一种挤塑装置的制作方法

本实用新型涉及塑料加工装置的制作技术领域，尤其指一种挤塑装置。

背景技术：

根据国内外PVC发泡板材挤出制品的广泛应用，原有的发泡挤出设备在原理和结构上已进入瓶颈制约，在生产工艺上已无提高空间，且现有的设备和工艺成本高。由于现有工艺已经使用发泡剂进行发泡，无法排除发泡剂产品的微量毒素和气味。目前，随着人类环境要求的提高和降低生产成本的要求，需在生产工艺和成本上有质的突破，来适应当前的所需。

现有一种专利号为CN200820084388.8名称为《具有碳化钨锥双螺杆与机筒的挤出机》的中国实用新型专利公开了一种具有碳化钨锥双螺杆与机筒的挤出机。具有碳化钨锥双螺杆与机筒的挤出机，包括锥双机筒头和锥双螺杆，所述的锥双机筒头的内腔离心浇铸有碳化钨合金层，所述的锥双螺杆表面喷涂有碳化钨合金层。该实用新型采用离心浇铸碳化钨合金工艺，超音速热喷涂工艺等高新技术，机筒与螺杆具有高耐磨，耐强腐蚀性，可以满足国内外木塑机械厂和木塑机械使用厂等客户的需求。然而，该挤出机需要利用发泡剂对塑料进行发泡处理，发泡剂产品会产生微量毒素和气味，影响挤塑效果，因此该挤出机的结构还需进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种无需使用发泡剂的挤塑装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：本挤塑装置，包括机筒和设置在机筒内腔中的螺杆，所述螺杆的端部伸出机筒与螺杆驱动装置相连接，所述螺杆的杆体分为进料段，熔融段，均化段与挤出段，所述进料段，熔融段，均化段与挤出段上设置有螺棱，所述机筒上设置有进料口与出料口，所述机筒的内腔和杆体的直径从进料口一侧至出料口一侧逐渐缩小，其特征在于：在机筒上：在靠近出料口的机筒侧壁上设置有能向机筒内腔注入高压氮气的注气孔，所述注气孔上设置有防止高压氮气溢出的密封装置，在机筒的中部设置有氮气和挤出气体离开的通气孔；

在螺杆上：均化段由均化一段、均化二段和均化三段组成，所述均化一段上设置有第六螺棱，所述均化二段上设置有第七螺棱，均化三段上设置有第八螺棱，所述第七螺棱的端部与第八螺棱的端部光滑相连接，所述第六螺棱、第七螺棱和第八螺棱的螺棱间距依次减小；

均化三段的尾部与注气孔相对应，均化一段的首部与通气孔相对应。

作为改进，所述机筒的内腔可优选为用于容纳两个螺杆的两个轴线平行、孔壁相交的锥形孔，所述锥形孔的轴向截面由两个圆心高度相同、直径大小相同的圆组成，两个圆的圆心距离小于单一圆直径而大于单一圆半径，两个螺杆的螺棱在进料段，熔融段，均化段分别交错地设置在一起。

进一步改进，所述熔融段可优选由熔融一段、熔融二段和熔融三段组成，所述熔融一段、熔融二段和熔融三段上分别设置有第三螺棱，第四螺棱和第五螺棱，所述第五螺棱，第三螺棱和第四螺棱的螺棱宽度、螺棱间距在不同螺棱段依次减小而在同一螺棱段上分别相等，在第四螺棱上沿螺棱方向间隔设置有提高塑料熔融效果的第一凹槽，所述挤出段上设置有第九螺棱，在第九螺棱上沿螺棱方向间隔设置有第二凹槽。

进一步改进，第三螺棱螺棱宽度可优选为7～9mm，第四螺棱螺棱宽度为5～7mm，第五螺棱螺棱宽度为9～11mm；第三螺棱螺棱间距为22～24mm，第四螺棱螺棱间距为20～22mm，第五螺棱螺棱间距为30～32mm，第六螺棱螺棱宽度为18～20mm，第七螺棱螺棱宽度为13～15mm，第八螺棱螺棱宽度为13～15mm，第六螺棱螺棱间距为55～60mm，第七螺棱螺棱间距为45～50mm，第八螺棱螺棱间距为47～52mm，第九螺棱螺棱间距为135～140mm，所述第一凹槽等间隔地排列在第四螺棱轴向投影所成的圆周上，所述第一凹槽的开口宽度为22～25mm，所述第一凹槽的深度为22～25mm，所述第二凹槽的凹槽宽度为22～25mm。

进一步改进，所述进料段可优选分为进料一段与进料二段，所述进料一段与进料二段上分别设置有第一螺棱和第二螺棱，所述第一螺棱的端部与第二螺棱的端部光滑相连接，第一螺棱螺棱间距为30～35mm，第二螺棱螺棱间距为25～30mm，第一螺棱螺棱宽度为12～15mm，第二螺棱螺棱宽度为7～10mm。

作为改进，交错设置的两个螺杆的进料段上相邻螺棱侧壁之间的距离可优选为2.1～2.3mm，交错设置的两个螺杆的熔融一段上相邻螺棱侧壁之间的距离为1.7～1.9mm，交错设置的两个螺杆的熔融二段上相邻螺棱侧壁之间的距离为1.7～1.9mm，交错设置的两个螺杆的熔融三段上相邻螺棱侧壁之间的距离为2.1～2.3mm，交错设置的两个螺杆的均化一段上相邻螺棱侧壁之间的距离为3.9～4.1mm，交错设置的两个螺杆的均化二段上相邻螺棱侧壁之间的距离为2.9～3.1mm，交错设置的两个螺杆的均化三段上相邻螺棱侧壁之间的距离为3.05～3.25mm，一个螺杆的螺棱顶面与另一个螺杆的杆体表面之间的间隔距离为1.4～1.6mm。

作为改进，所述熔融段，均化段与挤出段可优选由合金制成，所述挤塑螺杆的表面设置有氮化层，所述氮化层的厚度可优选为0.4～0.7mm。

作为改进，所述杆体的后端芯部可优选设置有能加热螺杆的油温调节装置。

作为改进，所述机筒可优选由机筒前段与机筒后段对合而成，机筒前段的后端设置有连接法兰，所述机筒后段的前端设置有与连接法兰相适配的接口法兰，连接法兰与接口法兰对合而形成的侧壁上设置连接面，所述通气孔设置在连接面上，通气孔周围的连接面上设置有固定抽气管道的连接螺孔，所述通气孔为两个，两个通气孔间隔设置在连接面上，且通气孔的一半位于机筒前段上，通气孔的另一半位于机筒后段上。

作为改进，所述密封装置可优选为设置在注气孔侧壁上的旋紧螺纹，高压氮气管道开口处的连接螺纹旋接在旋紧螺纹上而使管道与注气孔密封连接在一起。

与现有技术相比，本实用新型采用在靠近出料口的机筒侧壁上设置有能向机筒内腔注入高压氮气的注气孔，所述注气孔上设置有防止高压氮气溢出的密封装置，在机筒的中部设置有氮气和挤出气体离开的通气孔，这种结构的优点在于：

1、可以向机筒内腔中注入高压氮气，通过高压氮气实现对物料发泡操作，无需使用发泡剂，减小对机筒内壁的腐蚀，延长机筒的使用寿命；

2、使氮气在均化段与物料充分混合，完成物料发泡操作，并带走物料在熔融段挤压产生的气体，提高物料发泡质量；

3、不会挥发有毒气体，绿色环保，氮气加压后可以循环使用，生产成本低；

4、连通氮气的管道通过螺纹与注气孔相连接，确保氮气进入机筒中，使用效果好，注气效率高，能快速提高机筒内的压力；

5、机筒分为机筒前段与机筒后段，可以分段加工和更换，进一步降低生产成本。

另外本实用新型采用均化段由均化一段、均化二段和均化三段组成，所述均化一段上设置有第六螺棱，所述均化二段上设置有第七螺棱，均化三段上设置有第八螺棱，所述第七螺棱的端部与第八螺棱的端部光滑相连接，所述第六螺棱、第七螺棱和第八螺棱的螺棱间距依次减小，均化三段的尾部与注气孔相对应，均化一段的首部与通气孔相对应，这种结构能实现均化段物料与氮气的充分混合，提高高压氮气在均化段的物料发泡效率，使物料塑化、发泡良好，挤出顺畅；杆体的后端芯部设置有能加热螺杆的油温调节装置，物料进入机筒内腔后能快速升温，改善物料刚进入机筒时的塑化效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正面投影图；

图2为图1中螺杆的正面投影图；

图3是图1中机筒的背面投影图；

图4中图2中I部分的放大图；

图5是图2中II部分的放大图；

图6是图2中III部分的放大图；

图7是图2中IV部分的放大图；

图8是图5中沿H-H线的剖面图；

图9是图3中沿E-E线的剖面图；

图10是图3中沿F-F线的剖面图；

图11是图3中沿G-G线的剖面图；

图12是图3中连接面的俯视图。

图13是图1中两个螺杆的螺棱交错设置的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图13所示，本实施例的挤塑装置，包括机筒2和设置在机筒内腔中的螺杆，所述螺杆的端部伸出机筒2与螺杆驱动装置相连接，所述螺杆的杆体1分为进料段A，熔融段B，均化段C与挤出段D，所述进料段A，熔融段B，均化段C与挤出段D上设置有螺棱，所述机筒2上设置有进料口21与出料口，所述机筒2的内腔和杆体1的直径从进料口21一侧至出料口一侧逐渐缩小，在机筒2上：在靠近出料口的机筒侧壁上设置有能向机筒内腔注入高压氮气的注气孔22，所述注气孔22上设置有防止高压氮气溢出的密封装置，在机筒2的中部设置有氮气和挤出气体离开的通气孔23；在螺杆上：均化段C由均化一段C1、均化二段C2和均化三段C3组成，所述均化一段C1上设置有第六螺棱16，所述均化二段C2上设置有第七螺棱17，均化三段C3上设置有第八螺棱18，所述第七螺棱17的端部与第八螺棱18的端部光滑相连接，所述第六螺棱16、第七螺棱17和第八螺棱18的螺棱间距依次减小；均化三段C3的尾部与注气孔22相对应，均化一段C1的首部与通气孔23相对应。

机筒2的内腔为用于容纳两个螺杆的两个轴线平行、孔壁相交的锥形孔，所述锥形孔的轴向截面由两个圆心高度相同、直径大小相同的圆组成，两个圆的圆心距离K小于单一圆直径R而大于单一圆半径r，两个螺杆的螺棱在进料段A，熔融段B，均化段C分别交错地设置在一起。熔融段B由熔融一段B1、熔融二段B2和熔融三段B3组成，所述熔融一段B1、熔融二段B2和熔融三段B3上分别设置有第三螺棱13，第四螺棱14和第五螺棱15，所述第五螺棱15，第三螺棱13和第四螺棱14的螺棱宽度、螺棱间距在不同螺棱段依次减小而在同一螺棱段上分别相等，在第四螺棱14上沿螺棱方向间隔设置有提高塑料熔融效果的第一凹槽141，所述挤出段D上设置有第九螺棱19，在第九螺棱19上沿螺棱方向间隔设置有第二凹槽191。第三螺棱螺棱宽度L3为7～9mm，第四螺棱螺棱宽度L4为5～7mm，第五螺棱螺棱宽度L5为9～11mm；第三螺棱螺棱间距S3为22～24mm，第四螺棱螺棱间距S4为20～22mm，第五螺棱螺棱间距S5为30～32mm，第六螺棱螺棱宽度L6为18～20mm，第七螺棱螺棱宽度L7为13～15mm，第八螺棱螺棱宽度L8为13～15mm，第六螺棱螺棱间距S6为55～60mm，第七螺棱螺棱间距S7为45～50mm，第八螺棱螺棱间距S8为47～52mm，第九螺棱螺棱间距S9为135～140mm，所述第一凹槽141等间隔地排列在第四螺棱14轴向投影所成的圆周上，所述第一凹槽141的开口宽度T1为22～25mm，所述第一凹槽141的深度M为22～25mm，所述第二凹槽191的凹槽宽度T2为22～25mm。所述进料段A分为进料一段A1与进料二段A2，所述进料一段A1与进料二段A2上分别设置有第一螺棱11和第二螺棱12，所述第一螺棱11的端部与第二螺棱12的端部光滑相连接，第一螺棱螺棱间距S1为30～35mm，第二螺棱螺棱间距S2为25～30mm，第一螺棱螺棱宽度L1为12～15mm，第二螺棱螺棱宽度L2为7～10mm。交错设置的两个螺杆的进料段A上相邻螺棱侧壁之间的距离为2.1～2.3mm，交错设置的两个螺杆的熔融一段B1上相邻螺棱侧壁之间的距离为1.7～1.9mm，交错设置的两个螺杆的熔融二段B2上相邻螺棱侧壁之间的距离为1.7～1.9mm，交错设置的两个螺杆的熔融三段B3上相邻螺棱侧壁之间的距离为2.1～2.3mm，交错设置的两个螺杆的均化一段C1上相邻螺棱侧壁之间的距离为3.9～4.1mm，交错设置的两个螺杆的均化二段C2上相邻螺棱侧壁之间的距离为2.9～3.1mm，交错设置的两个螺杆的均化三段C3上相邻螺棱侧壁之间的距离为3.05～3.25mm，一个螺杆的螺棱顶面与另一个螺杆的杆体表面之间的间隔距离N为1.4～1.6mm。所述熔融段B，均化段C与挤出段D由合金制成，所述挤塑螺杆的表面设置有氮化层10，所述氮化层10的厚度P为0.4～0.7mm。所述杆体1的后端芯部设置有能加热螺杆的油温调节装置。所述机筒2由机筒前段与机筒后段对合而成，机筒前段的后端设置有连接法兰24，所述机筒后段的前端设置有与连接法兰24相适配的接口法兰25，连接法兰24与接口法兰25对合而形成的侧壁上设置连接面，所述通气孔23设置在连接面上，通气孔23周围的连接面上设置有固定抽气管道的连接螺孔26，所述通气孔23为两个，两个通气孔23间隔设置在连接面上，且通气孔23的一半位于机筒前段上，通气孔23的另一半位于机筒后段上。所述密封装置为设置在注气孔侧壁上的旋紧螺纹，高压氮气管道开口处的连接螺纹旋接在旋紧螺纹上而使管道与注气孔22密封连接在一起。

工作原理：高压氮气从注气孔注入机筒内腔，代替发泡剂，实现物料在均化段的发泡，满足加工要求。本实用新型突破传统设计理念，从发泡原理着手，尝试使用FPC-E/CO2-A微孔发泡原理，在机筒和螺杆结构上进行新理念设计，取代目前用发泡剂发泡的生产工艺，通过与长期合作单位无锡博宇塑料机械有限公司的合作，在发泡板挤出机上安装GMA-520高压氮气压缩机和FPC-E/CO2-A微孔发泡系统，从而达到将原有的化学发泡转变为环保、有效的氮气物理发泡。进行改装设备和使用合理设计后的微塑发泡机筒螺杆后，其原料成本约为每吨2700元，降低直接生产成本40％。机筒螺杆也由于改良发泡原理排除了使用发泡剂对机筒螺杆的腐蚀，大大提高了其使用寿命。通过理论测试，机筒螺杆的使用寿命可比原先延长三倍以上，又是直接成本的降低。