專利名稱：全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及淀粉、直鏈淀粉或支鏈淀粉或它們的衍生物或降解產(chǎn)物的組合物類塑性狀態(tài)物質(zhì)，以及含有高分子的塑性狀態(tài)物質(zhì)的擠出成型片材所用的設(shè)備，尤其涉及一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有廣泛用于包裝業(yè)的塑料，不能自降解，其廢棄物嚴重污染人類和動植物的生存環(huán)境。本申請人的在先專利02130898.5，提出了以淀粉為基料，聚丙乙烯和聚乙烯為增塑中間體，在其它助劑的共同作用下，通過物理與化學改性，制成全降解仿紙材料。該材料制備方法的最后一道工序是，將前面工序得到的所需粉料計量送入片材擠出成型設(shè)備制成片材，整個過程依序為輸送混煉、剪切塑化、脫水排氣、增壓擠出、壓光切邊、冷卻牽引和收卷成品。由于粉料的淀粉含量高，現(xiàn)有的螺桿式片材擠出機受到自身組成結(jié)構(gòu)和運行機理的限制，不能適應(yīng)高淀粉含量達70％以上的塑性狀態(tài)物質(zhì)，特別是本申請人提出的全降解仿紙材料的制備工藝中有關(guān)對淀粉進行分子結(jié)構(gòu)修飾與自組復合的混煉，以及高成品率的片材擠出要求。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提出一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備。采用的技術(shù)方案如下這種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，雙螺桿擠出機是排氣式同向旋轉(zhuǎn)全嚙合型雙螺桿擠出機，機筒是由相應(yīng)的職能段的子機筒用螺紋連接成一體的組合式機筒。
單螺桿是由階數(shù)是排氣口數(shù)加1的螺紋單元和各階螺紋單元之間的減壓排氣段組合在同一軸的組合式螺桿，螺紋單元由螺紋組和混煉塊以內(nèi)花鍵形式組成，首階螺桿單元的第一職能段是輸送混煉段，第二職能段是剪切增塑段，末階螺桿單元只有一個職能段，是遞增建壓段，其它各階螺桿單元的第一職能段是塑化段，第二職能段是分流段。
排氣裝置設(shè)在各階螺紋單元之間的的減壓排氣段，排氣口的結(jié)構(gòu)是直接抽氣式，包括真空泵、與真空泵連接的排氣管、開在螺桿減壓排氣段的機筒的上方的排氣口，位于排氣口的上方并與排氣口、排氣管通連的排氣通道。
帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具，由機頭上體、上口模及固定其在機頭上體的緊固件、機頭下體、下口模及固定其在機頭下體的緊固件、上下口模間隙調(diào)節(jié)螺釘、阻力塊及其調(diào)節(jié)螺釘，和側(cè)擋料板組成，與機筒相連接的連接組件，包括分流板、設(shè)在分流板前面包括滑軌和在其上滑動的滑板且滑板設(shè)有兩個交替使用的過濾網(wǎng)與分流板通道的快速換網(wǎng)裝置、進料端呈圓錐形而與機頭模具相連接的出料端由圓錐形中間過渡成矩形的靜態(tài)混合器。
壓光機的各個輥筒的軸心連線是一直線，各個輥筒都是帶夾套型的冷卻輥筒。
其特征之一是單螺桿上設(shè)有由六片紡錘形螺紋單元逐片錯開25～35°層疊成一體的的六頭混煉塊，兩螺桿上的六頭混煉塊的相應(yīng)紡錘形螺紋單元成對配置，且它們的長軸線是相互垂直的。
其特征之二是至少設(shè)有兩個排氣口，在排氣口的上方排氣通道的內(nèi)壁上設(shè)有弧形導板，在弧形導板上方對應(yīng)的排氣通道的內(nèi)壁上設(shè)有擋板。
弧形導板的弧形，最好是與螺桿的弧形相一致，且在靠近其前端位置與螺桿之間的間隙漸進增大。
在排氣時，由于弧形導板和擋板的兩次擋料作用，可以減少擠出機物料的排出量，使其不易發(fā)生堵塞排氣管、排氣通道的現(xiàn)象。
其特征之三是機頭模具的機頭內(nèi)腔料流流道與水平線即擠出機的螺桿軸心線的夾角為50～60°，擠出唇口擠出的成片材，正好輸送至壓光機的一、二輥筒中間。
其特征之四是快速換網(wǎng)裝置的滑板與受控于設(shè)有能在瞬間釋放大量高能油液的蓄能器且?guī)в幸簤鹤詣涌刂平M件的液壓系統(tǒng)的油缸活塞聯(lián)動，在過濾網(wǎng)前最好是設(shè)有與液壓系統(tǒng)的控制電路相連接的物料壓力傳感器。
由液壓系統(tǒng)帶動滑板滑動，可以實現(xiàn)瞬間不間斷快速換網(wǎng)。
其特征之五是連接組件中還設(shè)有泵體的夾層中有電加熱器且在物料的進、出口處還分別設(shè)有進、出物料壓力計量檢測裝置的容積式泵，物料的進口與機筒的出口相連接，物料的出口與連接組件中靜態(tài)混合器的進口相連接。
其特征之六是壓光機是三個輥筒的軸心連線是一與水平線即擠出機的螺桿軸心線的夾角為125～135°的直線的三輥壓光機。
其特征之七是壓光機設(shè)有控制每個輥筒表面各點溫度相一致的輥筒溫度調(diào)節(jié)裝置，該裝置包括輥筒內(nèi)的迂回循環(huán)的冷卻水道以及由水溫、水位控制傳感器分別根據(jù)輥筒外表面的溫度來控制補充冷水的控制閥門。
剛開機時，壓光機的輥筒的溫度很低，而進入輥筒的水的溫度不能過低，在水箱內(nèi)還設(shè)有加熱器。
其特征之八是壓光機設(shè)有控制分別驅(qū)動各個輥筒的伺服電機運轉(zhuǎn)速度相一致的輥筒同步調(diào)節(jié)裝置。各個伺服電機分別由帶有線速度傳感器件的可編程序控制器控制。線速度傳感器件可以是帶有光電眼的絕對編碼器，上述的可編程序控制器可以是計算機。
這種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備的進一步的特征是，在牽引機的輸出口處可以設(shè)有收卷機。
本發(fā)明對照現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，結(jié)構(gòu)新穎，組合緊湊，一機多能，具有喂料性能好，物料停留時間短，出料量均勻，擠出效率高，排氣性能優(yōu)，能量消耗低，壓光精度高的優(yōu)點，能達到高淀粉含量達70％以上的全降解仿紙材料的制備工藝要求。


本發(fā)明有以下附圖圖1是本發(fā)明的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備的組成示意圖；圖2是本發(fā)明的螺桿結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明螺桿的六頭混煉塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的排氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的快速換網(wǎng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的容積式泵的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
一套全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備該擠出成型設(shè)備，包括由加料裝置1、排氣裝置2、擠壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)組成的雙螺桿擠出機3、帶有與機筒相連接的連接組件4的衣架式機頭模具5、三輥壓光機6、由鋼輥排列的冷卻組件7、由分別設(shè)在冷卻組件7鋼輥兩側(cè)的切刀組成的切邊組件8、由工作面鍍硬鉻的鋼輥和在鋼輥表面包覆橡膠層的橡膠輥組成的牽引機9和收卷機10。
雙螺桿擠出機3是排氣式同向旋轉(zhuǎn)全嚙合型雙螺桿擠出機，機筒是由相應(yīng)的職能段的子機筒用螺紋連接成一體的組合式機筒11。
單螺桿是由階數(shù)是三的螺紋單元和各階螺紋單元之間的減壓排氣段組合在同一軸的組合式螺桿12，螺紋單元由螺紋組和混煉塊13以內(nèi)花鍵形式組成，首階螺桿的第一職能段是輸送混煉段，占螺桿全長的20％，第二職能段是剪切增塑段，加上與其相連接的第一減壓排氣段，占螺桿全長的23％，第二階螺桿的第一職能段是塑化段，占螺桿全長的12％，第二職能段是分流段，加上與其相連接的第二減壓排氣段，占螺桿全長的28％，末階螺桿只有一個職能段，是遞增建壓段，占螺桿全長的17％。螺桿外直徑是72毫米，長徑比是48，轉(zhuǎn)速是26～500轉(zhuǎn)/分，無級調(diào)節(jié)，雙螺桿中心距是60毫米。單螺桿上設(shè)有由六片紡錘形螺紋單元14逐片錯開30°層疊成一體的的六頭混煉塊13，兩螺桿上的六頭混煉塊13的相應(yīng)紡錘形螺紋單元14成對配置，且它們的長軸線是相互垂直的。這種六頭混煉塊13能充分滿足高淀粉含量達70％以上的塑性狀態(tài)物質(zhì)進行剪切混煉的要求。
排氣裝置2設(shè)在各階螺紋單元之間的的減壓排氣段，排氣口的結(jié)構(gòu)是直接抽氣式，包括真空泵、與真空泵聯(lián)接的排氣管19、開在螺桿排氣段的機筒的上方的排氣口21，位于排氣口21的上方并與排氣口21、排氣管19通連的排氣通道15。本具體實施方式
設(shè)有兩個排氣口21，在排氣口21的上方排氣通道15的內(nèi)壁上設(shè)有弧形導板18，在弧形導板18上方對應(yīng)的排氣通道內(nèi)壁16上設(shè)有擋板17?；⌒螌О?8的弧形，最好是與螺桿12的弧形相一致，且在靠近其前端20位置與螺桿12之間的間隙漸進增大。這種排氣裝置2有弧形導板18和擋板17實現(xiàn)兩次擋料，在排氣時，可以減少擠出機物料的排出量，使其不易發(fā)生堵塞排氣管19、排氣通道15的現(xiàn)象。
帶有與機筒相連接的連接組件4的衣架式機頭模具5，由機頭上體、上口模及固定其在機頭上體的緊固件、機頭下體、下口模及固定其在機頭下體的緊固件、上下口模間隙調(diào)節(jié)螺釘、阻力塊及其調(diào)節(jié)螺釘，和側(cè)擋料板組成，機頭內(nèi)腔料流流道與水平線即擠出機3的螺桿軸心線的夾角為55°。這種衣架式機頭模具5擠出唇口擠出的成片材，正好輸送至三輥壓光機6的一、二輥筒中間，?？陂_度等于或略小于片材厚度，?？陂g隙為中間小，兩邊大，流道長度為片材厚度的20～30倍。
與機筒相連接的連接組件4，包括分流板22、設(shè)在分流板22前面包括滑軌和在其上滑動的滑板23且滑板23設(shè)有兩個交替使用的過濾網(wǎng)24與分流板22通道的快速換網(wǎng)裝置、進料端呈圓錐形而與衣架式機頭模具5相連接的出料端由圓錐形中間過渡成矩形的靜態(tài)混合器。本具體實施方式
的快速換網(wǎng)裝置的滑板23與受控于設(shè)有能在瞬間釋放大量高能油液的蓄能器25且?guī)в幸簤鹤詣涌刂平M件的液壓系統(tǒng)的油缸26中的活塞27聯(lián)動，在過濾網(wǎng)24前設(shè)有與液壓系統(tǒng)的控制電路相連接的物料壓力傳感器。由液壓系統(tǒng)帶動滑板滑動，可以實現(xiàn)瞬間不間斷快速換網(wǎng)。圖5中28是電動機，29是齒輪泵，30是單向閥，31是電接點壓力表，32是一電磁換向閥，33是另一電磁換向閥，34是溢流閥，35是手動球閥，36是油箱，37是液位計，38是油濾清器，39是吸油濾油器。電動機28接通電源，齒輪泵29經(jīng)單向閥30向蓄能器25灌充油液，當電接點壓力表31指示壓力達到設(shè)定值時，系統(tǒng)發(fā)出電動機28斷電信號，齒輪泵29隨即停止工作，系統(tǒng)壓力處于保持狀態(tài)。一旦過濾網(wǎng)24出現(xiàn)物料堵塞現(xiàn)象，設(shè)在過濾網(wǎng)24前的壓力傳感器壓力增大，當壓力達到設(shè)定值時，將壓力信號傳送到控制電路，由控制電路控制蓄能器25在瞬間釋放大量高能油液，這些高能油液通過受控處于開啟位的電磁換向閥32，推動油缸26中的活塞27從A位快速移動至B位，使另一通道的過濾網(wǎng)24接替工作，實現(xiàn)快速自動換網(wǎng)。在電接點壓力表31指示系統(tǒng)壓力減小至設(shè)定的下限值時，系統(tǒng)發(fā)出電動機28通電信號，齒輪泵29隨即工作，經(jīng)單向閥30向已經(jīng)釋放大量高能油液的蓄能器25灌充油液，直至系統(tǒng)壓力又處于保持狀態(tài)。
連接組件4中還設(shè)有容積式泵，該容積式泵是由泵體40和在其內(nèi)的一對在相對轉(zhuǎn)動時會逐漸分開再重新互相嚙合的齒輪41組成的齒輪泵。泵體40的夾層中設(shè)有加熱功率為1.2千瓦的鑄鋁電加熱器42，在塑性狀態(tài)熔體的進、出口處，還分別設(shè)有進、出塑性狀態(tài)熔體壓力計量檢測裝置43、44。該容積式泵單獨由一臺電動機驅(qū)動，可以有效地阻止上游的流量波動和壓力脈動。這種帶有變?nèi)菰鰤号c計量檢測功能的容積式泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機3內(nèi)的剪切與駐留時間，降低擠塑溫度與壓力脈動，以提高擠出效率和成品質(zhì)量。設(shè)有電加熱器42和進、出物料壓力計量檢測裝置43、44，可以實現(xiàn)快速升溫和熱量控制，并使物料出口壓力脈動控制在1％以內(nèi)。
三輥壓光機6的三個輥筒的軸心連線是一與水平線即擠出機3的螺桿軸心線的夾角為135°的直線。上、中、下輥筒的直徑是425毫米，中輥筒的軸線固定，上、下輥筒的軸線可以移動，三輥間距調(diào)節(jié)至等于或略小于片材厚度。這種三個輥筒布置形式，可以實現(xiàn)三輥壓光機6的進料與衣架式機頭模具5的機頭內(nèi)腔料流流道的出料在近距離對接，防止因片材下垂產(chǎn)生皺折，減少散熱冷卻，能適應(yīng)高淀粉含量達70％以上的塑性狀態(tài)物質(zhì)的自然連續(xù)移動，以滿足高成品率的片材擠出要求。
三輥壓光機6的各個輥筒，都是帶夾套型的冷卻輥筒，三輥壓光機6設(shè)有控制每個輥筒表面各點溫度相一致的輥筒溫度調(diào)節(jié)裝置。該裝置包括設(shè)在輥筒內(nèi)迂回循環(huán)的冷卻水道以及由水溫、水位控制傳感器分別根據(jù)輥筒外表面的溫度來控制補充冷水的進水閥門。該裝置能減少三輥壓光機6輥筒表面各點溫度差。剛開機時，三輥壓光機6的輥筒的溫度很低，而進入輥筒的水的溫度不能過低，在水箱內(nèi)還設(shè)有加熱器。
三輥壓光機6還設(shè)有控制分別驅(qū)動各個輥筒的伺服電機運轉(zhuǎn)速度相一致的輥筒同步調(diào)節(jié)裝置。各個伺服電機分別由帶有線速度傳感器件的可編程序控制器控制。線速度傳感器件是帶有光電眼的絕對編碼器。
將以含量達70％以上的淀粉為基料，聚丙乙烯和聚乙烯為增塑中間體，在其它助劑的共同作用下制得的粉料，計量送入本片材擠出成型設(shè)備，依序經(jīng)過輸送混煉、剪切塑化、脫水排氣、增壓擠出、壓光切邊、冷卻牽引和收卷成品等工序，即可制成高成品率的全降解仿紙片材。
權(quán)利要求
1.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，雙螺桿擠出機是排氣式同向旋轉(zhuǎn)全嚙合型雙螺桿擠出機，單螺桿是由階數(shù)是排氣口數(shù)加1的螺紋單元和各階螺紋單元之間的減壓排氣段組合在同一軸的組合式螺桿，螺紋單元由螺紋組和混煉塊以內(nèi)花鍵形式組成，首階螺桿的第一職能段是輸送混煉段，第二職能段是剪切增塑段，末階螺桿只有一個職能段，是遞增建壓段，其它各階螺桿的第一職能段是塑化段，第二職能段是分流段，其特征是單螺桿上設(shè)有由六片紡錘形螺紋單元逐片錯開25～35°層疊成一體的的六頭混煉塊，兩螺桿上的六頭混煉塊的相應(yīng)紡錘形螺紋單元成對配置，且它們的長軸線是相互垂直的。
2.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，雙螺桿擠出機是排氣式同向旋轉(zhuǎn)全嚙合型雙螺桿擠出機，單螺桿是由階數(shù)是排氣口數(shù)加1的螺紋單元和各階螺紋單元之間的減壓排氣段組合在同一軸的組合式螺桿，螺紋單元由螺紋組和混煉塊以內(nèi)花鍵形式組成，首階螺桿的第一職能段是輸送混煉段，第二職能段是剪切增塑段，末階螺桿只有一個職能段，是遞增建壓段，其它各階螺桿的第一職能段是塑化段，第二職能段是分流段，排氣裝置設(shè)在螺桿減壓排氣段，包括真空泵、與真空泵連接的排氣管、開在螺桿排氣段的機筒的上方的排氣口，位于排氣口的上方并與排氣口、排氣管通連的排氣通道，其特征是至少設(shè)有兩個排氣口，在排氣口的上方排氣通道的內(nèi)壁上設(shè)有弧形導板，在弧形導板上方對應(yīng)的排氣通道的內(nèi)壁上設(shè)有擋板。
3.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，機頭模具由機頭上體、上口模及固定其在機頭上體的緊固件、機頭下體、下口模及固定其在機頭下體的緊固件、上下口模間隙調(diào)節(jié)螺釘、阻力塊及其調(diào)節(jié)螺釘和側(cè)擋料板組成，其特征是機頭模具的機頭內(nèi)腔料流流道與水平線即擠出機的螺桿軸心線的夾角為50～60°。
4.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，與機筒相連接的連接組件包括分流板、設(shè)在分流板前面并由分流板支撐將其壓在機筒止口端面上且?guī)в邪ɑ壓驮谄渖匣瑒拥幕?，滑板設(shè)有兩個交替使用的過濾網(wǎng)、分流板通道的快速換網(wǎng)裝置，其特征是快速換網(wǎng)裝置的滑板與受控于設(shè)有能在瞬間釋放大量高能油液的蓄能器且?guī)в幸簤鹤詣涌刂平M件的液壓系統(tǒng)的油缸活塞聯(lián)動。
5.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，其特征是與機筒相連接的連接組件中還設(shè)有泵體的夾層中有電加熱器且在物料的進、出口處還分別設(shè)有進、出物料壓力計量檢測裝置的容積式泵，物料的進口與機筒的出口相連接，物料的出口與連接組件中靜態(tài)混合器的進口相連接。
6.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，壓光機的各個輥筒的軸心連線是一直線，其特征是壓光機是三個輥筒的軸心連線是一與水平線即擠出機的螺桿軸心線的夾角為125～135°的直線的三輥壓光機。
7.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，壓光機的各個輥筒都是帶夾套型的冷卻輥筒，其特征是壓光機設(shè)有控制每個輥筒表面各點溫度相一致的輥筒溫度調(diào)節(jié)裝置。
8.一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、帶有與機筒相連接的連接組件的機頭模具、壓光機、冷卻組件、切邊組件和牽引機，其特征是壓光機設(shè)有控制分別驅(qū)動各個輥筒的伺服電機運轉(zhuǎn)速度相一致的輥筒同步調(diào)節(jié)裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一權(quán)利要求所述的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，其特征是在牽引機的輸出口處可以設(shè)有收卷機。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，其特征是弧形導板的弧形與螺桿的弧形相一致，且在靠近其前端位置與螺桿之間的間隙漸進增大。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，其特征是在過濾網(wǎng)前設(shè)有與液壓系統(tǒng)的控制電路相連接的物料壓力傳感器。
全文摘要
一種全降解仿紙片材擠出成型設(shè)備，包括雙螺桿擠出機、機頭模具和壓光機。單螺桿上設(shè)有由紡錘形螺紋單元逐片錯開層疊成一體的混煉塊，兩螺桿上的混煉塊的相應(yīng)紡錘形螺紋單元成對配置且長軸線相互垂直。至少設(shè)有兩個排氣口，在排氣通道內(nèi)壁設(shè)有弧形導板和擋板。機頭模具的內(nèi)腔料流流道與水平線夾角為50°～60°?？焖贀Q網(wǎng)裝置的滑板與受控于設(shè)有蓄能器的液壓系統(tǒng)的油缸活塞聯(lián)動。還設(shè)有容積式泵，壓光機的各輥筒軸心連線與水平線的夾角為125°～135°，且設(shè)有輥筒溫度、同步調(diào)節(jié)裝置。具有喂料性能好，物料停留時間短，出料量均勻，擠出效率高，排氣性能優(yōu)，能量消耗低，壓光精度高的優(yōu)點，能達到高淀粉含量達70％以上的全降解仿紙材料的制備工藝要求。
文檔編號B29C47/40GK1415467SQ02152058
公開日2003年5月7日 申請日期2002年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月23日
發(fā)明者王惠群 申請人:汕頭市奇佳機械廠有限公司