CN214027077U

CN214027077U - 一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件

Info

Publication number: CN214027077U
Application number: CN202021988050.2U
Authority: CN
Inventors: 丁继平
Original assignee: Ningbo Able Precision Plastics Co ltd
Current assignee: Zhejiang Zhelun Precision Plastic Co ltd
Priority date: 2020-09-12
Filing date: 2020-09-12
Publication date: 2021-08-24
Anticipated expiration: 2030-09-12

Abstract

本申请涉及一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，属于塑料挤出成型技术领域，解决了现有大直径棒材冷却定型时极易产生应力开裂或在棒材芯部形成裂纹和暗裂纹的技术问题。其包括挤出头和安装于挤出头上的冷却定型套，冷却定型套包括至少两段冷却子套，每个冷却子套内均设置有冷却腔且相互不连通，冷却腔内流通有冷却液，且冷却子套越靠近挤出头，冷却子套内的冷却液温度越高，冷却子套上开设有与冷却腔连通的进液口和出液口。本申请具有大直径碳纤维增强类棒材冷却定型时不易开裂的优点。

Description

一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件

技术领域

本申请涉及塑料挤出成型技术领域，尤其是涉及一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件。

背景技术

作为特种工程塑料，PEEK具有卓越的耐热性、耐辐射性和耐化学品性，优良的机械性能和电绝缘性，并且又可用热塑性塑料的加工方法成型，因此在电子电器、机械、航空航天等领域获得广泛应用。但是在某些极端苛刻的应用场合纯树脂级的PEEK其力学性能还无法胜任，这就需要对PEEK进行改性。在下表中我们可以看到，经过碳纤维增强改性过的PEEK其力学性能得到大幅提升。

但是，用这种增强材料挤出棒材比用纯树脂级的难度提高了很多，尤其是棒材直径大于80mm后其难度更大。主要原因如下：

1、碳纤维的流动性极差；

2、碳纤维和PEEK这两种材料的比热容相差非常大，碳纤维是热的良导体而PEEK的导热率非常低，这就导致它们的吸热放热不同步，在冷却定型时极易产生应力开裂或在棒材芯部形成裂纹和暗裂纹，如图1。

3、在现有的生产方法中，为追求棒材表面快速冷却结皮，棒材冷却定型套设计成单区并使用工业冷水机对模具进行强制冷却，这就更加加剧了棒材的开裂，这种方法无法生产直径超过80mm的棒材。

针对上述中的相关技术，发明人认为现有技术存在有大直径碳纤维增强类棒材冷却定型时极易产生应力开裂或在棒材芯部形成裂纹和暗裂纹的缺陷。

实用新型内容

为了解决大直径碳纤维增强类棒材冷却定型时极易产生应力开裂或在棒材芯部形成裂纹和暗裂纹的缺陷，本申请提供一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件。

本申请提供的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件采用如下的技术方案：

一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，包括挤出头和安装于挤出头上的冷却定型套，所述冷却定型套包括至少两段冷却子套，每个所述冷却子套内均设置有冷却腔且相互不连通，所述冷却腔内流通有冷却液，且所述冷却子套越靠近所述挤出头，所述冷却子套内的所述冷却液温度越高，所述冷却子套上开设有与所述冷却腔连通的进液口和出液口。

通过采用上述技术方案，使得挤出头挤出的棒材从冷却子套中通过从而进行降温，不同冷却子套的冷却腔中通入温度不同的冷却液，同时沿着棒材挤出的方向，冷却子套中冷却液温度逐渐降低，分段渐次冷却使得应力开裂得到控制。

优选的，还包括多温段油温机，所述多温段油温机的出油口与所述进液口连通，所述多温段油温机的回油口与所述出液口连通，所述进液口位于所述出液口下方。

通过采用上述技术方案，通过多温段油温机实现冷却子套内冷却液的循环，同时多温段油温机可以更加精确的对每个冷却子套内的冷却液进行独立控温，从而避免大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材在挤出过程中发生急剧的降温，而形成裂纹和暗裂纹的问题。

优选的，相邻所述冷却子套之间可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，使得冷却子套安装拆卸更加方便，方便根据需求增减冷却子套的数量，以达到分级冷却大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的效果。

优选的，相邻所述冷却子套之间通过连接组件固定，所述连接组件包括法兰盘和螺栓，所述法兰盘有两个，两个所述法兰盘固定于相邻所述冷却子套相互靠近的一端，两个所述法兰盘相互抵接并通过所述螺栓进行固定。

通过采用上述技术方案，冷却子套之间通过法兰盘法兰连接，使得相邻冷却子套之间的连接强度足够高，冷却子套在棒材经过时，冷却子套不容易在棒材的带动下脱落。

优选的，所述连接组件还包括定位环，两个所述法兰盘相向的侧壁均开设有定位槽，所述定位环轴线方向的两端分别插装于两个定位槽中。

通过采用上述技术方案，利用定位环保证相邻两冷却子套的同心度，避免冷却子套不同心对棒材进行挤压。

优选的，所述定位环内壁设置有定位凸起，所述定位槽的槽壁开设有供定位凸起滑入的定位滑槽。

通过采用上述技术方案，设置的定位凸起，对相邻冷却子套之间进行周向限位的预安装，进一步方便螺栓的安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.利用分级渐次冷却的方式，能够避免原先单区冷却时，棒材因为温度骤降而出现裂纹或暗裂纹；

2.冷却子套之间安装拆卸更加方便，可以根据棒材直径大小不同，增减冷却子套的数量；

3.冷却子套之间通过法兰盘法兰连接，使得相邻冷却子套之间的连接强度足够高，冷却子套在棒材经过时，冷却子套不容易在棒材的带动下脱落，通过定位环和定位凸起，对相邻的冷却子套进行同轴度限位和周向限位的预安装，从而方便螺栓的安装固定。

附图说明

图1是现有技术中棒材裂纹的示意图；

图2是实施例1的结构示意图；

图3是实施例1的局部剖视图；

图4是实施例2的结构示意图；

图5是实施例2爆炸图的局部示意图。

附图标记：1、挤出头；2、冷却定型套；21、冷却子套；22、冷却腔；23、进液口；24、出液口；25、螺旋分流板；51、法兰盘；511、定位槽；512、定位滑槽；52、定位环；521、定位凸起；53、螺栓。

具体实施方式

以下结合附图2-5对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件。参照图2和图3，大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，包括挤出头1、多温段油温机（图中未示出）和安装于挤出头1上的冷却定型套2，冷却定型套2包括至少两段冷却子套21，在本实施例中冷却子套21有三个，冷却子套21为具有一定厚度且内部中空的空心圆柱管。

在本实施例中三个冷却子套21一体固定，且最靠近挤出头1的冷却子套21与挤出头1焊接固定。

每个冷却子套21内的空腔设为冷却腔22，冷却子套21上开设有与冷却腔22连通的进液口23和出液口24，出液口24设置于冷却子套21靠近挤出头1的一端，进液口23设置于冷却子套21远离挤出头1的一端，且进液口23位于冷却子套21下侧，出液口24位于冷却子套21上侧，多温段油温机的出油口与进液口23连通，多温段油温机的回油口与出液口24连通，冷却腔22内流通有冷却液，在本实施例中冷却液为油液，三个冷却子套21沿沿远离挤出头1方向设为第一段、第二段和第三段。例如针对于碳纤维增强类PEEK而言，第一段内的油温设置为不低于180摄氏度，第二段内的油温设置为不低于150摄氏度，第三段内的油温设置为不低于120摄氏度。

冷却腔22内设置有螺旋分流板25，螺旋分流板25呈螺旋状，螺旋分流板25外侧的一圈侧壁与冷却腔22朝向冷却子套21轴线的腔底固定，螺旋分流板25内侧的一圈侧壁与冷却腔22背离冷却子套21的腔壁固定，从而把冷却腔22分隔成一条螺旋状的流道，使得冷却液在冷却腔22内螺旋行进，每个冷却腔22的冷却液在朝出液口24流动过程中不断吸热升温，使得每个冷却腔22的冷却液越靠近挤出头1温度越高，存在温度渐变过程，进一步使得挤出的棒材不容易开裂。

本申请实施例一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件的实施原理为：多温段油温机为每个冷却子套21内的冷却液进行循环和控温，使得每个冷却子套21内维持一定的温度，挤出机挤出的棒材通过挤出头1送入冷却定型套2中，棒材在冷却定型套2中运动的过程中，棒材缓缓降低温度，棒材的温度不会骤降，使得棒材不容易开裂。。

实施例2：

参照图4和图5，本实施例与实施例1的区别在于，冷区子套之间的连接方式不同，相邻冷却子套21之间通过连接组件进行连接固定，连接组件包括法兰盘51、定位环52和螺栓53，法兰盘51有两个，两个法兰盘51固定于相邻冷却子套21相互靠近的一端，两个法兰盘51相互抵接并通过螺栓53进行固定，螺栓53有若干，若干螺栓53沿法兰盘51周向等角度间隔设置。

两个法兰盘51相向的侧壁均开设有定位槽511，定位环52轴线方向的两端分别插装于两个定位槽511中，定位环52内壁一体固定有定位凸起521，定位槽511的槽壁开设有供定位凸起521滑入的定位滑槽512，且定位槽511位于螺栓53外环绕螺栓53一圈。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，包括挤出头（1）和安装于挤出头（1）上的冷却定型套（2），其特征在于：所述冷却定型套（2）包括至少两段冷却子套（21），每个所述冷却子套（21）内均设置有冷却腔（22）且相互不连通，所述冷却腔（22）内流通有冷却液，且所述冷却子套（21）越靠近所述挤出头（1），所述冷却子套（21）内的所述冷却液温度越高，所述冷却子套（21）上开设有与所述冷却腔（22）连通的进液口（23）和出液口（24）。

2.根据权利要求1所述的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，其特征在于：还包括多温段油温机，所述多温段油温机的出油口与所述进液口（23）连通，所述多温段油温机的回油口与所述出液口（24）连通，所述进液口（23）位于所述出液口（24）下方。

3.根据权利要求1所述的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，其特征在于：相邻所述冷却子套（21）之间可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，其特征在于：相邻所述冷却子套（21）之间通过连接组件固定，所述连接组件包括法兰盘（51）和螺栓（53），所述法兰盘（51）有两个，两个所述法兰盘（51）固定于相邻所述冷却子套（21）相互靠近的一端，两个所述法兰盘（51）相互抵接并通过所述螺栓（53）进行固定。

5.根据权利要求4所述的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，其特征在于：所述连接组件还包括定位环（52），两个所述法兰盘（51）相向的侧壁均开设有定位槽（511），所述定位环（52）轴线方向的两端分别插装于两个定位槽（511）中。

6.根据权利要求5所述的一种大直径碳纤维增强聚醚醚酮棒材的挤出冷却组件，其特征在于：所述定位环（52）内壁设置有定位凸起（521），所述定位槽（511）的槽壁开设有供定位凸起（521）滑入的定位滑槽（512）。