涡流冷却水箱的结构对异型材挤出的影响

专家姓名：王 耀　　类别：技术交流

摘 要:本文通过对不同模具厂家的涡流冷却水箱进行对比、分析来论述了它的结构对型材制品的质量及挤出设备的影响,以及提出自己的观点。
关键词:模具、涡流冷却水箱、异型材、设备、影响。
凡从事塑料异型材加工行业的人对PVC-U未增塑门窗用塑料异型材的配方、工艺、设备和模具都或多或少有所了解。然而挤出模具的配置、结构、冷却方式不同也影响着异型材的正常生产。笔者在实际生产过程中对不同厂家的模具,特别是定型模涡流冷却水箱的结构进行了对比和分析,有以下几点观点可供大家共同探讨。
一、涡流冷却水箱的密封性.涡流冷却水箱的密封在很大程度上对型材的质量,特别是型材可视面的平直度、光洁度和型材截面的垂直度造成影响。真空负压大时往往会使大面外凸,反之真空负压小时会使大面凹陷,型材表面的凹凸会对门窗制作时的清角带来困难。
大多数的模具生产厂家会在水箱的上盖板上安装真空表和调节阀,正常生产时根据型材截面的要求以及可视面的平直度来自由调节真空度的大小,以达到所需的几何尺寸和外观。而有的厂家并未安装真空表和调节阀,气压不可调而导致型材平直度不能保证,有的甚至产生阻力造成型材抖动牵引困难或波浪纹。并且,大多数涡流冷却水箱的上盖板是用有机玻璃组成,时间久了每节水箱的两端就会变形上翘,造成密封不严也使型材的平直度得不到充分保证。建议模具厂家在制作模具的涡流冷却水箱时有所改进,比如说在有机玻璃上加一个金属边框以提高上盖板的刚度,并要求模具用户对模具的日常维护和保养要做到位。
1.整体结构.涡流冷却水箱根据型材截面的大小和复杂程度可设计为一节或二节。而高速挤出与普通挤出的涡流冷却水箱定型块的装配间距又有所不同,高速挤出涡流冷却水箱中的定型块排列密度较大,特别是第一节水箱前端靠近定型模方向定型块的间距在20mm-40mm之间不等;普通挤出模具涡流冷却水箱中定型块排列密度较小,两节水箱(一般2m/节×2)的定型块共有10-18块不等。这也就是挤出速度与冷却速度的一个协同原理。
高速挤出的型坯在定型模中运行时,温度和强度梯度较小,在加速冷却的同时必须要保证其几何形状,这就需要有排列密度较大的定型块来保证;普通挤出的型坯在定型模中运动时温度和强度梯度较大,在定型模中已基本成型,很少产生变形,水箱的目的就是一个辅助冷却的过程,所以定型块排列密度比较小,也可以说是一个导向作用。
2.定型块的形状.每个模具厂家根据成型原理和自身经验来决定了定型块的形状也有所不同,大致分为三种,有的厂家(如图-1)在定型块空腔的四周均布有∮10mm左右的通孔,以便于水的流通,而且定




型块与上盖板之间h=20mm-40mm的空隙,以便于气流的流通。也有的厂家定型块与上盖板之间是密封的,通过抽真空会更有利于水的加速流动;有的厂家(如图-2)在水箱中同一套模具的定型块有两种:一种在定型块空腔上端开长槽,一种下端开长槽,交替装配;另一种是在定型块空腔上下两端都开有长槽,依次装配。这样可以更好地大面积提高水的循环形成涡流,这种模具的定型块与上盖板之间是密封的。并且有些定型块(如图-3)根据型材的截面特别是大截面型材定型块空腔的上方(或下方)在开长槽的基础上加一调节螺钉来控制型材大面的平直度。
3.真空排气口的位置.真空排气口的位置一般在每节涡流冷却水箱的尾端,水、气通过真空排气口强行排出,目的一是形成负压和排出冷却水;二是形成涡流使型材更快地定型和冷却。但开口的高低对于涡流的效果有一定的影响。(如图-4)实线和虚线所示位置,根据流体



力学和空气流动的原理,排气口开在上部比开在下部更容易形成涡流,而且开在上部能使涡流冷却水箱这一相对独立的容器中保持足够的水位,以满足冷却的要求;而开口在下部水箱中的水会基本排出,只能在进水量较大的情况下仅能在水箱的前端达到水位要求,才能基本保证型材在水箱中冷却的要求,而往往这时与之联接的真空泵由于吸水量过大会过载跳闸,对设备本身也是一种损伤。这也就是有些挤出设备的定型台配有水气分离箱却由于水量过大而经常跳闸的原因。这一现象在前期某些设备厂家安装调试过程中具有争议的主要矛盾之一。
一套好的定型冷却系统是型材品质的保障。上述观点只是笔者在日常生产过程中积累的一些个人见解，不足之处还请同行指教。并希望其对模具的设计和制造，以及模具的正常使用和维护有所裨益。

发表时间：2007-11-16

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