熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭的製作方法
2023-11-07 10:00:47
專利名稱：熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及塑料加工設備，具體地是一種熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭。
塑料網擠出編織機頭是採用塑料編織網擠出法的生產模具，它的特點是依靠擠出模具模芯和模口的相對運動使塑料條狀(絲狀)熔體相互產生分離-粘合-再分離-再粘合的有規則的相對運動，從而產生分離部為「條(絲)」，粘合部為「結」的擠出編織網，廣泛應用於農業、林業、牧業、水產養殖業及建築、水利、包裝等領域。
塑料網擠出編織機頭型式有口模轉動，芯模固定；芯模轉動，口模固定；芯模和口模以相反方向同時旋轉等型式，驅動型式均為外驅動。由於塑料熔體壓力高、溫度高，採用外驅動旋轉部位的密封問題都是關鍵問題。
在現有技術中，塑料網擠出編織機頭主要由以下幾部分組成驅動裝置、機頭裝置以及供機頭加熱及控溫的控制裝置等部件。其中驅動裝置包括電動機、減速器和傳動系統等。現有技術的塑料網擠出編織機頭由於結構限制，工作中存在以下問題1．由於採用外驅動方式，結構複雜，並且在操作進程中機械裝置、傳動系統以及供電系統存在種種不良因素影響操作安全。
2．熔體密封的問題不易解決，容易造成物料洩漏。
3．機頭直徑較大，由於機頭本身重量的增加造成傳動扭矩加大、密封面壓力過大而無法使用。
本實用新型的目是克服上述不足，提供一種熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，以擠出機擠出的塑料熔體自身壓力為動力，驅動擠出機頭的模芯旋轉，無需採用外設驅動，節約能源，實現連續性安全生產。其結構簡單、密封可靠，而且適用於各種規格，包括大口徑圓筒塑料編織網的生產，且排料量與模芯運轉速度相互關係值準確，使產品質量進一步提高。
本實用新型的目的是這樣實現的一種熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，其構造包括機頭體、轉動模芯、模口、分流體，其特徵在於轉動模芯下端面與分流體上端面貼合，並由設在分流體內部的傳動軸帶動其旋轉，傳動軸由能量轉換裝置中的轉子驅動；
旋轉模芯的外圓周上設置有等分圓周的若干軸向的模線凹槽，模口的內圓周上設置有等分圓周的數量與旋轉模芯模線相同的軸向的模線凹槽，該旋轉模芯的外圓周與模口的內圓周轉動配合，轉動時各模線凹槽作重合--分離--重合的相對運動。
能量轉換裝置主要由底座、轉子、定子、柱塞組及相關件組成；其中底座與定子相連，底座與機頭連接體間設有熔體流通通道；在底座上設有熔體進料分配孔；定子與底座和分流體相連，分流體與機頭體相連，定子內孔表面為由若干段均勻分布的凹弧面連續構成導軌曲面，每個弧面由上升區段、過渡區段和下降區段組成；轉子外圓浮動於定子的內部，其兩端面與底盤和機頭體間分別有小的間隙，並以密封件密封，轉子中心孔與傳動軸以鍵固定連接；轉子圓周面上開有若干徑向的等分圓周的柱塞孔，每個柱塞孔中裝有柱塞組，各柱塞組的位置與定子內圓導軌曲面上升區段相對應時能使該組柱塞作用於導軌的壓力形成推動轉子旋轉的切向作用力，同時位於與排料口相通的柱塞組在定子導軌曲面下降區段的推動下向回移動而將柱塞孔內的塑料熔體經轉子的軸向進料孔排入分流體上的入料口。
本實用新型的目的還可以通過以下措施實現所述定子內圓周面上的組成導軌曲面的各弧面採用脈動係數為零的等加速--阿基米德--等加速組合曲線形成導軌曲面。
所述柱塞組由柱塞和鋼球組成，鋼球裝在柱塞前端的半球形凹槽內，柱塞組裝在轉子的徑向柱塞孔內而可徑向移動，鋼球頂觸於定子內孔的導軌曲面。
本實用新型有以下積極有益的效果熔體壓力傳動式塑料網擠出編織機頭與其它型式塑料網擠出編織機頭相比，主要差別就是它沒有外驅動裝置，因而它也就具備了其它型式機頭所不具備的優點(1)結構簡單由於該實用新型以熔體壓力為動力，不採用外驅動，因而省去了驅動馬達減速裝置、傳動裝置等零部件，結構簡單、緊湊。
(2)無漏料問題由於採用了熔體壓力為動力無驅動聯接密封面，因此，塑料熔體的外洩漏問題得以避免。
(3)適應範廣由於機頭外形整體固定，能量轉換裝置設在機頭內部，傳動力矩大，不僅適用於中、小規格塑料網擠出編織機頭，而且也適用於大規格塑料網擠出編織機頭。
(4)產品質量好模芯轉速與塑料熔體擠出量關係為定值，網結距與塑料熔體擠出量為正比關係，為提高產品質量創造了良好條件。
(5)熔體壓力傳動式塑料網擠出編織機頭，通過在機頭內部設置的能量轉換轉置，將塑料擠出機輸送到機頭內的塑料熔體的壓力能轉換成機械能，帶動機頭模芯作旋轉運動，而機頭口模固定不動，塑料熔體從模芯和模口各自的排料孔排出時即產生相對運動，當模芯和模口的排料孔重合時，兩股塑料熔體匯合，粘連即形成「網結」。旋轉模芯以塑料熔體為載體，它的轉速與熔體排出的體積間的關係為定值，因此，生產出的塑料擠出編織網在網絲斷面形狀尺寸不變時，網結距離亦為定值，為產品質量提高創造了良好的保證條件。
(6)適用於各種規格，包括大口徑圓筒塑料編織網的生產，且排料量與模芯運轉速度相互關係值準確，使產品質量進一步提高。
以較佳實施例結合附圖進行說明
圖1是本實用新型應用於塑料網擠出編織機頭的實施例示意圖；圖2是
圖1是側視圖；圖3是
圖1的A-A剖截視圖；圖4示編織成的塑料網的結構示意圖；圖5是圖3中柱塞及轉子運動示意圖；圖示柱塞往位，進料位置；圖6同圖5，示柱塞復位，排料位置；圖7是圖3中柱塞受力分析圖。
附圖編號1．螺母2．旋轉模芯3．模口4．滑動軸承5．推力軸承6．向心軸承7．機頭體 8．傳動軸 9．分流體10．轉子 11．定子 111．導軌曲面12．底座 13．柱塞組 13a．柱塞13b．鋼球 14．密封環 15．推力軸承16．彈性元件 17．定距環 18．推力軸承19．鍵 20．鍵a．底座12上開設的進料分配孔b．轉子10上的軸向料孔c．分流體9上的進料孔d．分流體外表面的熔體流道e．機頭環形模的凹槽F．定子導軌曲面作用於柱塞的反作用力F′.F沿柱塞軸線的分力F″.F垂直柱塞軸線的分力請參照
圖1圖2，本實用新型的熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，其機殼自下而上依次由底座12、定子11、分流體9、機頭體7和模口3，分別以螺釘連接為整體。
底座12中心設有連接接擠出機的機頭連接體的內螺孔，該內螺孔連通錐形分流體內腔121；定子11呈空心圓環形，定子內孔表面為由若干均勻分布的凹弧面連續構成導軌曲面，每個弧面由上升區段、過渡區段和下降區段組成，該內孔中間隔一定間隙裝有轉子10；分流體9為下端有法蘭盤，上端外圓呈倒錐形曲面的圓柱體；機頭體7為內腔呈上大下小錐面圓孔的圓柱體，其內腔與分流體9的倒錐形曲面間形成下寬上窄的環形腔狀的熔體流道d；模口3為有內階梯孔的圓柱體，該階梯孔的下端與機頭體7的上凸止口配合，在模口3的內孔中間隔適當縫隙裝有旋轉模芯2，旋轉模芯的外圓周上設置有等分圓周的若干軸向的模線凹槽e，模口的內圓周上設置有等分圓周的數量與旋轉模芯模線相同的軸向的模線凹槽e，該旋轉模芯的外圓周與模口的內圓周轉動配合，轉動時各模線凹槽作重合--分離--重合的相對運動。該旋轉模心2的下端通過滑動軸承4，推力軸承5與分流體9的上端面貼合，該縫隙為塑料網擠出口；傳動軸8穿過分流體9的中心孔並由裝在分流體9上、下端的軸承6和8支承，該傳動軸上端以鍵19固接於旋轉模芯2，下端以鍵20固接於轉子10，並由定距環17定位，轉子10的上、下端面與分流體9和底座12間有小間隙分別以彈性元件16，密封環14實現密封，該彈性元件及密封環分置於推力軸承15兩側；底座12的內腔有軸間通孔a連通轉子10的軸間通孔b，該通孔b對應分流體9的軸向孔c而與熔體流道d連通，該熔體流道連通模口3與旋轉模芯2之間的擠出間隙e；請參照圖3，在轉子10的圓周面上開有若干徑向的等分圓周的柱塞孔，每個柱塞孔中裝有柱塞組13，所述柱塞組13由柱塞13a和鋼球13b組成，鋼球13b裝在柱塞13a前端的半球形凹槽內，柱塞13a裝在轉子10的徑向柱塞孔內而可徑向移動，鋼球13b頂觸於定子內孔的導軌曲面111。當柱塞組13的位置與定子11內圓導軌曲面111的上升區段相對應時能使該組柱塞作用於導軌的壓力形成推動轉子旋轉的切向作用力，如圖3所示，(虛線孔a為底座12上開設的進料孔，實線孔b為轉子10上的軸向料孔，陰影部分c為所述分流體9上的軸向料孔)，圖5為在導軌曲面的上升區段，當a孔口與b孔相通時，物料進入柱塞孔，此時，由於b孔的上端面被封死，物料的壓力即推動柱塞組13向外運動，使柱塞組13的鋼球13b緊壓在導軌表面上。在接觸點，導軌曲面給鋼球13b以反作用力F(見圖7)，由於其方向垂直於導軌表面，且通過鋼球13b的中心，導軌曲面的反作用力F分解為一個沿柱塞組13軸線的力F′和一個垂直於柱塞組13軸線的力F″,F′與柱塞組13受到的壓力平衡，F″力通過柱塞組13對轉子10軸線產生扭矩，使轉子10旋轉，與此同時，處在下降區段(見圖6)的柱塞組13受導軌推力向中心移動，此時b孔與c孔相通；且b孔下端面被封死，柱塞組13即把物料排入孔c；在任何瞬時總有孔b處於上升區段，所以轉子10能夠連續旋轉；同理見圖5，在任何瞬時總有孔b處於下降區段，所以物料能夠連續進入分流體6的螺旋流道d見
圖1。
在
圖1所示實施例中，孔a開設6個，孔b開設10個，孔c也開設6個，孔a的位置應設在導軌上升區段，具體位置是當柱塞組13處於導軌曲線上升區段始點，a孔和d孔恰好相交，孔c的位置是當柱塞組13處於導軌曲線下降區段始點，孔c和孔b恰好相交，本實施例中，孔a和孔d恰好相差30度，孔a和孔c均為圓孔；轉子10的旋轉方向如圖5圖6所示，交換孔a和孔c的位置，可使旋轉方向改變。
在較佳實施例中，所述定子內圓周面上的組成導軌曲面的各弧面採用脈動係數為零的等加速--阿基米德--等加速組合曲線形成導軌曲面111。
圖4示本編織機頭擠出的絲網形式。
權利要求1．一種熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，其構造包括機頭體、轉動模芯、模口、分流體，其特徵在於轉動模芯下端面與分流體上端面貼合，並由設在分流體內部的傳動軸帶動其旋轉，傳動軸由能量轉換裝置中的轉子驅動；旋轉模芯的外圓周上設置有等分圓周的若干軸向的模線凹槽，模口的內圓周上設置有等分圓周的數量與旋轉模芯模線相同的軸向的模線凹槽，該旋轉模芯的外圓周與模口的內圓周轉動配合，轉動時各模線凹槽作重合--分離--重合的相對運動。能量轉換裝置主要由底座、轉子、定子、柱塞組及相關件組成；其中底座與定子相連，底座與機頭連接體間設有熔體流通通道；在底座上設有熔體進料分配孔；定子與底座和分流體相連，分流體與機頭體相連，定子內孔表面為由若干段均勻分布的凹弧面連續構成導軌曲面，每個弧面由上升區段、過渡區段和下降區段組成；轉子外圓浮動於定子的內部，其兩端面與底盤和機頭體間分別有小的間隙，並以密封件密封，轉子中心孔與傳動軸以鍵固定連接；轉子圓周面上開有若干徑向的等分圓周的柱塞孔，每個柱塞孔中裝有柱塞組，各柱塞組的位置與定子內圓導軌曲面上升區段相對應時能使該組柱塞作用於導軌的壓力形成推動轉子旋轉的切向作用力，同時位於與排料口相通的柱塞組在定子導軌曲面下降區段的推動下向回移動而將柱塞孔內的塑料熔體經轉子的軸向進料孔排入分流體上的入料口。
2．如權利要求1所述的熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，其特徵在於所述定子內圓周面上的組成導軌曲面的各弧面採用脈動係數為零的等加速--阿基米德--等加速組合曲線形成導軌曲面。
3．如權利要求1所述的熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭，其特徵在於所述柱塞組由柱塞和鋼球組成，鋼球裝在柱塞前端的半球形凹槽內，柱塞組裝在轉子的徑向柱塞孔內而可徑向移動，鋼球頂觸於定子內孔的導軌曲面。
專利摘要一種熔體壓力驅動式塑料網擠出編織機頭,其構造包括機頭體、轉動模芯、模口、分流體,其轉動模芯下端面與分流體上端面貼合,並由設在分流體內部的傳動軸帶動其旋轉,傳動軸由能量轉換裝置中的轉子驅動,能量轉換裝置主要由底座、轉子、定子、柱塞組及相關件組成;本實用新型以擠出機擠出的塑料熔體自身壓力為動力,無需採用外設驅動,節約能源,實現連繫性安全生產,結構簡單、密封可靠,適用於各種規格,包括大口徑圓筒塑料編織網的生產。
文檔編號D04C3/40GK2311501SQ97249708
公開日1999年3月24日 申請日期1997年11月26日 優先權日1997年11月26日
發明者金學厚 申請人:金學厚, 張偉