聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高分子材料加工成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]擠出成型和注射成型都是高分子材料成型加工的重要方法，最常用的加工設(shè)備是傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)和傳統(tǒng)螺桿注射機(jī)。傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)在固體物料塑化輸送過程中，固體物料完全靠摩擦輸送，塑化熔融主要靠外加熱和剪切熱，熔體主要靠熔體剪切過程輸送，存在物料塑化輸送效率低、塑化不均勻等缺陷。與傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)類似，傳統(tǒng)螺桿注射機(jī)在固體物料塑化輸送過程中也存在以上缺陷，另外傳統(tǒng)注射機(jī)在熔體注射成型過程中還存在填充不滿、制品成型周期長(zhǎng)等缺陷。由于上述擠出和注塑方法上的缺陷，高分子材料擠出和注塑產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的提高受到嚴(yán)重限制，同時(shí)阻礙了高分子材料成型加工技術(shù)的發(fā)展。而在高分子材料加工過程中引入振動(dòng)力場(chǎng)，可以提高高分子材料在擠出和注塑過程中的塑化效率，降低高分子材料熔體的粘性和彈性，提高熔體輸送效率，增強(qiáng)物料在塑化輸運(yùn)過程中的混合分散效果，從而可以有效提高高分子材料擠出和注塑成型制品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
[0003]為此，申請(qǐng)?zhí)枮?0101034.0的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備，申請(qǐng)?zhí)枮?2103639.6的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種螺桿一線式電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出機(jī)，它們公開了一種與傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)理論完全不同的電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備，利用對(duì)定子繞組布置及硅鋼片槽型參數(shù)等特殊設(shè)計(jì)而產(chǎn)生振動(dòng)場(chǎng)并將振動(dòng)場(chǎng)引入聚合物塑化擠出全過程，改變了傳統(tǒng)螺桿擠出設(shè)備的塑化擠出方式、換能方式及結(jié)構(gòu)形式，創(chuàng)造了由機(jī)械、電子、電磁技術(shù)相結(jié)合，機(jī)電磁一體的集成化動(dòng)態(tài)塑化擠出機(jī)。為了進(jìn)一步提高振動(dòng)場(chǎng)在聚合物混煉和塑化擠出過程中的作用效果，一些新的技術(shù)被相繼提出，進(jìn)一步完善和發(fā)展電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備，如:申請(qǐng)?zhí)枮?00510033383.3的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種螺桿軸向脈動(dòng)擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法及裝置，在電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出方法及設(shè)備的基礎(chǔ)上公開了一種能方便調(diào)節(jié)螺桿軸向振動(dòng)強(qiáng)度的螺桿軸向脈動(dòng)擠出機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法及裝置，拓寬了工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍；申請(qǐng)?zhí)枮?00510033366.X的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種單螺桿脈動(dòng)誘導(dǎo)熔融塑化擠出方法及裝置，采用多個(gè)帶齒形槽的偏心盤、研磨環(huán)和定位環(huán)裝置的螺桿，可以實(shí)現(xiàn)在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生多維脈動(dòng)的摩擦、剪切、擠壓和研磨作用，提高振動(dòng)場(chǎng)作用下物料的混合混煉效果。另外，振動(dòng)場(chǎng)不僅可以引入到擠出成型的整個(gè)過程中，同樣可以引入到注射成型的整個(gè)過程，申請(qǐng)?zhí)枮?6108387.5的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種電磁式聚合物動(dòng)態(tài)注射成型方法及裝置，將電磁動(dòng)態(tài)塑化擠出機(jī)的設(shè)計(jì)思想成功地應(yīng)用到注射機(jī)上，發(fā)明了電磁動(dòng)態(tài)注射機(jī)，將振動(dòng)力場(chǎng)引入聚合物的塑化、注射、持壓的全過程，從根本上克服了傳統(tǒng)注射機(jī)的塑化不均、填充不滿、制品成型周期長(zhǎng)等缺陷；申請(qǐng)?zhí)枮?00510033386.7的發(fā)明申請(qǐng)公開了一種注射機(jī)螺桿軸向脈動(dòng)位移方法及裝置，在電磁動(dòng)態(tài)注射成型方法及裝置基礎(chǔ)上公開了一種液壓激振的方式實(shí)現(xiàn)注射螺桿的軸向脈動(dòng)，具有無級(jí)調(diào)頻和調(diào)幅，輸出功率大、效率高等特點(diǎn)，進(jìn)一步豐富和發(fā)展了聚合物動(dòng)態(tài)注射成型方法及設(shè)備。
[0004]在這些發(fā)明中提出了一種新的思路和方法:在高分子材料加工過程和成型制品過程中引入振動(dòng)力場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)高分子材料的動(dòng)態(tài)加工和成型制品。其振動(dòng)力場(chǎng)的引入是在擠出機(jī)和注射機(jī)上安裝螺桿軸向振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，通過對(duì)擠出機(jī)和注射機(jī)的單螺桿或螺桿系的中心螺桿軸向方向上施加振幅可調(diào)的振動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)擠出和注射過程中高分子材料的動(dòng)態(tài)加工并成型制品。其方法及裝置可以成功應(yīng)用于高分子材料擠出和注射過程中動(dòng)態(tài)加工及成型，并成功實(shí)現(xiàn)電磁動(dòng)態(tài)擠出機(jī)和電磁動(dòng)態(tài)注射機(jī)的產(chǎn)業(yè)化，尤其是中小型的電磁動(dòng)態(tài)擠出機(jī)和電磁動(dòng)態(tài)注射機(jī)，與傳統(tǒng)擠出機(jī)和注射機(jī)相比，可以顯著降低加工能耗，提高制品質(zhì)量和產(chǎn)量。
[0005]然而對(duì)于中大型擠出機(jī)和注射機(jī)，在單螺桿或螺桿系的中心螺桿軸向方向上施加振動(dòng)力，一方面由于整個(gè)擠壓系統(tǒng)的慣性大，以致振動(dòng)頻率不能在較高范圍內(nèi)調(diào)整，造成擠出或注射制品的產(chǎn)量和質(zhì)量的提高受到限制；另一方面在中大型擠出機(jī)或注射機(jī)上安裝螺桿軸向振動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工制造成本較高。由于上述的原因，在擠出機(jī)或注射機(jī)的螺桿上施加軸向振動(dòng)的方法及裝置應(yīng)用于傳統(tǒng)的擠出機(jī)或注射機(jī)，尤其是中大型的擠出機(jī)或注射機(jī)還存在許多不完善之處，對(duì)改造已有的擠出和注射設(shè)備實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)加工還不具有普適性，實(shí)現(xiàn)高分子材料動(dòng)態(tài)擠出或動(dòng)態(tài)注射成型制品的質(zhì)量和產(chǎn)量的提高受到限制。
[0006]因此，針對(duì)傳統(tǒng)擠出機(jī)和注射機(jī)尤其是中大型擠出機(jī)和注射機(jī)實(shí)現(xiàn)聚合物動(dòng)態(tài)加工成型存在的問題，開發(fā)一種具有普適性的能夠方便的應(yīng)用到擠出機(jī)和注射機(jī)上，以局部結(jié)構(gòu)引入振動(dòng)場(chǎng)代替整個(gè)螺桿或螺桿系引入振動(dòng)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)聚合物動(dòng)態(tài)加工成型并獲得與現(xiàn)有動(dòng)態(tài)加工技術(shù)等同或更好的塑化成型效果的驅(qū)動(dòng)方法及裝置對(duì)高分子材料加工成型具有重要意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置通過在局部結(jié)構(gòu)引入振動(dòng)場(chǎng)，以更簡(jiǎn)便的方式產(chǎn)生等同或更好的動(dòng)態(tài)加工效果，可適用于各種不同規(guī)格的擠出機(jī)或注射機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置，包括同軸安裝成一個(gè)整體的流道進(jìn)口端連接頭、隔磁套、線圈架、電磁繞組、帶有至少一個(gè)螺旋槽的魚雷體和流道出口端連接頭，流道進(jìn)口端連接頭和流道出口端連接頭之間形成電磁繞組安裝空間，電磁繞組通過線圈架固定于電磁繞組安裝空間內(nèi)，隔磁套設(shè)于線圈架和流道進(jìn)口端連接頭的連接處，隔磁套一端被套裝在流道進(jìn)口端連接頭內(nèi)，隔磁套另一端被流道出口端連接頭壓緊固定；流道進(jìn)口端連接頭、隔磁套和流道出口端連接頭依次連接形成熔體流道，魚雷體設(shè)于熔體流道內(nèi)。
[0009]所述魚雷體的外表面與熔體流道的內(nèi)表面之間留有間隙。該間隙可保證魚雷體進(jìn)行順暢的軸向脈動(dòng)和徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)熔體沿魚雷體上的螺旋槽向前輸送。
[0010]所述流道進(jìn)口端連接頭和流道出口端連接頭之間通過螺紋連接，流道出口端連接頭的一端插入流道進(jìn)口端連接頭內(nèi)，并壓緊隔磁套；
[0011]流道出口端連接頭的插入端外壁、隔磁套的外壁和流道進(jìn)口端連接頭之間形成電磁繞組安裝空間；
[0012]流道出口端連接頭的內(nèi)壁、隔磁套的內(nèi)壁和流道入口連接頭之間形成熔體流道，熔體流道的進(jìn)口端外接聚合物塑化擠壓系統(tǒng)，熔體流道的出口端外接成型模具。
[0013]將本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于注射機(jī)上時(shí)，所述流道進(jìn)口端連接頭為注射機(jī)上的料筒頭，流道出口端連接頭為注射機(jī)上的噴嘴。
[0014]將本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于擠出機(jī)上時(shí)，所述流道進(jìn)口端連接頭為擠出機(jī)上的過渡套。
[0015]所述魚雷體的兩端為尖端，沿熔體的流動(dòng)方向，魚雷體中段的直徑逐漸減小。
[0016]作為一種優(yōu)選方案，魚雷體上設(shè)有3個(gè)螺旋槽。
[0017]上述裝置使用時(shí)，其方法是，通過在聚合物塑化擠壓系統(tǒng)和成型模具連接的熔體流道中設(shè)置帶螺旋槽的魚雷體，魚雷體在電磁力驅(qū)動(dòng)和熔體壓力的共同作用下，同時(shí)進(jìn)行軸向脈動(dòng)和徑向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熔體周期性體積脈動(dòng)形變輸運(yùn)。
[0018]所述魚雷體進(jìn)行軸向脈動(dòng)時(shí)，具體為:當(dāng)電磁繞組通電時(shí)，魚雷體在電磁力驅(qū)動(dòng)的作用下沿熔體流動(dòng)的反方向做軸向脈動(dòng)，當(dāng)電磁繞組斷電時(shí)，魚雷體在熔體壓力的作用下沿熔體流動(dòng)方向做軸向脈動(dòng)，通過控制電磁繞組電流的通斷頻率和功率大小來調(diào)節(jié)魚雷體軸向脈動(dòng)的周期。
[0019]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果:
[0020]本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)方法及裝置通過在聚合物擠出或注射過程中，以局部結(jié)構(gòu)引入振動(dòng)場(chǎng)代替整個(gè)螺桿或螺桿系引入振動(dòng)場(chǎng)，克服現(xiàn)有動(dòng)態(tài)加工方法及裝置在改造傳統(tǒng)螺桿擠出和注射設(shè)備實(shí)現(xiàn)聚合物動(dòng)態(tài)加工的局限性，以更簡(jiǎn)便的方式產(chǎn)生等同或更好的動(dòng)態(tài)加工效果，解決了傳統(tǒng)螺桿擠出機(jī)和注射機(jī)在聚合物成型加工中所存在的問題，具體體現(xiàn)為:
[0021]1、聚合物熔體脈動(dòng)形變輸運(yùn)，擠出和注射溫度降低的同時(shí)熔體粘度降低，擠出和注射充模功率減小，加工能耗降低；
[0022]2、聚合物熔體脈動(dòng)形變擠出和注射過程中，熔體粘彈性減小，填充成型模具阻力減小，補(bǔ)縮容易，溫度分布均勻，制品中殘留內(nèi)應(yīng)力減小，制品的服役特性提高；
[0023]3、聚合物熔體填充成型模具速度加快，制品成型過程穩(wěn)定性更好，生產(chǎn)效率提尚;
[0024]4、聚合物熔體在脈動(dòng)形變擠出和注射過程中停留時(shí)間縮短，物料不易分解，物料適應(yīng)性廣。
【附圖說明】
[0025]圖1為本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的A-A截面視圖。
[0027]圖3為本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于注射機(jī)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本聚合物熔體脈動(dòng)形變驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)用于擠出機(jī)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)