适于淀粉生物降解材料的吹膜机旋转模头制造技术

一种适于淀粉生物降解材料的吹膜机旋转模头，包括芯模部分和外体部分：芯模部分包括套装在中心轴上的螺旋芯模和固定在中心轴上端的旋转芯模，螺旋芯模与旋转芯模相贴合，由电机驱动中心轴带动旋转芯模相对于螺旋芯模转动。外体部分包括套装在螺旋芯模上的内模套、与内模套过渡配合的外模套、以及布置在旋转芯模外侧的口模套，内模套与口模套由固定件连接，内模套与外模套之间设置有外循环冷却水道。内模套、口模套、螺旋芯模和旋转芯模共同构成物流和成型通道，物流和成型通道自下而上由人字形进料槽、螺旋形输料槽、环形间隙缓冲带、渐缩式锥面通道、环形松弛料腔和最后成型段间隙组成。其吹制的淀粉材料薄膜成品合格率高，能够大批量生产。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及薄膜吹制设备，具体地指一种适于淀粉生物降 解材料的吹膜机旋转模头。
技术介绍
吹塑薄膜成型的原理是将塑料原料从螺杆挤出机前端压入模 头中，使粘流态的塑料原料经过模头挤出成管胚状，并利用模头底 部通入的压縮空气将该管胚均匀自由地吹胀成直径较大的管状薄 膜，同时使管状薄膜在向上牵引的过程中被纵向拉伸，逐步冷却， 再由人字板压平，牵引辊牵引，最后收巻成筒。随着吹塑薄膜技术 曰趋成熟和完善，各种吹膜成型的塑料薄膜越来越多地应用到了工 业、农业以及日常生活等领域。塑料薄膜是高分子材料制品，各种 塑料薄膜制品在方便人们使用、提高生产效率和降低工人劳动强度 的同时，大量废弃薄膜也会形成难以降解的白色污染，如何妥善处 理废弃薄膜便成了人们面临的一大难题。为了解决上述问题，科研人员一直在尝试用高淀粉含量的天然 生物降解材料取代化学塑料，目前已成功研制出了多种可部分或完全生物降解的淀粉薄膜，如授权公告号为CN1293137C的中国专利技术 专利说明书中所介绍的可完全生物降解薄膜。高淀粉含量的生物降 解薄膜能很快地被环境中的水份所消融，在土壤中也可以被微生物 快速分解，甚至转化成肥料，这在很大程度上缓解了传统塑料废弃 膜的污染问题，在人们越来越强调环保的今天，它的市场前景也越 来越广阔。但淀粉生物降解材料的固有特性也带来了难以大批量工 业化生产的新难题。究其原因，包括如下几方面因素 一是淀粉生物降解材料与普 通的高密度聚乙烯或低密度聚乙烯相比，其粘度较高，流动性变差，不仅容易导致物料在混合塑化的过程中出现不均匀现象，而且可使 模头内的压力急剧升高，传统塑料吹膜模头难以使其精确成型。二 是淀粉生物降解材料的剪切应力较大，在混合塑化的过程中摩擦热 陡增，传统塑料吹膜模头难以准确控制其工艺温度。三是淀粉生物 降解材料对工艺温度的敏感性较高，且在加工过程中的自升温过 高，容易导致材料焦糊变性，需要对物料的工艺温度进行更为苛刻 的控制，而传统塑料吹膜模头显然无法做到这一点。由此可见，虽然淀粉生物降解材料的吹膜原理与普通塑料基本 相同，但其中的关键是现有的吹膜机模头无法解决这种新材料因粘 度大、流动性差、工艺温度敏感带来的问题。如强行使用现有的塑 料吹膜生产线生产淀粉生物降解薄膜，不仅产量低下，而且良品率 非常低，无法满足工业化大批量生产的需要。
技术实现思路
本技术的目的就是要克服传统吹塑机吹制生物降解新材 料所存在的不足，提供一种成品合格率高、能够大批量工业化生产 的适于淀粉生物降解材料的吹膜机旋转模头。为实现上述目的，本技术所设计的适于淀粉生物降解材料 的吹膜机旋转模头，主要由同轴心布置用以构成物料环隙流通道的 芯模部分和外体部分组合而成所述芯模部分包括通过支撑轴承套装在中心轴上的螺旋芯模 和通过锁紧螺母固定在中心轴上端的旋转芯模，所述螺旋芯模的上 端内圆锥面与旋转芯模的下端外圆锥面贴合配合；所述外体部分包括套装在螺旋芯模上的内模套、与内模套过渡 配合的外模套、以及布置在旋转芯模外侧的口模套，所述内模套的 上端面与口模套的下端面通过固定件连为一体，所述内模套的外壁与外模套的内壁之间设置有外循环冷却水道；所述内模套和口模套的内壁与螺旋芯模和旋转芯模的外壁之 间共同构成物流和成型通道，所述物流和成型通道自下而上依次由 人字形进料槽、螺旋形输料槽、环形间隙缓冲带、渐縮式锥面通道、环形松弛料腔和最后成型段间隙组成；所述芯模部分和外体部分整体坐落在模头底座上，所述模头底 座固定在连接板上，所述中心轴的下端穿过连接板与大齿轮相连， 所述连接板上还固定有电机，所述电机的输出端与小齿轮相连，所 述小齿轮与大齿轮啮合配合，从而驱动中心轴及其上端的旋转芯模 相对于螺旋芯模转动。进一歩地，所述中心轴的轴心呈深盲孔形结构，其内设置有内 循环冷却水管，其端部设置有与内循环冷却水管相配合的旋转接 头，可对所述芯模部分实施有效的水冷控温。更进一步地，所述口模套的筒壁中开设有螺旋循环冷却水道， 可与上述外循环冷却水道协同作用，加强对所述外体部分的水冷控 温效果。与传统的吹塑机模头相比，本技术的优点主要体现在以下 几个方面其一，所设计物流和成型通道由人字形进料槽、螺旋形输料槽、 环形间隙缓冲带、渐縮式锥面通道、环形松弛料腔和最后成型段间 隙这六个部分平滑连续组合为一体，既具有各自的功能，又具有协 同的作用人字形进料槽可以高效分配物流，在满足流量和流速的 前提下确保物料均匀输送；螺旋形输料槽可以改变物料内的结构应力，使物料的温度趋于均匀，同时使物料在流动过程中进一步塑化；环形间隙缓冲带可以暂时释放塑化物料中的压力，使其达到自由均匀的状态；渐縮式锥面通道可以增加物料流速，并使物料重新建立 压力；环形松弛料腔可以再次释放塑化物料中的压力，尽可能消除 物料的流动变化，使其状态进一步自由均衡；最后成型段间隙可以 使物料再次建立吹膜压力，经过两次压力释放和建立的过程，物料 具有更加均匀的温度、压力和流速，为最终吹膜创造了有利条件。 其二，所设计物流和成型通道的人字形进料槽、螺旋形输料槽、 环形间隙缓冲带和渐縮式锥面通道是静态不变的，物料在其中可以 稳定地输送、混合、塑化；而环形松弛料腔和最后成型段间隙则是动态旋转的，旋转芯模在电机及减速传动装置的带动下以2RPM的缓慢速度旋转，物料在其中受旋转芯模的驱动同时作轴向和切向运 动，能够有效克服淀粉生物降解材料粘度大、流动性差所导致的不 均匀性，进一步消除内应力及流速偏差，使物料的分布更加均匀， 为提高最终成膜质量打下良好的基础。其三，所设计的外循环冷却水道沿圆周方向包围在物流和成型 通道的外侧，可以通过调节冷却水的流速、流量吸收内模套和外模 套处所产生的热量，从而控制物料在混合塑化过程中产生的摩擦 热，方便地调节物料在每一段通道内的温度变化，使其保持在吹膜所需要的范围内；所设计在中心轴盲孔中的内循环冷却水管，从物 流和成型通道的内侧对芯模部分实施有效的水冷降温，与外循环冷 却水道协同作用，可以进一步提高物料温度控制的精确性；所设计 在口模套筒壁中的螺旋循环冷却水道，可以更加精准地调控最后成 型段间隙处的物料温度，确保物料在适合自身特性的温度条件下吹 膜成型，且能够稳定地大规模批量生产。综上所述，本技术的吹膜机旋转模头通过静态与动态相结 合的物流和成型通道设计，加上独特的内外循环水冷却系统，使得 吹膜物料的混合、减压、加压和温度控制可以完全符合材料的自身 特点，有效解决了淀粉生物降解材料粘度大、流动性差、对工艺温 度敏感的难题。其吹膜速度快、产品质量稳定、成品率及良品率高， 整个生产过程都可以实现自动控制或人为控制，完全可以达到大批 量工业化生产的要求。同时，本技术的吹膜机旋转模头可以方 便地改装在传统吹膜机组上，在不对原有生产线作大幅度调整的情 况下生产淀粉生物降解薄膜，其成本低廉，可以取代塑料薄膜，杜 绝白色污染，具有良好的经济效益和社会效益。附图说明图1为本技术的吹膜机旋转模头的主剖视结构示意图； 图2为图1的左剖视结构示意图； 图3为图1的俯视结构示意图；图4为图1中的外循环冷却水道的展开状态示意图； 图5为图1中的人字形进料槽的展开状态示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于淀粉生物降解材料的吹膜机旋转模头，包括同轴心布置的芯模部分和外体部分，其特征在于：　所述芯模部分包括通过支撑轴承（２８）套装在中心轴（１５）上的螺旋芯模（２２）和通过锁紧螺母（１６）固定在中心轴（１５）上端的旋转芯模（２０），所述螺旋芯模（２２）的上端内圆锥面与旋转芯模（２０）的下端外圆锥面贴合配合；　所述外体部分包括套装在螺旋芯模（２２）上的内模套（２１）、与内模套（２１）过渡配合的外模套（１９）、以及布置在旋转芯模（２０）外侧的口模套（２３），所述内模套（２１）的上端面与口模套（２３）的下端面通过固定件连为一体，所述内模套（２１）的外壁与外模套（１９）的内壁之间设置有外循环冷却水道（１２）；　所述内模套（２１）和口模套（２３）的内壁与螺旋芯模（２２）和旋转芯模（２０）的外壁之间共同构成物流和成型通道，所述物流和成型通道自下而上依次由人字形进料槽（１０）、螺旋形输料槽（１１）、环形间隙缓冲带（２９）、渐缩式锥面通道（３０）、环形松弛料腔（８）和最后成型段间隙（３１）组成；　所述芯模部分和外体部分整体坐落在模头底座（１７）上，所述模头底座（１７）固定在连接板（３）上，所述中心轴（１５）的下端穿过连接板（３）与大齿轮（５）相连，所述连接板（３）上还固定有电机（２），所述电机（２）的输出端与小齿轮（４）相连，所述小齿轮（４）与大齿轮（５）啮合配合，从而驱动中心轴（１５）及其上端的旋转芯模（２０）相对于螺旋芯模（２２）转动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方墉，吴平，
申请(专利权)人：方墉，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]