CN220638851U - 用于透气性tpu薄膜生产的挤出装置 - Google Patents

用于透气性tpu薄膜生产的挤出装置 Download PDF

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何海潮
宋红伟
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Abstract

本申请公开一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置,包括:挤出机、挤出模头和可拆卸地设置在挤出模头上的负压风箱,挤出机包括机筒、挤出螺杆和驱动机构,挤出螺杆包括杆体和沿杆体螺旋延伸的螺纹,杆体自前向后依次为进料段、压缩段、第一计量段、屏障段、第二计量段和混炼段,压缩段的螺纹上开设有液相槽,液相槽的宽度自前向后逐渐增大;第一计量段和第二计量段上均设置有沿杆体的轴向依次分布的若干个销钉部;屏障段上设置有沿杆体的周向交替分布的若干个进料槽和若干个出料槽;混炼段上布置有沿杆体的轴向依次分布的若干个齿部;本申请的挤出螺杆适用于TPU薄膜的生产,使得透气性材料均匀分散到物料中,提高稳定性、挤出产量和挤出制品的质量。

Description

用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置
技术领域
本申请涉及塑料挤出设备技术领域,尤其是涉及一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置。
背景技术
TPU是一种热塑性聚氨酯弹性橡胶体,因其优异的力学性能、物理性能以及环保性能等特点,应用领域广泛。TPU薄膜的生产是基于TPU颗粒料的基础上,经挤出、压延、冷却、收卷等工艺制得的一种薄膜,TPU薄膜生产线通常包括挤出装置,其中,挤出装置通常利用塑料挤出机对TPU颗粒进行塑化挤出。在透气性TPU薄膜生产中,会添加透气性物料以提高薄膜的透气效果,但是透气性物料属于不塑化物料,需要将不塑化物料均匀分散在TPU物料中,为了保证TPU薄膜的透气效果,需要保证物料塑化效果的同时,保证塑化物料和不塑化物料的混合效果;传统的螺杆的压缩比范围较窄,生产的塑料原料过于单一,不适用如TPU+钛白粉等小配方原料的塑化挤出。
发明内容
为了解决现有技术中不塑化物料混合不均匀的问题,本申请的目的是提供一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置,包括:挤出机、与所述的挤出机流体连通的挤出模头以及可拆卸地设置在所述的挤出模头一侧的负压风箱,所述的挤出机包括机筒、可转动地设置在所述的机筒内的挤出螺杆和用于驱动所述的挤出螺杆转动的驱动机构,所述的挤出螺杆包括杆体和沿所述的杆体螺旋延伸的螺纹,所述的杆体自前向后依次为进料段、压缩段、第一计量段、屏障段、第二计量段和混炼段,所述的螺纹分布在所述的进料段、压缩段、第一计量段和第二计量段,所述的压缩段的螺纹上开设有液相槽,所述的液相槽的宽度自前向后逐渐增大;所述的第一计量段和所述的第二计量段上均设置有沿所述的杆体的轴向依次分布的若干个销钉部,各个所述的销钉部包括沿所述的杆体的周向分布的若干个圆销钉;所述的屏障段上设置有沿所述的杆体的周向交替分布的若干个进料槽和若干个出料槽;所述的混炼段上布置有沿所述的杆体的轴向依次分布的若干个齿部,各个所述的齿部包括沿所述的杆体的周向分布的若干个齿。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的第一计量段的相邻的两个所述的销钉部之间的距离小于所述的第二计量段的相邻的两个所述的销钉部之间的距离。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的进料槽的槽宽和槽深自前向后逐渐变小,所述的出料槽的槽宽和槽深自前向后逐渐变大。
在上述技术方案中,进一步优选的,各个所述的进料槽和各个所述的出料槽与所述的杆体的轴心线具有夹角,所述的夹角为30°~35°。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的杆体在所述的压缩段的底径自前向后逐渐增大。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的螺纹在所述的进料段的螺槽容积与所述的螺纹在所述的第二计量段的螺槽容积的比值为3.5~4.0。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的杆体在所述的压缩段的长度大于所述的杆体在所述的进料段的长度,所述的杆体在所述的第二计量段的长度大于在所述的第一计量段的长度。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的挤出螺杆的长径比为36~40:1。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的负压风箱具有风口,所述的风口贴近所述的挤出模头的口模布置。
在上述技术方案中,进一步优选的,所述的挤出装置还包括安装在所述的机筒和所述的挤出模头之间的熔体计量泵、与所述的熔体计量泵匹配安装的挤出换网器和过滤器。
本申请与现有技术相比获得如下有益效果:
本申请的挤出螺杆适用于TPU薄膜的生产,挤出螺杆的压缩段和混炼段之间设置有交替布置的计量段和屏障段,配合压缩段以提高物料的塑化效果,两段计量段上布置的多个销钉部以及混炼段上布置的多个齿部,使得透气性材料均匀分散到物料中,保证物料混合均匀,提高物料挤出的稳定性和挤出产量,提高挤出制品的质量。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置的结构示意图;
图2为图1中的挤出装置的俯视图;
图3为图2中的挤出螺杆的结构示意图;
图4为沿图3中的A-A线剖切的剖视图;
图5为沿图3中的B-B线剖切的剖视图;
图6为沿图3中的C-C线剖切的剖视图;
图7为图3中的屏障段的结构示意图;
图8为图7中的屏障段展开的结构示意图;
图9为图7中的屏障段的截面示意图;
图10为图1中的负压风箱安装在挤出模头上的结构示意图。
其中:100、挤出装置;10、挤出机;1、机筒;2、挤出螺杆;21、杆体;22、螺纹;221、主棱;222、副棱;23、进料段;24、压缩段;241、液相槽;242、固相槽;25、第一计量段;251、第一销钉部;2511、第一圆销钉;26、屏障段;261、进料槽;262、出料槽;263、屏障部;27、第二计量段;271、第二销钉部;2711、第二圆销钉;28、混炼段;281、齿部;2811、齿;3、驱动机构;4、熔体计量泵;5、挤出换网器;6、过滤器;20、挤出模头;30、负压风箱;7、风口。
具体实施方式
为详细说明申请的技术内容、构造特征、所达成目的及功效,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。在下面的描述中,出于解释的目的,阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的详细说明。然而,各种示例性实施例也可以在没有这些具体细节或者在一个或更多个等同布置的情况下实施。此外,各种示例性实施例可以不同,但不必是排他的。例如,在不脱离发明构思的情况下,可以在另一示例性实施例中使用或实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本申请所述的“前”和“后”按照附图1所示的前和后。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。
本申请实施例提供一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置,为了提高TPU薄膜的透气性,在物料中添加透气性材料,该挤出机被配置为适用于TPU薄膜生产。如图1、2所示,该挤出装置100包括挤出机10 、挤出模头20和负压风箱30,挤出机10包括机筒1、可转动地设置在机筒1中的挤出螺杆2、驱动挤出螺杆2转动的驱动机构3,该挤出螺杆2能够将透气性材料与物料充分混合,并提高对物料的塑化效果。
如图3所示,挤出螺杆2的长径比为36~40:1,合适的长径比有利于物料在挤出机10中充分塑化和混合。挤出螺杆2包括杆体21和沿杆体21延伸的螺纹22,杆体21具有自前向后延伸的轴心线X1,杆体21自前向后依次为进料段23、压缩段24、第一计量段25、屏障段26、第二计量段27和混炼段28,螺纹22分布在进料段23、压缩段24、第一计量段25和第二计量段27。
杆体21在进料段23的底径自前向后不变,螺纹22在进料段23上均匀地自前向后延伸,螺纹22在进料段23上具有前后均等的螺距和槽深。
杆体21在压缩段24的底径自前向后逐渐增大,压缩段24的螺纹22的螺距前后均等地布置,压缩段24的螺纹22上开设有液相槽241,液相槽241将压缩段24的螺纹22分隔为螺旋延伸的主棱221和副棱222,各个副棱222与后侧相邻的主棱221之间形成固相槽242,液相槽241的槽宽自前向后逐渐增大,则各个副棱222与后侧相邻的主棱221之间的距离逐渐减小,即液相槽241的容积自前向后逐渐增大,固相槽242的容积自前向后逐渐减小,符合物料在挤出机10中的塑化情况。
如图3、4所示,第一计量段25的螺纹22均匀地自前向后延伸,螺纹22在第一计量段25上具有前后均等的螺距和槽深。第一计量段25还设置有沿杆体21的轴向依次分布的若干个第一销钉部251,各个第一销钉部251包括沿杆体21的周向分布的若干个第一圆销钉2511。
如图7-9所示,屏障段26上设置有沿杆体21的周向交替分布的若干个进料槽261和若干个出料槽262,进料槽261和出料槽262的旋向与螺纹22的方向一致。各个进料槽261和各个出料槽262与杆体21的轴心线X1具有夹角α,夹角α为30°~35°;进料槽261的槽底与轴心线X1呈1.1°的夹角β,且进料槽的槽深和槽宽自前向后逐渐增加,出料槽262的槽底与轴心线X1也呈1.1°的夹角β,且出料槽262的槽深和槽宽自前向后逐渐减小。进料槽261和相邻的出料槽262之间具有凸出于槽底的屏障部263,物料由进料槽261进入屏障段26后,在挤出螺杆2的转动下由进料槽261越过屏障部263后进入出料槽262内,物料在越过屏障部263时,受到屏障部263的顶部与机筒1内壁之间的摩擦,进行充分的熔融、塑化,提高挤出物料的质量。
如图3、5所示,第二计量段27的螺纹22均匀地自前向后延伸,杆体21在第二计量段27的底径等于在第一计量段25的底径。第二计量段27还设置有沿杆体21的轴向依次分布的若干个第二销钉部271,各个第二销钉部271包括沿杆体21的周向分布的若干个第二圆销钉2711。第一圆销钉2511和第二圆销钉2711均避开螺纹22设置,相邻两个第二销钉部271之间的距离大于相邻两个第一销钉部251之间的距离,且第一计量段25中,靠近压缩段24布置的相邻两个第一销钉部251之间的距离大于靠近屏障段26布置的相邻两个第一销钉部251之间的距离。
螺纹22在进料段23的螺槽容积和螺纹22在第二计量段27的螺槽容积的比值为3.5~4.0,即挤出螺杆2的压缩比为3.5~4.0。进料段23较深的螺槽提高挤出机10的进料量,有利于提高挤出机10的产量;螺纹22在第二计量段27的槽深小于在进料段23的槽深,物料在挤出螺杆2上自前向后被压缩。
如图3、6所示,混炼段28上布置有沿杆体21的轴向依次分布的若干个齿部281,各个齿部281包括若干个沿杆体21的周向分布的齿2811。
物料和透气性材料进入进料段23中由进料段23中的螺纹22进行压缩和挤压,使得物料和透气性材料压缩在螺纹22的螺槽内,并在螺纹22的推动下正向移动;物料被输送到压缩段24中,通过压缩段24中的主棱221和副棱222的剧烈剪切进行初步熔融和塑化,熔融的物料和固态的物料被分隔在液相槽241和固相槽242内,保证物料塑化效果;混合的物料和透气性材料再被压缩段24的主棱221和副棱222正向输送到第一计量段25,第一计量段25的螺纹22和多个第一圆销钉251相配合,对物料和透气性材料进行搅拌和混合;混合物料由第一计量段25的螺纹22向屏障段26输送,混合物料由屏障段26的进料槽261进入,物料由进料槽261越过进料槽261和出料槽262之间的屏障部263后进入出料槽262,最终由出料槽262输出屏障段26,屏障段26的屏障部263对混合物料进行剧烈剪切;混合物料在经过屏障段26的剪切后输送到第二计量段27,第二计量段27的螺纹22和多个第二圆销钉2711相配合,对混合物料进行充分塑化和搅拌,压缩段24、第一计量段25、屏障段26和第二计量段27提高物料的塑化效果;第一计量段25的多个第一圆销钉251、第二计量段27的多个第二圆销钉2711以及混炼段28的多个齿2811,对混合物料进行充分搅拌,使得透气性材料在物料中均匀分散,另外使得混合物料中的气体能够被充分释放,提高物料挤出的稳定性,尤其适用于制作TPU薄膜。
如图1、2所示,挤出机10的挤出螺杆2还被配置为芯部通水或通油以控制挤出螺杆的温度,有利于下料;驱动机构3与挤出螺杆2传动连接,以驱动挤出螺杆2在机筒1内绕轴心线X1转动,机筒1的进料口和驱动机构3处均设置有温度调节组件(图中未示出),温度调节组件有效防止物料在进料口处架桥,以及对挤出螺杆2和驱动机构3的连接处降温,避免影响挤出机10的生产效率;机筒1上布置有若干个加热圈(图中未示出),若干个加热圈自前向后依次套设在机筒1上。
挤出模头20设置在机筒1的出口处,且与机筒1流体连通。挤出机10和挤出模头20之间还设置有熔体计量泵4、挤出换网器5和过滤器6,熔体计量泵4设置在机筒1的出口处,挤出换网器5与熔体计量泵4匹配安装,过滤器6设置在熔体计量泵4和挤出模头20之间;熔体计量泵4用于调节挤出机10输送到挤出模头20的物料的流量,挤出换网器5用于在挤出机10和熔体计量泵4之间过滤挤出机10输出的物料,过滤器6用于对熔体计量泵4输出的物料进行再次过滤,消除制品中的晶点和白点。
挤出模头20可前后移动地设置在挤出机10的出口处,挤出模头20的上模和下模被配置为可在线互相远离和互相靠近,以便在线打开进行清理,并在清理完毕后快速进行组装,减少不必要的工作量,减少停机时间。
如图1、10所示,负压风箱30可拆卸地设置在挤出模头20远离机筒1的一侧,负压风箱30具有风口7,该风口7贴紧挤出模头20的口模布置,负压风箱30工作时,风口7负压抽气,使得薄膜更好地贴合在辊子上,保证薄膜厚度的均匀性。当负压风箱30安装在挤出模头20一侧时,可实现挤出装置100进行流延膜制作,当负压风箱30从挤出模头20上卸下时,挤出装置100可实现淋膜制作,挤出装置100被配置为可进行淋膜和流延膜制作的多功能设备。
本申请的挤出螺杆适用于TPU薄膜的生产,挤出螺杆的压缩段和混炼段之间设置有交替布置的计量段和屏障段,配合压缩段以提高物料的塑化效果,两段计量段上布置的多个销钉部以及混炼段上布置的多个齿部,使得透气性材料均匀分散到物料中,保证物料混合均匀,提高物料挤出的稳定性和挤出产量,提高挤出制品的质量。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解,本申请不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理,在不脱离本申请精神和范围的前提下,本申请还会有各种变化和改进,本申请要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种用于透气性TPU薄膜生产的挤出装置,其特征在于,包括:挤出机、与所述的挤出机流体连通的挤出模头以及可拆卸地设置在所述的挤出模头一侧的负压风箱,所述的挤出机包括机筒、可转动地设置在所述的机筒内的挤出螺杆和用于驱动所述的挤出螺杆转动的驱动机构,所述的挤出螺杆包括杆体和沿所述的杆体螺旋延伸的螺纹,所述的杆体自前向后依次为进料段、压缩段、第一计量段、屏障段、第二计量段和混炼段,所述的螺纹分布在所述的进料段、压缩段、第一计量段和第二计量段,所述的压缩段的螺纹上开设有液相槽,所述的液相槽的宽度自前向后逐渐增大;所述的第一计量段和所述的第二计量段上均设置有沿所述的杆体的轴向依次分布的若干个销钉部,各个所述的销钉部包括沿所述的杆体的周向分布的若干个圆销钉;所述的屏障段上设置有沿所述的杆体的周向交替分布的若干个进料槽和若干个出料槽;所述的混炼段上布置有沿所述的杆体的轴向依次分布的若干个齿部,各个所述的齿部包括沿所述的杆体的周向分布的若干个齿。
2.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的第一计量段的相邻的两个所述的销钉部之间的距离小于所述的第二计量段的相邻的两个所述的销钉部之间的距离。
3.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的进料槽的槽宽和槽深自前向后逐渐变小,所述的出料槽的槽宽和槽深自前向后逐渐变大。
4.根据权利要求3所述的挤出装置,其特征在于,各个所述的进料槽和各个所述的出料槽与所述的杆体的轴心线具有夹角,所述的夹角为30°~35°。
5.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的杆体在所述的压缩段的底径自前向后逐渐增大。
6.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的螺纹在所述的进料段的螺槽容积与所述的螺纹在所述的第二计量段的螺槽容积的比值为3.5~4.0。
7.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的杆体在所述的压缩段的长度大于所述的杆体在所述的进料段的长度,所述的杆体在所述的第二计量段的长度大于在所述的第一计量段的长度。
8.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的挤出螺杆的长径比为36~40:1。
9.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的负压风箱具有风口,所述的风口贴近所述的挤出模头的口模布置。
10.根据权利要求1所述的挤出装置,其特征在于,所述的挤出装置还包括安装在所述的机筒和所述的挤出模头之间的熔体计量泵、与所述的熔体计量泵匹配安装的挤出换网器和过滤器。
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