒2内部的夹层。

作为本申请的另外一些实施例，所述内筒壁202靠近料筒1的一端与所述调压件4固定连接，靠近所述模具3的一端与所述模具3的进料口内壁部分重合地插接在一起，此时，可将所述内筒壁202看作所述调压件4的尾部结构，所述内筒壁202可随所述调压件4进行伸缩运动，同时通过所述内筒壁202与模具3的进料口内壁的重合部分形成密封。

更进一步的，在所述调节转换筒2中设置硬质球205，所述硬质球205可旋转地设置在所述侧向进料口204处。所述硬质球205的设置能够对所述外筒壁201和内筒壁202之间的成型胚料进行搅拌和混合，同时能够对进入所述侧向进料口204的成型胚料起到导向、引流和增压作用。

优选的，所述硬质球205的直径D0略大于所述外筒壁201和内筒壁202之间的间隙R1，如此，所述硬质球205将只能够在所述侧向进料口204处旋转运动，而无法运动至所述外筒壁201和内筒壁202之间的其他区域。

作为本申请的一些实施例，所述侧向进料口204为沿所述调节转换筒2的轴向设置在长孔，即所述侧向进料口204的长度L1远大于所述硬质球205的直径D0，此时，可在所述侧向进料口204处设置多个硬质球205。

需要注意的是，所述侧向进料口204的尺寸大小和形状设置应参考所述硬质球205的直径D0设置，以使得所述硬质球205能够可旋转地被限位在所述外筒壁201和内筒壁202之间，且无法穿过所述侧向进料口204或封堵在所述侧向进料口204中为宜。

更进一步的，在所述调节转换筒2中设置导向限位槽206，所述导向限位槽206为设置在所述外筒壁201的内侧壁上的凹槽，所述导向限位槽206正对所述侧向进料口204设置，所述硬质球205位于所述侧向进料口204和导向限位槽206之间，通过所述导向限位槽206能够增加所述硬质球205的活动空间，使其能够在所述侧向进料口204和导向限位槽206之间随意旋转，但却无法运动至所述侧向进料口204和导向限位槽206之外的区域。

优选的，在垂直于所述调节转换筒2的中轴线的横截面上，所述导向限位槽206的横截面呈V形。

更加优选的，在平行于所述调节转换筒2的中轴线的方向上，所述导向限位槽206的长度根据所述侧向进料口204的长度设置。具体的，在平行于所述调节转换筒2的中轴线的方向上，所述导向限位槽206的长度应大于等于所述侧向进料口204的长度。

所述导向限位槽206的设置能够起到以下作用：一是在所述外筒壁201和内筒壁202之间形成容纳所述硬质球205、且供所述硬质球205自由旋转的空间；二是在当所述内筒壁202和所述调压件4固定连接时，利用所述硬质球205和所述导向限位槽206以及侧向进料口204之间的咬合作用起到防止所述内筒壁202和所述调压件4转动的效果。

进一步的，所述调压件4包括：

连接部401，其一侧与所述料筒1连接，另一侧与固定部403连接、以将所述固定部403安装在所述料筒1内；

固定部403，其围合形成调节部402的容纳腔；

调节部402，其一端伸入所述固定部403形成的容纳腔中，另一端卡接在所述料筒1的出料口外侧，并在所述调节部402和料筒1的出料口之间形成所述环形进料口405；

随着所述料筒1内的压强变化，所述调节部402能够进行伸缩运动，当所述调节部402向所述料筒1的外部伸出时，所述环形进料口405变大；当所述调节部402向所述料筒1的内部缩进时，所述环形进料口405变小。

作为本申请的一些实施例，所述连接部401可以为连接在所述固定部403和所述料筒1的内壁之间的横梁，所述横梁环绕所述固定部403的外围、沿径向设置在所述固定部403和所述料筒1的内壁之间。此时，所述调压件4可实现在所述料筒1中的固定安装，但这种方式的连接部401将会对物料流动产生影响。

作为本申请的一些实施例，所述连接部401的一侧连接在所述料筒1中的螺杆101上，所述调压件4通过所述连接部401与所述螺杆101的端部可旋转连接。

优选的，所述连接部401包括：

内轴套4011、外轴套4012和滚珠4013，所述内轴套4011同轴地设置在所述外轴套4012内，所述滚珠4013可旋转地设置在所述内轴套4011和外轴套4012之间，组成一个类似轴承的结构；

所述内轴套4011和外轴套4012中的一个与所述螺杆101的端部连接，另一个与所述固定部403连接，如此，通过所述连接部401既能够实现所述调压件4的安装，同时，也可避免所述调压件4随着所述螺杆101的旋转产生快速旋转。

事实上，在实际使用过程中，由于所述调压件4缺少动力部件的直接驱动，只能在物料流动力的作用下在料筒1内缓慢的旋转，在起到混合和输送物料的作用。或者当所述硬质球205能够对所述调压件4起到周向限位作用的时候，所述调压件4在周向上可保持不进行转动的状态。

更加优选的，所述内轴套4011的一端与所述螺杆101的端部固定连接，另一端与所述固定部403之间存在间隙；所述外轴套4012的一端与所述螺杆101的端部贴合连接，另一端与所述固定部403固定连接。如此，能够通过所述外轴套4012在所述连接部401的内部形成一个相对密闭的空间。

更进一步的，所述外轴套4012的外径与所述螺杆101的轴部1011的外径相等或略大于所述轴部1011的外径，以使得成型坯料在所述螺杆101和料筒1之间、以及在所述连接部401和料筒1之间的过流面积基本一致，避免因为过流面积的大幅波动导致的压强骤减、发泡剂提前发泡。

进一步的，所述调节部402包括：

支撑轴4021，其沿所述料筒1的中心轴设置在所述料筒1中；

喇叭筒4022，其设置在所述支撑轴4021的一端，自靠近所述料筒1的一端至靠近所述调节转换筒2的一端，所述喇叭筒4022的筒壁逐渐向外扩展、形成喇叭状结构，且所述喇叭筒4022靠近所述调节转换筒2的一端的横截面积大于所述料筒1上出料口的开口面积，靠近所述料筒1的一端的横截面积小于所述料筒1上出料口的开口面积，如此，所述喇叭筒4022将只能够卡接在所述料筒1出料端的开口处外侧、而无法进入到所述料筒1内；

弹性件4025，其设置在所述支撑轴4021上，当所述料筒1中的压强增大时，所述弹性件4025被压缩，使得所述喇叭筒4022向远离所述料筒1的方向运动，通过所述料筒1的出料口和所述喇叭筒4022之间形成所述环形进料口405；当所述料筒1中的压强减小时，所述弹性件4025回复形变，使得所述喇叭筒4022向所述料筒1的内部运动，所述环形进料口405的面积减小。

进一步的，所述料筒1的锥筒部103的筒壁延伸至所述调节转换筒2内，且所述锥筒部103的筒壁略凸出于所述调节转换筒2的外筒壁201。

更进一步的，所述调节部402还包括：

环形壁4023，其环绕所述喇叭筒4022的边缘设置，所述调节部402通过所述环形壁4023与所述内筒壁202连接。

作为本申请的一些实施例，当所述内筒壁202与所述模具3之间为可伸缩插接时，所述环形壁4023与所述内筒壁202固定连接。

作为本申请的一些实施例，当所述内筒壁202与所述筒底壁203固定连接时，所述环形壁4023与所述内筒壁202之间可滑动地密封连接。

具体的，此时，在所述环形壁4023与所述内筒壁202之间设置密封环406，所述环形壁4023与所述内筒壁202中的一个上设置若干环形凹槽，对应的，所述密封环406包括环状的主体和设置在该环状的主体上的若干环形凸起，当所述环形壁4023与所述内筒壁202之间装配完成后，所述密封环406被夹持在所述环形壁4023与所述内筒壁202之间，所述密封环406上的环形凸起插入所述环形壁4023或内筒壁202中的环形凹槽中，如此，既能通过所述密封环406提高所述环形壁4023与所述内筒壁202之间的密封性，又能使得所述密封环406可随着其中的环形壁4023或内筒壁202同步运动，实现所述所述环形壁4023与所述内筒壁202之间可滑动地密封连接。当然，所述内筒壁202和所述模具3的进料口之间的可伸缩滑动密封连接也可参考上述结构。

进一步的，所述调节部402还包括：卡接凸台4024，其设置在所述支撑轴4021上，且所述卡接凸台4024位于所述喇叭筒4022的对侧，所述弹性件4025通过所述卡接凸台4024卡接在所述支撑轴4021上、无法脱落。

更进一步的，所述调节部402还包括：限位筒4026，其套设在所述弹性件4025的外围，且所述限位筒4026的一端固定在所述固定部403上，另一端设置供所述支撑轴4021伸出的通孔，所述支撑轴4021的一端插入所述限位筒4026内，另一端伸出所述限位筒4026后与所述喇叭筒4022相连接。

进一步的，所述固定部403包括：

第一外围板4031，其为与所述料筒1的圆筒部102的筒壁同轴设置的圆筒状结构，所述第一外围板4031的一侧与所述外轴套4012连接，另一端与第二外围板4032连接；

第二外围板4032，其为与所述料筒1的锥筒部103的筒壁同轴设置的圆锥形筒状结构，所述第二外围板4032分别与第一外围板4031和第三外围板4033连接；

第三外围板4033，其为环绕所述支撑轴4021的外围设置的圆筒状结构，所述第三外围板4033的一侧与所述第二外围板4032连接，另一侧与所述喇叭筒4022之间具有一定宽度的间隙、以允许所述支撑轴4021在所述固定部403中进行伸缩运动。

更进一步的，所述固定部403还包括：

第四外围板4034，其设置在所述第一外围板4031远离所述第二外围板4032的一侧，所述第四外围板4034为圆形板状结构，所述第四外围板4034能够封闭所述第一外围板4031远离所述第二外围板4032的一侧，通过所述第一外围板4031、第二外围板4032、第三外围板4033和第四外围板4034共同围合形成了容纳所述调节部402设置弹性件4025的一端的空腔。

需要注意的是，为了使得所述支撑轴4021能够在所述第一外围板4031、第二外围板4032、第三外围板4033和第四外围板4034围成的空腔进行伸缩运动，所述支撑轴4021的端部应预留一定的空间，即所述支撑轴4021的端部不能紧贴所述限位筒4026或第四外围板4034设置。

进一步的，在所述第三外围板4033和喇叭筒4022之间设置伸缩连接件404，所述伸缩连接件404的一端与所述喇叭筒4022靠近所述料筒1的一侧密封连接，另一端与所述第三外围板4033密封连接，所述伸缩连接件404采用带褶皱的柔性材质制备，通过所述伸缩连接件404的设置在所述第三外围板4033和喇叭筒4022之间形成良好的密封。

所述料筒1具有的圆筒部102和锥筒部103的结构，与所述固定部403中的第一外围板4031和第二外围板4032结构相似，两者相互相配合，在调压件4的伸缩过程中能够在所述调压件4和料筒1的内壁之间形成横截面积恒为环形的物料输送通道，且物料输送通道的面积较为稳定，如此，有利于抑制内部空隙G的产生。

进一步的，所述侧向进料口204的面积略小于所述环形进料口405在使用过程中的最小面积。

作为本申请的一些实施例，对所述模具3的形状不作设定，所述模具3可以具有特定横截面形状的流道，物料在流过该流道时，能够形成特定横截面的连续产品，需要注意的是，此时，挤出成型产品的排出速度需要根据所述料筒1中环形进料口405以及所述侧向进料口204的面积进行调整适当；当然，所述模具3还可以为具有特定型腔的中空结构，此时，物料只需要自动通过所述环形进料口405以及所述侧向进料口204排入所述模具3中即可。

此外，本申请还提供一种塑料制品的挤压成型工艺，所述挤压成型工艺采用上述的塑料制品的挤压成型设备进行，所述挤压成型工艺包括步骤：

S1，配料：将原料颗粒、发泡剂及其他需要的添加剂按照设定配比称重、混合均匀后得到混合物料；

S2，熔融挤出：将混合物料注入所述料筒1中，之后混合物料在螺杆101的作用下熔融塑化形成成型胚料，成型胚料依次通过所述环形进料口405和侧向进料口204进入模具3中；

S3，冷却成型：成型胚料在模具3中冷却成型，得到设定横截面的泡沫塑料挤出成型产品。

以下对所述调压件4的工作原理进行说明：当所述料筒1内压强升高时，所述喇叭筒4022靠近所述料筒1的一侧受到的压力增大，在压力的作用下，所述喇叭筒4022带动所述支撑轴4021向所述料筒1的外部运动，所述环形进料口405的面积增大，同时，所述支撑轴4021带动所述弹性件4025向所述料筒1的外部运动，但由于所述限位筒4026对所述弹性件4025的限位作用，所述弹性件4025将被压缩；当所述料筒1内压强降低时，所述弹性件4025将要回复形变，带动所述支撑轴4021向所述料筒1的内部运动，所述支撑轴4021带动所述喇叭筒4022向所述料筒1的内部运动，所述环形进料口405的面积减小。

综上所述，本申请所述塑料制品的挤压成型设备及其成型工艺具有以下优点：

第一，本申请所述调压件4能够改善所述螺杆101的出料端和所述模具3的进料口之间的物料输送通道的形状，继续维持所述螺杆101和模具3的进料口之间的物料输送通道的形状继续为环形，一来避免这期间物料输送通道的形状产生大幅改变，二来维持这期间物料输送通道的面积不致产生大幅变化，如此，可从根源上形成抑制内部空隙G产生的条件；

第二，通过在内筒壁202上设置侧向进料口204，不但顺利地将成型胚料形成的内部中空的环形截面改变为不再具有内部中空区域的连续截面，还避免了在螺杆101的出料端形成低压区以及“气团”，并避免了成型胚料包裹该“气团”，从而有效地抑制了内部空隙G的产生；

第三，本申请所述的调压件4形成的环形进料口405的大小可根据所述料筒1内的压强变化进行调整，如此，当所述料筒1内的压强升高时，所述料筒1能够高效地排出物料，确保生产效率；当所述料筒1内的压强降低时，所述环形进料口405的开口面积可对应缩小，降低所述料筒1内物料的排放速度，提高所述料筒1的内部压强，防止发泡剂在所述料筒1内提前发泡；

第四，由于所述环形进料口405的大小可根据所述料筒1内的压强变化进行自动调整，因此，挤压成型装置的工作参数调节较为灵活自由；

第五，避免了多孔板的使用，有效保障了生产的连续稳定性；

第六，在开始生产进料的前期和停止进料的后期，可通过减小所述环形进料口405的开口面积，对所述料筒1内的压强进行快速调节，避免发泡剂在料筒1内提前发泡，进而有效减少头尾废弃物料的量，提高物料利用率。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种塑料制品的挤压成型设备，其特征在于，包括：

料筒(1)，其内设置螺杆(101)，所述螺杆(101)能够在所述料筒(1)内旋转带动物料运动；

模具(3)，其内设置具有特定横截面的定型腔，输送至所述模具(3)中的物料能够在所述定型腔中发泡、成型和冷却，形成泡沫塑料产品；

调节转换筒(2)，其设置在所述料筒(1)和模具(3)之间，并连通所述料筒(1)和模具(3)；

调压件(4)，其位于所述料筒(1)的出料端，所述调压件(4)的一端固定在所述料筒(1)内，另一端伸出所述料筒(1)的出料端、并在所述料筒(1)和调压件(4)之间形成环形进料口(405)，在泡沫塑料的挤压成型过程中，所述调压件(4)能够根据所述料筒(1)内的压强变化进行伸缩运动、进而调节所述环形进料口(405)的大小。

2.根据权利要求1所述的挤压成型设备，其特征在于，所述调节转换筒(2)包括：

外筒壁(201)，其呈环形筒状结构；

内筒壁(202)，其呈环形筒状结构，且所述内筒壁(202)同轴地设置在所述外筒壁(201)内，在所述外筒壁(201)和内筒壁(202)之间形成了环形腔室，所述内筒壁(202)的内侧与所述模具(3)的进料口连通；

筒底壁(203)，其设置在所述外筒壁(201)和内筒壁(202)靠近所述模具(3)的一侧，所述筒底壁(203)呈环形结构，所述筒底壁(203)的外侧边缘与所述外筒壁(201)连接、内侧边缘与所述内筒壁(202)连接，所述外筒壁(201)和内筒壁(202)之间形成的环形腔室的一侧被所述筒底壁(203)封闭、对侧与所述环形进料口(405)连接；

侧向进料口(204)，其设置在所述内筒壁(202)上，经所述环形进料口(405)进入所述环形腔室中的成型胚料能够通所述侧向进料口(204)进入所述内筒壁(202)的内侧，之后进入所述模具(3)的进料口。

3.根据权利要求2所述的挤压成型设备，其特征在于，在所述调节转换筒(2)中设置硬质球(205)，所述硬质球(205)可旋转地设置在所述侧向进料口(204)处。

4.根据权利要求3所述的挤压成型设备，其特征在于，所述硬质球(205)的直径D0大于所述外筒壁(201)和内筒壁(202)之间的间隙R1，在所述调节转换筒(2)中设置导向限位槽(206)，所述导向限位槽(206)为设置在所述外筒壁(201)的内侧壁上的凹槽，所述导向限位槽(206)正对所述侧向进料口(204)设置，所述硬质球(205)位于所述侧向进料口(204)和导向限位槽(206)之间。

5.根据权利要求1所述的挤压成型设备，其特征在于，所述调压件(4)包括：

连接部(401)，其一侧与所述料筒(1)连接，另一侧与固定部(403)连接、以将所述固定部(403)安装在所述料筒(1)内；

固定部(403)，其围合形成调节部(402)的容纳腔；

调节部(402)，其一端伸入所述固定部(403)形成的容纳腔中，另一端卡接在所述料筒(1)的出料口外侧，并在所述调节部(402)和料筒(1)的出料口之间形成所述环形进料口(405)；

随着所述料筒(1)内的压强变化，所述调节部(402)能够进行伸缩运动，当所述调节部(402)向所述料筒(1)的外部伸出时，所述环形进料口(405)变大；当所述调节部(402)向所述料筒(1)的内部缩进时，所述环形进料口(405)变小。

6.根据权利要求5所述的挤压成型设备，其特征在于，所述调压件(4)通过所述连接部(401)与所述螺杆(101)的端部可旋转连接，所述连接部(401)包括：

内轴套(4011)、外轴套(4012)和滚珠(4013)，所述内轴套(4011)同轴地设置在所述外轴套(4012)内，所述滚珠(4013)可旋转地设置在所述内轴套(4011)和外轴套(4012)之间，所述内轴套(4011)和外轴套(4012)中的一个与所述螺杆(101)的端部连接，另一个与所述固定部(403)连接。

7.根据权利要求5所述的挤压成型设备，其特征在于，所述调节部(402)包括：

支撑轴(4021)，其沿所述料筒(1)的中心轴设置在所述料筒(1)中；

喇叭筒(4022)，其设置在所述支撑轴(4021)的一端，自靠近所述料筒(1)的一端至靠近所述调节转换筒(2)的一端，所述喇叭筒(4022)的筒壁逐渐向外扩展、形成喇叭状结构，且所述喇叭筒(4022)靠近所述调节转换筒(2)的一端的横截面积大于所述料筒(1)上出料口的开口面积、靠近所述料筒(1)的一端的横截面积小于所述料筒(1)上出料口的开口面积，所述喇叭筒(4022)卡接在所述料筒(1)出料端的开口处外侧，在所述料筒(1)的出料口和所述喇叭筒(4022)之间形成所述环形进料口(405)；

弹性件(4025)，其设置在所述支撑轴(4021)上；

当所述料筒(1)中的压强增大时，所述弹性件(4025)被压缩，所述喇叭筒(4022)向远离所述料筒(1)的方向运动，所述环形进料口(405)的面积增大；

当所述料筒(1)中的压强减小时，所述弹性件(4025)回复形变，使得所述喇叭筒(4022)向所述料筒(1)的内部运动，所述环形进料口(405)的面积减小。

8.根据权利要求7所述的挤压成型设备，其特征在于，所述调节部(402)还包括：

卡接凸台(4024)，其设置在所述支撑轴(4021)上，且所述卡接凸台(4024)位于所述喇叭筒(4022)的对侧，所述弹性件(4025)通过所述卡接凸台(4024)卡接在所述支撑轴(4021)上；

限位筒(4026)，其套设在所述弹性件(4025)的外围，且所述限位筒(4026)的一端固定在所述固定部(403)上，另一端设置供所述支撑轴(4021)伸出的通孔。

9.根据权利要求7所述的挤压成型设备，其特征在于，所述固定部(403)包括：

第一外围板(4031)，其为与所述料筒(1)的圆筒部(102)的筒壁同轴设置的圆筒状结构，所述第一外围板(4031)的一侧与所述连接部(401)连接，另一端与第二外围板(4032)连接；

第二外围板(4032)，其为与所述料筒(1)的锥筒部(103)的筒壁同轴设置的圆锥形筒状结构；

第三外围板(4033)，其为环绕所述支撑轴(4021)的外围设置的圆筒状结构，所述第三外围板(4033)的一侧与所述第二外围板(4032)连接，另一侧与所述喇叭筒(4022)之间具间隙；

第四外围板(4034)，其设置在所述第一外围板(4031)远离所述第二外围板(4032)的一侧，所述第四外围板(4034)为圆形板状结构，所述第四外围板(4034)能够封闭所述第一外围板(4031)远离所述第二外围板(4032)的一侧；

所述第一外围板(4031)、第二外围板(4032)、第三外围板(4033)和第四外围板(4034)共同围合形成了容纳所述调节部(402)设置弹性件(4025)一端的空腔。

10.一种塑料制品的挤压成型工艺，其特征在于，所述挤压成型工艺采用上述权利要求1～9任一项所述的挤压成型设备进行。

Images