共挤吹塑机头图册

共 挤 吹 塑 机 头 黄汉雄 �华南理工大学化机系 � !∀ # ∃ 摘 要 共挤吹塑机头有管套式与积木式两种结构 % 其支管又有环形 、 心形与螺旋形三 种 。 共挤吹塑还采用储料式机头。 为增加产量 , 可采用多型坯共挤吹塑机头 % 为提高机头适 应性及制品性能 , 要对共挤吹塑机头进行温度与型坯厚度的控制 % 本文较系统地分析了这几 种机头的结构 、 特点及用途 。 一 引 言、 & 毛 月一 共挤吹塑主要生产包装容器 , 代替玻 璃 、 金属等包装器材 , 用 于 食 品 、 化 学 品、 药品等的包装。 共挤吹塑的关键在于 共挤机头 。 共挤吹塑机头的设计准则除与单层吹 塑机头相同之外 , 还有以下几点要求 ∋ � 每层熔体要按要求的速变均匀地 流动 , 保证每层厚度的均匀性, � 每一流道的压力降应使两层熔体 复合压力匹配 ! 每层熔体在复合前后的平均流速 应珠可能相同, 由 能复合熔体性能差别 较 大 的 物 料 , 适应产∀ 不同, 各层厚度比不同的要 求。 共挤吹塑机头设计还要考虑 下 列 问 题 # � 入料口的布置 , � 如何最好地把各层复合成型坯 ! 各层熔体汇合线的排列。 在共挤吹塑中 , 一般每层均形成一条 汇合线 , 影响汇合线排列的因素有多个。 从制品强度的角度看 , 使各层熔体的汇合 线错开排列更可取 , 但从制品 的 外 观 考 虑 , 最好把各汇合线排成一线 , 尤其对透 明斌半透明制品 , 另一优选方法就是使各 汇合线与吹塑模具的分模线重合。 共挤吹塑机头多数为侧向入料式 , 也 即进入机头的熔体要从周向流动逐渐过渡 至轴向流动。 本文对此作较系统的分析。 二 、 共挤吹塑机头结构的 设计 从结构上看 , 共挤吹塑机头有管套式 与积木式两种 。 ∃ # 管套式机头 图 % 给出了典型的管套式共挤吹塑机 头 。 这种机头的各个支管同心 地 套在 一 起 , 可把各支管看成 是并 联 布置。 管套式机头的主要优点在 于 结 构 紧 凑 , 流道较短。 缺点是一般不能诸节各流 道的流动 , 也不能单独调节各流道内熔体 的温 度。 这样 , 要精心挑选各层所用的物 料 , 以使它们能适当地复合。 这种机头难 把各层的汇合线排成一线。 当生产层数较少的制品时 , 可把同一 种熔体加入其中相近的若干个支管中。 复 合层数较多时 , 可采用两阶式结构 &见图 ∋ ( 。 这里 , 中间层即阻隔层流过较长距 离后才与其它层复合 , 该层流动长度与内 基层大体相同 。 ∋ # 积木式机头 积木式机头 &见图 ) ( 由各组块层叠 一 )∗ 一 (),呼 之∗+∗% 匕匕匕匕 且且且 ‘‘州州州州州州州州州州州 ,, 州州州 极极极 人 未未吓吓吓吓吓吓吓 甲 甲甲较较较较较较较较八 人人,,,,,,,甲 甲 −−− ,,, 二二. 二二二 / 一 000万万 竺生生 碑 ,, 〔二二 % ∗ 尸 ,,,「「1 %%%2 , 叫叫皿一一弓 333吸吸二二.二二二里一一下 ... 一一万产 一一% ,, % 二尸尸丁丁甲甲「一一万 444 二二, 山山/ ∗ 555孚孚孚尸尸月月万万万万一厂 555薯薯薯 666666 陌陌陌 % 嗯一习习.....一 , 7 % 1 ,,−−−−−, 月 、 % 88888 一 ,9 ∗∗∗夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔夔%%%%%%% 」」州州州州州 图 管套式五层共挤吹塑机头 图 +,% 基层 两阶管套式七层共挤吹塑机头 : +% 回收料层 : ; %粘合层 : # % 阻隔层 而成 , 最上面的支管形成最内层 , 然后从上 往下由里往外顺序地把各层复合在一起 。 可把各支管看成是串联布置。 各组块的外 部结构基本相同 , 各支管则根据物料特性 及层厚相应设计。 这种机头可调节各流道的流动 , 可针 对物料特性来控制相应组块的温度 , 各层 汇合线的布置较灵活 , 可排齐也可错开。 因此 , 这种机头适应性较强 , 可复合性能 相差较大的物料。 但这种机头较长 , 尤其 层数较多时。 三 、 共挤吹塑机头支管的 设计 熔体 由入料口进入机头后 , 经支管周 向分流 , 从周向流动过渡至轴向流动。 因 此 , 支管又可称为分流槽。 支管直接影响 各层及复合型坯周向壁厚的均匀性及汇合 线的性能 , 故支管的设计很重要。 共挤吹塑机头采用的支管有环形、 心 形及螺旋形三种。 < 环形支管 图# =示出了一种环形支管 式共 挤机 头。 图 的机头采用的也是环形支管。 环 形支管的流动截面积较大 , 流 动 阻 力较 小 , 使熔体快速地环绕机头中部 周 向 流 动 , 并在和入料口相对的一侧汇合 , 形戊 环形熔流。 周向分流可近似看成是在一个 平面上完成的。 从入料端至汇合端 , 支管 的周向流动截面积逐渐减小 �图 # >∃ 。 图 一 口∀ 一 轰轰轰轰轰轰羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹羹颤颤颤颤颤,,,,,,,,,,,既既泣泣 9下下 尸尸尸雨雨雨33333 脚 产33333 3、, ?,,,饰饰饰纂纂纂纂纂纂 一琶琶琶刀刀333 −−−,,, . % % 尸尸尸尸尸尸尸尸尸33333<’’’’’’’’’’’ %%%%%%%%%%% 卜于 》‘‘曰% % 尸7 7 7 7一 — 一 一 ,,,/////?< 777盯盯盯盯礁礁蓄蓄蓄以 ,,,冲冲冲冲冲冲冲% ∗ ∗7 ,,,近近近近近近近近近近近近近近333%%% ’/////////////口口 二 ’’ 阅、 口% 、、、、、 ,,一 %———————————— 乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙 ,,%%% 奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋奋 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−二二333∃∃∃ 一一−−−尸尸尸尸尸尸尸尸尸尸尸 ............... 1 一一333 9 ‘‘−−−−−−−−−−−−−−−−−片片片片片片片片片片片片片片片片 555卜 此 ’ ”” 图 ; 两 种 积 木 式 共 挤 吹 塑 机 头 333 4 ’ 不一一麟麟黝3⋯⋯⋯⋯盯盯盯盯 图 # 环形支管式共挤吹塑式机头�=∃ > %环形支管的周向流动截面 ∋ 。·环形支管零件 #≅ 给出了单个支管零件的结构 。 环形支管式机头结构紧凑 , 长度较 短。 不过 , 环形支管中周向各点的熔体 压力是不同的 , 入 口端的压力最高 , 汇 合端的最低 , 而支管周向各点至机头模 口的距离基本相同。 这样 , 周 向各点熔 体的轴向流动速度会有差异 , 较难保证 各层厚度的均匀性。 此外 , 这种机头只 适于特定流速与操作条件变化很小的场 合 。 +% 心形支管 图 ; 给出的共挤机头均 采 用 心 形 一 ; Α 一 支管。 熔体在心形支管中周向分流的同时 发生轴向流动 。 在心形支管中 , 入 口端的 熔体压力最高 , 但其与机头模口的距离最 长 , 相反 , 汇合端的熔体压力最低 , 但其 与模口距离最短 , 这种通过流动长度来补 偿熔体压力差异的方法 , 可保证周向各点 熔体以较均匀的速度流动 , 各层厚度均匀 性较好 。 这种机头流道的流线性较好 , 熔 体流速较高 , 机头内熔体量较少 , 这对热 敏性物料很有利。 此外 , 机头较易清理 , 适于经常更换物料或制品颜色的场合 。 但 这种机头流道较长 , 结构较复杂 。 次 螺旋形支管 螺旋支管式机头在吹膜生产中得到了 广泛的应用 , 经适 当修改后可用于挤出吹 塑 。 在螺旋分 流段中 , 熔体沿螺旋流道流 动 , 同时一部分熔体向下一螺旋流道漏流 , 熔体经历了从螺旋流动逐渐变为轴向流动 的过程 。 绷旋支管的流量与压力降 呈 线 性 关 系 , 改变螺旋支管长度及其流动截面积可 调节其压力降。 熔体周 向层厚均匀性随支 管长度的增加而改善 , 当其足够长时 , 不 管熔体粘度的高低 , 均可保证 层 厚 的均 匀。 螺旋机头结构紧凌 , 流动均匀性好 , 不形成汇合线 , 可成型 直 径 较 小 �+! 7 ∀Β Χ 毋 ∃的型坯。 但其机械加工费用较高 , 较难清理。 示出了另一种分流方法 , 这 里, 熔体进入 机头时被分成两股 。 图 ∀ 双型坯三层共挤吹塑机头 图 ∀ 双型坯吹塑机头 �横截面∃ % 机头入 口: + % 节流阀 四 、 多型坯共挤次塑机头 为提高挤出吹塑的产量 , 起初采用一 机头多模具法 , 后来采用多机头法。 目前 己 子(双型坯与三型坯共挤吹塑机头问世。 图 � 给出了一种双型坯三 层 共 挤 机 头 , 它在中部分 流, 使得结构紧凑。 图 ∀ 把一台挤出机挤出的熔体分成两股 以 形成两层 �图 Α ∃ , 或把熔体分流到双型 坯机头上 , 至少要在一个流道上设置节流 阀 , 以平衡两流道的流动 。 图 ∀ 、 Α 中的分 流道分别设置了两个与一个节流阀。 节流 阀的设计 , 应减小由其本身造成的积料与 滞流 。 一 ; Δ 一 支管。 熔体在心形支管中周向分流的同时 发生轴向流动 。 在心形支管中 , 入 口端的 熔体压力最高 , 但其与机头模口的距离最 长 , 相反 , 汇合端的熔体压力最低 , 但其 与模口距离最短 , 这种通过流动长度来补 偿熔体压力差异的方法 , 可保证周向各点 熔体以较均匀的速度流动 , 各层厚度均匀 性较好 。 这种机头流道的流线性较好 , 熔 体流速较高 , 机头内熔体量较少 , 这对热 敏性物料很有利。 此外 , 机头较易清理 , 适于经常更换物料或制品颜色的场合 。 但 这种机头流道较长 , 结构较复杂 。 次 螺旋形支管 螺旋支管式机头在吹膜生产中得到了 广泛的应用 , 经适 当修改后可用于挤出吹 塑 。 在螺旋分 流段中 , 熔体沿螺旋流道流 动 , 同时一部分熔体向下一螺旋流道漏流 , 熔体经历了从螺旋流动逐渐变为轴向流动 的过程 。 绷旋支管的流量与压力降 呈 线 性 关 系 , 改变螺旋支管长度及其流动截面积可 调节其压力降。 熔体周 向层厚均匀性随支 管长度的增加而改善 , 当其足够长时 , 不 管熔体粘度的高低 , 均可保证 层 厚 的均 匀。 螺旋机头结构紧凌 , 流动均匀性好 , 不形成汇合线 , 可成型 直 径 较 小 �+! 7 ∀Β Χ 毋 ∃的型坯。 但其机械加工费用较高 , 较难清理。 示出了另一种分流方法 , 这 里, 熔体进入 机头时被分成两股 。 图 ∀ 双型坯三层共挤吹塑机头 图 ∀ 双型坯吹塑机头 �横截面∃ % 机头入 口: + % 节流阀 四 、 多型坯共挤次塑机头 为提高挤出吹塑的产量 , 起初采用一 机头多模具法 , 后来采用多机头法。 目前 己 子(双型坯与三型坯共挤吹塑机头问世。 图 � 给出了一种双型坯三 层 共 挤 机 头 , 它在中部分 流, 使得结构紧凑。 图 ∀ 把一台挤出机挤出的熔体分成两股 以 形成两层 �图 Α ∃ , 或把熔体分流到双型 坯机头上 , 至少要在一个流道上设置节流 阀 , 以平衡两流道的流动 。 图 ∀ 、 Α 中的分 流道分别设置了两个与一个节流阀。 节流 阀的设计 , 应减小由其本身造成的积料与 滞流 。 一 ; Δ 一 ∃∃∃∃∃八八八八八八八八八 <<<<<<<<<<<<< 口口口口口一口尸 %%%ΕΕΕΕΕ 其套筒采用淬透工具钢制成, 这便套筒可 制成尖角 , 避免积料 。 而一般所采用的表 面渗碳合金钢会使尖角变脆 。 + % 厚度控制 共挤吹塑要控制各单层及复合型坯的 厚度 , 这将在另文作介绍。 参 考 文 献 、%∗ %子,立+沪%‘沙%气 〔; ∃图 ! 开设冷却孔道的共挤吹塑机头 % 冷却蛇管: + % 熔体入口 ∋ ; % 压力传感器或测温器孔 : #% 第一套简: � % 第二套筒: ∀ % 第三套筒: �# 〕 � � 〕 〔∀ 〕 �Α 〕 Φ % Γ % < %“‘尸,= Η全4Ι ϑ ,Κ 下 Χ Κ ,Λ4口ΜΝ = Ο Λ >Κ Κ Π ”, & = 几 Φ Κ Η ?.= 住Λ Θ Ι 4Ο如 /Λ , Φ Ι , Ρ Κ . 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