便于换料的塑料挤出机喂料斗及其使用方法与流程

本发明属于塑料生产设备的技术领域，尤其涉及一种便于换料的塑料挤出机喂料斗及其使用方法。

背景技术：

塑料挤出机生产过程中，需要使用到喂料斗储存并源源不断地提供塑料原料。图1所示，常规的喂料斗包括圆形的料斗本体1，料斗本体下部的正中央设有出料口10，出料口设有第一料斗门，出料口10安装在塑料挤出机进料口的正上方；料斗本体1包括呈圆筒状的直筒部13（图1中ab/ef部位所示）和呈倒立圆锥状的圆锥部14（图1中bc/de部位所示），所述出料口10位于圆锥部的正中央，所述直筒部13下端和圆锥部14上端之间的交界部位形成环形的阴角线15。

由于塑料原料可能有多种成分混合，因而需要在喂料斗中搅拌均匀，因此，料斗本体里面设有竖向的搅拌转轴2，如图1所示，搅拌转轴2位于料斗本体1的中心轴线上，搅拌转轴2的下端安装有两根倾斜的搅拌棒3，每根搅拌棒3的近心端连接搅拌转轴2的下端，每根搅拌棒3的远心端的竖向位置低于近心端；还设有驱动搅拌转轴2转动的伺服电机71；当伺服电机71驱动搅拌转轴2转动，两根倾斜的搅拌棒3绕料斗本体1的中心轴线旋转，使料斗本体1中的塑料原料得到搅拌混匀。

另外，生产过程中，经常需要更换塑料原料的品种，将喂料斗中里面的原有品种的塑料原料排走，然后倒入新品种的塑料原料。为此，料斗本体的下部还设有回收料口11，如图1所示，回收料口11位于出料口10旁边，回收料口11连接有回收料管12；回收料口11处设有第二料斗门。当需要换料时，第二料斗门打开，大部分原有塑料原料从回收料口11排走，只有位于出料口10部位附近的原有塑料原料未能来得及从回收料口排走，而是从出料口10排走并流入挤出机。

但现有塑料挤出机喂料斗换料时存在以下问题：一、换料速度慢，只是单纯依靠塑料原料的自重从回收料口慢慢排走；二、换料中，原有塑料原料排走不彻底，这主要是由于塑料原料带有一定粘滞性，而料斗本体的圆锥部不是直立姿势，塑料原料重力引起的下滑力量不足以克服摩擦力、粘滞力，因而塑料原料容易粘滞在圆锥部的内表面，特别是直筒部下端和圆锥部上端之间的环形阴角线部位更经常发生塑料原料粘滞的问题。这些粘滞的原有塑料原料，在后续的生产过程中，会不定期地随同新的塑料原料混入挤出机，因而会对新塑料原料生产出来产品的色泽、物理化学性能产生较大影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺点而提供一种便于换料的塑料挤出机喂料斗及其使用方法，它可加快换料速度，且能清扫环形阴角线和圆锥部粘滞的塑料原料。

其目的可以按以下方案实现：一种便于换料的塑料挤出机喂料斗，包括圆形的料斗本体，料斗本体下部的正中央设有出料口，出料口设有第一料斗门，出料口位于塑料挤出机进料口的正上方；料斗本体的下部还设有回收料口，回收料口位于出料口旁边，回收料口连接有回收料管；回收料口处设有第二料斗门；料斗本体里面设有竖向的搅拌转轴，搅拌转轴位于料斗本体的中心轴线上，搅拌转轴的下端安装有两根倾斜的搅拌棒，每根搅拌棒的近心端连接搅拌转轴的下端，每根搅拌棒的远心端的竖向位置低于近心端；还设有驱动搅拌转轴转动的伺服电机；料斗本体包括呈圆筒状的直筒部和呈倒立圆锥状的圆锥部，所述出料口位于圆锥部的正中央，所述直筒部下端和圆锥部上端之间的交界部位形成为环形阴角线；

其特征在于：搅拌转轴的下端固定连接有小支架，小支架随同搅拌转轴转动，所述每根搅拌棒的近心端分别利用水平铰接轴与小支架形成铰接，水平铰接轴的轴向垂直于搅拌棒的长向；

所述搅拌转轴为中空的管状，搅拌转轴中间的空腔形成为第一管腔；所述两根搅拌棒中，其中有一根搅拌棒为中空的管状，该根搅拌棒中间的空腔形成为第二管腔；小支架还固定安装有限制两根搅拌棒最小张开角度的第一限位块、以及限制两根搅拌棒最大张开角度的第二限位块；

在搅拌转轴上段还安装有方位识别块，方位识别块随同搅拌转轴和搅拌棒同步转动；在料斗本体上还固定安装有定位传感器，当方位识别块随同搅拌转轴转动到对准定位传感器、且两根搅拌棒在自身重量作用下下垂而合拢至接触到第一限位块时，所述第二管腔的下端管口对准着所述回收料口；当两根搅拌棒在离心力作用下张开而接触到第二限位块时，所述第二管腔的下端管口对准着所述环形阴角线；

在所述中空的搅拌棒的近心端和搅拌转轴的下端之间连接有软质导气管，软质导气管将第一管腔和第二管腔连通起来；在搅拌转轴的上方固定安装有进气管，进气管的其中一端连接有变频气泵，进气管另一端和搅拌转轴上端之间利用旋转接头连接，旋转接头将搅拌转轴的第一管腔和进气管的管腔连通起来；在喂料斗底部还安装有检测料斗本体里面塑料原料堆积高度的料位传感器；还设有中央控制器，所述料位传感器和定位传感器分别连接到中央控制器，中央控制器分别连接所述变频气泵和伺服电机。

一种便于换料的塑料挤出机喂料斗的使用方法，其特征在于采用上述的便于换料的塑料挤出机喂料斗；当料斗本体里面的塑料原料需要更换时，执行包括以下步骤：

（1）、伺服电机带动搅拌转轴转动，搅拌转轴带动方位识别块及两根搅拌棒绕料斗本体中心轴线转动，直至方位识别块转动到对准定位传感器时，定位传感器将信号发送中央传感器，中央控制器命令伺服电机停转，于是搅拌转轴停止转动，两根搅拌棒在自重作用下垂而合拢，两根搅拌棒接触到第一限位块，第二管腔的下端管口对准着所述回收料口；打开回收料口的第二料斗门，中央控制器命令变频气泵启动，压缩空气从变频气泵依次经过进气管、第一管腔、软质导气管进入第二管腔，并从第二管腔的下端管口吹出，射向回收料口，压缩空气推动原有塑料原料从回收料口排出，经回收料管流走而被收集，料斗本体里面的原有塑料原料的料位逐渐降低；

（2）、当料位传感器检测到塑料原料的料位低于所述回收料口时，中央控制器命令变频气泵加大输出空气的压力，同时命令伺服电机转动，并且转动速度逐步加大，于是两根搅拌棒在离心力逐渐张开，在张开的过程中，第二管腔下端管口吹出气流的吹拂区域扫过料斗本体圆锥部的内表面，利用气流对圆锥部的内表面进行清扫，使圆锥部内表面粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口排走；

（3）、当两根搅拌棒接触到第二限位块后，两根搅拌棒不再继续张开，此后在两根搅拌棒绕搅拌转轴转动过程中，第二管腔的下端管口保持对准着所述环形阴角线；第二管腔下端管口吹出气流的吹拂区域扫过料斗本体的环形阴角线，利用气流对料斗本体的环形阴角线部位进行清扫，使环形阴角线部位粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口排走；

（4）、当清扫完成后，关闭变频气泵，关闭回收料口处的第二料斗门，接着将新品种的塑料原料倒入料斗本体，完成换料过程。

所谓搅拌棒的近心端，是指搅拌棒靠近料斗本体中心轴线的一端；

所谓搅拌棒的远心端，是指搅拌棒远离料斗本体中心轴线的一端。

所谓两根搅拌棒的张开角度，是指两根搅拌棒的中心轴线的夹角；

由于两根搅拌棒的上端与搅拌转轴利用水平转轴铰接在一起，因而两根搅拌棒能够上下摆动。摆动过程中，搅拌棒的上端为固定端，同时也是近心端；搅拌棒的下端为自由端，同时也是远心端。所谓两根搅拌棒合拢，是指两根搅拌棒在自身重量作用下下垂，两根搅拌棒的下端逐渐靠拢的过程，合拢过程中两根搅拌棒的张开角度逐渐变小；所谓两根搅拌棒张开，是指两根搅拌棒在离心力作用下克服自身重量作用而甩开，两根搅拌棒的下端逐渐远离的过程，张开过程中两根搅拌棒的张开角度逐渐变大。

塑料原料的料位，是指料斗本体里面堆积的塑料原料的最高点的竖向位置；料位的概念，类似于水位。

本发明具有以下优点和效果：

一、本发明在换料过程前期，可以使搅拌棒的第二管腔的下端管口刚好对准着所述回收料口，由变频气泵吹出压缩空气并从第二管腔的下端管口吹出，射向回收料口，压缩空气推动原有塑料原料从回收料口快速排出，因而大幅度加快了换料速度；

二、在换料过程后期，加大气泵压力，保持两根搅拌棒转动，且转动速度缓慢加大，利用逐渐加大的离心力，使两根搅拌棒逐渐甩开，在此过程中，第二管腔下端管口吹出气流的吹拂区域扫过料斗壁圆锥部的内表面，利用气流对圆锥部的内表面进行清扫，使圆锥部内表面粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口排走；接着，当两根搅拌棒继续甩开直至接触到第二限位块时，两根搅拌棒不再继续增大张开角度，第二管腔的下端管口不断转动对准着所述环形阴角线，对环形阴角线部位进行重点清扫，使环形阴角线部位粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口排走；这样，可避免原有塑料原料在换料后仍粘滞在料斗壁的圆锥部内表面和环形阴角线，保证新加入塑料原料的纯净，保证产品质量。

三、本发明的搅拌棒具有三种功能，即搅拌塑料原料的功能（传统功能）、吹拂清扫粘滞物料的功能、利用压缩空气推送塑料原料快速进入回收料口以快速排走的功能，因而本发明具有明显创造性。

四、本发明的搅拌棒在搅拌塑料原料的过程中，可以利用伺服电机不断变换搅拌转轴的转速，使两根搅拌棒张开的角度在搅拌过程中不断变化，因而可以扩大搅拌棒的搅拌空间范围。

附图说明

图1是塑料挤出机喂料斗的结构示意图。

图2是本发明实施例一的结构示意图。

图3是实施例二的步骤（1）的剖面示意图。

图4是图3中局部放大示意图。

图5是图4中的搅拌棒的第二管腔和搅拌转轴的第一管腔利用软质导气管连通的立体结构示意图。

图6是实施例二的步骤（2）的剖面示意图。

图7是实施例二的步骤（3）的剖面示意图。

图8是图3所示状态的水平投影位置示意图。

图9是图7所示状态的水平投影位置示意图。

图10是图2中的局部几何关系示意图。

具体实施方式

实施例一

图2、图3、图4、图5所示，一种便于换料的塑料挤出机喂料斗，包括圆形的料斗本体1，料斗本体1下部的正中央设有出料口10，出料口10设有第一料斗门，出料口10位于塑料挤出机进料口的正上方；料斗本体的下部还设有回收料口11，回收料口11位于出料口10旁边，回收料口11连接有回收料管12；回收料口11处设有第二料斗门；料斗本体里面设有竖向的搅拌转轴2，搅拌转轴2位于料斗本体1的中心轴线上，搅拌转轴2的下端安装有两根倾斜的搅拌棒3，每根搅拌棒3的近心端连接搅拌转轴2的下端，每根搅拌棒3的远心端的竖向位置低于近心端；还设有驱动搅拌转轴2转动的伺服电机71；料斗本体1包括呈圆筒状的直筒部13（图2中ab/ef部位所示）和呈倒立圆锥状的圆锥部14（图2中bc/de部位所示），所述出料口10位于圆锥部14的正中央，所述直筒部13下端和圆锥部14上端之间的交界部位形成环形阴角线15(图2中be部位所示)；

图2、图3、图4、图5、图10所示，搅拌转轴2的下端固定连接有小支架9，小支架9随同搅拌转轴2转动，小支架9利用连接杆91与搅拌转轴2的下端形成固定连接；所述每根搅拌棒3的近心端分别利用水平铰接轴31与小支架9形成铰接，水平铰接轴31的轴向垂直于搅拌棒3的长向；所述搅拌转轴2为中空的管状，搅拌转轴2中间的空腔形成为第一管腔20；所述两根搅拌棒3中，其中有一根搅拌棒3为中空的管状（如图4中图面左侧的搅拌棒），该根搅拌棒3中间的空腔形成为第二管腔30，而另一根搅拌棒3（如图4中图面右侧的搅拌棒）则为实心,但直径较小一些；小支架9还固定安装有限制两根搅拌棒3最小张开角度的第一限位块41、以及限制两根搅拌棒3最大张开角度的第二限位块42；所谓两根搅拌棒3的张开角度，是指两根搅拌棒3的中心轴线(直线m和直线n)的夹角，如图10在夹角r所示；

在搅拌转轴2上段还安装有方位识别块51，方位识别块51随同搅拌转轴2和搅拌棒3同步转动；在料斗本体上还固定安装有定位传感器52，当方位识别块51随同搅拌转轴2转动到对准定位传感器52、且两根搅拌棒3在自身重量作用下下垂而合拢至接触到第一限位块41时，所述第二管腔30的下端管口对准着所述回收料口11，如图3、图8所示；当两根搅拌棒3在离心力作用下张开而接触到第二限位块42时，所述第二管腔30的下端管口对准着所述环形阴角线15，如图7、图9所示；

图2、图3、图4、图5所示，在所述中空的搅拌棒3的近心端和搅拌转轴2的下端之间连接有软质导气管40，软质导气管40的其中一端紧密套在搅拌棒3的近心端里面，软质导气管40的另一端紧密套在搅拌转轴2的下端里面，软质导气管40将第一管腔20和第二管腔30连通起来；

图2、图3、图4、图5所示，在搅拌转轴2的上方固定安装有进气管6，进气管6的其中一端连接有变频气泵7，进气管6另一端和搅拌转轴2上端之间利用旋转接头60连接，旋转接头60将搅拌转轴2的第一管腔和进气管6的管腔连通起来；在料斗本体1底部还安装有检测料斗本体里面塑料原料堆积高度的料位传感器16；还设有中央控制器，所述料位传感器16和定位传感器52分别连接到中央控制器，中央控制器分别连接所述变频气泵7和伺服电机71。

实施例二

一种便于换料的塑料挤出机喂料斗的其使用方法，其特征在于采用实施例一的便于换料的塑料挤出机喂料斗，当料斗本体1里面的塑料原料需要更换时，执行包括以下步骤：

（1）、伺服电机71带动搅拌转轴2转动，搅拌转轴2带动方位识别块51及两根搅拌棒3绕料斗本体1中心轴线转动，直至方位识别块51转动到对准定位传感器52时，定位传感器52将信号发送中央传感器，中央控制器命令伺服电机71停转，于是搅拌转轴2停止转动，两根搅拌棒3在自重作用下垂而合拢，当两根搅拌棒3接触到第一限位块41时两根搅拌棒3的张开角度达到最小，第二管腔30的下端管口对准着所述回收料口11，如图3、图2、图8所示；打开回收料口11的第二料斗门，中央控制器命令变频气泵7启动，压缩空气从变频气泵7依次经过进气管6、第一管腔20、软质导气管40、进入第二管腔30，并从第二管腔30的下端管口吹出，射向回收料口11，压缩空气推动原有塑料原料从回收料口11排出，经回收料管12流走而被收集，料斗本体1里面的原有塑料原料的料位逐渐降低；

（2）、当料位传感器16检测到塑料原料的料位低于所述回收料口11时，中央控制器命令变频气泵7加大输出空气的压力，同时命令伺服电机71转动，并且转动速度逐步加大，于是两根搅拌棒3在离心力逐渐张开，如图6所示，在张开的过程中，第二管腔30下端管口吹出气流的吹拂区域扫过料斗本体圆锥部14的内表面，如图6箭头所示，利用气流对圆锥部14的内表面进行清扫，使圆锥部14内表面粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口10排走；

（3）、当两根搅拌棒3逐渐张开至接触到第二限位块42后，两根搅拌棒3不再继续张开(两根搅拌棒张开角度达到最大值)，此后在两根搅拌棒3绕搅拌转轴转动过程中，第二管腔30的下端管口保持对准着所述环形阴角线15，如图7、图9所示；第二管腔30下端管口吹出气流的吹拂区域扫过料斗本体的环形阴角线15，如图7箭头所示，利用气流对料斗本体的环形阴角线部位15进行清扫，使环形阴角线部位15粘滞的塑料原料向下滑溜而从出料口10排走；

（4）、当清扫完成后，关闭变频气泵7，关闭回收料口11处的第二料斗门，接着将新品种的塑料原料倒入料斗本体，完成换料；

在第（4）步骤之后，伺服电机保持转动一段时间，搅拌棒3保持绕搅拌转轴2转动，对新品种的塑料原料进行搅拌，搅拌完成后关闭伺服电机71。