納米疊層複合擠出設備

《納米疊層複合擠出設備》是蘇州同大機械有限公司和北京化工大學於2014年4月4日申請的發明專利，該專利的申請號為2014101359933，公布號為CN103895208A，授權公布日為2014年7月2日，發明人是楊衛民、賈輝、劉程林、邱建成、丁玉梅、何建領。

《納米疊層複合擠出設備》公開了一種保證管坯壁厚的納米疊層複合擠出設備，包括依次相連的塑化供料裝置、匯流器、複合疊層發生器和管坯模頭，所述塑化供料裝置有n個，匯流器有n個入口和一個扁平的出口，匯流器的出口沿厚度方向設定有n個區域，匯流器內設定有分別連通入口和對應扁平出口區域的第一熔體通道，匯流器的每個入口連線一個塑化供料裝置，複合疊層發生器由若干個複合模相連而成，複合疊層發生器和管坯模頭之間通過第一過渡模和第二過渡模相連。

2016年12月7日，《納米疊層複合擠出設備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《納米疊層複合擠出設備》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：納米疊層複合擠出設備
• 公布號：CN103895208A
• 公布日：2014年7月2日
• 申請號：2014101359933
• 申請日：2014年4月4日
• 申請人：蘇州同大機械有限公司、北京化工大學
• 地址：江蘇省蘇州市張家港市鳳凰鎮雙龍村蘇州同大機械有限公司
• 發明人：楊衛民、賈輝、劉程林、邱建成、丁玉梅、何建領
• Int.Cl.：B29C47/14(2006.01)I、B29C47/26(2006.01)I、B29C47/04(2006.01)I
• 代理機構：張家港市高松專利事務所（普通合夥）
• 代理人：陳曉岷

專利背景

2014年4月前已有的納米疊層複合擠出設備的結構為包括依次相連的塑化供料裝置、匯流器、複合疊層發生器、過渡模和管坯模頭，管坯模頭和管坯模頭包括外模和內模，外模和內模之間形成環形的熔體通道，過渡段在將熔體分成兩個半圓的時候採用的是一個矩形入口，然後中間設定有將矩形入口分成兩半的切片，切片是固定在內模上的，而內模是與外部設備相連從而保證熔體通道的完整性和均勻性，由於內模是與外部設備相連的，因此需要一個長桿伸出管坯模頭，這樣長桿就起到支撐作用，如果內模較重，那么切片在矩形入口上的位置就容易偏離，即兩個半圓熔體的厚度就會不同，最終導致成型管坯的壁厚不均勻，這樣容易產生次品。

發明內容

專利目的

《納米疊層複合擠出設備》所要解決的技術問題是：提供一種保證管坯壁厚的納米疊層複合擠出設備。

技術方案

《納米疊層複合擠出設備》包括依次相連的塑化供料裝置、匯流器、複合疊層發生器和管坯模頭，所述塑化供料裝置有n個，匯流器有n個入口和一個扁平的出口，匯流器的出口沿厚度方向設定有n個區域，匯流器內設定有分別連通入口和對應扁平出口區域的第一熔體通道，匯流器的每個入口連線一個塑化供料裝置，複合疊層發生器由若干個複合模相連而成，每個複合模有扁平的入口和垂直於入口的一個扁平出口，複合模的入口沿長度方向被分割成m等分且相對獨立的小入口，第一個複合模的入口與匯流器的出口相等且相連，複合模的出口沿厚度方向設定有m個區域，複合模內設定有分布連通小入口和對應複合模出口區域的第二熔體通道，複合疊層發生器和管坯模頭之間通過第一過渡模和第二過渡模相連，第一過渡模有一個扁平的入口和兩個扁平的出口，第一過渡模的入口沿長度方向被分割成k個小口，第一過渡模的入口與最後一個複合模的出口相連，第一過渡模內設定有兩個連通k/2個小口和對應第一過渡模出口的第三熔體通道，第二過渡模有兩個與第一過渡模兩個扁平出口分別相配合的入口和兩個半環形出口，第二過渡模內設定有兩個分別連通入口和對應出口的第四熔體通道，第二過渡模的環形出口與管坯模頭的入口相連，其中n和m是大於1的整數，k是偶數。

所述管坯模頭的入口處設定有成型盤，成型盤由外環和設定在外環內的內盤組成，外環和內盤之間通過兩個對稱的支撐塊相連，兩支撐塊將外環和內盤之間的間隙分成兩個過渡熔體通道，管坯模頭包括外模和內模，外模和內模之間形成環形的熔體通道，其中外模與第二過渡模相連，內模固定在第二過渡模上，成型盤位於內模和第二過渡模之間。

所述支撐塊在背向第二過渡模的那側側面上沿成型盤徑向分別設定有兩斜槽，兩過渡熔體通道分別與對應的一個斜槽相通，斜槽連通過渡熔體通道和熔體通道靠近支撐塊的部位。

所述還包括標示線熔體擠出裝置，管坯模頭上設定有連通熔體通道和標示線熔體擠出裝置的出口的通孔。

所述複合模的m可以取不同值。

所述塑化供料裝置為擠出機、壓鑄機或注塑機。

《納米疊層複合擠出設備》通過設定第一過渡模和第二過渡模之後，通過兩個相同的分層，確保兩個半環形的熔體厚度一定相同，從而保證管坯的質量。

圖1是《納米疊層複合擠出設備》的立體圖；

圖2是圖1另一個方向的立體圖；

圖3是該發明納米疊層複合擠出設備中熔體的路徑圖；

圖4是圖1中成型盤的立體圖；

圖5是圖1中局部剖視圖。

圖中：1、塑化供料裝置，2、匯流器，3、管坯模頭，4、複合模，5、第一過渡模，6、第二過渡模，7、外環，8、內盤，9、支撐塊，10、過渡熔體通道，11、外模，12、內模，13、熔體通道，14、斜槽，15、標示線熔體擠出裝置，16、匯流器入口，17、匯流器出口，18、第一熔體通道，19、複合模出口，20、小入口，21、第二熔體通道，22、第一過渡模出口，23、小口，24、第三熔體通道，25、第二過渡模入口，26、第二過渡模出口，27、第四熔體通道，28、管坯模頭入口，29、通孔。

1.納米疊層複合擠出設備，包括依次相連的塑化供料裝置、匯流器、複合疊層發生器和管坯模頭，其特徵在於：所述塑化供料裝置有n個，匯流器有n個入口和一個扁平的出口，匯流器的出口沿厚度方向設定有n個區域，匯流器內設定有分別連通入口和對應扁平出口區域的第一熔體通道，匯流器的每個入口連線一個塑化供料裝置，複合疊層發生器由若干個複合模相連而成，每個複合模有扁平的入口和垂直於入口的一個扁平出口，複合模的入口沿長度方向被分割成m等分且相對獨立的小入口，第一個複合模的入口與匯流器的出口相等且相連，複合模的出口沿厚度方向設定有m個區域，複合模內設定有分布連通小入口和對應複合模出口區域的第二熔體通道，複合疊層發生器和管坯模頭之間通過第一過渡模和第二過渡模相連，第一過渡模有一個扁平的入口和兩個扁平的出口，第一過渡模的入口沿長度方向被分割成k個小口，第一過渡模的入口與最後一個複合模的出口相連，第一過渡模內設定有兩個連通k/2個小口和對應第一過渡模出口的第三熔體通道，第二過渡模有兩個與第一過渡模兩個扁平出口分別相配合的入口和兩個半環形出口，第二過渡模內設定有兩個分別連通入口和對應出口的第四熔體通道，第二過渡模的環形出口與管坯模頭的入口相連，其中n和m是大於1的整數，k是偶數。

2.根據權利要求1所述的納米疊層複合擠出設備，其特徵在於：所述管坯模頭的入口處設定有成型盤，成型盤由外環和設定在外環內的內盤組成，外環和內盤之間通過兩個對稱的支撐塊相連，兩支撐塊將外環和內盤之間的間隙分成兩個過渡熔體通道，管坯模頭包括外模和內模，外模和內模之間形成環形的熔體通道，其中外模與第二過渡模相連，內模固定在第二過渡模上，成型盤位於內模和第二過渡模之間；所述支撐塊在背向第二過渡模的那側側面上沿成型盤徑向分別設定有兩斜槽，兩過渡熔體通道分別與對應的一個斜槽相通，斜槽連通過渡熔體通道和熔體通道靠近支撐塊的部位。

3.根據權利要求1所述的納米疊層複合擠出設備，其特徵在於：還包括標示線熔體擠出裝置，管坯模頭上設定有連通熔體通道和標示線熔體擠出裝置的出口的通孔。

4.根據權利要求1所述的納米疊層複合擠出設備，其特徵在於：所述複合模的m可以取不同值。

5.根據權利要求1所述的納米疊層複合擠出設備，其特徵在於：所述塑化供料裝置為擠出機、壓鑄機或注塑機。

實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，《納米疊層複合擠出設備》包括依次相連的塑化供料裝置1、匯流器2、複合疊層發生器和管坯模頭3，所述塑化供料裝置1有n個，可以供應n種不同物料。匯流器2有n個入口（匯流器入口16）和一個扁平的出口（匯流器出口17），匯流器出口17沿厚度方向設定有n個區域，匯流器2內設定有分別連通入口（匯流器入口16）和對應扁平出口區域的第一熔體通道18，每個匯流器入口16連線一個塑化供料裝置1，複合疊層發生器由若干個複合模4（本實施例中為一個）相連而成，每個複合模4有扁平的入口和垂直於入口的一個扁平出口（複合模出口19），複合模4的入口沿長度方向被分割成m等分且相對獨立的小入口20，第一個複合模4的入口與匯流器出口17相等且相連，複合模出口19沿厚度方向設定有m個扁平區域，複合模4內設定有分布連通小入口20和對應複合模4出口區域的扭轉形第二熔體通道21，即一個小入口20通過一個扭轉形第二熔體通道21連線複合模出口19的一個扁平區域。複合疊層發生器和管坯模頭3之間通過第一過渡模5和第二過渡模6相連，第一過渡模5有一個扁平的入口和兩個扁平的出口（第一過渡模出口22），第一過渡模5的入口沿長度方向被分割成k個小口23，第一過渡模5的入口與最後一個複合模出口19相連，第一過渡模5內設定有兩個連通k/2個小口23和對應第一過渡模出口22的第三熔體通道24，即將第一過渡模5的小口分成兩組，一組通過一個第三熔體通道24與一個第一過渡模出口22相連。第二過渡模6有兩個與第一過渡模出口22分別相配合的入口（第二過渡模入口25）和兩個半環形出口（第二過渡模出口26），第二過渡模6內設定有兩個分別連通入口（第二過渡模入口25）和對應出口（第二過渡模出口26）的第四熔體通道27，第二過渡模出口26與管坯模頭3的入口（管坯模頭入口28）相連，其中n和m是大於1的整數，k是偶數。本實施例中，n取3，m取4，k取4。此時管坯模頭3可以是常規的管坯擠出模頭。所述複合模的m可以取不同值，即在實際使用的時候，前後複合模的m可以取不同值，例如第一個複合模的m取3，第二個複合模的m可以取4。在實際生產的時候，所述塑化供料裝置1為擠出機、壓鑄機或注塑機。由於涉及到各個部件的入口、出口和熔體通道在立體圖中不方便標註，因此就在圖3上來標註各個部件的入口、出口和熔體通道，熔體的路徑也恰巧表明了各個部件的入口、出口和熔體通道之間的關係。

為了管坯模頭3中的內模不用通過長桿伸出管坯模頭3固定，而直接固定在管坯模頭3內，提高內模的穩定性，進一步保證管坯的厚度均勻性，所述管坯模頭3的入口處設定有成型盤——圖4所示，成型盤由外環7和設定在外環7內的內盤8組成，外環7和內盤8之間通過兩個對稱的支撐塊9相連，兩支撐塊9將外環7和內盤8之間的間隙分成兩個過渡熔體通道10，管坯模頭3包括外模11和內模12，外模11和內模12之間形成環形的熔體通道13，其中外模11與第二過渡模6相連，內模12固定在第二過渡模6上，成型盤位於內模12和第二過渡模6之間且被內模12和第二過渡模6夾緊——圖5所示。在實際生產的時候，所述塑化供料裝置1為擠出機、壓鑄機或注塑機。

為了保證兩個半環形熔體在結合處結合牢靠、穩定所述支撐塊9在背向第二過渡模6的那側側面上沿成型盤徑向分別設定有兩斜槽14，兩過渡熔體通道10分別與對應的一個斜槽14相通，斜槽14連通過渡熔體通道10和熔體通道13靠近支撐塊9的部位，從而實現管坯連線處的交錯搭接，提高管坯的牢固性。

所述還包括標示線熔體擠出裝置15，外模11上設定有連通熔體通道13和標示線熔體擠出裝置15的出口的通孔29。在生產管坯的時候，利用標示線熔體擠出裝置15通過通孔29將標示線噴塗在管坯上，將使得生產出的管坯外表面上有標示線，滿足管坯的多元化要求。

下面以n取3，m取4，k取4為例詳細介紹《納米疊層複合擠出設備》的工作過程是：如圖4所示，三個塑化供料裝置1出來的熔體分別經過匯流器入口16進入第一熔體通道18別壓扁後到匯流器出口17形成一個三層物料的三層熔體，隨後三層熔體被複合模4是小入口20分割成四個小的三層熔體，經過第二熔體通道21旋轉、壓扁、展寬四倍後疊加到複合模出口19處形成一個十二層物料的十二層熔體，隨後十二層熔體被第一過渡模入口23分割成四個小的十二層熔體，每兩個十二層熔體經過第三熔體通道24旋轉、壓扁、展寬四倍後疊加到第一過渡模出口22處形成一個二十四層物料的二十四層熔體，二十四層熔體分別從第二過渡模入口25進入第二過渡模6內，經第四熔體通道27後到第二過渡模出口26形成兩個半環形熔體，該半環形熔體從成型盤的過渡熔體通道10進入熔體通道13內，兩個半環形熔體在經過支撐塊9後繞到支撐塊9背後並沿斜槽14流動，形成一個交錯搭接的連線部，這樣能最大限度的提高管坯連線處的穩定性，提高管坯的性能。熔體在多次疊加後形成管壁，也大大提高了管坯的穩定性、機械性能、阻隔性能以及力學性能。

榮譽表彰

2016年12月7日，《納米疊層複合擠出設備》獲得第十八屆中國專利優秀獎。