CN102653129A - 螺杆挤出机机头的压力调节方法及装置 - Google Patents

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罗筑
陈兴江
刘一春
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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Abstract

本发明公开了一种螺杆挤出机机头压力的调节方法及装置，包括在机筒与口模之间设置两块叠加的多孔板，一块固定、一块滑动，两块多孔板上的孔之间叠加贯穿形成熔体通道；滑动多孔板运动，其与固定多孔板的孔之间叠加的位置发生变化，孔之间贯穿形成的熔体通道面积随之改变，从而改变熔体通过的阻力。本发明能实现螺杆挤出机机头压力的在线实时调节，使聚合物共混改性材料性能提高、成本降低。

Description

螺杆挤出机机头的压力调节方法及装置
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，具体来就涉及一种螺杆挤出机机头压力的调节方法，同时还涉及该螺杆挤出机机头压力的调节装置。
 
背景技术
广泛应用于各行各业的典型的聚合物共混改性材料聚碳酸酯（PC）/ABS合金，利用PC优良的韧性、刚度和耐热性，与ABS良好的加工性能、综合力学性能、较廉价及与PC的部分相容性形成优势互补，并在冲击韧性方面产生协同作用，但往往需采用中高黏度的PC，且PC质量含量超过60%，合金材料才能获得优良的力学性能，否则材料的冲击韧性大幅降低。这给注塑制品的加工带来了一定的困难，难以成形形状复杂的制品，并难以进一步降低材料成本，
螺杆挤出机是用于聚合物材料共混改性的常用设备，在熔融状态下依靠螺杆提供的强烈剪切作用，将各个组分均匀混合，并在机械力的作用下，提高组分的相容性，在组分之间具备一定相容性的前提下，剪切作用越强，分散相粒径越小，性能提高的幅度越大。但过度的剪切也会使组分过热产生降解、分解或氧化，而对性能产生不利影响，因此剪切强度的控制十分重要，剪切强度主要受到机头压力、螺纹元件组合、温度设定、组分黏度、材料配比、螺杆转速、下料量、挤出机口模处挤出条开口面积等因素的影响，其中螺纹元件组合的调整费工费时，温度的调整易产生较大波动并响应缓慢，螺杆转速、下料量均影响生产效率，且这些手段对剪切强度的调整效果由于众多因素的相互作用，对技术的要求很高，难以尽如人意，口模处挤出条开口面积的在线调整难度很大，难以适应工业化生产。
 
发明内容
本发明的目的在于为克服上述缺点而提供的一种能实现螺杆挤出机机头压力的在线实时调节的螺杆挤出机机头压力的调节方法，
本发明的另一目的在于提供该螺杆挤出机机头压力的调节装置。
本发明的一种螺杆挤出机的机头压力的调节方法，包括以下步骤：
（1）在机筒与口模之间设置两块叠加的多孔板，一块固定、一块滑动，两块多孔板上的孔之间叠加贯穿形成熔体通道； 
（2）滑动多孔板运动，其与固定多孔板的孔之间叠加的位置发生变化，孔之间贯穿形成的熔体通道面积随之改变，从而改变熔体通过的阻力，达到调节机头压力的目的。
一种螺杆挤出机机头压力的调节装置，包括固定多孔板、滑动多孔板，其中：滑动多孔板位于压板与固定多孔板之间，与固定多孔板（1）叠加，滑动多孔板与驱动装置连接。
上述的一种螺杆挤出机的机头压力的调节装置，其中：滑动多孔板上下两端设有上支撑块和下支撑块。
上述的一种螺杆挤出机的机头压力的调节装置，其中：驱动装置采用油缸或丝杆。
本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上方案可知：采用固定多孔板和滑动多孔板叠加，安装在螺杆挤出机流道内，成为机筒与口模之间的连接环节，熔体经两块多孔板的众多贯穿的孔洞流向螺杆挤出机出口。压板、固定多孔板、上下支撑块构成滑道，滑动多孔板沿滑道运动，其与固定多孔板的孔之间叠加的位置发生变化，孔之间贯穿形成的熔体通道面积的孔流向挤出机出口随之改变，从而改变熔体通过的阻力，起到调节螺杆挤出机机头压力的作用。多孔板在滑道内滑动，可采用油缸或丝杆驱动，也可设置限位器限制其滑动位置而限制其最大调节量。在机头采用压力传感器显示机头实际压力，可以形成闭环***实现自动调节。根据机头压力与剪切强度呈正相关关系，通过机头压力的快速调整可有效控制剪切强度，针对不同黏度、不同热敏性的物料进行机头压力调控，起到提高共混改性材料性能，稳定材料质量的目的。
 
附图说明
图1为螺杆挤出机的机头压力的调节装置的结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为孔洞开口面积最大时的示意图；
图4为孔洞开口面积减小时的示意图；
图5为螺杆挤出机的机头压力的调节装置的使用状态图。
图中标记：      1、固定多孔板；2、滑动多孔板；3、压板；4、驱动装置；5、上支撑块；6、下支撑块。
 
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、特征及其功效进行详细说明如后。
参见图1-2，螺杆挤出机机头压力的调节装置，包括固定多孔板1、滑动多孔板2，其中：滑动多孔板2位于压板3与固定多孔板1之间，与固定多孔板1叠加，滑动多孔板2与驱动装置4连接。驱动装置4采用油缸或丝杆。滑动多孔板2上下两端设有上支撑块5和下支撑块6。
参见图5，一种螺杆挤出机的机头压力的调节方法，包括以下步骤：
（1）在机筒与口模之间设置两块叠加的多孔板，一块固定、一块滑动，两块多孔板上的孔之间叠加贯穿形成熔体通道； 
（2）滑动多孔板运动，其与固定多孔板的孔之间叠加的位置发生变化，孔之间贯穿形成的熔体通道面积随之改变，从而改变熔体通过的阻力。固定多孔板与可滑动多孔板的众多贯穿孔洞完全重合，处于重合位置时，固定多孔板孔洞的开口面积最大（参见图3），熔体机头压力最小；当滑动多孔板滑动，与固定多孔板产生错位时，多孔板孔洞的开口面积减小（参见图4），熔体通过的阻力增大，熔体机头压力增大。
 
实验例
以下通过将本装置应用在采用Φ40双螺杆挤出机制备PC/ABS合金中，观察机头压力、PC组分的配比及黏度对材料性能的影响（均采用德国拜耳生产的PC）。
其中：未进行机头压力调节状况下的机头压力为自然形成的机头压力，进行机头压力调节状况下的机头压力为按预定的目标值调节的机头压力。
Figure 2012101581417100002DEST_PATH_IMAGE004
 实验结果：从以上两表可以看出，以提高螺杆挤出机机头压力的方式，增大剪切强度，提高混炼效果，采用低黏度的PC也能获得优良的冲击韧性。此外，可在降低PC的配比的同时获得良好的冲击韧性，使材料成本大幅降低。因此通过机头压力的控制，起到事半功倍的效果，达到提高材料性能、降低成本的目的。

Claims (4)

1. 一种螺杆挤出机的机头压力的调节方法，包括以下步骤：
（1）在机筒与口模之间设置两块叠加的多孔板，一块固定、一块滑动，两块多孔板上的孔之间叠加贯穿形成熔体通道； 
（2）滑动多孔板运动，其与固定多孔板的孔之间叠加的位置发生变化，孔之间贯穿形成的熔体通道面积随之改变，从而改变熔体通过的阻力。
2.一种螺杆挤出机机头压力的调节装置，其特征在于：包括固定多孔板（1）、滑动多孔板（2），其特征在于：滑动多孔板（2）位于压板（3）与固定多孔板（1）之间，与固定多孔板（1）叠加，滑动多孔板（2）与驱动装置（4）连接。
3.如权利要求2所述的螺杆挤出机的机头压力的调节装置，其特征在于：滑动多孔板（2）上下两端设有上支撑块（5）和下支撑块（6）。
4.如权利要求2或3所述的螺杆挤出机的机头压力的调节装置，其特征在于：驱动装置（4）采用油缸或丝杆。
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