CN205661013U - 一体式气体辅助挤出口模 - Google Patents

Abstract

一种一体式气体辅助挤出口模，其包括依次同轴对接的气辅口模组件、排气段以及定型模组件，排气段的中心部位具有轴向贯通的气辅延伸流道，排气段的上下两侧均轴向依次排列的开设有气压检测孔与排气孔，定型模组件包括可相互开/合模的上模与下模，上模与下模相互合模后形成有一定型腔，定型腔与气辅延伸流道对接连通，上模与下模上均开设有聚合物熔体压力检测孔，排气段的上下两侧的气压检测孔中均设置有气体压力传感器，排气段的上下两侧的排气孔中均设置有气体开关，上模与下模上的聚合物熔体压力检测孔中均设置有聚合物熔体压力传感器，气体压力传感器及聚合物熔体压力传感器均连接至一压差控制器，压差控制器控制气体开关。

Description

一体式气体辅助挤出口模

技术领域

本实用新型涉及聚合物模具领域，特别是指一种一体式气体辅助挤出口模。

背景技术

气体辅助挤出成型技术是一种通过控制将高温高压气体注入到口模中，形成一层介于口模内壁与聚合物熔体之间的极薄气垫层，实现粘着非滑移向非粘着完全滑移挤出的转变。

确保聚合物气体辅助挤出技术得以成功实现有两个关键点，具体为：

一、使形成气垫层的高温高压气体流向与聚合物挤出方向一致，如申请号：201510221508.9所公布的一种气辅口模组件，该专利能够顺利解决这一关键点，在一定程度上能够提高聚合物熔体挤出制品生产效率，但技术方案的最大核心价值在于提高生产率，而气辅口模组件中的气辅段长度不足，气辅口模组件中的气辅段长度只有25mm左右，限制了气垫层的长度，以致气垫层作为一层光滑的界面所起的作用受到限制，在一定程度限制了生产率提高的空间；

二、在气辅口模下游聚合物熔体的流动对气垫层的影响，对于气辅口模上游(即挤出机加料段至熔融段)聚合物熔体的流动不影响气垫层的稳定性，该结论已被南昌大学柳和生教授等人多次证明，气辅口模下游(即定型模)聚合物熔体的流动对气垫层稳定性的影响非常显著，为解决这一问题特在聚合物熔体进入定型模的前端加了一个排气段装置，如专利号：ZL 201520912028.2所公布的一种用于聚合物气体辅助挤出的定型模，该专利所提出的技术方案虽然已解决了气辅口模下游(即定型模)聚合物熔体的流动对气垫层稳定性的影响，但对于气垫层稳定性来说是基于聚合物熔体不受外界如横向风等因素的干扰，一旦受这些因素干扰会在一定程度上影响到气垫层的稳定性。

如上所述，为了确保生产率的提高和气垫层稳定性不受影响，必须对上述两种技术进行进一步研究改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种一体式气体辅助挤出口模，其所要解决的主要技术问题是：现有的气辅口模的气辅段长度限制了生产率的提高，而现有的用于聚合物气体辅助挤出的定型模受外界如横向风等因素还是会在一定程度上影响气垫层稳定性，且气垫层稳定性在自动化控制方面没有得到显著地体现。

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种一体式气体辅助挤出口模，其包括依次同轴对接的气辅口模组件、排气段以及定型模组件，所述气辅口模组件具有轴向贯通的气辅流道孔，所述排气段的中心部位具有轴向贯通的气辅延伸流道，所述气辅延伸流道与气辅流道孔同轴对接且内径相同，所述排气段的上下两侧均轴向依次排列的开设有气压检测孔与排气孔，所述气压检测孔与排气孔均径向连通所述气辅延伸流道与外部；所述定型模组件包括可相互开/合模的上模与下模，所述上模与下模相互合模后形成有一定型腔，所述定型腔与所述气辅延伸流道对接连通，所述上模与下模上均径向开设有同轴相对应并连通所述定型腔与外部的聚合物熔体压力检测孔，所述排气段的上下两侧的气压检测孔中均设置有气体压力传感器，所述排气段的上下两侧的排气孔中均设置有气体开关，所述上模与下模上的聚合物熔体压力检测孔中均设置有聚合物熔体压力传感器，所述气体压力传感器及聚合物熔体压力传感器均连接至一压差控制器，所述压差控制器控制所述气体开关。

优选于：所述排气段上侧与下侧的气压检测孔及排气孔均同轴对应，所述排气段上下两侧的气压检测孔、排气孔以及所述上模与下模上的聚合物熔体压力检测孔的中心轴线均在同一平面上。

优选于：所述定型腔与所述气辅延伸流道相互对接的端口均设置成喇叭口状，所述定型腔与所述气辅延伸流道上的喇叭口状结构相互对接形成一聚合物熔体聚集腔，所述定型腔与所述气辅延伸流道对应的另一端为定型挤出口。

优选于：所述气辅口模组件包括同轴依次排列设置的无气辅段、气室段以及气辅段，所述无气辅段上对应所述气室段一侧的中心部位一体成型的设有一同轴的流道管，所述无气辅段上对应所述流道管的另一侧开设有与所述流道管连通的流道入口；所述气室段上位于中心部位轴向依次开设有流道管插孔以及气室腔，所述流道管插孔与所述流道管相匹配，所述流道管插孔与所述气室腔连通，所述气室段上还开设有径向连通所述气室腔与外轴面的气孔；所述气辅段对应所述流道管开设有所述的气辅流道孔，所述流道管与所述无气辅段对应的另一端穿过所述流道管插孔插入所述气室腔中并靠近所述气辅流道孔，所述流道管的外径小于所述气辅流道孔的内径，所述流道管的径向四周与所述气辅流道孔的四周孔壁之间具有气垫形成间隙。

优选于：所述无气辅段、气室段以及气辅段均呈圆柱体状，所述无气辅段、气室段以及气辅段相邻的轴向端面之间固定密封贴靠，所述排气段的两端均设置有连接法兰盘，所述气辅段与所述排气段相连接的一端也设有连接法兰盘，所述气辅段与所述排气段之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

优选于：所述气体压力传感器螺纹连接在所述气压检测孔中，且所述气体压力传感器与气压检测孔之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶，所述聚合物熔体压力传感器螺纹连接在所述聚合物熔体压力检测孔中，且所述聚合物熔体压力传感器与聚合物熔体压力检测孔之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶。

优选于：所述上模与下模的内壁中都均匀分布的设有冷却水通道，所述上模与下模的冷却水通道的冷却水进口以及冷却水出口分别位于所述上模与下模的两侧，并且所述上模与下模上的冷却水通道的冷却水进口对应于所述定型挤出口一端，所述冷却水出口对应于所述聚合物熔体聚集腔所在一端。

优选于：所述上模及下模的两侧均相互对应的设置有合模固定耳板，所述上模与下模合模后，所述上模与下模两侧的合模固定耳板相互贴靠，所述上模及下模两侧的合模固定耳板上均开设有对应的固定连接孔。

优选于：所述上模及下模上与所述排气段相连接的一端均设有半圆形的连接法兰盘，所述上模与下模合模后，两个半圆形的连接法兰盘拼合成一个可与所述排气段上对应一端的连接法兰盘相匹配的整圆的连接法兰盘结构，所述上模及下模与所述排气段之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

优选于：所述流道入口呈圆锥状，且呈圆锥状的所述流道入口的锥形顶部与所述流道管对应，所述无气辅段以及流道管组成一漏斗状结构；所述气辅流道孔的中心相对所述气辅段的中心轴线向一侧偏离，所述气辅流道孔相对所述气辅段的中心轴线水平向下偏离0.25mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、将原有气辅口模组件中气辅段通过所述排气段直接延伸至定型模组件的定型腔进口处，实现内部流道处于周围封闭式状况，且加强了气垫层作为一层光滑界面的作用提高生产率；

2、使排气段的上下两侧排气孔的气体开关受控于压差控制器，并且在所述气辅延伸流道及定型腔中位于所述排气孔的上游与下游分别设置气体压力传感器以及聚合物熔体压力传感器，分别用于测量上下气垫层的气压以及测量聚合物熔体压力，通过气垫层中气体压力与聚合物熔体压力检测来调节排气开关的开合度，气体通过排气阀进行排出，其中气体压力大于聚合物熔体型坯压力则气体排出，反之不排出，聚合物熔体型坯经过所述排气段的气辅延伸流道，在所述聚合物熔体聚集腔处汇料，后进入定型模组件的定型腔中，同时定型腔的腔壁(即所述上模与下模的内壁)中通过冷却水以与聚合物熔体型坯的反方向进行流动冷却，最后聚合物气辅挤出制品从定型腔的出口端挤出。

综上所述，在聚合物熔体气体辅助挤出成型中满足气垫层的稳定性同时，不受外界如横向风等因素影响，且实现了提高挤出生产效率以及气垫层稳定性自动化控制。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构剖视示意图。

图2为图1的剖视结构分解示意图。

图3本实用新型的气辅挤出的气垫层稳定性自动化控制模块结构示意图。

图4为本实用新型的立体分解结构示意图。

图5为所述下模中的冷却水通道结构透视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1至5以及较佳实施例对本实用新型提出的一种一体式气体辅助挤出口模作更为详细说明。

本实用新型提供一种一体式气体辅助挤出口模，其包括依次同轴对接的气辅口模组件1、排气段2以及定型模组件3，所述气辅口模组件1具有轴向贯通的气辅流道孔11，所述排气段2的中心部位有轴向贯通的气辅延伸流道21，所述气辅延伸流道21与气辅流道孔11同轴对接，且所述气辅延伸流道21与气辅流道孔11的轴向投影重合，所述排气段2的上下两侧均轴向依次排列的开设有气压检测孔22与排气孔23，所述气压检测孔22与排气孔23均径向连通所述气辅延伸流道21与外部；所述定型模组件3包括可相互开/合模的上模31与下模32，所述上模31与下模32相互合模后形成有一定型腔33，所述定型腔33与所述气辅延伸流道21对接连通，所述上模31与下模32上均径向开设有同轴相对应并连通所述定型腔33与外部的聚合物熔体压力检测孔34，所述排气段2的上下两侧的气压检测孔22中均设置有气体压力传感器24，所述排气段2的上下两侧的排气孔23中均设置有气体开关25，所述上模31与下模32上的聚合物熔体压力检测孔34中均设置有聚合物熔体压力传感器35，所述气体压力传感器24及聚合物熔体压力传感器35均连接至一压差控制器4，所述压差控制器4控制所述气体开关25的开关，从而能够根据所述排气孔23的上游的气体压力与下游的聚合物熔体压力的差来控制所述气体开关25的开关与否进而实现自动化控制气辅挤出过程中的气垫层稳定性；另外本实用新型能够通过在气辅口模组件1与定型模组件3之间设置所述排气段2，使所述气辅流道孔11得以延伸至定型腔33的进口端，使内部流道处于周围封闭式状况，不受外界横向风等因素的影响。

所述排气段2的横截面为方形，所述排气段2上侧与下侧的气压检测孔22及排气孔23均同轴对应，所述排气段2上下两侧的气压检测孔22、排气孔23以及所述上模31与下模32上的聚合物熔体压力检测孔34的中心轴线均在同一平面上，进而能够保证检测的气压与聚合物熔体压力位于同一流向的上下游，从而能够通过控制所述气体开关25放气来达到调节上下游之间的压力平衡。

所述定型腔33与所述气辅延伸流道21相互对接的端口均设置成喇叭口状，所述定型腔33与所述气辅延伸流道21上的喇叭口状结构相互对接形成一聚合物熔体聚集腔36，所述定型腔33与所述气辅延伸流道21对应的另一端为定型挤出口37。

所述气辅口模组件1包括同轴依次排列设置的无气辅段12、气室段13以及气辅段14，所述无气辅段12上对应所述气室段13一侧的中心部位一体成型的设有一同轴的流道管15，所述无气辅段12上对应所述流道管15的另一侧开设有与所述流道管15连通的流道入口121；所述气室段13上位于中心部位轴向依次开设有流道管插孔131以及气室腔132，所述流道管插孔131与所述流道管15相匹配，所述流道管插孔131与所述气室腔132连通，所述气室段13上还开设有径向连通所述气室腔132与外部的气孔133；所述气辅段14对应所述流道管15开设有所述的气辅流道孔11，所述流道管15与所述无气辅段12对应的另一端穿过所述流道管插孔131插入所述气室腔132中并靠近所述气辅流道孔11，所述流道管15的外径小于所述气辅流道孔11的内径，所述流道管15的径向四周与所述气辅流道孔11的四周孔壁之间具有气垫形成间隙，所述流道管15为方形管，所述气辅流道孔11为方形孔；高温高压气体通过所述气孔133先进入所述气室腔132进行缓冲平稳后，与聚合物熔体介于所述流道管15在所述气辅流道孔11中同一方向流向进行汇合，汇合处这两种流体的流动方向水平一致，其中气体是包裹着聚合物熔体形成气垫一起挤出，聚合物熔体与高温高压气体汇合后进入气辅流道孔11，并一同挤出。

所述无气辅段12、气室段13以及气辅段14均呈圆柱体状，所述无气辅段12、气室段13以及气辅段14相邻的轴向端面之间密封的固定贴靠连接，所述排气段2的横截面为方形，所述排气段2的两端均设置有连接法兰盘26，所述气辅段14与所述排气段2相连接的一端也设有可与所述连接法兰盘26同轴连接的连接法兰盘，所述气辅段14与所述排气段2之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

所述气体压力传感器24螺纹连接在所述气压检测孔22中，且所述气体压力传感器24与气压检测孔22之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶，所述聚合物熔体压力传感器35螺纹连接在所述聚合物熔体压力检测孔34中，且所述聚合物熔体压力传感器35与聚合物熔体压力检测孔34之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶，所述密封胶抵抗温度可达260℃，耐压力可达10MPa。

所述上模31与下模32的内壁中都均匀分布的设有冷却水通道5，所述上模31上与下模32上的冷却水通道5的冷却水进口51以及冷却水出口52分别位于所述上模31与下模32的两侧，并且所述上模31上与下模32上的冷却水通道5的冷却水进口51对应于所述定型挤出口37一端，所述冷却水出口52对应于所述聚合物熔体聚集腔36所在一端，实现冷却水以与聚合物熔体型坯的反方向进行流动冷却。

所述上模31及下模32的两侧均相互对应的设置有合模固定耳板38，所述上模31与下模32合模后，所述上模31与下模32两侧的合模固定耳板38相互贴靠，所述上模31及下模32两侧的合模固定耳板38上均开设有对应的固定连接孔39，可通过在所述固定连接孔39中穿接固定螺栓来实现所述上模31与下模32的合模固定。

所述上模31及下模32上与所述排气段2相连接的一端均设有半圆形的连接法兰盘(311，321)，所述上模31与下模32合模后，两个半圆形的连接法兰盘(311，321)拼合成一个可与所述排气段2上对应一端的连接法兰盘26相匹配的整圆的连接法兰盘结构，所述上模31及下模32与所述排气段2之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

所述流道入口121呈圆锥状，且呈圆锥状的所述流道入口121的锥形顶部与所述流道管15对应，所述无气辅段12以及流道管15组成一漏斗状结构；所述气辅流道孔11的中心相对所述气辅段14的中心轴线向一侧偏离，所述气辅流道孔11相对所述气辅段14的中心轴线水平向下偏离0.25mm，为防止聚合物熔体重力因素而导致气垫层下半部堵死，故在气辅段14设计时增加了气辅流道孔11下半部分的尺寸。

综合上所述，本实用新型的技术方案可以充分有效的完成上述实用新型目的，且本实用新型的结构原理及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，而能达到预期的功效及目的，且本实用新型的实施例也可以根据这些原理进行变换，因此，本实用新型包括一切在申请专利范围中所提到范围内的所有替换内容。任何在本实用新型申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：包括依次同轴对接的气辅口模组件、排气段以及定型模组件，所述气辅口模组件具有轴向贯通的气辅流道孔，所述排气段的中心部位具有轴向贯通的气辅延伸流道，所述气辅延伸流道与气辅流道孔同轴对接且内径相同，所述排气段的上下两侧均轴向依次排列的开设有气压检测孔与排气孔，所述气压检测孔与排气孔均径向连通所述气辅延伸流道与外部；所述定型模组件包括可相互开/合模的上模与下模，所述上模与下模相互合模后形成有一定型腔，所述定型腔与所述气辅延伸流道对接连通，所述上模与下模上均径向开设有同轴相对应并连通所述定型腔与外部的聚合物熔体压力检测孔，所述排气段的上下两侧的气压检测孔中均设置有气体压力传感器，所述排气段的上下两侧的排气孔中均设置有气体开关，所述上模与下模上的聚合物熔体压力检测孔中均设置有聚合物熔体压力传感器，所述气体压力传感器及聚合物熔体压力传感器均连接至一压差控制器，所述压差控制器控制所述气体开关。

2.根据权利要求1所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述排气段上侧与下侧的气压检测孔及排气孔均同轴对应，所述排气段上下两侧的气压检测孔、排气孔以及所述上模与下模上的聚合物熔体压力检测孔的中心轴线均在同一平面上。

3.根据权利要求2所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述定型腔与所述气辅延伸流道相互对接的端口均设置成喇叭口状，所述定型腔与所述气辅延伸流道上的喇叭口状结构相互对接形成一聚合物熔体聚集腔，所述定型腔与所述气辅延伸流道对应的另一端为定型挤出口。

4.根据权利要求3所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述气辅口模组件包括同轴依次排列设置的无气辅段、气室段以及气辅段，所述无气辅段上对应所述气室段一侧的中心部位一体成型的设有一同轴的流道管，所述无气辅段上对应所述流道管的另一侧开设有与所述流道管连通的流道入口；所述气室段上位于中心部位轴向依次开设有流道管插孔以及气室腔，所述流道管插孔与所述流道管相匹配，所述流道管插孔与所述气室腔连通，所述气室段上还开设有径向连通所述气室腔与外轴面的气孔；所述气辅段对应所述流道管开设有所述的气辅流道孔，所述流道管与所述无气辅段对应的另一端穿过所述流道管插孔插入所述气室腔中并靠近所述气辅流道孔，所述流道管的外径小于所述气辅流道孔的内径，所述流道管的径向四周与所述气辅流道孔的四周孔壁之间具有气垫形成间隙。

5.根据权利要求4所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述无气辅段、气室段以及气辅段均呈圆柱体状，所述无气辅段、气室段以及气辅段相邻的轴向端面之间固定密封贴靠，所述排气段的两端均设置有连接法兰盘，所述气辅段与所述排气段相连接的一端也设有连接法兰盘，所述气辅段与所述排气段之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

6.根据权利要求5所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述气体压力传感器螺纹连接在所述气压检测孔中，且所述气体压力传感器与气压检测孔之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶，所述聚合物熔体压力传感器螺纹连接在所述聚合物熔体压力检测孔中，且所述聚合物熔体压力传感器与聚合物熔体压力检测孔之间的连接螺纹间隙中填充有耐高温高压的密封胶。

7.根据权利要求6所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述上模与下模的内壁中都均匀分布的设有冷却水通道，所述上模与下模的冷却水通道的冷却水进口以及冷却水出口分别位于所述上模与下模的两侧，并且所述上模与下模上的冷却水通道的冷却水进口对应于所述定型挤出口一端，所述冷却水出口对应于所述聚合物熔体聚集腔所在一端。

8.根据权利要求7所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述上模及下模的两侧均相互对应的设置有合模固定耳板，所述上模与下模合模后，所述上模与下模两侧的合模固定耳板相互贴靠，所述上模及下模两侧的合模固定耳板上均开设有对应的固定连接孔。

9.根据权利要求8所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述上模及下模上与所述排气段相连接的一端均设有半圆形的连接法兰盘，所述上模与下模合模后，两个半圆形的连接法兰盘拼合成一个可与所述排气段上对应一端的连接法兰盘相匹配的整圆的连接法兰盘结构，所述上模及下模与所述排气段之间相连接的端面的表面粗糙度不超过0.02mm。

10.根据权利要求9所述的一体式气体辅助挤出口模，其特征在于：所述流道入口呈圆锥状，且呈圆锥状的所述流道入口的锥形顶部与所述流道管对应，所述无气辅段以及流道管组成一漏斗状结构；所述气辅流道孔的中心相对所述气辅段的中心轴线向一侧偏离，所述气辅流道孔相对所述气辅段的中心轴线水平向下偏离0.25mm。