近些年來隨著大容積(200 L以上)吹塑制品在石油化工、鐵路運輸、倉儲等行業的廣泛應用，其需求量不斷增大，對其質量的要求也越來越高。現有生產吹塑制品的儲料模頭普遍存在著如下問題:1)熔料不均勻，接縫強度低。原因在于:現有模頭內部由簡單的錐形雙螺旋結構形成熔腔，熔料通過入口分別進入模頭內、外芯形成的雙層熔腔后，包圍內、外芯棒的時候會在某一個處匯合，在兩側形成兩條肉眼無法看到的理論接縫。實驗證明，熔料不能實現360°均勻流動，故不能充分均勻地混合，接縫處的強度很低;2)生產過程中溫度損失大、能耗高。現有儲料模頭設有外分流道，并通過外分流道分得內、外雙層熔體，再分別進入內、外熔腔中，外分流道的結構形式使內、外熔體的溫度損失大且兩者損失不均勻，導致內、外層熔體溫度不一致，密度不一致，嚴重影響吹塑的質量。

1、大型(xing)塑料中(zhong)空容(rong)器成型(xing)擠出系統模頭(tou)結(jie)構分析

    模頭(tou)的流(liu)道(dao)(dao)有多種形式，而(er)大型(xing)儲料式機(ji)頭(tou)的流(liu)道(dao)(dao)形式較為(wei)單(dan)一，本設(she)計(ji)是以(yi)制造加工200 L及200L以(yi)上(shang)大型(xing)L環塑(su)料桶為(wei)例(li)，對大型(xing)儲料式中空吹塑(su)成型(xing)機(ji)模頭(tou)內部(bu)流(liu)道(dao)(dao)的設(she)計(ji)與優化(hua)。

    早期的(de)(de)中空(kong)成型(xing)機(ji)儲(chu)料(liao)機(ji)頭(tou)較多采用單(dan)層流(liu)道(dao)(dao)。隨著用戶對容(rong)器(qi)質量要(yao)求不(bu)斷提高，尤(you)其在大型(xing)容(rong)器(qi)方面，因(yin)為熔(rong)(rong)合縫(feng)的(de)(de)強(qiang)度(du)問題(ti)，單(dan)層流(liu)道(dao)(dao)就顯(xian)(xian)出了弱點，然后出現(xian)了雙層流(liu)道(dao)(dao)設計。由于采用單(dan)層心形包絡流(liu)道(dao)(dao)的(de)(de)儲(chu)料(liao)機(ji)擠出的(de)(de)型(xing)坯，在其圓周上存在明顯(xian)(xian)的(de)(de)熔(rong)(rong)合縫(feng)區(qu)，采用雙層流(liu)道(dao)(dao)的(de)(de)儲(chu)料(liao)式(shi)機(ji)頭(tou)擠出的(de)(de)型(xing)坯，起圓周上被完(wan)整的(de)(de)熔(rong)(rong)料(liao)層所覆蓋(gai)，從(cong)而使熔(rong)(rong)合縫(feng)區(qu)的(de)(de)強(qiang)度(du)得以(yi)提高。目前，德國、北(bei)美的(de)(de)主要(yao)公(gong)司生產的(de)(de)大型(xing)儲(chu)料(liao)式(shi)中空(kong)機(ji)基本采用了雙層流(liu)道(dao)(dao)。單(dan)層流(liu)道(dao)(dao)的(de)(de)儲(chu)料(liao)機(ji)頭(tou)一般應用作吹塑制品強(qiang)度(du)要(yao)求不(bu)是太高、制品容(rong)積在10 L以(yi)下的(de)(de)中空(kong)成型(xing)機(ji)上。擠出系統中模頭(tou)結構(gou)如圖(tu)1所示。

    該內分(fen)式雙(shuang)(shuang)層雙(shuang)(shuang)螺旋流道(dao)儲料模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)，包括模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)，上、下端蓋(gai)，套(tao)裝焊接在(zai)一起(qi)的(de)設(she)于(yu)模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)內并(bing)與(yu)(yu)(yu)上端蓋(gai)緊固(gu)連(lian)接(保證(zheng)與(yu)(yu)(yu)上端蓋(gai)的(de)同軸(zhou)度(du)和(he)連(lian)接強(qiang)度(du))的(de)內、外(wai)(wai)(wai)(wai)芯(xin)(xin)，利用固(gu)定套(tao)固(gu)定在(zai)內芯(xin)(xin)端末(mo)的(de)襯套(tao)，設(she)于(yu)模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)軸(zhou)心處(chu)的(de)中心桿(gan)，設(she)于(yu)中心桿(gan)端末(mo)且與(yu)(yu)(yu)襯套(tao)相配合(he)的(de)芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)，利用下端蓋(gai)壓(ya)靠(kao)在(zai)模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)內的(de)導流套(tao)和(he)口模(mo)(mo)(mo)(mo)，推(tui)料機構(gou)。模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)與(yu)(yu)(yu)內、外(wai)(wai)(wai)(wai)芯(xin)(xin)之(zhi)(zhi)間形成(cheng)儲料腔(qiang)。推(tui)料機構(gou)由設(she)于(yu)上端蓋(gai)外(wai)(wai)(wai)(wai)部的(de)推(tui)料盤(pan)、伸入模(mo)(mo)(mo)(mo)頭(tou)外(wai)(wai)(wai)(wai)筒(tong)(tong)(tong)中并(bing)與(yu)(yu)(yu)所述推(tui)料盤(pan)固(gu)接的(de)推(tui)桿(gan)、與(yu)(yu)(yu)推(tui)桿(gan)末(mo)端連(lian)接并(bing)設(she)于(yu)儲料腔(qiang)內的(de)推(tui)料筒(tong)(tong)(tong)組(zu)成(cheng)。中心桿(gan)與(yu)(yu)(yu)固(gu)定套(tao)和(he)襯套(tao)之(zhi)(zhi)間利用鍵聯接，可帶動芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)軸(zhou)向(xiang)往復移動實現芯(xin)(xin)模(mo)(mo)(mo)(mo)與(yu)(yu)(yu)口模(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)開合(he)。

    外(wai)芯(xin)(xin)上套裝有(you)與上端(duan)蓋固接(jie)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)芯(xin)(xin)套，分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)芯(xin)(xin)套上設(she)(she)(she)(she)有(you)對(dui)應模頭外(wai)筒的(de)(de)(de)入料(liao)口(kou)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)孔，外(wai)芯(xin)(xin)設(she)(she)(she)(she)有(you)兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)呈(cheng)(cheng)180°對(dui)稱纏(chan)繞(rao)(rao)的(de)(de)(de)外(wai)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)，內(nei)(nei)芯(xin)(xin)設(she)(she)(she)(she)有(you)兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)呈(cheng)(cheng)180°對(dui)稱纏(chan)繞(rao)(rao)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)，內(nei)(nei)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)與外(wai)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)呈(cheng)(cheng)180°對(dui)稱布(bu)置，外(wai)芯(xin)(xin)和內(nei)(nei)芯(xin)(xin)上的(de)(de)(de)每條(tiao)(tiao)(tiao)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)(內(nei)(nei)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)與外(wai)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao))的(de)(de)(de)纏(chan)繞(rao)(rao)角(jiao)度(du)均(jun)為360°，以使外(wai)芯(xin)(xin)和內(nei)(nei)芯(xin)(xin)的(de)(de)(de)360°的(de)(de)(de)外(wai)壁面(mian)上的(de)(de)(de)熔料(liao)充分(fen)(fen)(fen)(fen)均(jun)勻的(de)(de)(de)融合(he)。內(nei)(nei)、外(wai)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)為由上到小橫截面(mian)逐漸減(jian)小的(de)(de)(de)變(bian)截面(mian)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)。外(wai)芯(xin)(xin)上設(she)(she)(she)(she)有(you)對(dui)應分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)孔的(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)錐和將分(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)(liu)錐兩(liang)側(ce)與外(wai)芯(xin)(xin)上兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)外(wai)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)連接(jie)在(zai)一起的(de)(de)(de)兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)導(dao)(dao)向(xiang)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)，兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)導(dao)(dao)向(xiang)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)末(mo)端(duan)分(fen)(fen)(fen)(fen)別(bie)設(she)(she)(she)(she)有(you)連通內(nei)(nei)芯(xin)(xin)上的(de)(de)(de)兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)內(nei)(nei)螺(luo)旋(xuan)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)的(de)(de)(de)導(dao)(dao)流(liu)(liu)(liu)(liu)通孔，導(dao)(dao)向(xiang)流(liu)(liu)(liu)(liu)道(dao)設(she)(she)(she)(she)有(you)90°拐角(jiao)。外(wai)芯(xin)(xin)和內(nei)(nei)芯(xin)(xin)下端(duan)分(fen)(fen)(fen)(fen)別(bie)設(she)(she)(she)(she)有(you)縮流(liu)(liu)(liu)(liu)環。

    工作過程:熔(rong)料(liao)從入(ru)(ru)料(liao)口進入(ru)(ru)模(mo)頭外(wai)(wai)筒，經過分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)芯套的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)孔，由外(wai)(wai)芯上(shang)的分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)錐(zhui)順(shun)利完成分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)，熔(rong)料(liao)向(xiang)(xiang)(xiang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)錐(zhui)兩側流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，并(bing)經導向(xiang)(xiang)(xiang)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)轉(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)90°后，引流(liu)(liu)(liu)到(dao)內、外(wai)(wai)芯分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流(liu)(liu)(liu)處，一部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)熔(rong)料(liao)由外(wai)(wai)芯上(shang)的外(wai)(wai)螺(luo)旋(xuan)(xuan)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)螺(luo)旋(xuan)(xuan)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，另一部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)則(ze)通過導流(liu)(liu)(liu)通孔流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)到(dao)內芯的內螺(luo)旋(xuan)(xuan)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)中，熔(rong)料(liao)在內、外(wai)(wai)螺(luo)旋(xuan)(xuan)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)內流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)時(shi)，一部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)熔(rong)料(liao)隨著(zhu)內、外(wai)(wai)螺(luo)旋(xuan)(xuan)流(liu)(liu)(liu)道(dao)(dao)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)流(liu)(liu)(liu)動(dong)(dong)(dong)，另一部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)熔(rong)料(liao)順(shun)著(zhu)內、外(wai)(wai)芯壁(bi)向(xiang)(xiang)(xiang)下(xia)流(liu)(liu)(liu)向(xiang)(xiang)(xiang)儲料(liao)腔(qiang)，這樣可以(yi)保證360°都有(you)熔(rong)料(liao)下(xia)流(liu)(liu)(liu)，使(shi)得熔(rong)料(liao)均(jun)勻融合，最后通過內、外(wai)(wai)芯下(xia)端的縮流(liu)(liu)(liu)環(huan)，均(jun)勻混合后流(liu)(liu)(liu)入(ru)(ru)儲料(liao)腔(qiang)。

    通過對大型中空吹(chui)塑(su)擠出(chu)機模頭系統的(de)(de)設(she)(she)計(ji)與研(yan)究，并對流(liu)(liu)道(dao)結構(gou)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)與研(yan)究，設(she)(she)計(ji)出(chu)一種(zhong)新型的(de)(de)雙層雙螺旋流(liu)(liu)道(dao)并對模頭內(nei)的(de)(de)流(liu)(liu)道(dao)進行了優化設(she)(she)計(ji)。雙層雙螺旋流(liu)(liu)道(dao)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)使(shi)得熔(rong)體的(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)更加(jia)(jia)順(shun)暢，熔(rong)料進入儲(chu)料腔(qiang)時融(rong)合更加(jia)(jia)均勻、充分，消除了理(li)論接縫問(wen)題，使(shi)得制品強度大幅提高，質量得以保證(zheng)，能量損失降到最小(xiao)。