CN214726303U

CN214726303U - 一种pla吸管挤出机

Info

Publication number: CN214726303U
Application number: CN202120963207.4U
Authority: CN
Inventors: 张新海
Original assignee: Nanjing Jieyang Machinery Co ltd
Current assignee: Nanjing Jieyang Machinery Co ltd
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2031-05-07

Abstract

本实用新型公开了一种PLA吸管挤出机，包括进料斗、挤出头、挤出螺杆、挤出料筒及电机，挤出螺杆自进料侧向出料侧依次设有输送段、融化压缩段和混炼段；输送段螺杆上设有第一单头螺纹；融化压缩段螺杆上设有双头螺纹，混炼段螺杆设有第二单头螺纹和剪切环，挤出料筒自进料侧向出料侧依次设有6个调温装置，第一、第二调温装置位于螺杆输送段，第三、第四调温装置位于螺杆融化压缩段，第五、第六调温装置位于螺杆混炼段，每一调温装置均包括加热模块及风冷模块。本实用新型通过调温装置与螺杆结构配合，可使PLA原料的塑化性能和成型性能均得到提高，吸管成型效果好。

Description

一种PLA吸管挤出机

技术领域

本实用新型涉及吸管成型设备，具体涉及一种PLA吸管挤出机。

背景技术

传统的塑料吸管，一般不可降解，由于一次性使用、且容易释放到环境中，容易进入河流湖泊与海洋，带来“白色污染”。PLA(聚乳酸)吸管采用可再生的植物资源乳酸为原料，具有原料可再生、完全可降解和生物安全等优点，是近几年在传统聚丙烯(PP)吸管的基础上发展起来的项目。其生产工艺简单、生产周期短，采用挤出一次性成型工艺，借助螺杆的挤压作用，使受热熔化的PLA粒子在压力的推动下，通过机头模具挤出经水槽冷却定型后切割为各种规格的吸管。

PLA(聚乳酸)原料的塑化性能较普通塑料PP差，且挤出成型温度范围较窄。现有普通塑料吸管挤出机用于生产聚乳酸吸管时，由于挤出螺杆的结构缺陷及缺少温控系统导致PLA吸管的成型质量差。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种PLA吸管挤出机。

本实用新型采用的技术方案是：

一种PLA吸管挤出机，包括进料斗、挤出头、挤出螺杆、挤出料筒及电机，其特征在于，所述挤出螺杆自进料侧向出料侧依次设有输送段、融化压缩段和混炼段；输送段螺杆上设有第一单头螺纹；融化压缩段螺杆上设有双头螺纹，双头螺纹由主螺纹和副螺纹组成，主螺纹与第一单头螺纹连接；混炼段螺杆靠近进料侧一端设有第二单头螺纹，第二单头螺纹与副螺纹连接，混炼段螺杆靠近出料侧一端设有剪切环，剪切环的外圆周壁上设有斜齿形；所述挤出料筒自进料侧向出料侧依次设有第一、第二、第三、第四、第五、第六调温装置，第一、第二调温装置位于螺杆输送段，第三、第四调温装置位于螺杆融化压缩段，第五、第六调温装置位于螺杆混炼段，每一调温装置均包括加热模块及风冷模块，加热模块用于加热挤出料筒使PLA原料受热塑化，风冷模块用于使挤出料筒快速降温。

进一步地，第一单头螺纹为等螺距螺纹，且其底径不变；第二单头螺纹为螺距逐渐减小的变螺距螺纹，且其底径不变；第二单头螺纹的底径与第一单头螺纹的底径相等。

进一步地，主螺纹和副螺纹之间形成两个完全分离的输送槽，两个输送槽分别为固相槽和液相槽，固相槽的容积从左到右逐渐变小，液相槽的容积从左到右逐渐变大。

进一步地，剪切环设有若干组，且沿螺杆本体轴向相间隔均匀分布。

进一步地，剪切环上的斜齿形的倾斜方向与螺杆本体的转动方向相反。

进一步地，所述加热模块包括贴合在挤出料筒圆周侧壁上的铝加热块，及插入铝加热块用于测量挤出料筒的表面温度的测温电阻。

进一步地，所述铝加热块包括对合的第一加热块及第二加热块，第一、第二加热块呈马鞍形，其内部均设有电阻丝；两加热块的顶部设有用于插入测温电阻的间隙。

进一步地，所述风冷模块包括围合在加热模块四周的风冷罩壳及与所述风冷罩壳进风口相连通的鼓风机，所述风冷罩壳与加热模块之间设有风冷空腔，风冷罩壳的顶部设有出风口。

进一步地，还包括控制台，控制台中设有PLC控制器及显示屏，所述显示屏用于显示各调温装置的温度参数，PLC控制器用于控制加热模块及风冷模块工作。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型通过调温装置与螺杆结构配合，可使PLA原料的塑化性能和成型性能均得到提高，吸管成型效果好。

2)通过调温装置可将聚乳酸吸管的成型温度差控制在±2℃以内，极大地提高聚乳酸吸管的成型质量。

3)通过在融化压缩段螺杆上设有双头螺纹，主螺纹与副螺纹配合，形成两个完全分离的输送槽，在螺杆底径上互不连通，固相槽内未塑化好的熔融体不能漏流进入液相槽，从而提高挤出机的塑化效果。

4)通过在混炼段螺杆上设置变螺距的第二螺纹的输送，进一步改善塑化效果，减少晶点产生，同时增加熔体输出压力，提高成型质量；通过设置剪切环，在熔体流道上形成一种静态混合器形式，对塑化好的熔体进行剪切搅拌，齿结构的静态混合作用使熔体的温度和流动速度得到充分的均化，减少由于剪切热导致的熔体局部过热而产生交联反应导致的过聚物晶点。

附图说明

图1是本实用新型的挤出机的结构示意图。

图2是本实用新型的挤出螺杆的结构示意图。

图3是本实用新型的剪切环的结构示意图。

图4是本实用新型的调温装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅图1～图4，本申请提供一种PLA吸管挤出机，包括进料斗5、挤出头6、挤出螺杆1、挤出料筒2、调温装置4、电机7及控制台9，挤出螺杆1设于挤出料筒2内，电机7用于驱动挤出螺杆1在挤出料筒2内转动，挤出头9设于挤出料筒2的前端，用于将熔融态的PLA原料挤出成型，进料斗5设于挤出料筒2的上方用于PLA原料进料。控制台9中设有PLC控制器及显示屏，所述显示屏用于显示各调温装置的温度参数，便于用户观察及调整工艺参数。PLC控制器用于控制调温装置工作。

挤出螺杆1自左向右依次设置有输送段20、融化压缩段30和混炼段40；输送段20的螺杆本体的外周壁上设有第一单头螺纹21；融化压缩段30的螺杆本体的外周壁上设有双头螺纹，双头螺纹由主螺纹31和副螺纹32组成，主螺纹31的左端与第一单头螺纹21的右端连接；混炼段40的螺杆本体的左端外周壁上设有第二单头螺纹41，第二单头螺纹41的左端与副螺纹32的右端连接，混炼段40的螺杆本体的右端外周壁上设有剪切环42，剪切环42的外圆周壁上设有斜齿形421。

作为优选地，第一单头螺纹21为等螺距螺纹，且其底径不变。第一单头螺纹21起到输送固体物料的作用，在输送过程中固体物料受热软化，等螺距等径设计可保证物料能够有效地被往前推送，避免堵塞。

作为优选地，主螺纹31和副螺纹32之间形成两个完全分离的输送槽，两个输送槽分别为固相槽34和液相槽33，液相槽33的深度小于固相槽34的深度，固相槽34的容积从左到右逐渐变小，液相槽34的容积从左到右逐渐变大。固相槽、液相槽完全分开，在螺杆底径上互不连通，固相槽内未塑化好的熔融体不能漏流进入液相槽，从而提高挤出机的塑化效果。

作为优选地，第二单头螺纹41的底径与第一单头螺纹21的底径相等，第二单头螺纹41为螺距逐渐减小的变螺距螺纹，且其底径不变。通过变螺距的第二螺纹的输送，进一步改善塑化效果，减少晶点产生，同时增加熔体输出压力，提高成型质量。

作为优选地，剪切环42设有若干组，如在本实施例中，共设有4组，且沿螺杆本体轴向相间隔均匀分布。作为优选地，剪切环42上的斜齿形421的倾斜方向与螺杆本体1的转动方向相反。进一步提高剪切混炼效果。

作为优选地，螺杆本体1的长径比为30～40:1。合理的长径比，可确保物料能够正常地被输送，并且有利于物料的塑化混炼，同时还兼顾了经济性。

如图1所示，为了方便安装，螺杆本体1还可以包括固定段10，固定段10位于输送段20的左侧，固定段10的左端设置键槽11，固定段10的右端设置连接螺纹部12。螺纹部12与第一单头螺纹21通过圆弧形原料进口22连接。

挤出料筒2上自进料侧向出料侧依次设有第一调温装置4-1、第二调温装置4-2、第三调温装置4-3、第四调温装置4-4、第五调温装置4-5、第六调温装置4-6，第一、第二调温装置位于螺杆输送段，第三、第四调温装置位于螺杆融化压缩段，第五、第六调温装置位于螺杆混炼段。

各调温装置结构相同及工作原理相同，调温装置包括加热模块及风冷模块。加热模块包括贴合在挤出料筒圆周侧壁上的铝加热块3及测温电阻301。铝加热块3呈马鞍形，对称设置。铝加热块3中设有电阻丝，电阻丝通过导线与电源模块连接，电源模块与PLC控制器电连接。两铝加热块3的上端设有测温电阻301插入的间隙。测温电阻301通过导线与PLC控制器电连接。测温电阻为现有技术，在本实施例中，选用wzp2-269型号。铝加热块为现有技术，铝导热性能好，包围在挤出料筒外可向挤出料筒均匀传导热量，有利于吸管的成型及提高成型质量。

风冷模块包括围合在铝加热块四周的风冷罩壳4及鼓风机8。风冷罩壳4与铝加热块3之间设有冷风腔。风冷罩壳4的顶部设有若干出风孔402，风冷罩壳4的底部设有进风孔401。鼓风机8通过支架设于挤出料筒2的下方，鼓风机8的出风口与进风孔401直接连通。鼓风机8的驱动电机通过导线与PLC控制器电连接。

挤出机的工作原理如下：

PLA原料从进料斗5进入挤出料筒2，在挤出螺杆1的推动下从进料侧向出料侧移动，在输送段20，第一单头螺纹21对PLA原料进行自左向右的输送，在输送过程中固体原料吸热变软进入融化压缩段；在融化压缩段30，变软的固体原料进入到主螺纹31与副螺纹32之间的固相槽34内，在向右输送过程中，逐渐熔融塑化，经混流进入主螺纹31与副螺纹32之间的液相槽33内，由液相槽33向前输送；熔体进入混炼段40，通过第二单头螺纹41继续向右运动，设置在螺杆本体上的剪切环42在熔体流道上形成一种静态混合器形式，将塑化好的熔体进行剪切搅拌，对塑料熔体进行充分的塑化和均化；塑化和均化好了的原料经挤出头6挤出成型。

调温装置的工作原理如下：

PLA原料经过调温装置时，PLC控制器控制电源模块启动，铝加热块3受热将热量传导给挤出料筒2，聚乳酸原料受热融化；控制调温装置的温度在工艺要求范围，当测温电阻301测定的温度高于工艺要求的最高值时，PLC控制器控制铝加热块断电，同时启动鼓风机8，冷风经进风孔401进入冷风腔对铝加热块冷却，对挤出料筒快速降温；冷风换热后从出风孔402吹出；当测温电阻301测定的温度低于最低值时，PLC控制器控制鼓风机8停转，同时控制铝加热块得电受热；通过此方式可将挤出料筒2各段的温度差控制在±2℃以内。

螺杆输送段设置两个调温装置，第一调温装置4-1和第二调温装置4-2，可将螺杆输送段的温度分为两个阶段控制，第一调温装置4-1靠近进料侧，原料进料温度低，设定第一调温装置4-1的温度低于第二调温装置4-2，可使原料缓慢受热，利于提高原料软化均一性。螺杆融化压缩段和螺杆混炼段长度较长，分别设置两个装置，利于实现各调温装置内的温度的稳定控制，利于吸管的塑化和成型。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种PLA吸管挤出机，包括进料斗、挤出头、挤出螺杆、挤出料筒及电机，其特征在于，所述挤出螺杆自进料侧向出料侧依次设有输送段、融化压缩段和混炼段；输送段螺杆上设有第一单头螺纹；融化压缩段螺杆上设有双头螺纹，双头螺纹由主螺纹和副螺纹组成，主螺纹与第一单头螺纹连接；混炼段螺杆靠近进料侧一端设有第二单头螺纹，第二单头螺纹与副螺纹连接，混炼段螺杆靠近出料侧一端设有剪切环，剪切环的外圆周壁上设有斜齿形；所述挤出料筒自进料侧向出料侧依次设有第一、第二、第三、第四、第五、第六调温装置，第一、第二调温装置位于螺杆输送段，第三、第四调温装置位于螺杆融化压缩段，第五、第六调温装置位于螺杆混炼段，每一调温装置均包括加热模块及风冷模块，加热模块用于加热挤出料筒使PLA原料受热塑化，风冷模块用于使挤出料筒快速降温。

2.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，第一单头螺纹为等螺距螺纹，且其底径不变；第二单头螺纹为螺距逐渐减小的变螺距螺纹，且其底径不变；第二单头螺纹的底径与第一单头螺纹的底径相等。

3.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，主螺纹和副螺纹之间形成两个完全分离的输送槽，两个输送槽分别为固相槽和液相槽，固相槽的容积从左到右逐渐变小，液相槽的容积从左到右逐渐变大。

4.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，剪切环设有若干组，且沿螺杆本体轴向相间隔均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，剪切环上的斜齿形的倾斜方向与螺杆本体的转动方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，所述加热模块包括贴合在挤出料筒圆周侧壁上的铝加热块，及插入铝加热块用于测量挤出料筒的表面温度的测温电阻。

7.如权利要求6所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，所述铝加热块包括对合的第一加热块及第二加热块，第一、第二加热块呈马鞍形，其内部均设有电阻丝；两加热块的顶部设有用于插入测温电阻的间隙。

8.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，所述风冷模块包括围合在加热模块四周的风冷罩壳及与所述风冷罩壳进风口相连通的鼓风机，所述风冷罩壳与加热模块之间设有风冷空腔，风冷罩壳的顶部设有出风口。

9.根据权利要求1所述的一种PLA吸管挤出机，其特征在于，还包括控制台，控制台中设有PLC控制器及显示屏，所述显示屏用于显示各调温装置的温度参数，PLC控制器用于控制加热模块及风冷模块工作。