专利名称：螺杆挤出机稳流调节装置的制作方法
技术领域：
本发明是对现有螺杆挤出机机头的改进，可与单、双螺杆挤出机配套使用，通过稳流调节提高挤出制品精度。
背景技术：
用于高分子材料挤出加工的螺杆挤出机与机头直连式生产线，由于挤出机的螺杆既起到熔融混合物料的作用，又起到建立压力的作用，在挤出加工过程中，由于受物料的性质、喂料波动、回收料掺加比例、操作工艺条件变化等等诸多因素的影响，熔融物从挤出机多孔板流出时的压力波动较大，因而引起挤出产量的波动，使制品沿挤出方向上各横截面的尺寸产生误差，影响挤出加工制品的精度。普通挤出机头主要由成型制品外表面的口模、压板、机头体、芯棒和机头连接体组成，机头体的内表面一般为内锥面，如果制品外表面不是圆柱形则此面为一连续过渡表面。机头体的流道截面形状及尺寸都是固定的，因此挤出流率是不可调节的。
发明内容
本发明螺杆挤出机稳流调节装置是对普通挤出机头结构的改进，提出一种对螺杆挤出机熔融物流量起稳定作用的机构，机头体内安装有一个可轴向移动的调节块，使机头体内的固定流道成为可变化截面尺寸的流道，使从机头口模中挤出的熔融物料的流量更加稳定，减少随挤出压力波动或其他原因而引起的挤出流量的变化，从而能提高制品的精度。
普通挤出机头如图1所示，由口模1、压板2、机头体3、芯棒4、机头连接体5组成。
发明螺杆挤出机稳流调节装置的机头部件口模、压板、芯棒和机头连接体与普通挤出机头相同。
本发明的技术方案如下螺杆挤出机稳流调节装置由口模、压板、机头体、芯棒、机头连接体组成的机头和传动系统与测量控制系统构成；机头体是一组件，机头体由机头前体、机头后体和调节块组成；调节块内表面的两段分别与机头前体滑道和机头后体滑道动配合，调节块内表面中段是圆滑面，调节块外表面与机头前体内表面动配合，丝杠与调节块螺纹连接，丝杠的一端头有台阶与机头连接体定位，丝杠的另一端头与定位件固定连接；测量控制系统输出的信号控制伺服电机的转速；伺服电机通过传动系统带动丝杠转动，从而带动调节块在机头前体滑道和机头后体滑道内作轴向往复运动。传动系统由丝杠齿轮、调节齿圈和传动齿轮组成。测量控制系统由尺寸测量仪和微处理器组成。定位件为挡圈或止推轴承。丝杠及其相应配套的丝杠齿轮为2至4套。调节块外表面与机头前体内表面为圆柱形或棱柱形(截面为正方形、矩形、六边形等)。
本发明所用的尺寸测量仪为测径或测厚的尺寸测量仪，将尺寸测量仪输出的信号输入微处理器。现有的挤出生产线一般都设置有牵引速度控制装置，本发明可用微处理器即代替原来的牵引控制装置又作为本发明的控制处理器，此时微处理器即可将测量仪输入的制品尺寸信号与现有的生产线的线速度值进行计算处理得出挤出流率数值作为反馈信号，通过伺服电机通过驱动传动系统带动调节块移动，传动系统的运动由经过微处理器处理的反馈信号进行控制。
根据以下挤出理论挤出机在稳定挤出时，通过机头的流率与机头两端压力降之间的关系为Q＝KQΔP/η式中Q-体积流量，ΔP-机头两端压力降，KQ-机头形状系数，η机头中熔料的粘度。
当挤出机均化段末端的压力产生波动时，将会引起通过机头的体积流率的变化，因此，当ΔP发生变化时，在保持机头出口尺寸、形状不变的情况下，通过改变流道截面参数，可以使机头形状系数KQ改变，从而使KQΔP的值保持恒定，使Q值保持不变。挤出机稳流调节装置通过微处理器输出的代表流率的信号值控制驱动装置操纵调节块的移动，控制稳流调节机构的调节快的移动来改变机头流道截面参数，直接产生稳定挤出流量的作用。
在挤出过程中，根据挤出加工工艺条件确定设定流率值，当挤出熔融物的流率等于设定值时，调节块位于中间位置不动，当挤出熔融物的流率超过设定值时，调节块向机头入口方向移动，减小KQ值，使流率降低。当挤出熔融物的流率低于设定值时调节块向机头出口方向移动。增加KQ值，使流率增加。
用微处理器控制调节块的移动以及移动极限值。当微处理器输出的代表流率的信号值小于设定值时，由调节块的正向移动，从而改变了机头流道截面形状，使KQ值提高，增加挤出熔体的流量，当微处理器输出的代表流率的信号值大于设定值时，由调节块的反向移动，而使得KQ值减小，减少挤出熔体的流量。采用本发明稳流调节装置可显著减少挤出机挤出熔融物的挤出产量的波动，保证制品在稳定的熔体流率的状态下成型，有效的提高了挤出制品的尺寸精度。本发明稳流调节装置不同于现有的口模调节机构，现有的口模调节机构是对形成制品的最终截面形状的口模形状和尺寸进行调解，以保证在同一截面上具有相同的截面尺寸。使用本稳流调节装置可以减少制品沿挤出方向上各横截面的误差，因此可以提高制品的精度。
本发明稳流调节装置适用于各种螺杆挤出机挤出各种形状的挤出制品。
图1是普通挤出机头的结构图。
图2是本发明螺杆挤出机稳流调节装置的主视图。
图3是图2中的A向视图。
图4是图2中的B-B剖视图。
具体实施例方式
实施例如图2、图3和图4所示，本发明螺杆挤出机稳流调节装置由口模1、压板2、机头体、芯棒4、机头连接体5组成的机头和传动系统与测量控制系统构成；机头体是一组件，机头体由机头前体3-1、机头后体3-2和调节块3-3组成；调节块内表面的两段3-3A分别与机头前体滑道3-1A和机头后体滑道3-2A动配合，调节块内表面中段3-3B是圆滑面(与普通挤出机头对应位置的形状相同)，调节块外表面3-3C与机头前体内表面3-1B动配合，丝杠6与调节块3-3螺纹连接，丝杠6的一端头有台阶6-1与机头连接体5定位，丝杠6的另一端头与定位件8固定连接；测量控制系统输出的信号控制伺服电机10的转速；伺服电机10通过传动系统带动丝杠6转动，从而带动调节块3-3在机头前体滑道3-1A和机头后体滑道3-2A内作轴向往复运动。传动系统由丝杠齿轮7、调节齿圈9和传动齿轮11组成。测量控制系统由尺寸测量仪12和微处理器13组成。定位件8为挡圈。丝杠6及其相应配套的丝杠齿轮7为4套，即调节块3-3上设有4个螺纹孔与4个丝杠6配合。调节块外表面3-3C与机头前体内表面3-1B为圆柱形。定位件8和丝杠6上的台阶6-1起轴向定位作用，使丝杠6只能转动而不能沿轴向移动。尺寸测量仪12采用JDC-J1测径仪，安装在机头出口的挤出制品的外围位置。由微处理器13设定调节块3-3的移动极限值控制调节块3-3的移动范围小于调节块3-3与机头前体3-1和机头后体3-2在轴向的间距。
权利要求
1.螺杆挤出机稳流调节装置由口模(1)、压板(2)、机头体、芯棒(4)、机头连接体(5)组成的机头和传动系统与测量控制系统构成；机头体是一组件，机头体由机头前体(3-1)、机头后体(3-2)和调节块(3-3)组成；调节块内表面的两段(3-3A)分别与机头前体滑道(3-1A)和机头后体滑道(3-2A)动配合，调节块内表面中段(3-3B)是圆滑面，调节块外表面(3-3C)与机头前体内表面(3-1B)动配合，与机头前体(3-1)，丝杠(6)与调节块(3-3)螺纹连接，丝杠(6)的一端头有台阶(6-1)与机头连接体(5)定位，丝杠(6)的另一端头与定位件(8)固定连接；测量控制系统输出的信号控制伺服电机(10)转速；伺服电机(10)通过传动系统带动丝杠(6)转动，从而带动调节块(3-3)在机头前体滑道(3-1A)和机头后体滑道(3-2A)内作轴向往复运动。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于传动系统由丝杠齿轮(7)、调节齿圈(9)和传动齿轮(11)组成。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于测量控制系统由尺寸测量仪(12)和微处理器(13)组成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于定位件(8)为挡圈或止推轴承。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于丝杠(6)及其相应配套的丝杠齿轮(7)为2至4套。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于调节块外表面(3-3C)与机头前体内表面(3-1B)为圆柱形或棱柱形。
全文摘要
本发明螺杆挤出机稳流调节装置由口模、压板、机头体、芯棒、机头连接体组成的机头和传动系统与测量控制系统构成。机头体是一组件，机头体由机头前体、机头后体和调节块组成；调节块内表面的两段分别与机头前体滑道和机头后体滑道动配合。调节块外表面与机头前体内表面动配合，丝杠与调节块螺纹连接；测量控制系统输出的信号控制伺服电机的转速，伺服电机通过传动系统带动丝杠转动，从而带动调节块在机头前体滑道和机头后体滑道内作轴向往复运动。可与单、双螺杆挤出机配套使用，通过稳流调节提高挤出制品精度。
文档编号B29C47/22GK1511695SQ02159289
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者吴大鸣, 陈卫红, 丁玉梅, 许红, 刘颖, 汪冯新 申请人:北京化工大学