长纤维增强热塑性塑料在线成型设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其包括一阶挤出机(10)和二阶挤出机(20)，所述一阶挤出机(10)具有加料口(101)，并通过物料通道(30)与所述二阶挤出机(20)的机筒相连通，所述在线成型设备还包括：玻纤切割机(40)和强制喂料机(70)，其包括水平设置的喂料通道(71)，其一端以大致垂直的方式与所述二阶挤出机(20)的机筒连通，另一端通过玻纤通道(50)与所述玻纤切割机(40)相连通，所述喂料通道(71)与物料通道(30)分离设置。根据本实用新型，实现了物料和玻纤的分时喂料，利于二者更好地包覆混合，有效防止因同时进入管道而堵塞的现象。
【专利说明】长纤维增强热塑性塑料在线成型设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热加工设备领域，特别涉及一种长纤维增强热塑性塑料在线成型设备。
【背景技术】
[0002]长纤维增强热塑性塑料(LongFiber reinforced Thermoplastics, LFT)是一种纤维长度大于2_的材料，其机械性能优异，具有良好的抗冲击性和抗热性。长纤维增强热塑性塑料的制造设备对于制备性能优异的长纤维增强热塑性塑料具有重要意义。
[0003]现有的长纤维增强热塑性塑料的制造设备通常进入同一段入料通道，使得物料和玻纤充分混合后实现进料。这种结构的缺陷在于，由于玻纤本身的流动性极差，在进入二阶挤出机过程中极易架桥，架桥后会导致进入二阶挤出机的玻纤量不均，从而直接导致产品的玻纤含量，使产品质量不稳定。
[0004]此外，玻纤与物料通过同一段通道进入到二阶挤出机中，由于玻纤易发生架桥现象，从而在进入二阶挤出机时易堵住共同的通道，导致玻纤与物料的混合物不能进入二阶挤出机。这样就必须停止让设备停止，人工将物料取出后才能重新开始生产，大大降低了生
产效率。
[0005]另外，由于在熔融状物料进入二阶挤出机后，二阶挤出机必须提供足够的热量来保温，如此二阶挤出机在对进入的物料加热过程中产生的热气流会从通道冒出，而同时玻纤又从同一通道进入，这样进一步阻碍了玻纤顺利进入二阶挤出机。
[0006]因此，有必要对现有技术的物料和玻纤的混合入料机构进行改进，以避免上述问题的产生。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，解决玻纤加入时产生的加不进、或者加料量不均等影响产品质量的缺陷。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供了一种长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其包括一阶挤出机10和二阶挤出机20，所述一阶挤出机10具有加料口 101，并通过物料通道30与所述二阶挤出机20的机筒相连通；
[0009]所述在线成型设备还包括:玻纤切割机40 ;和强制喂料机70，包括水平设置的喂料通道71，其一端以大致垂直的方式与所述二阶挤出机20的机筒相连通，另一端通过玻纤通道50与所述玻纤切割机40相连通，所述喂料通道71与物料通道30分离设置；以及
[0010]所述二阶挤出机20的下游还依次设置有坯料切断装置、机械手、压机。
[0011 ] 优选地，所述喂料通道71的外侧壁设置有加热器91，所述加热器91靠近所述二阶挤出机20设置。
[0012]优选地，所述喂料通道71上还设有与加热器91相连接的温控装置92。
[0013]优选地，所述温控装置92包括与温度感应器921，温度数显屏922和温度调节器923，温度调节器923与加热器91相连接，温度感应器921与温度数显屏922相连接，温度感应器921设置在喂料通道71加热段的外侧壁。
[0014]优选地，所述强制喂料机70设置于侧喂料机架93上，所述强制喂料机70还包括第三驱动电机73和螺杆72，所述螺杆72设置于所述喂料通道71内，所述第三驱动电机73为所述螺杆72提供传输的动力，所述喂料通道71上还具有喂料口，所述喂料口与玻纤通道50的出口相连通。
[0015]优选地，所述喂料通道71与二阶挤出机20位于同一水平面内，所述玻纤通道50位于垂直于所述水平面的竖直面内，并与所述喂料通道71和二阶挤出机20相垂直。
[0016]优选地，所述玻纤通道50的外侧壁上还设置有气动锤60,所述气动锤60对称设置于所述外侧壁的壁面上。
[0017]优选地，所述玻纤通道50的内侧壁上设置有防粘层。
[0018]优选地，所述喂料通道71通过玻纤入口与所述二阶挤出机20连通，所述物料通道30通过物料入口与所述二阶挤出机20连通，所述物料入口设置在玻纤入口的下游。
[0019]优选地，所述二阶挤出机20中还设置有柔性混炼元件80，所述柔性混炼元件80设置于所述机筒的内部。
[0020]根据本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，将玻纤加入口与物料加入口分开，并且物料加入口在前，玻纤加入口在后面，这样有利于物料与玻纤更好地包覆，防止了因同时进入二阶机将管道堵塞；由于玻纤很轻，因此强制喂料机的进料段不加热，防止由于热气上浮导致玻纤架桥现象。并且在强制喂料机靠近二阶挤出机的一侧设有加热器，让玻纤进入主机前预热处理，预热有利于玻纤与物料更好的混合，冷的玻纤进入主机中，熔融的物料遇到冷的玻纤后，接触表面就会迅速硬化，变硬后就降低了玻纤的混合效果O
[0021]本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备中，喂料通道上设有与加热器相连接的温控装置，对喂料通道加热段的温度进行监控，通过温度数显屏显示出，方便观测，可以根据实际的加工情况以及加工工艺，通过温度调节器对加热器的加热温度进行调整，提升产品质量；玻纤切割机位于喂料通道的正上方，便于玻纤料在重力的作用下直接进入喂料通道，强制喂料机的上方设有支撑平台，玻纤切割机固定在支撑平台上，方便玻纤切割机的放置和安装；玻纤通道处设有气动锤，通过气动锤对玻纤通道外侧壁的敲打，防止玻纤架桥；玻纤通道的内侧壁设有防黏层，将玻纤通道内壁防粘处理，防止玻纤粘在管道内壁上；一阶挤出机相对于二阶挤出机垂直设置，挤出的物料通过物料通道直接进入二阶挤出机，无需增设送料装置，简化了结构，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为现有技术的长纤维增强热塑性塑料制备设备的平面示意图；
[0023]图2为图1中该设备的侧视图；
[0024]图3为本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备的俯视图；
[0025]图4为图3所示设备的主视图；
[0026]图5为图3所示设备的侧视图；
[0027]图6为图3所示设备中部分结构的放大示意图。【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0029]图1为现有技术的长纤维增强热塑性塑料制备设备的平面示意图，图2为图1中该设备的侧视图。
[0030]如图1、图2所示，现有技术的热塑性塑料制备设备包括一阶挤出机1、位于一阶挤出机I下游的二阶挤出机2，其中一阶挤出机I设置有加料口 11。物料从上述加料口 11加入从而进入一阶挤出机I中，经一阶挤出机I的挤出加工后沿物料通道进入到二阶挤出机2。玻纤经玻纤切割机3切割后进入到二阶挤出机2。上述玻纤和物料进入二阶挤出机2时，通过同一段通道12进入到二阶挤出机2中。
[0031]如此可见，玻纤与物料通过同一段通道12进入到二阶挤出机2中，由于玻纤易发生架桥现象，从而在进入二阶挤出机2时易堵住共同的通道12，导致玻纤与物料的混合物不能进入二阶挤出机2。这样就必须停止让设备停止，人工将物料取出后才能重新开始生产，大大降低了生产效率。同时，由于在熔融状物料进入二阶挤出机2后，二阶挤出机2必须提供足够的热量来保温，如此二阶挤出机2在对进入的物料加热过程中产生的热气流会从通道冒出，而同时玻纤又从同一通道12进入，这样进一步阻碍了玻纤顺利进入二阶挤出机2。
[0032]图3是本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备的俯视图；图4是图3所示设备的主视图；图5是图3所示设备的侧视图。
[0033]参见图3-5，本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备包括下述组件:一阶挤出机10、二阶挤出机20、玻纤切割机40和强制喂料机70。此外，还包括坯料切断装置、机械手、压机等通用装置。二阶挤出机20与一阶挤出机10大致垂直的连接，并设置在一阶挤出机10的下游(即物料前进方向的下游)，一阶挤出机10的出口连接到二阶挤出机20的入口。
[0034]一阶挤出机10包括第一加料机筒103。上述第一加料机筒103上开设有加料口101，该加料口 101将一阶挤出机10的加工空间与外部相连通，通过该加料口 101可将待加工的物料投入到加工空间中进行加工。上述加料口 101上可设置对其进行打开或封闭的第一加料盖(未示出)，第一加料盖上还可设置进行计量加料的装置(未示出)，从而进行计量加料。一阶挤出机10还包括第一驱动电机102，该第一驱动电机102为物料的加工以及输送提供动力。物料通过一阶挤出机10的加工后，经过一物料通道30进入设置在下游的二阶挤出机20的机筒中。
[0035]二阶挤出机20用于接收从一阶挤出机10传输来的物料并对其进行加工。二阶挤出机20的机筒包括两段第二加料机筒201、202，该二阶挤出机20的加工空间通过物料通道30与一阶挤出机10的加工空间相连通。类似地，二阶挤出机20还包括第二驱动电机203，该第二驱动电机203为从来自一阶挤出机10的物料的进一步加工以及输送提供动力。
[0036]物料通道30设置在一阶挤出机10和二阶挤出机20的连接处，连接一阶挤出机10的物料出口和二阶挤出机20的物料入口，用于将来自一阶挤出机10的物料输送进入二阶挤出机20。
[0037]玻纤切割机40设置在钢平台90上，用于加工出规定长度的玻纤。玻纤切割机40中设置有进行切割的刀具。该玻纤切割机40用于对玻纤进行切割，切割长度为产品的需求长度，以便于后续的混合工序。玻纤切割机40上还设置有用于玻纤进行进料的开口、以及用于切割后的玻纤出料的出口，该出口突出设置在上述钢平台90内，并连接到一玻纤通道50以与强制喂料机70相连。本实用新型中，玻纤通道50优选的竖直设置，使得玻纤可以在重力作用下主动进入强制喂料机70，但是不限制于此。
[0038]强制喂料机70设置于侧喂料机架93上，用于将玻纤输入到二阶挤出机20中。强制喂料机70包括喂料通道71、螺杆(未图示)、第三驱动电机72。其中，喂料通道71 —端与上述第二加料机筒相连通，另一端通过玻纤通道50与玻纤切割机40相连通。从而，经玻纤切割机40切割的玻纤依次通过玻纤通道50、喂料通道71进入到二阶挤出机20。本实施方式中，喂料通道71与二阶挤出机20位于同一水平面内，喂料通道71与二阶挤出机20大致垂直的设置，玻纤通道50位于垂直于上述水平面的竖直面内，并同时与喂料通道71和二阶挤出机20相垂直。如此，进入玻纤通道50的玻纤依靠自身重力沿玻纤通道50滑落至喂料通道71中。进入喂料通道71的玻纤在强制喂料机70的传输驱动下被输送至二阶挤出机20中。本实用新型中，喂料通道71优选的水平设置，使得玻纤可以沿水平方向强制输入到二阶挤出机20。这种玻纤喂料结构避免了机筒中的加热气流阻碍玻纤进入机筒的现象，从而实现更加稳定可靠的喂料。
[0039]喂料通道71具有喂料口，该喂料口可用于供来自玻纤通道50的玻纤通过，并进入到喂料通道71中。第三驱动电机73为螺杆72提供进行传输的动力，玻纤进入喂料通道71后，螺杆72在第三驱动电机73的驱动下作旋转运动，并依靠其自身的传输螺纹按照传输方向实现上述将玻纤输送进入二阶挤出机20中加工空间的过程。
[0040]本实用新型的优选实施例中，喂料通道71与物料通道30分离设置，分别连接到二阶挤出机上。喂料通道71通过玻纤入口与二阶挤出机20连通，物料通道30通过物料入口与二阶挤出机20连通。特别的，物料入口设置在玻纤入口在前方(即物料前进方向的下游)，使得物料总是比玻纤先输入到二阶挤出机，这样有利于物料与玻纤更好地包覆，防止了因同时进入二阶机将管道堵塞。玻纤经玻纤切割机40切割后，依次通过玻纤通道50、喂料通道71进入到二级挤出机20的机筒中，并进一步与物料进行混合。
[0041]如上所述，本实用新型优选实施例的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备中，物料通道30和喂料通道71采用分离的方式进行设置，并与二阶挤出机20相连通，从而使物料和玻纤通过各自独立的通道进入到二阶挤出机的加工空间中进行加工，避免了因玻纤的架桥现象阻碍了物料进入到二阶挤出机20中，这种加料结构具有更高的进料效率。
[0042]同时，按照工艺的流水线方向，上述喂料通道71的玻纤入口设置于物料通道30的物料入口的上游，即物料入口设置在玻纤入口的前面。如此设置，使得物料总是先于玻纤进入二阶挤出机，有利于物料与玻纤更好地混合包覆，防止了因同时进入而在二阶挤出机20的机筒部分发生堵塞的现象。
[0043]进一步，优选地，物料通道30大致竖直的设置并垂直于水平设置的二阶挤出机20的机筒。这样，物料可以在重力作用下进入通道，最终进入到二阶挤出机20中，从而实现了物料的主动入料。
[0044]优选的，上述喂料通道71的外侧壁还设置有加热器91，其用于对即将进入二阶挤出机20的玻纤进行预热处理，且该加热器91靠近二阶挤出机20设置。设置加热器的目的在于，对玻纤进行预热有利于玻纤与物料更好的混合。相对物料而言，如玻纤的温度较低，玻纤与物料进行混合时，熔融的物料遇到温度较低的玻纤后，物料的接触表面就会迅速硬化，硬化后就降低了二者的混合效果，进而影响产品的质量。同时，考虑到玻纤的质量较轻，该加热器优选的不设置在玻纤通道处，防止由于热气上浮导致玻纤架桥现象。
[0045]图6为图3所示设备中部分结构的放大示意图。
[0046]如图6所示，喂料通道71上还设有与加热器91相连接的温控装置92，根据需要，可利用温控装置92对加热器91的加热温度和时间进行调节。具体地，温控装置92包括与温度感应器921，温度数显屏922和温度调节器923，温度调节器923与加热器91相连接，温度感应器921与温度数显屏922相连接，温度感应器921设置在喂料通道71加热段的外侧壁。加热器91的加热温度可通过温度数显屏922显示出，方便观测，从而可以根据实际的加工情况以及加工工艺，通过温度调节器14对加热器91的加热温度进行调整，提升产品质量。
[0047]进一步，为了避免玻纤在玻纤通道50中出现架桥现象，在玻纤通道50的外侧壁上还设置有气动锤60，气动锤60通过气压对玻纤通道50进行频繁的敲打。本实用新型的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备开始工作时，气动锤60随之启动，当玻纤在玻纤通道50中出现架桥现象、或者玻纤进料效率不高时，该气动锤60通过对玻纤通道50的敲打将形成架桥或者粘附在玻纤通道50内壁的玻纤施加作用力，使其沿玻纤通道50掉落下去，并进入到二阶挤出机20中。优选地，上述气动锤60对称设置于玻纤通道50外侧壁的壁面上，如此可以更好地防止玻纤架桥等现象，使玻纤进入主机更加顺畅。
[0048]优选的，在上述玻纤通道50的内侧壁上设置有防粘层(未图示)，该防粘层可减少玻纤与玻纤通道内侧壁之间的摩擦力，防止玻纤粘在管道内壁上，从而便于玻纤顺利从玻纤通道通过。
[0049]可选的，在二阶挤出机20机筒内还设置有柔性混炼元件80，该柔性混炼元件80设置于机筒的内部，通过该柔性混炼元件80可将物料与玻纤更好的柔炼在一起，达到混合均匀，且最大限度地使玻纤的长度不被破坏。具体地，上述二阶挤出机20的下游还依次设置有坯料切断装置、机械手、以及压机。熔融的物料与玻纤形成的混合物经柔性混炼元件80柔炼，由二阶挤出机20的模头挤出输送至坯料切断装置进行加工，然后通过机械手放入压机中，实现长纤维增强热塑性塑料直接在线成型。
[0050]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【权利要求】
1.一种长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其包括一阶挤出机(10)和二阶挤出机(20)，所述一阶挤出机(10)具有加料口(101)，并通过物料通道(30)与所述二阶挤出机(20)的机筒相连通，其特征在于，所述在线成型设备还包括: 玻纤切割机(40);和 强制喂料机(70)，包括水平设置的喂料通道(71)，其一端以大致垂直的方式与所述二阶挤出机(20)的机筒连通，另一端通过玻纤通道(50)与所述玻纤切割机(40)相连通，所述喂料通道(71)与物料通道(30)分离设置；以及 所述二阶挤出机(20)的下游还依次设置有坯料切断装置、机械手、压机。
2.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述喂料通道(71)的外侧壁设置有加热器(91)，所述加热器(91)靠近所述二阶挤出机(20)设置。
3.根据权利要求2所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述喂料通道(71)上还设有与加热器(91)相连接的温控装置(92)。
4.根据权利要求3所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述温控装置(92)包括与温度感应器(921)，温度数显屏(922)和温度调节器(923)，温度调节器(923)与加热器(91)相连接，温度感应器(921)与温度数显屏(922)相连接，温度感应器(921)设置在喂料通道(71)加热段的外侧壁。
5.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述强制喂料机(70)设置于喂料机机架(93)上，所述强制喂料机(70)还包括第三驱动电机(73)和螺杆(72)，所述螺杆(72)设置于所述喂料通道(71)内，所述第三驱动电机(73)为所述螺杆(72)提供传输的动力，所述喂料通道(71)上还具有喂料口，所述喂料口与玻纤通道(50)的出口相连通。
6.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述喂料通道(71)与二阶挤出机(20)位于同一水平面内，所述玻纤通道(50)位于垂直于所述水平面的竖直面内，并与所述喂料通道(71)和二阶挤出机(20)相垂直。
7.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述玻纤通道(50)的外侧壁上还设置有气动锤(60)，所述气动锤(60)对称设置于所述外侧壁的壁面上。
8.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述玻纤通道(50)的内侧壁上设置有防粘层。
9.根据权利要求1或6所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述喂料通道(71)通过玻纤入口与所述二阶挤出机(20)连通，所述物料通道(30)通过物料入口与所述二阶挤出机(20)连通，所述物料入口设置在玻纤入口的下游。
10.根据权利要求1所述的长纤维增强热塑性塑料在线成型设备，其特征在于，所述二阶挤出机(20)中还设置有柔性混炼元件(80)，所述柔性混炼元件(80)设置于所述机筒的内部。
【文档编号】B29C47/10GK203792676SQ201420225884
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】王冠立 申请人:王冠立