擠壓合成樹脂的擠壓設備的製作方法
2023-04-27 02:57:26 1
專利名稱：擠壓合成樹脂的擠壓設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及擠壓合成樹脂的擠壓設備，更具體地說，涉及包括兩個擠壓器、其中一個擠壓器的進料口與另一個擠壓器的出料口相連的擠壓合成樹脂的設備。
日本專利公開(Kokai)48-79864公開了一種普通的擠壓設備。這種擠壓設備包括有第一和第二擠壓器，每個擠壓器都有一個機筒，每個機筒裡都有一根螺杆。位於前部的第二擠壓器有一個進料口，它與位於後部的第一擠壓器出料口相連。該進料口具有一個橫截面大小與送入第二擠壓器機筒的成型材料橫截面大小相對應的橫截面。
因此，成型材料通過位於後面的第一擠壓器被軟化成半熔狀態，並通過第二擠壓器的進料口被送入該第二擠壓器的機筒和螺杆之間的空間。但是，當該空間充滿了半熔樹脂時，除了螺杆的螺旋稜或刮板外的螺杆外表面上就出現了問題。更具體地說，在螺杆的外表面上發生了軸向不供料現象，而且這種半熔的樹脂粘附在螺杆的外表上。半熔的樹脂在已經粘附上的樹脂上逐漸積累，因此使機筒和螺杆之間的空間橫截面積顯著減小。此外，已經粘附了長時間的樹脂會從螺杆上脫離，並被傳送到出料口，結果使樹脂的出料量不穩定，並且樹脂的質量降低。
日本專利公開(Kokai)48-79864上公開的第二擠壓器具有一個排氣孔，用於排出成型材料熔化時產生的氣體。這種普通的排氣孔被安置在機筒中靠近被用作成型材料的薄片被加熱並開始熔化的位置，並且垂直穿過機筒。此外，該排氣孔通常直接與一真空泵相連。
然而，排氣孔附近的某些熔融樹脂也從排氣孔被向外擠出，並且由真空泵抽吸，因而幹擾了真空泵的運行。當真空泵不能正常運行時，必須暫時停止該擠壓器的操作以清洗該真空泵，或者在清洗該真空泵期間將該真空泵轉接到另一個預先放置的輔助泵上以驅動擠壓器。這樣的過程明顯地妨礙了擠壓操作並且不可避免地提高了操作費用。
本發明的目的是要提供一個擠壓合成樹脂的擠壓設備，它能使從第二擠壓器出料口擠壓出來的熔化樹脂的出料量穩定，它能夠連續地被驅動而不需周期性地停止其運行。
以上目的是通過以下的擠壓樹脂的擠壓設備來達到的。該設備包括一個第一擠壓器，它有一個第一機筒，在第一機筒的近端有一個將成型材料送入該第一機筒的第一進料口，在第一機筒的遠端有一個將包含在第一機筒中的成型材料送出的第一出料口，被安置在第一機筒內並具有一個螺旋稜的一個第一螺杆，以及與該第一螺杆相連並驅動該螺杆的一個第一電機;
一個第二擠壓器，它有一個第二機筒，在該第二機筒的近端有一個將成型材料送入該第二機筒的第二進料口，在該第二機筒內有分配/進料裝置，它有多個通路，用於對第二進料口和第二機筒中的空間進行流體地連通，並通過這些通路將供給第二進料口的成型材料分配並輸送至第二機筒內，
在第二機筒的遠端有一個第二出料口，它排放出包含在第二機筒內的成型材料，安置在第二機筒中的具有螺旋稜的第二螺杆。
一個與第二螺杆相連並驅動該第二螺杆的第二電機，以及一個將第一擠壓器的第一出料口連接到第二擠壓器的第二進料口的連接部件。
此外，在第二機筒的側壁上有一個排氣孔，在這種擠壓設備的一種實施方案中，有一個氣密的真空室與該排氣孔相連。
在機筒側壁上形成該排氣孔，當螺旋稜通過旋轉向下運動時第二螺杆的螺旋稜的遠端正對著該排氣孔。排氣孔的軸相對於水平線傾斜成預定的角度，結果使排氣孔的外側端比其內側端處在更高一些的水平位置上。
圖1是按本發明的完整的擠壓設備的部分剖面平面圖;
圖2是沿圖1中Ⅰ-Ⅰ線剖開的第二擠壓器的垂直剖面圖;
圖3是該第二擠壓器進料口的部分剖面圖;
圖4是沿圖3中Ⅱ-Ⅱ線剖開的第二擠壓器的垂直剖面圖;
圖5是第二擠壓器襯套和分配套的部分剖面圖;
圖6是第二擠壓器的一個垂直剖面圖，示出了一種改進的分配套。
現在參照附圖來詳細描述本發明的一個實施方案。
如圖1所示，按照本發明的擠壓設備包括了第一擠壓器2和第二擠壓器12。擠壓器2裝有第一機筒4，在機筒4的近端有將成型材料送入機筒4的第一進料口5，在機筒4內安裝有傳送由口5送入的成型材料的第一螺杆6，在擠壓器2的近端安裝有驅動螺杆6的第一電機8，在擠壓器2的遠端有出料口10。擠壓器12還包括有第二機筒14，在它的近端具有將成型材料送入機筒14中的第二進料口22。機筒14內裝有第二螺杆16，在擠壓器12的遠端安裝有驅動螺杆16的第二電機18。連接部件20具有連接機筒4的出料口10和機筒14的進料口22的第一連通通路24，在部件20上安裝有測量通路24中樹脂壓力的第一壓力計26和控制要加到擠壓器12上的樹脂壓力的壓力控制閥28。
按照以下關係設計擠壓器2機筒4的內徑D1和擠壓器12機筒14的內徑D2D1/D2＜1更具體地說是按照下面的等式來設計的D1/D2＝0.9至0.65例如，當D1＝100毫米時，D2＝130毫米左右。
擠壓器12的擠壓口30通過具有通路34的連接部件36與擠壓模32連接。在擠壓口30附近以及在第二連接部件36的中部裝有測量內部樹脂壓力的第二和第三壓力計38和40。在部件36上還配備有測量通路34內部熔化樹脂溫度的溫度計42。
在擠壓器12的進料部分46裡提供有排放樹脂熔化時產生的氣體的排氣孔44，更具體地說，排氣孔44在缸體的側壁上，當螺旋稜72藉助於螺杆16向下按圖2所示箭頭方向轉動時螺杆16的螺旋稜或刮板72就正對著排氣孔44。在本實施方案中，孔44被安排得使它的軸與水平線或垂直線都成大約45°角的傾斜，同時在和螺杆16旋轉方向相反的方向上相對於螺杆16的法線也傾斜成45°角。但是相對於螺杆16法線的傾斜角(A)可在30°到90°範圍內任意選擇。
如圖2所示，孔44的外側端與氣密的真空室48相連。室48由側壁52、底蓋50和頂蓋62構成，並且有一個與周圍大氣隔絕的空間49，通常將空間49設置成真空。孔44的開口56在室48的側壁的較高水平位置，而不在其中間位置。底蓋50被安裝在側壁52的底部，通過像螺栓這樣的適當鎖緊元件78來打開或關閉底蓋50。冷卻盤管54和55分別被安置在側壁52和底蓋50的外表面上，它們的內表面起熱交換表面的作用，用於冷卻從孔44洩出的樹脂，這些熱交換表面是在孔44的開口56下邊的一個預先確定的距離處。另一方面，與真空泵50相連的泵連接口60是在高於開口56的側壁部分。用於封閉真空室48上開口的頂蓋62部分地由透明材料構成，這個透明部分起一個窗口的作用，用於對該氣密的真空室的內部進行外部觀察。
下面對擠壓設備的運行進行說明。
首先，從第一擠壓器2的進料口5送入作為原材料的熱塑性合成樹脂或這種樹脂與一種填充材料粉末的混合物。電機8和18分別轉動第一和第二螺杆6和16，並用普通的方法將機筒4和14的選定部位加熱到預定的溫度，因此，由擠壓器2製備出來的處於半熔狀態的樹脂從出料口10排出，並通過連通通路24被送到第二擠壓器12的進料口22。饋送到擠壓器12機筒中的半熔樹脂由第二螺杆16向該機筒的遠端傳送。樹脂通過機筒14時產生的氣體通過在供料部分46上開的排氣孔44並且通過氣密真空室48被真空泵58抽吸並排出。
另一方面，螺杆16使除去了氣體的熔化的樹脂進一步混合，這種最終得到的樹脂然後從擠壓口30、通過通道34被饋送至壓模32。熔融的合成樹脂一到壓模32就被壓製成所希望的形狀。
當熔融的樹脂通過孔44的內側端附近時，部分熔融樹脂被擠入孔44，但是由於孔44如圖2所示傾斜成一預定角度，所以大部分擠進去的樹脂由於它自身的重量又返回到機筒14中，然後由螺杆16再次碾壓，並與其它樹脂部分進行混合。此後，樹脂被均勻混合併饋至壓模32。
在本實施方案的設備中，饋入壓模32的樹脂量由螺杆16的旋轉頻率控制，並且要控制擠壓器2的螺杆6的旋轉速度使得由第二壓力計38指示的壓力數值總保持基本恆定。此外，需要時可控制壓力控制閥28以穩定壓力計38所指示的壓力。這種控制可以由操作員一面觀察壓力計38的壓力並且觀察從孔44被擠入氣密真空室中的熔融樹脂量一面手動進行。另一個辦法是安裝一個配備有多個傳感器的自動控制裝置來自動控制螺杆6的轉動頻率。
此外，在本發明的擠壓設備中，由於第一擠壓器2的機筒內徑D1小於第二擠壓器12機筒內徑D2，所以擠壓器12受到從擠壓器2擠出的樹脂量的變化的不利影響較小。由於各個螺杆的轉動速度易於精確控制，所以可以選擇擠壓器2螺杆轉動頻率來穩定壓力，使得從排氣孔擠出的樹脂量減少。
除此之外，由於第一和第二擠壓器的機筒具有不同的直徑，因此，第一擠壓器的螺杆轉動速度可以相對地增加。由於這一緣故，提高了原料薄片的可塑效率和熔融效率。
另一方面，第二擠壓器機筒的內徑做得較大，所以第二擠壓器螺杆轉得更慢些，大約比第一擠壓器的螺杆慢10至50%。因此，傳送到第二機筒內的樹脂可由加熱器充分地加熱，但不會因第二螺杆的低速轉動而產生過熱，因此樹脂很少變劣。
在這一擠壓設備中，在整個設備運行時，半熔的薄片和填充材料相對於機筒14和螺杆16沿軸向傳輸，在此傳輸過程中通過孔44排出樹脂熔化時產生的氣體。一部分處於熔化或半熔化狀態的樹脂66如前所述被擠入孔44中，但是在孔44中的樹脂或填充材料因為孔44如圖2所示是傾斜的所以由於重力而被迫返回。此外，由於孔44在與螺杆轉動相反的方向上相對於螺杆的法線傾斜一個預定的角度，所以從孔44湧出的樹脂在螺杆16轉動時由螺旋稜72刮去，因而大部分剩餘的樹脂返回到機筒14中。
但是，在孔44中收集並附著在它內壁表面上的熔融的或半熔的樹脂逐漸擴充變多，推壓並打開通常是關閉的閥76，然後被擠入氣密的真空室48。
擠進室48的樹脂向下流動並被貯存在那裡。同時，氣體和樹脂被分開，氣體由泵58抽走。
當貯存在室48中的樹脂趨近於排氣孔的連接口56時，泵58暫時停止工作以使室48裡的壓力與周圍大氣相等，鬆開緊固件78，打開底蓋50，從室48中去除固化了的樹脂。此後，蓋上底蓋50並用緊固件78緊固，重新啟動泵58。
如前所述，在本發明的擠壓設備中，從排氣孔擠出的樹脂在室48中被固化，由於這一原因，能夠很容易地將樹脂排除掉，而且由於擠入氣密真空室的樹脂幾乎沒有被汙染的環境空氣所汙染，所以能夠再次使用。此外，由於頂蓋62包括有一個透明部分，所以能夠很容易地觀察到室48的內部。還可以將頂蓋62以及底蓋50打開以利於清潔室48的內部。
當孔44相對於機筒14的法線的傾斜角A被設定在如前面所述的範圍時，進入到孔44的樹脂可能易於返回到缸體內。當角度A設置在上面的範圍之外時，進入到孔44的樹脂量就增加。
當孔44相對於水平線的傾斜角被設置成45°左右時，將室48裝配到孔44上就很容易，並且可減少進入的樹脂量。
作為這一實施方案的改進，可以提供並安裝兩個這樣的氣密真空室48，以便使它們可交替地滑至孔44的開口56上。當其中一個氣密真空室48接近裝滿樹脂並要將樹脂排除時，就可將另一個氣密真空室連接到開口56上，以便代替前一個室。於是在這一改進中可進一步提高擠壓設備的效率。
現描述本發明的圍繞第二擠壓器12進料口22的一個結構。
如圖3所示，在擠壓器12的機筒14裡面安裝了環形襯套84，在襯套84的近端形成了相對於該襯套軸是傾斜的傾斜表面84a，由表面84a和機筒14內表面限定的空間85與口22相連，見圖5所示。在襯套84的近端，從該近端的面到一預定的深度，形成一個直徑較大的分配套插入部位86，環形的分配襯套88就被插入該部位86裡，並且還有一部分從襯套84的近端突出出來。如圖3所示，襯套88的近端90支撐著驅動部分80的端面92。由襯套88的外部表面進一步限定的空間85形成了分配通道96，用於沿襯套88的外部表面分配從口22送入的熔融樹脂。在襯套88的近端的周邊上有多個進料槽98，通過這些進料槽使通道98與機筒14中的空間相通。
如圖4所示，在這一實施方案中，在該周邊上以相等的角度間隔形成16個進料槽98，槽98的數目最好在8到20之間，但是根據機筒的內徑和樹脂的性質，這一數目可以在上面的範圍之外。
如圖4所示，每一個槽98徑向向外擴大，因而具有漏鬥形。作為改進，形成的槽98要使得它的軸在與螺杆16轉動方向相反的方向上、相對於螺杆16的法線傾斜成一確定的角度，如圖6所示。
在這一實施方案中，穿過第二個擠壓器12的機筒14和襯套84即形成了狹長的排氣孔44，如圖5所示。
在第二擠壓器如上面所說的那樣構成的進料口附近，將半熔的樹脂從第一擠壓器2通過口22送至通道96，再從襯套88的多個槽98擠入機筒14。半熔的樹脂68隨後突伸到每個槽98裡，形成圖4中虛線表示的小凸出部，由螺杆16的螺旋稜72將其刮下，然後再向口30傳送。
在這種擠壓設備中，加到口22上的半熔樹脂首先被加到通道96。由於通道96的寬度從口22向下逐漸減小，所以在分配通道內的樹脂向下移動，並連貫地從這些進料槽加入到機筒中，因此樹脂量根據分配通道的容積而減小。結果使整個通道96上任何地方的樹脂饋送壓力均勻一致，而且從每一個槽98送入機筒14中的樹脂量均相等。
如圖5所示，由於多個進料槽98是在襯套88的末端形成的，所以在要改變顏色或改變樹脂材料的拆卸和清洗這些進料槽98是很容易的。
如前面所敘述過的那樣，在本發明的擠壓設備中，從第一擠壓器2擠壓出的半熔樹脂通過連通通道24被加到第二擠壓器12的進料口22。這種半熔的樹脂被送入擠壓器12的分配通道96，然後從分配襯套88周邊上形成的進料槽98伸入到機筒14的內部，在其內部形成了小的凸出部。樹脂連貫地由旋轉螺杆16的螺旋稜72刮下，再次成為薄片。這些成為薄片的樹脂隨螺杆16的轉動不斷地沿軸向傳送。
因此，在本發明的擠壓設備中，由於半熔樹脂是從第一擠壓器通過多個進料槽分配的，然後再送入第二擠壓器的機筒，所以由每個進料槽輸送的量不大，並且從進料槽向裡伸入形成小凸起部的樹脂在它與螺杆表面接觸之前不斷地被螺旋稜刮下來。因此，不像傳統的擠壓設備那樣，半熔的樹脂具有既不粘附到螺杆的外表面、也不與之一起旋轉的趨勢，而是要形成小薄片，因當可以由每個螺旋稜進行可靠的傳送。其結果是，由第二擠壓器排放的樹脂量是穩定的，樹脂的質量也是均勻一致的。
除此之外，由於在進料口附近的一個部位有一個用於排除伴隨產生的氣體的排氣孔，因此在排氣孔附近的成薄片狀的半熔樹脂的表面面積增加了，結果是使包含在其中的氣體完全都排放掉。
權利要求
1.一個擠壓設備，包括一個擠壓器，它具有一個缸體；一個在所說缸體的近端處的用於將成型材料送入所說缸體的進料口；一個在所說缸體的遠端處的用於將包含在所說缸體內的成型材料排放出去的出料口；一個在所說缸體內，具有螺旋葉片的絲杆；一個與所說絲杆相連並驅動它的電機；其特徵在於還包括一個在所說缸體的側壁部分上形成的排氣孔，當所說螺旋葉片藉助於所說絲杆的轉動向下移動時所說絲杆的螺旋葉片的遠端正對著該排氣孔，所說排氣孔的一個軸相對於一垂直線傾斜成一預定角度，因此，所說排氣孔外側端即處於比其內側端更高的水平面上；一個與所說排氣孔相連的氣密真空室；以及一個與所說氣密真空室相連的真空泵。
2.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於所說排氣孔相對於該水平線的傾斜角被設置成45°。
3.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於所說排氣孔的軸線還在與所說絲杆轉動方向相反的方向上相對於所說絲杆的法線傾斜成一預定角度。
4.一個如權利要求3所述的設備，其特徵在於所說排氣孔相對於所說法線的傾斜角度被設置在30°至90°的範圍內。
5.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於所說氣密真空室包括一個可打開和關閉的底蓋，以及一個部分地由透明板構成、以便通過它能夠觀察真空室內部的頂蓋。
6.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於所說排氣孔外側端的開口是在比所說氣密真空室中間部分略高些的水平位置的側壁部分上形成的，並且與所說真空泵相通的連接口是在比所說開口更高的水平位置的側壁部分上形成的。
7.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於在所說氣密真空室側壁的至少一個區域上安裝有一個冷卻盤管。
8.一個如權利要求1所述的設備，其特徵在於所說的冷卻盤管是安裝在所說氣密真空室的所說底蓋上。
9.一個如權利要求1所述的設備，特徵在於還包括一個連接所述擠壓器的進料口的連接部件;另一個具有出料口的擠壓器連接到上述連接部件上。
全文摘要
一用於擠壓合成樹脂的擠壓設備，包括第一擠壓器和第二擠壓器。第二擠壓器有一帶排氣孔的機筒。一在該機筒近端並與第一擠壓器出料口相連的進料口，一在機筒內的分配進料裝置，它有多個將進料口與機筒中的空間進行流體連通的通道，該分配/進料裝置用於分配和輸送送入進料口的成型材料到機筒中，在機筒的遠端有一出料口，在機筒中有一螺杆，還有一驅動螺杆的電機。在排氣孔的外側裝有一與真空泵相連的氣密真空室。
文檔編號B29C47/76GK1049821SQ90102280
公開日1991年3月13日 申請日期1987年2月11日 優先權日1986年2月12日
發明者板倉和明, 高橋實 申請人:住友化學工業株式會社, 株式會社普拉科