CN208593049U - 石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，包括以下装置并依次连接，同向锥型双螺杆混炼挤出机组、中空板成型系统、成品剪切及码垛系统和机组电气控制系统，所述同向锥型双螺杆混炼挤出机组包括计量喂料机、同向锥型双螺杆混炼挤出机和移动式床身，所述同向锥型双螺杆混炼挤出机包括高扭矩传动箱、机筒与双螺杆装置、真空排气脱挥系统和摆动装置；所述中空板成型系统包括中空挤出模具、中空定型模具、第一牵引装置、热处理回炉装置和第二牵引装置；所述成品剪切及码垛系统包括跟踪定长剪切板机和板材自动码垛机。本实用新型的有益效果为：能够使石塑高填充中空板的填充量高达65～85％，中空板横纵方向的弯曲强度得到有效加强。

Description

石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备

技术领域

本实用新型涉及一种石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，属于材料机械加工技术领域。

背景技术

石塑高填充中空板是一种新型的环保型包装材料，主要用于代替瓦楞纸板、木板、金属板等传统包装材料，具备重量轻、无毒无污染、防水、防震降噪、抗老化、耐腐蚀等优点。主要用于制作各类周转箱、精密仪器的内包、各类工业用板、各种外包装保护的垫板、隔板等。

目前常规的塑胶中空板树脂材料采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)为原料，添加30％以下的粉体填充；较低的粉体填充量会导致板材刚性和热稳定型不足、尺寸收缩性较大、印刷时油墨附着能力不足、成本较高等缺点。而石塑高填充(填充含量65～85％)中空包装板可提高板材刚性；热稳定型提高20℃以上；板材尺寸的收缩率从2％降低至0.5％；加强印刷油墨的附着能力；同时还大幅降低材料成本。

常规的挤出成型中空板，粉体填充的填充含量无法达到30％以上是因为树脂基料熔指较低(MI＝1～3g/10min)，再加上65～85％的填充粉体，使得材料流动性较低，延展拉伸难以控制；在成型过程中，对于材料中的水分含量、熔体温度、压力和流量的精度要求非常高，一般成型装备无法满足要求，故无法完成生产。

常规中空板采用中间层截面为空心方格结构，空心方格一般采用直线型的加强筋，此种结构导致板材只具备单一方向负载的承受能力(平行于截面方向，纵向弯曲强度2～4Mpa)，在垂直于截面方向受力时容易弯曲，横向弯曲强度较低(0.1～0.3Mpa)。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，能够有效解决塑胶中空板粉体填充含量较低的问题，本实用新型的设备能够使石塑高填充中空板的填充量高达65～85％。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，包括以下装置并依次连接，同向锥型双螺杆混炼挤出机组、中空板成型系统、成品剪切及码垛系统和机组电气控制系统，所述机组电气控制系统还分别与同向锥型双螺杆混炼挤出机组和中空板成型系统相连接；

所述同向锥型双螺杆混炼挤出机组包括计量喂料机、同向锥型双螺杆混炼挤出机和移动式床身，所述同向锥型双螺杆混炼挤出机包括高扭矩传动箱、机筒与双螺杆装置、真空排气脱挥系统和摆动装置，所述计量喂料机的出料口与同向锥型双螺杆混炼挤出机的入口连接，所述高扭矩传动箱、机筒与双螺杆装置，依次设置在移动式床身上，所述机筒与双螺杆装置包括相互配合的混炼积木式开口/闭口锥型机筒和整体式锥型啮合形式双螺杆，所述真空排气脱挥系统设置在机筒上，所述移动式床身的底部设置有可移动式基座轨道，同向锥型双螺杆混炼挤出机的主机与移动式床身的轨道滑轮移动连接，从而主机能够向后推移；所述摆动装置为设置在主机上的水平往复式摆动装置；

所述中空板成型系统包括中空挤出模具、中空定型模具、第一牵引装置、热处理回炉装置和第二牵引装置，所述中空挤出模具的入料口与机筒的出口连接，所述中空挤出模具的出料口与中空定型模具的入料口连接，所述第一牵引装置与中空定型模具的出料口连接，用于将自中空定型模具的出料的板材牵引至热处理回炉装置，所述第二牵引装置与热处理回炉装置的出口连接，用于将经热处理回火炉的板材牵引至成品剪切及码垛系统；

所述成品剪切及码垛系统包括跟踪定长剪切板机和板材自动码垛机，所述跟踪定长剪切板机和板材自动码垛机分别与机组电气控制系统；所述机组电气控制系统为现有技术，且其与各装置的连接关系为现有技术。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述摆动装置的往复距为20～50mm，水平往复式移动能够同步带动中空挤出模具使之产生幅距，形成曲线型中空板内衬筋，曲线宽幅20～50mm；所述摆动装置由蜗轮蜗杆减速机传动，功率2.2～5.5kW；减速比i＝30～60。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述计量喂料机体积式喂料机或失重式喂料机，体积式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.3～1％；失重式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.2～0.3％。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述高扭矩传动箱的扭矩等级为7～11.3T/A³。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述机筒为分段连接结构，机筒“∞”字内孔采用耐磨耐腐镍基合金N-60材料整体衬套；所述双螺杆采用耐磨合金钢材料，表面镶合金材料，锥型的双螺杆夹角1°50′～1°55′。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述中空板挤出模具为衣架式1～2层多分流流道，其模具体均匀分布温控流道，模口配置有能够调整的方格式模唇。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述中空板定型模具的入口设置有微风冷却装置，上下模板对接面上均匀分布了密度交叉槽格负压通道，同时在分布了的交叉槽内又分布了1200～1500个抽真空点。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述第一牵引装置为3～8组多辊牵引结构；所述第二牵引装置为2～4组多辊牵引结构。

上述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，所述热处理回炉装置的箱体内互相交叉分布摆放红外辐射加热装置；同时在加热装置和板材支撑托架之间上下成对配置6～10组温控点。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的设备通过将传统单螺杆塑化挤出机升级为同向锥型双螺杆混炼挤出机组，能够使石塑高填充中空板的填充量高达65～85％；

(2)主机配置水平往复式摆动装置，与中空挤出模具同步，形成水平往复移动，移动往复距产生中空板内衬筋曲线幅值，曲线宽幅20～50mm，形成曲线宽幅的板材就可以增加横向的弯曲强度(从常规0.1～0.3Mpa增加高达2～4Mpa)，中间层空心方格采用曲线加强筋结构，使加强筋呈“S”型曲线，中空板横纵方向的弯曲强度得到有效加强。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的配置流程图。

图中附图标记的含义为：101、计量喂料机，102、高扭矩传动箱，103、机筒与双螺杆装置，104、真空排气脱挥系统，105、移动式床身，106、摆动装置，201、中空挤出模具，202、中空定型模具，203、第一牵引装置，204、热处理回炉装置，205、第二牵引装置，301、跟踪定长剪切板机，302、板材自动码垛机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1至图2所示，本实用新型的设备，包括以下装置并依次连接，同向锥型双螺杆混炼挤出机组、中空板成型系统、成品剪切及码垛系统和机组电气控制系统，机组电气控制系统还分别与同向锥型双螺杆混炼挤出机组和中空板成型系统相连接；

同向锥型双螺杆混炼挤出机组包括计量喂料机101、同向锥型双螺杆混炼挤出机和移动式床身105，同向锥型双螺杆混炼挤出机包括高扭矩传动箱102、机筒与双螺杆装置103、真空排气脱挥系统104和摆动装置106，计量喂料机101的出料口与同向锥型双螺杆混炼挤出机的入口连接，高扭矩传动箱102、机筒与双螺杆装置103，依次设置在移动式床身105上，机筒与双螺杆装置103包括相互配合的混炼积木式开口/闭口锥型机筒和整体式锥型啮合形式双螺杆，真空排气脱挥系统104设置在机筒上，移动式床身105的底部设置有可移动式基座轨道，同向锥型双螺杆混炼挤出机的主机与移动式床身105的轨道滑轮移动连接，从而主机能够向后推移；摆动装置106为设置在主机上的水平往复式摆动装置；

中空板成型系统包括中空挤出模具201、中空定型模具202、第一牵引装置203、热处理回炉装置204和第二牵引装置205，中空挤出模具201的入料口与机筒的出口连接，中空挤出模具201的出料口与中空定型模具202的入料口连接，第一牵引装置203与中空定型模具202的出料口连接，用于将自中空定型模具202的出料的板材牵引至热处理回炉装置204，第二牵引装置205与热处理回炉装置204的出口连接，用于将经热处理回火炉的板材牵引至成品剪切及码垛系统；

成品剪切及码垛系统包括跟踪定长剪切板机301和板材自动码垛机302，跟踪定长剪切板机301和板材自动码垛机302分别与机组电气控制系统。

将传统单螺杆塑化挤出机升级为同向锥型双螺杆混炼挤出机组；传统的单螺杆塑化挤出机没有混炼分散均化排气和提高物料混合性能的作用，因此更换为同向锥型双螺杆混炼挤出机组可对石塑高填充(树脂熔指MI＝1～3g/10min，添加粉体填充含量65～85％)材料进行深度地混合、剪切和分散，使材料进一步提高了延展拉伸等性能，又配置了高效真空排气装置，将物料中低分子物及水分有效排除，保障了制品过程中不会产生晶点和气泡；同向锥型螺杆结构可以大幅提高熔体挤出压力，保障熔体挤出成型的稳定型；同时又能有效地控制熔体温度而不会产生熔体热分解。

进一步地，摆动装置106的往复距为20～50mm，水平往复式移动能够同步带动中空挤出模具201使之产生幅距，形成曲线型中空板内衬筋，曲线宽幅20～50mm，形成曲线宽幅的板材就可以增加横向的弯曲强度(从常规0.1～0.3Mpa增加高达2～4Mpa)；摆动装置106由蜗轮蜗杆减速机传动，功率2.2～5.5kW；减速比i＝30～60。

进一步地，计量喂料机101为体积式喂料机或失重式喂料机，体积式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.3～1％；失重式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.2～0.3％。

高扭矩传动箱102的扭矩等级为7～11.3T/A³。

机筒为分段连接结构，机筒“∞”字内孔采用耐磨耐腐镍基合金N-60材料整体衬套；双螺杆采用耐磨合金钢材料，表面镶合金材料，锥型的双螺杆夹角1°50′～1°55′；锥形螺杆大小头直径为Ф65/Ф130mm、Ф75/Ф150mm、Ф85/Ф170mm。

进一步地，中空板挤出模具201为衣架式1～2层多分流流道，其模具体均匀分布温控流道，模体电热管加热，宽幅1500～2000mm，模口配置有能够调整的方格式模唇，本实用新型的挤出模具可完全保障熔体物料的熔体流畅尺寸稳定。

进一步地，中空板定型模具202的入口设置有微风冷却装置，上下模板对接面上均匀分布了密度交叉槽格负压通道，同时在分布了的交叉槽内又分布了1200～1500个抽真空点，微风冷却装置的上下微风冷却使熔体表面结皮，风机功率2.2kW，变频调速控制风量；上下模板采用真空带冷却结构，真空泵功率5.5～11kW，抽气速率150～300L/s，极限真空度-0.07～-0.09Mpa；冷却装置为循环水冷却，冷却塔控制水温在30～60℃，水泵流量5～12m³/h；上下模板开合气动调整，同时配置丝杆微调。

进一步地，第一牵引装置203用于中空板定型机202的牵引，采用3～8组多辊牵引结构；第二牵引装置用于热处理回炉装置204的牵引，采用205为2～4组多辊牵引结构。优选地，牵引辊为上下主被动橡胶辊，异向同步，变频或伺服调速；牵引力50～500N由多辊平均受力，线速率5～15m/min，功率3～5.5kW。

本实用新型申请的设备配置了前后两次牵引过程：第一次牵引是在中空定型出料阶段，配置了3～8组多辊，多辊牵引可以加大板面的牵引面积，从而有效分布牵引力(5～500N)。由于中空板的结构，导致板面牵引压力过大会使中空板面出现凸凹变形，增大板面积分散牵引力可以有效保障板面不受压力变形；第二次牵引是在热处理回火炉至成型剪切阶段，配置了2～4组多辊，作用是增加牵引面积分布牵引力。

进一步地，热处理回炉装置204为箱体式结构，箱体内壁双夹层，夹层内添加矿棉保温层；箱体前后两侧对中位置横向开口并配有输送导辊，箱体内部配置输送支撑托架，托架上下配有加热装置进行红外辐射立体加热，在托架与加热装置之间再上下成对地配置6～10组温控点进行实时温度控制，总功率60～100kW。

原有的热处理回火炉的加热装置都是将红外热辐射装置直线分布摆放，箱体内部热能辐射会有交叉/重合部分，使得板材进入回火炉后不能均匀受热，板面会发生微观弯曲变化，不能达到板面平滑的要求。而本实用新型的热处理回炉装置204将箱体内红外辐射加热装置升级改造为互相交叉分布摆放，此种摆放结构可以有效地均匀分布箱体内红外热能辐射，使得板材在箱体内均匀受热，去应力均化；同时在加热装置和板材支撑托架之间再上下成对配置6～10组温控点对箱体内部温度进行实时控制，从而更有效地对板材进行回火炉热处理，近一步平滑板材表面。

进一步地，跟踪定长剪切板机301，定长剪切，计长仪信号电气控制；5.5kW刹车电机；齿轮齿条同步行走装置；裁剪为凸轮结构；制品裁剪宽幅为800～2000mm，长度为400～3000mm；

进一步地，板材自动码垛机302的输送电机驱动输送带将成品输送到规定位置，真空吸盘装置进行抓取，然后移动到升降工位处托盘进行码垛，升降机根据限位开关与伺服感应进行垛盘的升降，达到设定量后，进行移垛换垛。有效宽度1～1.8m；平板推进方式，驱动电机2.2kW；拾取方式为气动夹取，涡轮气泵2.2kW，伺服控制；移垛电机4kW，伺服定位控制；升降最高400mm，限位开关控制。

常规的剪裁码垛方式采取定尺限位剪板机和人工码垛。而本实用新型的设备为根据片材不同的线速率配置跟踪定长剪切板机和自动升降码垛机，与PLC电气控制系统连接，达到自动化高效率的生产方式。

进一步地，机组电气控制系统为现有技术，且其与各装置的连接关系为现有技术，采用PLC模块编程控制实施采集各种数据，并提供人机一体化的控制界面，使用各种信息得到实时处理，从而实现自动化管理。PLC在机组控制中的高速扫错、快速故障诊断回应和信息的储存，可确保机组设备的机械损伤最小化和物料的流量的精确度，更为客户的产品保留了信息依据。

机组电气控制系统主要联锁控制以下装置：

a、锥型同向双螺杆挤出机的计量喂料，双螺杆转速，物料温度以及主机电流联锁控制；

b、挤出模具熔体温度以及流量速率联锁控制；

c、中空定型模具202的风机变频、真空度、冷却水泵以及制品线速率联锁控制；

d、2个牵引装置的牵引力与张力线速率联锁控制；

e、热处理回火炉装置温控的联锁控制；

f、制品线速率与跟踪定长剪切扳机301和自动码垛联锁控制。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：包括以下装置并依次连接，同向锥型双螺杆混炼挤出机组、中空板成型系统、成品剪切及码垛系统和机组电气控制系统，所述机组电气控制系统还分别与同向锥型双螺杆混炼挤出机组和中空板成型系统相连接；

所述同向锥型双螺杆混炼挤出机组包括计量喂料机、同向锥型双螺杆混炼挤出机和移动式床身，所述同向锥型双螺杆混炼挤出机包括高扭矩传动箱、机筒与双螺杆装置、真空排气脱挥系统和摆动装置，所述计量喂料机的出料口与同向锥型双螺杆混炼挤出机的入口连接，所述高扭矩传动箱、机筒与双螺杆装置，依次设置在移动式床身上，所述机筒与双螺杆装置包括相互配合的混炼积木式开口/闭口锥型机筒和整体式锥型啮合形式双螺杆，所述真空排气脱挥系统设置在机筒上，所述移动式床身的底部设置有可移动式基座轨道，同向锥型双螺杆混炼挤出机的主机与移动式床身的轨道滑轮移动连接，从而主机能够向后推移；所述摆动装置为设置在主机上的水平往复式摆动装置；

所述中空板成型系统包括中空挤出模具、中空定型模具、第一牵引装置、热处理回炉装置和第二牵引装置，所述中空挤出模具的入料口与机筒的出口连接，所述中空挤出模具的出料口与中空定型模具的入料口连接，所述第一牵引装置与中空定型模具的出料口连接，用于将自中空定型模具的出料的板材牵引至热处理回炉装置，所述第二牵引装置与热处理回炉装置的出口连接，用于将经热处理回火炉的板材牵引至成品剪切及码垛系统；

所述成品剪切及码垛系统包括跟踪定长剪切板机和板材自动码垛机，所述跟踪定长剪切板机和板材自动码垛机分别与机组电气控制系统。

2.根据权利要求1所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述摆动装置的往复距为20～50mm，水平往复式移动能够同步带动中空挤出模具使之产生幅距，形成曲线型中空板内衬筋，曲线宽幅20～50mm；所述摆动装置由蜗轮蜗杆减速机传动，功率2.2～5.5kW；减速比i＝30～60。

3.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述计量喂料机体积式喂料机或失重式喂料机，体积式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.3～1％；失重式喂料机的喂料量5～1500kg/h，喂料精度0.2～0.3％。

4.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述高扭矩传动箱的扭矩等级为7～11.3T/A3。

5.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述机筒为分段连接结构，机筒“∞”字内孔采用耐磨耐腐镍基合金N-60材料整体衬套；所述双螺杆采用耐磨合金钢材料，表面镶合金材料，锥型的双螺杆夹角1°50′～1°55′。

6.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述中空板挤出模具为衣架式1～2层多分流流道，其模具体均匀分布温控流道，模口配置有能够调整的方格式模唇。

7.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述中空板定型模具的入口设置有微风冷却装置，上下模板对接面上均匀分布了密度交叉槽格负压通道，同时在分布了的交叉槽内又分布了1200～1500个抽真空点。

8.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述第一牵引装置为3～8组多辊牵引结构；所述第二牵引装置为2～4组多辊牵引结构。

9.根据权利要求1或2所述的石塑高填充中空曲线加强筋包装板材设备，其特征在于：所述热处理回炉装置的箱体内互相交叉分布摆放红外辐射加热装置；同时在加热装置和板材支撑托架之间上下成对配置6～10组温控点。