[发明专利]对连续挤出塑料制品冷却定型的方法及中间冷却装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对连续挤出塑料制品进行高效冷却定型的方法和装置。

背景技术

塑料型材是通过挤出模具挤压成型的。目前常用的挤出模具主要由模头、干式定型模、湿式真空水箱三大部分组成。原材料在挤出机料筒内熔融塑化后经过模头获得一定形状的熔坯，进入到干式定型模中，在真空吸附力的作用下，型坯与定型模充分接触，型坯携带的热量与定型模进行热交换，再由定型模内的冷却水带走。由于湿式真空水箱中排布的支撑型材的定型块之间间隙较大，如果制品在定型模内不能得到充分冷却，在水箱真空作用下，制品会因为内热使其在定型块之间的间隙处发生变形。因此，只有当型坯外壁厚度的90％达到玻璃化温度以下时，才能引入到湿式真空水箱中，由冷却水直接对其进一步的冷却与定型，最后通过切割获得所需形状和长度的制品。由于型坯携带的热量是通过定型模传递后由冷却水带走的，单位时间内移走的热量有限，使得型材的生产速度受到约束。如果要提高型材牵引速度，势必要增加干式定型模的长度，而定型模的长度不能无限制地延长。在定型模总长超过100cm后，定型模长度的增加对牵引速度的提高影响较为缓慢：一方面是因为定型模对制品存在真空吸附力，增加定型模长度使制品在定型模内滞留的时间延长，造成制品在牵引过程中的阻力加大。另一方面由于加工设备的限制，每节定型模不能设计太长。定型模分段又会造成装配误差，分段太多导致累计误差加大，影响最终制品的形状及尺寸。且定型模的加工成本高，加长的定型模部分对模具成本影响很大。因此，目前生产上所采用的定型模总长度一般不超过135cm，正常牵引速度在2.5～3.5米/分钟，牵引速度一般不高于4.0米/分钟。

发明内容

为了解决上述连续挤出塑料制品生产速度难以提高的问题，本发明提供了一种对连续挤出塑料制品冷却定型的方法及中间冷却装置，可以提高型坯的冷却成型效率，从而在不增加型材牵引力的情况下提高型材的牵引速度，提高型材的生产速度。

本发明方法是这样实现的：在干式定型模和湿式真空水箱之间设置一段中间冷却装置；熔坯在经过干式定型模冷却至其外壁厚度的1/4～1/3达到玻璃化温度以下时导入到该中间冷却装置中。该中间冷却装置为一密封的箱体，箱体在型材移动方向上设有若干个可通入和导出冷却水的冷却室，各冷却室上方相通并与箱体外的负压源相通；各冷却室在型材移动方向的宽度相等或递增，型材导入的第一个冷却室宽度不大于3mm，并且相邻冷却室宽度差不大于3mm。

当制品即型材通过上述中间冷却装置时，制品在各冷却室中整体浸泡在冷却水中，由冷却水吸收制品携带的热量并将其导出，同时箱体内各冷却室宽度很小，排列紧密的定型块对制品起到定型作用，不会使制品变形。因制品整体浸泡在冷却水中，单位时间内带走的热量比定型模高，因此，模具的冷却和定型效率得到显著提高，型材的牵引速度可以提高。用该装置可以替代一部分定型模，使得定型模的总长度可以减少。

本发明用来实现上述方法的中间冷却装置为一密封的箱体，箱体在型材移动方向上设有若干个由定型块隔分开的可通入和导出冷却水的冷却室，定型块在制品牵引方向上加工有与型材尺寸相匹配的型腔，各冷却室上方相通并与箱体外的负压源相通；各冷却室在型材移动方向的宽度相等或递增，型材导入的第一个冷却室宽度不大于3mm。

型材导入的第一个冷却室宽度宜为1.5-2.5mm，各冷却室的宽度在型材移动方向连续递增或相隔数个冷却室递增。如果第一个冷却室宽度过宽，则必然要求由定型模导出的型坯温度较低，冷却较充分，否则型坯强度较低，进入本装置后易变形；但其宽度也不宜过小，小于1.5mm时，冷却水流动不畅，冷却效果不理想。

箱体的两个侧板分别由两个内外侧板组成，左右外侧板内侧开有供排液用的蓄水槽，在型材上方的冷却室两侧的左右内侧板上开有与蓄水槽相通的溢流口，左右外侧板上设有与蓄水槽相通的抽气管；左右外侧板内侧底部开有进液槽，在冷却室两侧底部的左右内侧板上开有与进液槽相通的进液孔，左右外侧板上设有与进液槽相通的进水接头。

箱体两侧内壁上开有定型块插槽，插槽的宽度大于定型块的宽度，使得定型块在插槽内在型材移动方向前后移动。

本发明有以下有益效果：