一种微分注气结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微分注气结构，包括带有螺杆的挤出机或注塑机，还包括注气系统，挤出机或注塑机的机筒上设有对应熔融段的注气口，注气系统接入注气口；螺杆对应熔融段处设有一段斜齿段；微分注气结构还包括固定在机筒内的分流环，分流环套在斜齿段外，分流环和机筒内壁之间围成储气室，分流环上均布多个进气孔，注气口、储气室、进气孔、分流环的内侧相互连通。本实用新型专利技术保证每个小部分的物料皆可与超临界流体充分接触，从而确保气体/聚合物均相体系在30s内形成，属于挤出或注塑发泡成型技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种微分注气结构
本技术涉及挤出或注塑发泡成型技术，具体涉及一种微分注气结构。
技术介绍
目前，发泡技术的应用越来越广。一般情况下，在注塑或者挤出发泡过程中，通常会在螺杆均化段前端的注气口注入超临界流体，使其与挤出机或者注塑机料筒内的熔体均匀混合，然后在螺杆强烈混合作用下形成气体/聚合物均相体系，均相体系在通过挤出机机头时，会产生很大的压力降及压力降速率，造成体系极大的热力学不稳定性，从而引发气泡成核，完成挤出发泡过程。然而，气体/聚合物均相体系的形成必须在数分钟甚至几十秒内完成，加速气体/聚合物均相体系的形成就显得尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本技术的目的是：提供一种加速气体/聚合物均相体系形成的微分注气结构。为了达到上述目的，本技术采用如下技术方案：一种微分注气结构，包括带有螺杆的挤出机或注塑机，还包括注气系统，挤出机或注塑机的机筒上设有对应熔融段的注气口，注气系统接入注气口；螺杆对应熔融段处设有一段斜齿段；微分注气结构还包括固定在机筒内的分流环，分流环套在斜齿段外，分流环和机筒内壁之间围成储气室，分流环上均布多个进气孔，注气口、储气室、进气孔、分流环的内侧相互连通。作为一种优选，分流环为圆筒状，与机筒同心设置；进气孔的数量为2n个，其中n取正整数；所有进气孔处于同一横截面上，且圆周均匀分布。作为一种优选，相邻进气孔的圆周间隔大于斜齿段的螺棱的宽度。作为一种优选，进气孔为圆形通孔。作为一种优选，进气孔的内径为5-7mm，斜齿段中斜齿的螺旋角为4-6°。作为一种优选，斜齿段的外侧和分流环的内侧的间距为0.1-0.25mm，斜齿段的长度为螺杆长度的八分之一。作为一种优选，挤出机为单螺杆挤出机，螺杆长径比为25-40。作为一种优选，注塑机为单螺杆注塑机，螺杆长径比为18-24。一种微分注气方法，采用一种微分注气结构，挤出或注塑发泡时，物料随着螺杆旋转向前，斜齿段的斜齿将熔融物料分成若干个小部分，而2n个进气孔同时通过注气系统注入超临界流体，这样每个小部分的物料都能与超临界流体充分接触，从而确保气体/聚合物均相体系在30s内形成。作为一种优选，在挤出机或注塑机螺杆的均化段前端选取一段，将螺纹改成斜齿轮状，以形成斜齿段结构。总的说来，本技术具有如下优点：1.当本技术应用于挤出或注塑发泡时，随着螺杆旋转向前，螺杆均化段前端的轮齿会将熔融物料分成若干个小部分，而2n个进气孔同时注气，每个小部分的物料皆可与超临界流体充分接触，从而确保气体/聚合物均相体系在30s内形成。2.结构简单，操作方便，可对现有的挤出机或注塑机进行改装。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2a是图1中剖面I-I的剖视图。图2b是图2a的侧视图。图3是本技术螺杆的结构示意图。图4是图3中剖面II-II的剖视图。图5是机筒壁上储气室和进气孔的分布图。其中，1-减速箱；2-电动机；3-加料筒；4-螺杆；5-注气口；6-热电偶；7-压力传感器；8-机头；9-注气系统；10-斜齿；11-机筒壁；12-储气室；13-分流环；14-螺杆；15-进气孔；d为进气孔的内径。具体实施方式下面将结合具体实施方式来对本技术做进一步详细的说明。一种微分注气结构，包括带有螺杆的挤出机或注塑机，还包括注气系统，挤出机或注塑机的机筒上设有对应熔融段的注气口，注气系统接入注气口；螺杆对应熔融段处设有一段斜齿段；微分注气结构还包括固定在机筒内的分流环，分流环套在斜齿段外，分流环和机筒内壁之间围成储气室，分流环上均布多个进气孔，注气口、储气室、进气孔、分流环的内侧相互连通。本实施例的挤出机为单螺杆挤出机，包括：减速箱、电动机、加料筒、机筒、螺杆、注气口、热电偶、压力传感器和机头。螺杆位于机筒内，由电动机通过减速箱带动转动；机筒上设有加料筒和注气口，注气口对应熔融段设置；机头设有压力传感器和热电偶。分流环为圆筒状，与机筒同心设置；进气孔的数量为2n个，其中n取正整数，本实施例中进气孔的数量为16个；所有进气孔处于同一横截面上，且圆周均匀分布。相邻进气孔的圆周间隔大于斜齿段的螺棱的宽度，以保证在注气的过程中，气体不会被螺棱堵死。进气孔的内径d的大小应根据不同的工艺条件和气体种类确定。当挤出发泡的生成过程中，要求产量为80kg/h,注气量为10％，物理发泡剂为二氧化碳，发泡压力为10MPa。使用本技术进行挤出发泡生成，则通过计算可知，此时的d的大小应为6.22mm。当产量和注气量不变，发泡剂种类为丁烷，通过计算则此时的d的大小为5.54mm。在挤出机或注塑机螺杆的均化段前端选取一段，将螺纹改成斜齿轮状，以形成斜齿段结构。本实施例中，螺杆直径为23mm，从螺杆长径比为L/d：25。斜齿段中斜齿的螺旋角为4°。斜齿段的外侧和分流环的内侧的间距为0.1mm，斜齿段的长度为74.4mm。本实施例中，斜齿轮的齿数为8个。随着螺杆旋转向前，螺杆熔融段的轮齿会将熔融物料分成8个小部分，而16个进气孔同时注气，每个小部分的物料皆可与超临界流体充分接触，从而确保气体/聚合物均相体系在30s内形成。本微分注气结构的整个工作过程是：打开与储气罐联接的阀门，使气体进入带有温控系统的高压计量泵；设定高压计量泵的气体压力，通过过高压计量泵控制发泡过程中注入的气体压力。高压气体通过固定在机筒外壁上的注气口进入储气室中，当气体充满储气室之后，高压气体会进入到位于分流环上的进气孔内。物料从加料筒加入，经过机筒加热和螺杆的熔融塑化，使熔体充满螺杆的螺槽。熔融好的物料在此段随着螺杆旋转向前，螺杆均化段前端的轮齿会将熔融物料分成8个小部分，而16个进气孔同时注气，这样每个小部分的物料都能与超临界流体充分接触，从而确保气体/聚合物均相体系30s内形成。均相体系在通过挤出机机头时，会产生很大的压力降及压力降速率，造成体系极大的热力学不稳定性，从而引发气泡成核，完成挤出发泡过程。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微分注气结构，包括带有螺杆的挤出机或注塑机，还包括注气系统，挤出机或注塑机的机筒上设有对应熔融段的注气口，注气系统接入注气口，其特征在于：螺杆对应熔融段处设有一段斜齿段；微分注气结构还包括固定在机筒内的分流环，分流环套在斜齿段外，分流环和机筒内壁之间围成储气室，分流环上均布多个进气孔，注气口、储气室、进气孔、分流环的内侧相互连通。

【技术特征摘要】
1.一种微分注气结构，包括带有螺杆的挤出机或注塑机，还包括注气系统，挤出机或注塑机的机筒上设有对应熔融段的注气口，注气系统接入注气口，其特征在于：螺杆对应熔融段处设有一段斜齿段；微分注气结构还包括固定在机筒内的分流环，分流环套在斜齿段外，分流环和机筒内壁之间围成储气室，分流环上均布多个进气孔，注气口、储气室、进气孔、分流环的内侧相互连通。2.按照权利要求1所述的一种微分注气结构，其特征在于：分流环为圆筒状，与机筒同心设置；进气孔的数量为2n个，其中n取正整数；所有进气孔处于同一横截面上，且圆周均匀分布。3.按照权利要求2所述的一种微分注气结构，其特征在于：相邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贤武，丁美娟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44