一种可自动调压的多用途挤出机模头的制作方法

本发明涉及挤出机械，特别是涉及一种可调压挤出机模头。

技术背景

现有技术中利用双螺杆挤出机制造高分子材料的模头装置设计单一，结构一体化，数量和位置固定，对于不同的生产需要需要进行模头整体的拆卸换装，整个过程费事费力，尤其对于大型的挤出机装置更换模头将大幅降低生产力。

目前现有挤出机大多从模头形状上或者在模头上添加附件以改变挤出机内部压力，如：对模具流道的形状进行设计；在出料口设立增压元件，这样改变挤出机内部压力的成本较高，而且适应性较差，并且由于不同材料的流动性、熔融温度不相同，所需压力也就不同，这样改变压力的方式对于不同材料通用性较差。

传统的挤出机过滤板虽然可以通过对孔径和数目的改变对压力进行调整，但其更以滤去机械杂质和提高混合或塑化效果为主要目的，避免产品品质不稳定的现象，减少对设备的损耗，并且它不能实现连续调控压力，调控压力的精度没法保证，所以设计一个能够及时调控压力、更换方便的模头，在高分子材料改性加工中非常重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术不足，提供一种成本低、方便更换和可调压力特点的挤出机模头。

为了解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案来实现的：

一种可自动调压的多用途挤出机模头，与过滤板相连接，由模口、模口流道、连接件和包含多段的过渡流道的模腔构成，其主要特征在于：所述模口安装有模口螺钉，开关流道机构,与过滤板相配合的模头内部压力调节机构，其中模口螺钉特征在于：所述模口流道具有内螺纹，所述内螺纹可与所述螺钉相配合，所述模口螺纹段长度小于所述螺钉外螺纹段长度。所述开关流道机构安装在所述模头的每一个所述模口流道下方，并由阀芯、弹簧、端盖、进油路、出油路组成，最后由端盖旋紧密封。通过油液的通断实现所述阀芯的上下运动阻断流道实现所述模头内部压力变化，所述开关流道机构的控制装置为液压回路中的电磁换向阀。所述液压回路由液压泵、油箱、溢流阀、所述电磁换向阀和单向阀组成。所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构安装在所述模头内部，与所述过滤板相对应，受可编程逻辑控制器控制，所述可编程逻辑控制器的信号来源于挤出机模头装置的压力传感器，所述压力传感器安装在所述过渡流道的最后一段的中上方，所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构主要由过滤板对应板、过滤板对应机构进油路、止推轴承、转动叶片、过滤板对应机构出油路组成，所述过滤板对应板在圆周方向均匀分布通孔，通过转动所述过滤板对应板改变所述过滤板对应板与所述过滤板上条形孔与点孔的配合，从而改变通过物料的流量，进而调控挤出机内部压力的大小，所述过滤板对应板和所述止推轴承相配合进行旋转，通过密封圈密封，叶片通过正上方所述过滤板对应机构进油路通过的油液推动旋转，下方为所述过滤板对应机构出油路，通过调控油压调控转速。

上述模口螺钉安装进模头，物料通过所述模口螺钉中心流出，为了避免物料接触螺纹使螺纹失效，所述模口螺纹段长度小于所述模口螺钉上螺纹段长度，安装所述模口螺钉时尽量将螺纹拧到底，并且选择模头内物料已经冷凝时再进行更换。

上述开关流道机构的阀芯的闭合方式为：在常态下所述流道控制机构在所述弹簧的作用下流道将处于常开状态，当用于挤出机处于启动状态，若有不需要的模口时，通过控制所述模口对应的二位三通电磁换向阀，使压力油顶起所述阀芯，阻断流道。

上述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构的控制方式为：当模头的压力传感器检测到模头压力与所设定的压力标准不同时，将通过发送信号给可编程逻辑控制器，当模头压力与设定压力相差较大时，通过控制供给大油压使所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构以较快速度转动，当接近设定油压时，所述可编程逻辑控制器控制供给小油压使所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构以较慢的速度转动靠近所设油压。

一种可自动调压的多用途挤出机模头具有的优点：

1.模口具有可更换性。所述模口螺钉通过螺纹配合安装进模头，物料通过所述模口螺钉中心流出，可以设置多种样式的模口螺钉，例如方孔、圆孔、各种异型孔的模口螺钉，这样不仅更换方便而且可以使产出形状各异的产品得以实现，大大降低了模头成本，而且所述模口螺钉的加工与整个模头的加工相比更为方便。

2.模口可开闭。首先，所述流道控制机构提供了一种通过改变内部流道通断来调节挤出机内部压力的新方法；其次，同一机构有不同形状的模口，例如：可同时拥有方形模口、圆形模口和异型模口，可以更加符合实际需要选择模口开闭。

3.压力可实时调整。所述过滤板对应板在圆周方向均匀分布通孔，所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构通过自我的转动，通过点孔之间的配合，辅助实现过滤板的开闭，所述可编程逻辑控制器中设定的压力与模头上的压力传感器实时检测的压力值之间进行大小的对比，然后通过对液压泵电机转速的控制实现压力的调控，使压力最终达到预设压力。

附图说明：

图1：挤出机模头主视图

图2：挤出机模头剖视图

图3：挤出机与过滤板相配合的模头内部压力调节机构视图

图4：挤出机模头流道控制机构局部剖视图

图5：挤出机模口螺钉剖视图

图6：液压回路图

图中：1.模头 2.内流道 3.模口 4.阀芯 5.压力传感器 6.螺钉 7.流道控制机构进油路 8.弹簧 9.端盖 10.流道控制机构出油路 11.过滤板对应机构进油路 12.转动叶片 13.止推轴承 14.过滤板对应板 15.密封圈 16.过滤板对应机构出油路 17.模口螺钉 18.二位三通电磁换向阀 19.单向阀 20.液压泵 21.溢流阀 22.油箱

具体实施方式

如图1所示，本发明介绍一种可自动调压的多用途挤出机模头，它与连接在挤出机螺杆的末端的过滤板相连接，由模口(3)、模口流道、连接件和包含多段的过渡流道的模腔构成，它与连接在挤出机螺杆的末端的过滤板相连接，其主要特征在于：

如图5所示模口螺钉结构，所述模口螺钉结构是由模口(3)加工上内螺纹孔，用所述模口螺钉(17)配合而成，所述模口螺钉结构螺纹段长度小于螺钉上螺纹段长度，这样在安装所述模口螺钉(17)的时候将所述模口螺钉(17)拧到底，可以避免物料与螺纹的接触避免螺纹失效，并且在所述模口螺钉(17)中心加工上所需挤出物料横截面的形状相同的通孔，这样在需要更换不同形状物料生产时，只需要更换所述模口螺钉(17)即可，更换时应尽量选择模头(1) 已经冷却时进行更换，避免流体状态的物料与螺纹的接触。

如图4所示开关流道机构，所述自动开关流道机构安装在模头的每一个流道下方，所述自动开关流道机构机构由阀芯(4)、弹簧(8)、端盖(9)、流道控制机构进油路(7)、流道控制机构出油路(10)组成，其中所述弹簧(8)应略大于所述阀芯(4)套在所述阀芯(4)上，最后由所述端盖(9)旋紧密封，在常态下所述自动开关流道机构在所述弹簧(8)的作用下流道将处于常开状态，避免开机时物料到达模口时堵塞流道，使模头内的压力陡升，产生危险情况，油路中不通过压力油，在工作状态时若有不需要用的所述模口螺钉(17)时，通过控制所述二位三通电磁换向阀(18)，使油路中通过压力油将所述所述阀芯(4)顶起，即可阻断流道,也可以主动通过阻断流道的方式提升模头内部压力。所述液压回路由液压泵(20)、油箱(22)、溢流阀(21)、所述电磁换向阀(18)和单向阀(19)组成，所述液压回路的作用就是使所述二位三通电磁换向阀(18)做的运动能够对所述阀芯(4)进行控制。

如图2和图3所示与过滤板相配合的模头内部压力调节机构，所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构由过滤板对应板(14)、密封圈(15)、进油路(11)、止推轴承(13)、转动叶片(12)、出油路(16)组成，所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构安装在模头(1)内部，与过滤板相对应，所述过滤板对应板(14)在圆周方向均匀分布通孔，通过转动所述过滤板对应板(14)改变所述过滤板对应板(14)与所述过滤板上条形孔与点孔的配合，从而改变通过物料的流量，进而调控挤出机内部压力的大小，所述过滤板对应板(14)和所述止推轴承(13)相配合进行旋转，所述止推轴承(13)还可以进行轴向定位，通过所述密封圈(15)密封，所述转动叶片(12)通过正上方所述过滤板对应机构进油路(11)通过的油液推动旋转，下方为所述过滤板对应机构出油路(16)，所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构受所述可编程逻辑控制器控制，所述可编程逻辑控制器信号来源于挤出机模头装置的压力传感器(5)，所述压力传感器(5)安装在过渡流道的最后一段的中上方，这样测得的压力较为准确，即与所述内流道连接的一段的中上方，若模头压力低于所述可编程逻辑控制器所设定压力，则控制油泵转动速度，调节所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构的转动速度，所述可编程逻辑控制器按实际模头压力和设定压力的差值调节若要调节转动速度，差值越大控制油泵转速越大，差值越小控制油泵转速越小。

物料经过挤出机模头时的流动顺序应如下：物料通过过滤板时来到所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构，物料通过过滤板对应板(14)时，由于所述过滤板对应板与所述过滤板距离较近，所述过滤板对应板在圆周方向均匀分布通孔，所述过滤板对应板(14)上均布的条纹孔和点孔与过滤板上的点孔的配合决定了物料可以通过的物料量，在所述过滤板对应板上的条纹孔保证了两个板块在对应时一定有部分物料是可以通过的，避免了物料完全停留在机筒内压力陡升，当转动所述过滤板对应板(14)时可以控制配合孔的多少，如此通过控制通过的物料量对机筒内压力的建立进行控制，其控制方式是通过所述压力传感器(5)检测模头压力，然后将检测到的压力值传递到所述可编程逻辑控制器控制器，所述可编程逻辑控制器控制器通过比较目前压力和预设压力之间的差值，进而控制通过油泵的转速，压差较大则油泵转速较快，以产生更大的油压使所述过滤板对应板(14)转动快，压差小则转速慢,因为只有在模头物料充满状态下流出的物料才是稳定均与的，所以即使通过改变结构改变了模头压力，在挤出机设计保证的前提下，模头仍然迅速达到充满状态，故可以在用所述压力传感器检测压力，在安装时为了保证所述过滤板对应板(14)能绕中轴转动，在所述过滤板对应板上突出部分套上所述止推轴承(13)，并用所述密封圈(15)进行密封。物料通过所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构后均匀的来到所述内流道(2)部分，所述内流道(2)的通断主要是所述开关流道机构进行控制，这套装置主要控制所述阀芯(4)上下运动以闭合所述内流道(2)，用来达到：一、因模口形状不同，在生产活动中不需要用到所述内流道(2)，可以闭合所述内流道(2)，然后通过所述与过滤板相配合的模头内部压力调节机构调节内部压力，以达到生产目的；二、用来辅助调控内部压力，关闭所述内流道(2)通过改变流出物料的多少改变模头的内部压力，所述开关流道机构的具体结构为：将所述弹簧(8)套在所述阀芯(4)上，将其放在所述内流道(2)下方应孔洞中，最后用所述端盖(9)进行密封，图6液压回路，所述二位三通电磁换向阀(18)不作用，使进油路断开，出油路接通油箱(22)，在所述弹簧(8)预压力的作用下流道将保持通畅的状态，通过控制所述二位三通电磁换向阀(18)运动使进油道打开，所述过滤板对应机构出油路(16)断开，油液进入腔室，当油液压力大于所述弹簧(8)的预紧力时所述阀芯(4)向上运动封闭流道。最后物料通过所述模口螺钉(17)中心流出，所述模口加工内螺纹孔，用所述模口螺钉(17)相配合，物料通过所述模口螺钉(17)中心流出，所述模口螺钉(17)中心加工所需挤出物料横截面的形状。

最后介绍液压回路图，如图6所示，所述液压回路由液压泵(20)、油箱(22)、溢流阀(21)、所述电磁换向阀(18)和单向阀(19)组成,油路具体运行方式为液压泵(20)从油箱(22)中抽出压力油，由溢流阀(21)限定油液最大压力，当油液压力大于所限定的压力时，所述溢流阀(21)将动作，迫使多余的油液回流至所述油箱(22)，然后油液通过防止油液回流的单向阀(19)，来到所述二位三通电磁换向阀(18)，所述二位三通电磁换向阀(18)在常态使所述流道控制机构进油路(7)直接接通所述油箱(22)，使机构内部没有油液压力的作用，则所述阀芯(4)不会上升，流道始终是通畅的，通过所述二位三通电磁换向阀(18)的作用以后，所述流道控制机构进油路(7)将与液压泵(20)相连接，所述流道控制机构出油路(10)将阻断，通入压力油，所述阀芯(4)在压力油的推动下将阻断流道，此时关闭所述液压泵(20)即可，上方的油液在所述单向阀(19)的阻断下将无法回流，所述开关流道机构内部将保持和所述溢流阀(21)所设定的压力值一致。