一种加工聚乳酸的水下切粒模头的制作方法

本实用新型涉及一种加工聚乳酸的水下切粒模头，属于高分子材料加工制造技术领域。

背景技术：

聚乳酸PLA(Polylactic acid)属线型脂肪族聚酯，是一种无毒、无刺激性的，迄今认为最具市场潜力的完全可生物降解的塑料，PLA及其制成品在微生物的作用下，最终可100％降解成为二氧化碳和水，这是其它塑料无可比拟的，因此深受欧美国家青睐，这种全新的可生物降解材料在机械性能和生物可降解性能方面具有突出的优点。

目前，世界各国对环保呼声高涨，而且全球原油资源持续紧张，造成石油基塑料原材料价格飚升，使得聚乳酸的开发和利用成为发达国家力争的热门课题，现在关于PLA树脂的生产大部分在美国和中国，而中国的PLA树脂及其制成品的开发尚处于初级阶段，国内有不少厂家正在计划投入、开发研究PLA树脂生产和制成品生产工艺及设备。

传统的贴模切粒模头与料筒连接处内部为圆锥形，且在料筒内部有较大间隙，在加工过程中易形成积料，加工常规塑料由于耐温性好的特点，不会对物料本身性能造成较大问题，但由于聚乳酸属于热敏感材料，对温度、水分等较为敏感，传统水下环切模头由于在模头有积料，长时间加工PLA容易热降解，且停机后再加工由于积碳造成黑点，影响产品质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种加工聚乳酸的水下切粒模头，通过在内模芯中设置的多个环形进料口，使熔体在料筒中通过螺杆转动挤出到模头处时的压力均匀，解决了传统模头加工过程中压力不均和积料的问题，提高产品表面光洁度和性能。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种加工聚乳酸的水下切粒模头，包括由彼此相连的内模芯和外模芯构成的模头本体，所述模头本体的外围固设有用于与外接料筒相连的模头外沿，所述内模芯和外模芯内部分别开设有第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道彼此连通，分别在所述内模芯和外模芯的端部外表面形成环形进料口和出料孔，所述外模芯的端部外表面中心设有转轴，切刀通过转臂可旋转固定在所述转轴上，将所述出料孔中输出的聚乳酸物料切成规则形状的粒子。

具体来说，为了维持进料压力稳定，出料均匀，颗粒大小一致，所述第一通道包括沿所述内模芯轴向设置的环形通道，设置数量为多层，环形通道在所述内模芯的外侧端部形成所述环形进料口；所述第一通道的设置数量为两层。

进一步地，所述第二通道为通孔；所述通孔在外模芯的端部外表面形成的出料孔的数量为多个，以所述转轴为中心，在所述外模芯的外侧端部形成多个同心圆，每个同心圆的设置位置与所述第一通道相对应。

此外，所述内模芯和外模芯的之间设有过渡部，所述过渡部上设有开孔，所述开孔的设置位置分别与设置在其两侧的所述第一通道和第二通道相对应。

所述内模芯包括一体设置的圆锥台和圆柱体两个部分。

更进一步地，所述切刀为片状结构，其中部固定在所述转臂上，所述切刀的设置平面与所述出料孔所在平面之间呈一夹角α，且所述切刀的一侧边缘贴近所述出料孔所在平面。

为了有效将物料切割成颗粒，所述夹角α的范围为：0°＜α＜5°。

为了提高工作效率并保持结构平衡稳定，所述切刀的设置数量为两个。

综上所述，本实用新型提供一种加工聚乳酸的水下切粒模头，通过在内模芯中设置的多个环形进料口，使熔体在料筒中通过螺杆转动挤出到模头处时的压力均匀，解决了传统模头加工过程中压力不均和积料的问题，提高产品表面光洁度和性能。

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的轴向剖视示意图；

图2为图1的A-A剖面结构示意图；

图3为安装有切刀的模头端面结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1为本实用新型的轴向剖视示意图；图2为图1的A-A剖面结构示意图；图3为安装有切刀的模头端面结构示意图。如图1并结合图2、图3所示，本实用新型提供一种加工聚乳酸的水下切粒模头，包括由彼此相连的内模芯100和外模芯200构成的模头本体，在图1所示的实施例中，所述内模芯100包括一体设置的圆锥台和圆柱体两个部分，外模芯200则为圆柱体。所述模头本体的外围固设有用于与外接料筒700相连的模头外沿300。其中，内模芯100和外模芯200之间是通过攻丝相连的，外模芯200则是通过螺栓与模头外沿300相连。在作业过程中，当内模芯100与外接料筒700相连后，为了防止物料泄漏，两者之间必须要严密密封。

所述内模芯100和外模芯200内部分别开设有第一通道101和第二通道201，所述第一通道101和第二通道201彼此连通，根据需要，两者既可以是直接连通，也可以是间接连通的。第一通道101和第二通道201分别在所述内模芯100和外模芯200的端部外表面形成环形进料口110和出料孔210，所述外模芯200的端部外表面中心设有转轴400，切刀500通过转臂600可旋转固定在所述转轴400上，将所述出料孔210中输出的聚乳酸物料切成规则形状的粒子。

如图2所示，为了维持进料压力稳定，出料均匀，颗粒大小一致，开设在内模芯100上的第一通道101为环形，具体来说，所述第一通道101包括沿所述内模芯100轴向设置的环形通道，设置数量为多层，在图2所示的实施例中，第一通道101的设置数量为两层，当然，也可以根据实际应用中物料流量的多少和产量的需求，对环形通道的设置层数进行调整。环形通道在所述内模芯100的外侧端部形成所述环形进料口110。熔体从料筒700中进入模头本体，在由圆柱状变为环状的过程中减少压力突变，大大提高了出料的均匀性。

结合图1所示，进一步地，所述第二通道201为贯穿外模芯200的通孔，通孔在外模芯200的端部外表面形成的出料孔210的数量为多个。结合图3所示，以所述转轴400为中心，在所述外模芯200的外侧端部形成多个同心圆，每个同心圆的设置位置与所述第一通道101相对应，这样才能确保物料从内模芯100进入模头，并可以顺畅地从外模芯200的出料孔210输出。为了保证出料均匀，所述同心圆上的相邻两个出料孔210的间距是彼此相等的，因此，从由多个同心圆构成的出料孔设置集中的环状区域整体来看，出料孔210的设置是均匀分布的。这样可以有效地在切割的过程中，在物料量充足的前提下，从每个出料孔210里输出的物料彼此不会发生干涉，且切割出的颗粒大小均等。上述结构使熔体从料筒高压挤出后虽然在模头本体会受到阻力，但不会造成挤出过程中各个部位的压力不同，从而确保出料均匀，颗粒大小一致。

结合图1所示，为了便于连接，所述内模芯100和外模芯200的之间设有过渡部120，所述过渡部120上设有开孔121，为了便于物料的流通，所述开孔121的设置位置分别与设置在其两侧的第一通道101和第二通道201相对应。

需要说明的是，图1中第一通道101、开孔121和第二通道201位置和大小仅仅用于示意彼此的结构位置关系，在实际使用中，会根据需要对其尺寸比例进行严格的选择，并不以图示中的大小比例为准。

另外，如图1所示，为了确保恒温的工作环境，所述模头本体外包裹有加热片800，加热片800包裹在由内模芯100和外模芯200依次相连而成的模头本体的最外侧，并通过内模芯100和外模芯200对第一通道101和第二通道201内的物料进行加热，以确保其处于流动状态。为了及时监测、调整压力和温度，确保最佳工况，所述模头本体的底部设有安装孔，分别用于安装压力传感器910和温度传感器920。鉴于压力传感器910和温度传感器920本身为现有技术，本领域技术人员可以根据实际工作环境和安装位置对其进行选择，其结构和工作原理在此不再赘述。

如图3所示，在外模芯200的外侧端面中部设有转轴400，转臂600的一端固定在转轴400上，另一端固定在切刀500的中部。切刀500为片状结构，将其中部固定在转臂600上能够在转臂600随转轴400旋转的过程中，切刀500受力更加均匀。为了方便对物料进行切割，切刀500的设置平面与出料孔210所在平面之间呈一夹角α，且切刀500的一侧边缘贴近出料孔210所在平面。为了有效将物料切割成颗粒，所述夹角的范围为：0°＜α＜5°。另外，为了提高工作效率并保持结构平衡稳定，所述切刀500的设置数量为两个。当然，根据需要也可以选择设置一个或多个。

如图1至图3所示，本实用新型的工作过程是这样的：

将模头本体的内模芯100与外接料筒700相连，物料从外接料筒700依次沿着第一通道101进入内模芯100，此时，由于第一通道101采用的是多层的环形结构通道，熔体从料筒700中进入模头本体，在由圆柱状变为环状的过程中减少压力突变，大大提高了出料的均匀性。随后，熔体先后从第一通道101经过过渡部120上的开孔121，流经外模芯200中的第二通道201，最后从设置在外模芯200外侧端面上的环形区域上的出料孔210输出。与此同时，转臂600在转轴400的作用下旋转，带动切刀500，以与出料孔210所在的平面呈一固定夹角的方向对从出料孔210输出的物料进行切割。通过控制压力、温度、物料的出料速度和转轴的转速，保证切割出来的颗粒均匀完整。

本实用新型所提供的这种切粒模头，主要用于高分子材料的加工，物料熔融后通过模头本体最外侧的切刀的贴模旋转，将压力挤出的物料切割成颗粒。由于构成模头本体的内模芯、外模芯和模头外沿分别为曲面圆锥体、曲面圆锥台和圆柱体形状，在作业的过程中，物料传输和切割过程中都没有余料堆积且压力稳定均匀。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

综上所述，本实用新型提供一种加工聚乳酸的水下切粒模头，通过在内模芯中设置的多个环形进料口，使熔体在料筒中通过螺杆转动挤出到模头处时的压力均匀，解决了传统模头加工过程中压力不均和积料的问题，提高产品表面光洁度和性能。