專利名稱：同心套筒式多層共擠吹膜機頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于吹膜設備的技術領域，具體涉及一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭。
背景技術：
多層共擠吹膜機工作時，每一層物料經過分配后，最終分別從一個圓環(huán)形?？跀D出，然后進行匯合，形成多層共擠。由于各層物料的流道結構比較復雜，多層共擠吹膜機頭必須采用十分昂貴的特殊合金鋼材料制作?，F有多層共擠吹膜機頭主要有兩類，第一類是疊加式多層共擠吹膜機頭，第二類是同心套筒式多層共擠吹膜機頭。這兩類機頭的結構差別很大，各層物料匯合的方式也差別很大。 疊加式多層共擠吹膜機頭的各層物料的圓環(huán)形?？谥睆较嗤?，且布置成為上下疊加形式，都位于一條環(huán)形的豎向流道旁邊。擠出時，各層物料沿環(huán)形的豎向流道上升，于是，下層的圓環(huán)形?？跀D出的物料自動形成塑料膜泡內層，上層的圓環(huán)形?？跀D出的物料自動包圍在內層的外圍而形成塑料膜泡外層。另外，疊加式多層共擠吹膜機頭的各層物料的流道為水平流道，各層物料的流動路徑互不交叉，空間布置的上下層次清晰，互不干擾，不需互相避讓。圖I是現有一種九層共擠疊加式機頭的結構示意圖，設有九條水平流道42，在機頭中央設有環(huán)形的豎向總流道41，各條水平流道42的內端匯合連接到豎向總流道41。而同心套筒式多層共擠吹膜機頭的各層圓環(huán)形模口(位于螺旋流道的最上端)直徑不同，且螺旋流道布置成為內外互套的同心圓形式，并在上方匯合，于是，各層物料擠出匯合時，位于內層的螺旋流道口擠出的物料自動形成塑料膜泡內層，位于外層的螺旋流道擠出的物料自動形成塑料膜泡外層。圖2、圖3是現有一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭的結構及工作原理示意圖，它是由多個同心套筒組成，套筒筒面形成有螺旋流道35、25、15，最外層的物料經過最外層的的多條螺旋流道35向上流動分配(如圖3中箭頭所示)，中間層的物料經過中間層的的多條螺旋流道25向上流動分配，最內層的物料經過最內層的多條螺旋流道15向上流動分配；其中位于同一層物料的螺旋流道數量有若干條，同一層物料各螺旋流道沿周向均勻分布，即最外層物料各螺旋流道35沿周向均勻分布(如圖3所示)，中間層物料各螺旋流道25也沿周向均勻分布，最內層的各螺旋流道15也沿周向均勻分布；同一層每相鄰兩條螺旋流道的起始點50在周向上錯開的角度相等(如圖3所示),每條螺旋流道的起始點50對應連接一條放射狀分流道，各層物料的放射狀分流道14、24、34都呈均勻的放射狀分布。為了使各條放射狀分流道14、24、34的物料得到均勻分配，各層物料的中心主流道13、23、33都必須布置在機頭的中心軸線上，所以，機頭中心軸線上的空間只能給每一層物料的中心主流道分配一小段豎向距離，各層物料的中心主流道13、23、33從上至下依次布置，除最外層物料的中心主流道33外，其余各層物料的中心主流道位于相鄰外層物料的中心主流道上方，即最內層物料的中心主流道13位于中間層物料的中心主流道23上方，中間層物料的中心主流道23位于最外層物料的中心主流道33上方。這樣，各層物料的中心主流道必須經過偏心主流道才能連接到機頭邊緣的進料口，各層物料的偏心主流道12、22、32的偏心位置(相位)可以錯開。各層物料的偏心主流道，實際上就是位于各層物料的進料口和中心主流道之間的流道，由于它位于機頭的偏心位置，所以叫偏心主流道。而中心主流道，由于它位于機頭的中心軸線上，所以叫中心主流道。另一方面，各層物料的擠出機布置在同一豎向位置，因此同心套筒式多層共擠吹膜機頭各層物料的進料口位于同一豎向位置，如圖2中最內層物料的進料口 11和中間層物料的進料口 21位于同一豎向位置，所以，除最外層物料的偏心主流道32外，其余各層物料的偏心主流道必須穿過外層物料的放射狀分流道(之間的扇形區(qū)域)。例如，對于由內到外依次設有ABC三層物料的膜泡產品(如圖4所示)，各層物料A、B、C均需要有對應的物料流 道，其中，C層物料的偏心主流道32無需穿過其它層物料的放射狀分流道，而B層物料的偏心主流道22需要穿過C層物料的放射狀分流道34，A層物料的偏心主流道12需要穿過C層物料的放射狀分流道34及B層物料的放射狀分流道24，A層物料的放射狀分流道14無需讓其它層的偏心主流道穿過，如圖2、圖3所示。又例如，對于由內到外依次設有AB⑶E五層物料的膜泡產品而言，E層物料的偏心主流道無需穿過其它層物料的放射狀分流道，而D層物料的偏心主流道需要穿過E層物料的放射狀分流道，C層物料的偏心主流道需要穿過E層物料的放射狀分流道、D層物料的放射狀分流道，如此類推，A層物料的偏心主流道需要穿過E層物料的放射狀分流道、D層物料的放射狀分流道、C層物料的放射狀分流道、B層物料的放射狀分流道，A層物料的放射狀分流道無需讓其它層的偏心主流道穿過。偏心主流道穿過外層物料放射狀分流道之間的扇形區(qū)域時，可以是豎向穿過，當然也可以是斜向上穿過。在同心套筒式多層共擠吹膜機頭中，位于上部且直徑較大的部位稱為模頭，位于下部且直徑較小的部位稱為模頸，模頸部位集中了中心主流道、偏心主流道、放射狀分流道的前半段。顯然，模頸部位的拼接界面比模頭部位密集，而且模頸部位承受的流體壓力比模頭部位大(這是因為，模頸部位位于流體上游，而模頭部位位于下游，流體從上游到下游的壓力會逐漸下降)。由于上述原因，模頸部位的密封比模頭部位的密封要求更高，或者說，模頸部位實現密封更困難。為了確保物料在周向上擠出均勻，在同一層物料的流道中，相鄰兩條螺旋流道之間的周向間距不能太大，相鄰兩條螺旋流道之間的起始點50的周向間距不能太大，必須限制在一定范圍。另一方面，當同心套筒式多層共擠吹膜機頭生產幅寬較大的薄膜產品時，相應的圓環(huán)形?？谥荛L必須設計得較長，因此必須增加螺旋流道的數量，才能使相鄰螺旋流道之間的周向間距不會超長。而增加每層物料的螺旋流道數量，就相應增加螺旋流道之間的起始點50的數量、放射狀分流道數量，會使相鄰兩條放射狀分流道之間的扇形夾角相應減小，例如，當生產幅寬較大的農用膜時，模頭口模直徑通常達到1250mm以上，螺旋流道通常需要達到24條以上，甚至30條以上。又由于，內層物料的偏心主流道必須穿過外層物料的其中兩條放射狀分流道之間的扇形區(qū)域，在偏心主流道的直徑已經確定的前提下，偏心主流道穿過扇形區(qū)域的位置與機頭中心軸線之間的距離(即偏心距離)必須足夠大，扇形區(qū)域才能容納得下偏心主流道。具體幾何解析關系的見圖5，
在圖5中，某一層物料的每兩條放射狀分流道34之間形成扇形區(qū)域，小圓12、22代表其更內層物料的偏心主流道，大圓6代表模頸邊緣投影，從圖5可見，為了讓小圓12、22從兩條放射狀分流道34之間的扇形區(qū)域穿過，小圓12、22必須離開大圓圓心足夠的距離，才能容納于兩條放射狀分流道之間的扇形區(qū)域。在圖5中，有32條直徑24mm的放射狀分流道，而內層物料的偏心主流道的直徑為60_，則偏心主流道12、22至少要距離機頭中心軸線(即大圓圓心)500mm以上，才能穿過其中兩放射狀分流道之間的扇形區(qū)域。這樣模頸的直徑就要1000 mm以上，顯然是大得難以承受。由于偏心主流道穿過扇形區(qū)域的位置的偏心距離大，即偏心主流道與機頭中心軸線之間的距離大，意味著模頸的直徑必須很大，進而造成以下問題1、模頸的體積大，耗用合金鋼量多，增加制作成本；2、模頸的體積大，造成預熱時間長，耗能大；3、模頸的直徑大，意味著密封界面面積大，密封更加困難；4、模頸的直徑大，意味著流道總長度大，需要的擠出壓力大，又會加劇密封困難的程度，對密封界面的精密度要求相當高。另外，由于相鄰兩層物料放射狀分流道的近中心端之間必須布置豎向的中心主流道，使相鄰兩層物料的放射狀分流道的近中心端之間距離較大，而遠中心端之間距離又較 小，導致各層物料放射狀分流道的長度相差較大，不利于各層物料擠出時的壓力協調。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點而提供一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭，它的模頸直徑小，模頸體積小。其目的可以按以下方案實現一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭，包括若干層物料的流道；每一層物料的流道均包括有進料口、偏心主流道、中心主流道、放射狀分流道、若干條螺旋流道，其中進料口連接到偏心主流道，偏心主流道連接到中心主流道，中心主流道連接到各放射狀分流道，放射狀分流道連接到對應的螺旋流道；各層物料的中心主流道從上至下依次布置；最內層物料的每條放射狀分流道的橫截面自始至終呈圓形；其主要特點在于，除最內層物料的放射狀分流道外，其余各層物料的放射狀分流道包括分流道外圍段和分流道中央段，每層物料的分流道外圍段共有N條，N為4的倍數，各分流道外圍段布置成放射狀，每層物料的分流道中央段共有N/4條，各分流道中央段布置成放射狀；
除最內層物料的放射狀分流道外，從水平投影位置看，各層物料的分流道中央段位于靠近中心主流道的中央區(qū)域，各層物料的分流道外圍段位于同一層物料的分流道中央段的外圍區(qū)域，從豎向位置看，各層物料的分流道中央段位于下方，而同一層物料的分流道外圍段位于上方；
除最內層物料的放射狀分流道外，各層物料的中心主流道連接各分流道中央段，每條分流道中央段的末端分叉成為兩條向上延伸的支流道，每條支流道的末端再分叉成為兩條向上延伸的細流道，每條細流道的末端連接一條所述的分流道外圍段，每條分流道外圍段的末端連接一條所述對應的螺旋流道；
除最外層物料的偏心主流道外，其余各層物料的偏心主流道從外層物料的分流道中央段之間的扇形區(qū)域穿過。所謂“最外層的物料”，是指多層共擠膜泡擠出時位于最外層的物料。所謂“第幾層的物料”，是指多層共擠膜泡擠出時位于該層的物料。所謂“最外層物料的流道”，是指負責輸送最外層物料的流道，“最外層物料的流道”不一定位于空間上的最外層，例如最外層物料的中心主流道只是位于各中心主流道的最下方，而不是最外層，所以，“最外層物料的流道”中的“最外層”，主要是指物料在薄膜產品中位于最外層，而不一定特指流道位于“最外層”。同理，某一層物料的流道(輸送路徑)，是指輸送該層物料的流道(輸送路徑)。例如，最外層物料的進料口，是指輸送最外層物料的那一個進料口，而不是指該進料口位于所有進料口中的最外層。最內層物料的放射狀分流道，是指輸送最內層物料的放射狀分流道，從空間位置看，在所有各層物料的放射狀分流道中，最內層物料的放射狀分流道位于最上層。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果
I、本發(fā)明在不減少螺旋流道的數量的前提下，將放射狀分流道分為兩部分，其中外圍區(qū)域的放射狀分流道(即分流道外圍段)數量與螺旋流道的數量一一對應，而中央區(qū)域的放射狀分流道(即分流道中央段)數量縮少為1/4，這樣使相鄰兩分流道中央段的扇形區(qū)域夾角可增大到四倍，而各層物料的偏心主流道可以從外層物料的其中兩條分流道中央段之間的扇形區(qū)域穿過，因此，與傳統(tǒng)結構比較，本發(fā)明可以大大縮短偏心主流道穿過扇形區(qū)域的位置的偏心距離，使模頸部位的直徑可以減小，進而帶來以下優(yōu)點(I)、模頸的體積小，耗用合金鋼量少，降低制作成本；(2)、模頸的體積小，生產過程大大減少了由于機頭體積 造成的熱量消耗，機頭預熱時間短，耗能??；(3)、模頸的直徑小，意味著密封面積小，降低密封難度，更容易實現密封；(4)、模頸的直徑小，意味著流道的總長度短，需要的擠出壓力小，又會進一步降低密封難度，對密封精密度要求低一些。2、各層物料的流道總長度差別小，這是因為各層物料的分流道外圍段可以基本平行布置，各層物料的分流道中央段也可以基本平行布置，各層物料的流道的豎向段長度基本相等。由于各層物料的流道總長度差別小，有利于各層物料擠出時的壓力協調、和諧。


圖I是傳統(tǒng)一種九層共擠疊加式機頭的結構示意圖。圖2是傳統(tǒng)一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭的結構示意圖。圖3是螺旋流道的結構及物料流動方式示意圖。圖4是三層共擠膜泡半成品的剖面結構示意圖。圖5是傳統(tǒng)結構中的偏心主流道與放射狀分流道的空間配合關系示意圖。圖6是本發(fā)明第一種具體實施例的結構示意圖。圖7是圖6中三層物料流動路徑的立體位置關系示意圖。圖8是圖6中的最內層物料流動路徑的立體位置示意圖。圖9是圖6中的最內層物料流動路徑的平面投影位置關系示意圖。圖10是圖6中的中間層物料流動路徑的立體位置示意圖。圖11是圖6中的中間層物料流動路徑的平面投影位置關系示意圖。圖12是圖6中的最外層物料流動路徑的立體位置示意圖。圖13是圖6中的最外層物料流動路徑的平面投影位置關系示意圖。圖14是本發(fā)明中的偏心主流道與分流道中央段的空間配合關系示意圖。圖15是本發(fā)明第二種具體實施例的結構示意圖。
具體實施方式
實施例一
圖6所示，該同心套筒式多層共擠吹膜機頭設有三層物料的流道。圖6、圖7、圖12、圖13所示，最外層物料的流道包括有進料口 31、偏心主流道32、中心主流道33、放射狀分流道、三十二條螺旋流道35，各螺旋流道35之間的周向間距相同，每相鄰兩螺旋流道35之間錯開11. 25。。其中進料口 31連接到偏心主流道32，偏心主流道32連接到中心主流道33，最外層物料的的放射狀分流道包括分流道外圍段344和分流道中央段341，最外層物料的分流道外圍段344共有三十 二條，各分流道外圍段344布置成放射狀，最外層物料的分流道中央段341共有八條，各分流道中央段341布置成放射狀；從水平投影位置看，最外層物料的分流道中央段341位于靠近中心主流道的中央區(qū)域，最外層物料的分流道外圍段344位于同一層物料的分流道中央段341的外圍區(qū)域，從豎向位置看，最外層物料的分流道中央段341位于下方，而同一層物料的分流道外圍段344位于上方。最外層物料的中心主流道33連接各分流道中央段341，最外層物料的每條分流道中央段341的末端分叉成為兩條向上延伸的支流道342，每條支流道342的末端再分叉成為兩條向上延伸的細流道343，每條細流道343的末端對應連接一條所述的分流道外圍段344，每條分流道外圍段344的末端對應連接一條的螺旋流道35。圖6、圖7、圖10、圖11所示，中間層物料的流道包括有進料口 21、偏心主流道22、中心主流道23、放射狀分流道、三十二條螺旋流道25，，各螺旋流道25之間的周向間距相同，每相鄰兩螺旋流道25之間錯開11. 25°。其中，進料口 21連接到偏心主流道22，偏心主流道22連接到中心主流道23，中間層物料的的放射狀分流道包括分流道外圍段244和分流道中央段241，中間層物料的分流道外圍段244共有三十二條，各分流道外圍段244布置成放射狀，中間層物料的分流道中央段241共有八條，各分流道中央段241布置成放射狀；從水平投影位置看，中間層物料的分流道中央段241位于靠近中心主流道的中央區(qū)域，中間層物料的分流道外圍段244位于同一層物料的分流道中央段241的外圍區(qū)域，從豎向位置看，中間層物料的分流道中央段241位于下方，而同一層物料的分流道外圍段244位于上方。中間層物料的中心主流道23連接各分流道中央段241，中間層物料的每條分流道中央段241的末端分叉成為兩條向上延伸的支流道242，每條支流道242的末端再分叉成為兩條向上延伸的細流道243，每條細流道243的末端對應連接一條所述的分流道外圍段244，每條分流道外圍段244的末端對應連接一條的螺旋流道25。圖6、圖7、圖8、圖9所示，最內層物料的流道包括有進料口 11、偏心主流道12、中心主流道13、三十二條放射狀分流道14、三十二條螺旋流道15，其中進料口 11連接到偏心主流道12，偏心主流道12連接到中心主流道13，中心主流道13連接到各放射狀分流道14，放射狀分流道14連接到對應的螺旋流道15 ;最內層物料的每條放射狀分流道14的橫截面形狀自始至終呈圓形；這是由于最內層物料的放射狀分流道之間扇形區(qū)域不需供其它層物料的偏心主流道穿過，因此最內層物料的放射狀分流道不需設計成為樹杈形式，其結構可以與傳統(tǒng)機頭的放射狀分流道相同，即每一放射狀分流道自始至終的橫截面形狀不變。圖6所示，各層物料的中心主流道從上至下依次布置；即最內層物料的中心主流道13位于中間層的中心主流道23上方，中間層的中心主流道23位于最外層物料的中心主流道33上方。圖6、圖7、圖14所示，除最外層物料的偏心主流道32外，其余各層物料的偏心主流道從外層物料的分流道中央段之間的扇形區(qū)域穿過，即中間層物料的偏心主流道22從最外層物料的分流道中央段341之間的扇形區(qū)域穿過，如圖14所示；最內層物料的偏心主流道12從最外層物料的分流道中央段341之間的扇形區(qū)域穿過，也從中間層物料的分流道中央段241之間的扇形區(qū)域穿過，如圖14所示。從圖14和圖5比較可知，由于圖5中的放射狀分流道14的數量為三十二條，而圖14中的分流道中央段341的數量僅為八條，圖14中的扇形區(qū)域的夾角大幅度增大(相對于圖5中夾角的四倍)，所以圖14中偏心主流道與模頸6圓心之間的偏心距離可以大幅度縮小，圖14中的模頸6直徑因此可大幅度縮小(相對與圖5比較而言)。實施例二
在實施例二中，流道的數量為五層，如圖15所示。其中最外層物料的中心主流道53連接最外層物料的八條分流道中央段541，八條分流道中央段541向上分叉成為十六條支流道，十六條支流道又向上分叉成為三十二條細流道，每條細流道對應連接一條分流道外圍段544，每條分流道外圍段544對應連接一條螺旋流道55。第四層物料的中心主流道43連接第四層物料的八條分流道中央段441，八條分流道中央段441向上分叉成為十六條支流道，十六條支流道又向上分叉成為三十二條細流道，每條細流道對應連接一條分流道外圍段444，每條分流道外圍段444對應連接一條螺旋流道45。第三層物料的中心主流道33連接第三層物料的八條分流道中央段341，八條分流道中央段341向上分叉成為十六條支流道，十六條支流道又向上分叉成為三十二條細流道，每條細流道對應連接一條分流道外圍段344，每條分流道外圍段344對應連接一條螺旋流道35。第二層物料的中心主流道23連接第二層物料的八條分流道中央段241，八條分流道中央段241向上分叉成為十六條支流道，十六條支流道又向上分叉成為三十二條細流道，每條細流道對應連接一條分流道外圍段244，每條分流道外圍段244對應連接一條螺旋流道25。最內層物料的中心主流道13連接三十二條放射狀分流道14，每條放射狀分流道14對應連接一條螺旋流道15。最內層物料的每條放射狀分流道14的截面自始自終都保持為圓形，而無需設計為樹杈形狀。最內層物料的偏心主流道從其余四層物料的分流道中央段541、441、341、241之間的扇形區(qū)域穿過，第二層物料的偏心主流道從其外圍三層物料的分流道中央段541、441、341之間的扇形區(qū)域穿過，第三層物料的偏心主流道從其外圍兩層物料的分流道中央段541、441之間的扇形區(qū)域穿過，第四層物料的偏心主流道從最外層物料的分流道中央段541之間的扇形區(qū)域穿過。各層物料的中心主流道13、23、33、43、53從上至下依次布置。實施例二其余方面的結構與實施例一類同。
權利要求
1.ー種同心套筒式多層共擠吹膜機頭，包括若干層物料的流道；每ー層物料的流道均包括有進料ロ、偏心主流道、中心主流道、放射狀分流道、若干條螺旋流道，其中進料ロ連接到偏心主流道，偏心主流道連接到中心主流道，中心主流道連接到各放射狀分流道，放射狀分流道連接到對應的螺旋流道；各層物料的中心主流道從上至下依次布置；最內層物料的每條放射狀分流道的橫截面自始至終呈圓形；其特徴在於除最內層物料的放射狀分流道夕卜，其余各層物料的放射狀分流道包括分流道外圍段和分流道中央段，每層物料的分流道外圍段共有N條，N為4的倍數，各分流道外圍段布置成放射狀，每層物料的分流道中央段共有N/4條，各分流道中央段布置成放射狀； 除最內層物料的放射狀分流道外，從水平投影位置看，各層物料的分流道中央段位于靠近中心主流道的中央區(qū)域，各層物料的分流道外圍段位于同一層物料的分流道中央段的外圍區(qū)域，從豎向位置看，各層物料的分流道中央段位于下方，而同一層物料的分流道外圍段位于上方； 除最內層物料的放射狀分流道外，各層物料的中心主流道連接各分流道中央段，每條 分流道中央段的末端分叉成為兩條向上延伸的支流道，每條支流道的末端再分叉成為兩條向上延伸的細流道，每條細流道的末端連接一條所述的分流道外圍段，每條分流道外圍段的末端連接一條所述對應的螺旋流道； 除最外層物料的偏心主流道外，其余各層物料的偏心主流道從外層物料的分流道中央段之間的扇形區(qū)域穿過穿過。
全文摘要
一種同心套筒式多層共擠吹膜機頭，包括若干層物料流道，除最內層物料的放射狀分流道外，其余各層物料的放射狀分流道包括分流道外圍段和分流道中央段，每層物料的分流道外圍段共有N條，每層物料的分流道中央段共有N/4條；除最內層物料的放射狀分流道外，各層物料的中心主流道連接各分流道中央段，每條分流道中央段的末端分叉成為兩條向上延伸的支流道，每條支流道的末端再分叉成為兩條向上延伸的細流道，每條細流道的末端連接一條所述的分流道外圍段，每條分流道外圍段的末端連接一條對應的螺旋流道；各層物料的偏心主流道從外層物料的分流道中央段之間的扇形區(qū)域穿過。本發(fā)明的模頸直徑小，模頸體積小，耗用合金鋼量少，機頭預熱時間短。
文檔編號B29C47/26GK102672954SQ20121016593
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者李 浩, 林楚漂, 馬佳圳 申請人:廣東金明精機股份有限公司