CN116901398A - 一种聚烯烃厚壁管材挤出模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，属于管材挤出成型技术领域。其包括：同轴设置且依次连接的螺旋体、模体以及口模，螺旋体、模体、口模相连通并形成熔体流道；螺旋体表面开设有双螺旋槽结构，同时螺旋体开设有与双螺旋槽结构连通的进料口，物料从进料口分流至双螺旋槽结构内并不断产生挤压融合与再次分流，提高了聚烯烃树脂的混合程度，由此有效地起到了减轻甚至消除管材内壁螺旋线的作用；另外，还通过采用熔体流道间隙双调节装置，更平缓地控制熔体物料在收缩段和定型段的流速变化；采用色标环前移至抵近口模设计，减少开机废料；通过采用吹、吸风装置，提高管材挤出过程内壁热交换效率。

Description

一种聚烯烃厚壁管材挤出模具

技术领域

本发明属于管材挤出成型技术领域，具体涉及一种聚烯烃厚壁管材挤出模具。

背景技术

在管材成型工艺中，熔融状的物料从挤出机挤出后需先进入模具的螺旋体内，通过螺旋体进行挤压融合后再流入前端的模体内并向外挤出成型。

目前模具的螺旋体往往只开设有单向螺旋槽，熔融状的物料沿着单向螺旋槽流动并初步混合后流入模体中，在这一过程中，物料一股一股地在各条单向螺旋槽中流动，而每股物料之间具有一定的温差，在后续冷却过程中每股物料的收缩程度不一致，导致在管材的内壁产生螺旋线，这种单向螺旋槽的设置极易导致管材的内壁产生螺旋线，而这种螺旋线在目前的标准中属于质量不合格，因此，如何有效减轻甚至消除管材内壁的螺旋线是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种可有效减轻甚至消除管材内壁螺旋线的管材挤出模具的螺旋体结构。

本发明可通过下列技术方案来实现：

一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，包括：

同轴设置且依次连接的螺旋体、模体以及口模，所述螺旋体、所述模体、所述口模相连通并形成熔体流道；

所述螺旋体表面开设有双螺旋槽结构，同时所述螺旋体开设有与所述双螺旋槽结构连通的进料口，物料从所述进料口分流至所述双螺旋槽结构内并不断产生挤压融合与再次分流，直至流入所述熔体流道并挤压成型后向外产出管材。

作为本发明的进一步改进，所述双螺旋槽结构包括交叉设置的左旋螺旋槽与右旋螺旋槽，所述进料口在所述螺旋体上环形分布有多个，其中，一条所述左旋螺旋槽与一条所述右旋螺旋槽共用一个所述进料口。

作为本发明的进一步改进，所述螺旋体的外部设有第一外模板，两者之间具有流通间隙并作为所述熔体流道的一部分，同时所述螺旋体远离所述模体的一端还开设有进料通道，所述进料通道、所述进料口、所述双螺旋结构以及所述流通间隙依次连通。

作为本发明的进一步改进，所述熔体流道从流入至流出依次分为螺旋段、收缩段以及定型段，所述模体包括内模芯与第二外模板，其中，所述螺旋体与所述第一外模板形成所述螺旋段，所述内模芯与所述第二外模板之间形成所述收缩段与所述定型段。

作为本发明的进一步改进，所述第二外模板包括固定板、第一调节板以及第二调节板，所述固定板与所述第一外模板连接，所述第一调节板可活动地与所述固定板连接，所述第二调节板可活动地与所述第一连接板连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一调节板与所述固定板之间设有第一调节螺钉，所述第二调节板与所述第一调节板之间设有第二调节螺钉，当拆卸所述第一调节螺钉后，可上下移动所述第一调节板、所述第二调节板的位置以调节所述收缩段与所述定型段的空间，当拆卸第二调节螺钉后，可上下移动所述第二调节板的位置以调节所述定型段的空间。

作为本发明的进一步改进，所述口模安装有色标环，通过所述色标环可在管材的外表面快速成型色标线。

作为本发明的进一步改进，还包括冷却机构，其具有：

吸风管，其穿设于所述口模、所述模体以及所述螺旋体，所述吸风管的前端超出所述口模的出口端，所述吸风管的后端穿过所述螺旋体并向外延伸而出；

吸风板，其安装在所述吸风管的前端；

吹风管，其从所述吸风管内部穿过，所述吹风管的前端超出所述吸风管的前端位置，所述吹风管的后端穿过所述螺旋体并向外延伸而出；

吹风板，其安装在所述吸风板的前端。

作为本发明的进一步改进，所述吸风管的后端具有出风口，所述吹风管的后端具有进风口，冷却风依次通过所述进风口、所述吹风管后从所述吹风板的两侧吹出以对管材内壁进行冷却，管材内部的高温气体依次通过所述吸风板、所述吸风管、所述出风口后被向外吸出。

作为本发明的进一步改进，所述吸风板与所述吹风板均设置为球形板，其中，吸风板两侧的吸风口相较于所述吹风板两侧的吹风口更靠近管材内壁。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、螺旋体的表面开设有相交叉的左旋螺旋槽与右旋螺旋槽，物料从进料口进入并分流至左旋螺旋槽与右旋螺旋槽内，随后在向前流动的过程中，物料在每一个交叉点处均会产生挤压融合，由此持续提高聚烯烃树脂在初步混合阶段的混合程度，为后续的充分挤压混合提供良好的基础；

2、每一次物料在交叉点挤压融合后又会再次分散，使得沿着螺旋体表面向前流动的物料温度更为均匀，由此有效地起到了减轻甚至消除管材内壁螺旋线的作用，进而保证后续产出管材的质量；

3、左旋螺旋槽、右旋螺旋槽的底部离所述螺旋体中心线的距离自所述进料口向前逐渐变大，同时左旋螺旋槽、右旋螺旋槽的截面积自进料口向前逐渐减小，由此随着物料持续向前流动的过程中，所受到的挤压力持续增加，进而提高聚烯烃树脂的混合程度，确保物料在进入口模时已经初步挤压成型；

4、模体通过第一调节螺钉、第二调节螺钉的设置形成用于调节熔体通道空间的双调节结构，可对收缩段和定型段的空间进行同步调节或单独调节，由此减少熔体物料在这段区间流动时，由于熔体流道的空间突变而产生流速突变的问题，能够更平缓地控制熔体物料在收缩段和定型段的流速变化，有利于控制管材壁厚偏差；

5、通过色标环可在管材的外表面快速成型色标线，其中，色标环前移至口模位置，由此缩短合格管材挤出的废料长度，即避免最前段的部分管材在挤出后因没有喷涂色标环而导致报废的问题，节约成本；

6、还包括冷却机构，通过吹风管持续地向管材内壁输送冷风，同时通过吸风管持续地将管材内的高温气体向外吸出，由此加快管材内壁的冷却，使得管材从模具内产出后能够快速地初步冷却固化；

7、吸风板与吹风板均设置为球形板，其中，吸风板两侧的吸风口相较于吹风板两侧的吹风口更靠近管材内壁，并且吹风板位于吸风板的前端，由此，随着吹风板吹出的冷风在与管材内壁进行热交换的同时，也会将部分管材内的热气吹动至吸风板的吸风口处，更利于管材内热气的排出。

附图说明

图1是本发明的聚烯烃厚壁管材挤出模具的剖视图；

图2是本发明的螺旋体的结构示意图；

图3是本发明的螺旋体的剖视图；

图4是本发明的螺旋体的局部展开示意图。

图中，100、螺旋体；110、进料口；120、左旋螺旋槽；130、右旋螺旋槽；140、进料通道；150、菱形凸台；160、第一外模板；170、流通间隙；

200、模体；210、内模芯；220、第二外模板；221、固定板；222、第一调节板；223、第二调节板；230、第一调节螺钉；240、第二调节螺钉；

300、口模；310、色标环；

400、熔体流道；410、螺旋段；420、收缩段；430、定型段；

500、冷却机构；510、吸风管；511、出风口；520、吸风板；530、吹风管；531、进风口；540、吹风板。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方法作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-4所示，本发明提供了一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，包括：

同轴设置且依次连接的螺旋体100、模体200以及口模300，螺旋体100、模体200、口模300相连通并形成熔体流道400，外部的挤出机挤出的熔融状物料随着熔体流道400流动并挤压成管材向外产出；

螺旋体100表面开设有双螺旋槽结构，同时螺旋体100开设有与双螺旋槽结构连通的进料口110，物料从进料口110分流至双螺旋槽结构内并不断产生挤压融合与再次分流，直至流入熔体流道400并挤压成型后向外产出管材；

此处值得一提的是，在本实施例中，通过双螺旋槽结构的设置，使得物料可在螺旋体100上不断地挤压融合，由此持续提高聚烯烃树脂在初步混合阶段的混合程度，为后续管材的挤压成型提供良好的基础，而每一次物料在挤压融合后又会再次分散，使得沿着螺旋体100表面向前流动的物料温度更为均匀，由此有效地起到了减轻甚至消除管材内壁螺旋线的作用，进而保证后续产出管材的质量。

优选的，双螺旋槽结构包括交叉设置的左旋螺旋槽120与右旋螺旋槽130，进料口110在螺旋体100上环形分布有多个，其中，一条左旋螺旋槽120与一条右旋螺旋槽130共用一个进料口110，同时螺旋体100远离模体200的一端还开设有进料通道140，也就是说，物料从进料通道140进入后分散成多股并通过各个进料口110进入各条左旋螺旋槽120与各条右旋螺旋槽130内，向前流动的过程中，又会不断挤压交融并分散，持续提高聚烯烃树脂的混合程度，并减轻管材内壁的螺旋线。

其中，左旋螺旋槽120与右旋螺旋槽130的任意一个交叉点均形成有菱形凸台150，两股物料沿着左旋螺旋槽120和右旋螺旋槽130流动至菱形凸台150所在处时相交汇，并产生挤压交融，提高混合程度，随后再沿着菱形凸台150的棱边进行分流。

除此之外，左旋螺旋槽120、右旋螺旋槽130的底部离所述螺旋体100中心线的距离自进料口110向前逐渐变浅，同时左旋螺旋槽120、右旋螺旋槽130的截面积自进料口110向前逐渐减小，由此随着物料持续向前流动的过程中，其所受到的挤压力持续增加，进而提高聚烯烃树脂的混合程度，确保物料在进入前端的模体200时已经初步挤压成型。

优选的，螺旋体100的外部设有第一外模板160，两者之间具有流通间隙170并作为熔体流道400的一部分，进料通道140、进料口110、双螺旋结构以及流通间隙170依次连通。

优选的，熔体流道400从流入至流出依次分为螺旋段410、收缩段420以及定型段430，模体200包括内模芯210与第二外模板220，其中，螺旋体100形成螺旋段410，内模芯210与第二外模板220之间形成收缩段420与定型段430；

具体的，物料在螺旋段410分流并做螺旋挤压的运动，随后通过流通间隙170流入到收缩段420进一步地挤压成型，最后进入到定型段430中并挤出管材。

优选的，第二外模板220包括固定板221、第一调节板222以及第二调节板223，固定板221与第一外模板160连接，第一调节板222可活动地与固定板221连接，第二调节板223可活动地与第一连接板连接，其中，第一调节板222用于调节收缩段420的管材壁厚，第二调节板223用于调节定型段430的管材壁厚。

进一步优选的，在本实施例中，第一调节板222与固定板221之间设有第一调节螺钉230，第二调节板223与第一调节板222之间设有第二调节螺钉240；

当拆卸第一调节螺钉230后，第一调节板222解除锁定装置并可上下移动，此时随着第一调节板222的移动，会带动第二调节板223移动，由此调节收缩段420与定型段430的空间(即调节收缩段420与定型段430的管材壁厚)；

当拆卸第二调节螺钉240后，可上下移动第二调节板223的位置以调节定型段430的空间(即调节定型段430的管材壁厚)；

也就是说，在本实施例中，通过熔体通道双调节结构的设置，可对收缩段420和定型段430的空间进行同步调节或单独调节，由此减少熔体物料在这段区间流动时，由于熔体流道400的空间突变而产生流速突变的问题，能够更平缓地控制熔体物料在收缩段420和定型段430的流速变化，有利于控制管材壁厚偏差。

优选的，口模300安装有色标环310，通过色标环310在管材的外表面快速成型色标线，具体的，之所以要将色标环310设置在靠近管材产出的位置上，是为了缩短合格管材挤出的废料长度，即避免最前段的部分管材在挤出后因没有成型色标环310而导致报废的问题，节约成本。

优选的，还包括冷却机构500，其具有：

吸风管510，其穿设于口模300、模体200以及螺旋体100，吸风管510的前端超出口模300的出口端，吸风管510的后端穿过螺旋体100并向外延伸而出；

吸风板520，其安装在吸风管510的前端；

吹风管530，其从吸风管510内部穿过，其中，吹风管530的前端超出吸风管510的前端位置，吹风管530的后端同样穿过螺旋体100并向外延伸而出；

吹风板540，其安装在吹风管530的前端。

具体的，吸风管510的后端具有出风口511，吹风管530的后端具有进风口531，冷却风依次通过进风口531、吹风管530后从吹风板540的两侧吹出以对管材内壁进行冷却，管材内部的高温气体依次通过吸风板520、吸风管510、出风口511后被向外吸出，由此加快管材内壁的冷却，使得管材从模具内产出后能够快速地初步冷却固化。

优选的，吸风板520与吹风板540均设置为球形板，其中，吸风板520两侧的吸风口相较于吹风板540两侧的吹风口更靠近管材内壁，随着吹风板540吹出的冷风在与管材内壁进行热交换的同时，也会将部分管材内的热气吹动至吸风板520的吸风口处，更利于管材内热气的排出。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，包括：

同轴设置且依次连接的螺旋体、模体以及口模，所述螺旋体、所述模体、所述口模相连通并形成熔体流道；

所述螺旋体表面开设有双螺旋槽结构，同时所述螺旋体开设有与所述双螺旋槽结构连通的进料口，物料从所述进料口分流至所述双螺旋槽结构内并不断产生挤压融合与再次分流，直至流入所述熔体流道并挤压成型后向外产出管材。

2.根据权利要求1所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述双螺旋槽结构包括交叉设置的左旋螺旋槽与右旋螺旋槽，所述进料口在所述螺旋体上环形分布有多个，其中，一条所述左旋螺旋槽与一条所述右旋螺旋槽共用一个所述进料口。

3.根据权利要求1所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述螺旋体的外部设有第一外模板，两者之间具有流通间隙并作为所述熔体流道的一部分，同时所述螺旋体远离所述模体的一端还开设有进料通道，所述进料通道、所述进料口、所述双螺旋结构以及所述流通间隙依次连通。

4.根据权利要求3所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述熔体流道从流入至流出依次分为螺旋段、收缩段以及定型段，所述模体包括内模芯与第二外模板，其中，所述螺旋体与所述第一外模板形成所述螺旋段，所述内模芯与所述第二外模板之间形成所述收缩段与所述定型段。

5.根据权利要求4所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述第二外模板包括固定板、第一调节板以及第二调节板，所述固定板与所述第一外模板连接，所述第一调节板可活动地与所述固定板连接，所述第二调节板可活动地与所述第一连接板连接。

6.根据权利要求5所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述第一调节板与所述固定板之间设有第一调节螺钉，所述第二调节板与所述第一调节板之间设有第二调节螺钉，当拆卸所述第一调节螺钉后，可上下移动所述第一调节板、所述第二调节板的位置以调节所述收缩段与所述定型段的空间，当拆卸第二调节螺钉后，可上下移动所述第二调节板的位置以调节所述定型段的空间。

7.根据权利要求1所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述口模安装有色标环，通过所述色标环可在管材的外表面快速成型色标线。

8.根据权利要求1所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，还包括冷却机构，其具有：

吸风管，其穿设于所述口模、所述模体以及所述螺旋体，所述吸风管的前端超出所述口模的出口端，所述吸风管的后端穿过所述螺旋体并向外延伸而出；

吸风板，其安装在所述吸风管的前端；

吹风管，其从所述吸风管内部穿过，所述吹风管的前端超出所述吸风管的前端位置，所述吹风管的后端穿过所述螺旋体并向外延伸而出；

吹风板，其安装在所述吸风板的前端。

9.根据权利要求8所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述吸风管的后端具有出风口，所述吹风管的后端具有进风口，冷却风依次通过所述进风口、所述吹风管后从所述吹风板的两侧吹出以对管材内壁进行冷却，管材内部的高温气体依次通过所述吸风板、所述吸风管、所述出风口后被向外吸出。

10.根据权利要求9所述的一种聚烯烃厚壁管材挤出模具，其特征在于，所述吸风板与所述吹风板均设置为球形板，其中，吸风板两侧的吸风口相较于所述吹风板两侧的吹风口更靠近管材内壁。