微分式挤出机制造技术

微分式挤出机主要由挤出系统和计量分流系统组成，挤出系统跟常规挤出机的相同，计量分流系统包括行星齿轮泵、联轴器、转动控制装置和温控装置，计量分流系统设置在挤出系统出口，转动控制装置的输出轴通过联轴器同行星齿轮泵的主动齿轮轴相连，主动齿轮轴带动主动齿轮及小齿轮转动，行星齿轮泵有一个主进口和多个出口，每个进口分支经过行星齿轮泵后有相应的一个出口，多个出口分别同相应的机头相连接。微分式挤出机既可利用一台挤出机配合多个机头同时批量生产相同或不同制品，又可进行微型挤出成型制件的大批量、低成本生产，且具有塑化量大、混料性能高、控制计量精度高的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及挤出成型装备
，特指一种可实现对相同或 不同种类的挤出成型制品以及微型挤出成型制品同时批量生产的挤出 机。
技术介绍
挤出成型在塑料制品成型加工工业中占有很重要的地位。据统计， 在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量居首位。与其他成型方法 比较，挤出成型具有连续化生产、生产率高、应用广泛和投资少、收效 快的特点。随着塑料挤出成型技术的广泛应用和发展，挤出机的类型日 益增多。随着科学技术的进步，产品不断向微型化方向发展，因而产生了新世纪产业需求的微机电系统(MEMES)技术。成品质量以毫克为计算单 位，成品几何尺寸以微米为度量单位的微成型技术，是一门新兴先进制 造技术；微成型技术以容易实现低成本大规模生产具有精密微细尺寸零 件的优点成为世界制造技术的研究热点之一。近年来，微成型技术发展 较快，其制品广泛应用在自动化、医疗、航天等多个领域，有着广阔的 发展前景。在微成型
中，微型挤出成型技术的研究起步于20世 纪90年代末，与微型注塑成型技术相比起步较晚，目前还存在着大量的 技术问题需研究，但该技术已表现出精度高、生产效率高等诸多优点。 同时，随着MEMS技术的进一步发展，使得微型挤出成型技术成为微成 型技术的一个重要分支。国外开展这方面的研究较早，日本Gimma大学 的Y Saotome和A Inoue等人于1989年开展研究适合于微挤出成型的新材 料，在1994年应用微挤出成型技术制造出了模数为10u m的微齿轮。国内开展这方面的研究还鲜有报道。采用挤出成型技术制造微齿轮与采用 LIGA (Lithogmphie Gaivanoforming Abforming X光深刻模造法)技术直接制造微齿轮相比，具有效率高、周期短、成本低等优点，产品可直接 应用在MEMS中，作为微型执行器。微型挤出成型技术是挤出成型设备发展的一个新方向，开创了微细 结构零件和系统制造研究的新途径，其突出优点就是能够实现高精度、 高精细零件的大批量、低成本生产。同传统的、常规的挤出成型技术相3比，微型挤出成型技术对成型材料、成型工艺及成型设备等方面都提出 了不同要求。微型挤出成型技术发展之初，并未有专用挤出机用于微型 挤出件的制造。微型挤出机的研究开发，存在许多一般设备设计加工过 程中难以想像的困难，设备开发的关键在于微型挤出机的加料、排气、 实现低温挤出输送等问题的解决。随着挤出成型技术的不断发展，挤出机类型的不断增新，新型挤出成型技术日益发挥其重要作用；同时，随着精细微结构挤出成型制品的 市场持续增长，对微型挤出机的需求逐年增加。由于微型制品的挤出产 量要求低，目前多采用一模多腔技术，例如一台挤出机同时挤出两个或 多个制品，在挤出精度要求不高的场合，可以一模挤出16腔。但是由于 各腔模具加工误差及挤出工艺参数波动的影响，制品的精度很难保证， 某一腔出现问题，所有腔都不能正常工作，并且为了保持压力的平衡， 多腔模具所加工制品的截面相同，截面不同的制品很难稳定挤出。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能够同时批量生产相同或不同种类的 挤出成型制品以及微型挤出成型制品的挤出机，各腔之间相互独立，并 且挤出审'J品精度咼。本技术微分式挤出机，主要由挤出系统和计量分流系统组成， 挤出系统与常规挤出机相同，主要包括螺杆、机筒、加料装置、传动系 统和加热冷却系统；计量分流系统包括行星齿轮泵、联轴器、转动控制 装置和温控装置，计量分流系统设置在挤出系统出口端，用于高温熔体 的输送、分流、增压和计量，转动控制装置输出轴通过联轴器同行星齿 轮泵的主动齿轮轴相连，主动齿轮轴带动主动齿轮转动，主动齿轮驱动 小齿轮转动，行星齿轮泵有一个主进口和多个出口，主进口与多个进口 分支相连，每个进口分支经过行星齿轮泵后有相应的一个出口，主进口 同挤出系统的出口相连通，多个出口分别同相应的机头相连接，进口分 支及出口的数量与小齿轮的数量相同；温控装置设置在行星齿轮泵的泵 体周围，温控装置对行星齿轮泵进行加热并控制其温度，以保证塑料熔 体能够在泵中顺畅流通，由于通过齿轮的啮合来传输熔体，并且通过行 星齿轮泵将挤出机的一股料流分成了多股，从一个出口流出的聚合物熔 体的流量可以很少，通过调节转动控制装置能够调节行星齿轮的转速， 所以挤出产量可以精确控制。本技术微分式挤出机的挤出系统可以采用单螺杆或双螺杆或多螺杆挤出机的挤出系统，也可以采用往复螺杆挤出机或磨盘挤出机的挤 出系统。本技术微分式挤出机的计量分流系统的温控装置可以采用加热 棒、加热圈、加热丝、电磁加热器或循环介质。采用加热棒即在泵体加工出放置加热棒的孔，加热棒防置于孔中；采用加热圈或电磁加热器即 选择尺寸合适的加热圈或电磁加热器包裹在泵体上；采用加热丝即在泵 体嵌入加热丝；采用循环介质即在泵体上加工出一些孔，满足设定温度 的介质在孔中流动。本技术微分式挤出机的计量分流系统的多个出口连接的机头可 以相同也可以不同，可根据制品的需要进行更换，各机头可以统一进行 温度控制，也可以分别控制，在挤出过程中，根据截面成型压力要求， 通过机头温度调节来控制熔体的粘度，进而控制其流动性。本技术可以采用常规挤出机的挤出系统，因此可以直接对普通 挤出机进行改进，尤其是小型挤出机，加入计量分流系统即可实现微分 式挤出机的功能。本技术微分式挤出机的排布位置同常规挤出机一致，有卧式和 立式及两者相结合的基本形式。挤出系统可根据计量分流系统的行星齿 轮泵的进口位置进行设置，也可根据挤出系统和机头的位置需求改变计 量分流系统的进出口位置。使用本技术微分式挤出机进行微型制件的挤出成型，由于其采 用常规挤出机的挤出系统，因此可以实现塑化量大、塑化效果好、混料 性能高的优点，又可满足微挤出成型工艺的要求；且不存在小尺寸螺杆 加工难度大、使用寿命有限和塑化时间长的限制；另外，可通过行星齿 轮泵实现一分多的微分功能，实现使用大型挤出机代替多台小型挤出机 的功用，进行大批量微型制品的挤出成型的目的，既可以利用一台挤出 机配合多个相同的机头同时批量生产相同的制品，由于各分支压力由行 星齿轮决定，相互间独立，熔体压力高且稳定，所以可以利用一台挤出 机配合多个不同种类的机头同时生产不同种类的制品。挤出过程中单个 分支的调整，不影响其它分支的正常挤出，且具有计量功能的行星齿轮 泵可提高控制计量的精度。本技术微分式挤出机的突出优点就是能够结合常规挤出机的优 势，通过引入计量分流系统突破现有微挤出机的一系列缺陷，实现高精 度、高精细挤出成型制品的大批量、低成本生产。尤其是适用于微型而具有复杂结构例如包括正方形、长方形、圆形和椭圆形的形状单一或多种结合的几何形状的型材的挤出成型方面。附图说明图l是本技术微分式挤出机的结构原理示意图。图2是本技术微分式挤出机的计量分流系统的放大示意图 图3是本技术微分式挤出机的行星齿轮泵的轴向示意图，从图中可以观察到熔体流道的分布。图中l.挤出系统，2.计量分流系统，1-1.螺杆，1-2.机筒，1-3.加热冷却系统，l-4.加料装置，l-5.传动系统，2-1.机头，2-2.行星齿轮泵，2-3.温控装置，2-4.支座，2-5.联轴器，2-6.本文档来自技高网...

【技术保护点】
微分式挤出机，其特征在于：主要由挤出系统和计量分流系统组成，挤出系统与常规挤出机相同，主要包括螺杆、机筒、加料装置、传动系统和加热冷却系统；计量分流系统包括行星齿轮泵、联轴器、转动控制装置和温控装置，计量分流系统设置在挤出系统出口，转动控制装置的输出轴通过联轴器同行星齿轮泵的主动齿轮轴相连，主动齿轮轴带动主动齿轮转动，主动齿轮驱动小齿轮转动，行星齿轮泵有一个主进口和多个出口，主进口与多个进口分支相连，每个进口分支经过行星齿轮泵后有相应的一个出口，主进口同挤出系统的出口相连通，多个出口分别同相应的机头相连接，进口分支及出口的数量与小齿轮的数量相同，温控装置设置在行星齿轮泵的泵体周围。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫民，王建，丁玉梅，谢鹏程，安瑛，刘勇，阎华，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]