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、大型塑料中空容器成型擠出系統模頭結構分析

    模頭的流道有多種形式，而大型儲料式機頭的流道形式較為單一，本設計是以制造加工200 L及200L以上大型L環塑料桶為例，對大型儲料式中空吹塑成型機模頭內部流道的設計與優化。

    早期的中空成型機儲料機頭較多采用單層流道。隨著用戶對容器質量要求不斷提高，尤其在大型容器方面，因為熔合縫的強度問題，單層流道就顯出了弱點，然后出現了雙層流道設計。由于采用單層心形包絡流道的儲料機擠出的型坯，在其圓周上存在明顯的熔合縫區，采用雙層流道的儲料式機頭擠出的型坯，起圓周上被完整的熔料層所覆蓋，從而使熔合縫區的強度得以提高。目前，德國、北美的主要公司生產的大型儲料式中空機基本采用了雙層流道。單層流道的儲料機頭一般應用作吹塑制品強度要求不是太高、制品容積在10 L以下的中空成型機上。擠出系統中模頭結構如圖1所示。

    該內分式雙層雙螺旋流道儲料模頭，包括模頭外筒，上、下端蓋，套裝焊接在一起的設于模頭外筒內并與上端蓋緊固連接(保證與上端蓋的同軸度和連接強度)的內、外芯，利用固定套固定在內芯端末的襯套，設于模頭外筒軸心處的中心桿，設于中心桿端末且與襯套相配合的芯模，利用下端蓋壓靠在模頭外筒內的導流套和口模，推料機構。模頭外筒與內、外芯之間形成儲料腔。推料機構由設于上端蓋外部的推料盤、伸入模頭外筒中并與所述推料盤固接的推桿、與推桿末端連接并設于儲料腔內的推料筒組成。中心桿與固定套和襯套之間利用鍵聯接，可帶動芯模軸向往復移動實現芯模與口模的開合。

    外芯上套裝有與上端蓋固接的分流芯套，分流芯套上設有對應模頭外筒的入料口的分流孔，外芯設有兩條呈180°對稱纏繞的外螺旋流道，內芯設有兩條呈180°對稱纏繞的內螺旋流道，內螺旋流道與外螺旋流道呈180°對稱布置，外芯和內芯上的每條螺旋流道(內螺旋流道與外螺旋流道)的纏繞角度均為360°，以使外芯和內芯的360°的外壁面上的熔料充分均勻的融合。內、外螺旋流道為由上到小橫截面逐漸減小的變截面流道。外芯上設有對應分流孔的分流錐和將分流錐兩側與外芯上兩條外螺旋流道連接在一起的兩條導向流道，兩條導向流道末端分別設有連通內芯上的兩條內螺旋流道的導流通孔，導向流道設有90°拐角。外芯和內芯下端分別設有縮流環。

    工作過程:熔料從入料口進入模頭外筒，經過分流芯套的分流孔，由外芯上的分流錐順利完成分流，熔料向分流錐兩側流動，并經導向流道轉向90°后，引流到內、外芯分流處，一部分熔料由外芯上的外螺旋流道向下螺旋流動，另一部分則通過導流通孔流入到內芯的內螺旋流道中，熔料在內、外螺旋流道內流動時，一部分熔料隨著內、外螺旋流道向下流動，另一部分熔料順著內、外芯壁向下流向儲料腔，這樣可以保證360°都有熔料下流，使得熔料均勻融合，最后通過內、外芯下端的縮流環，均勻混合后流入儲料腔。

    通過對大型中空吹塑擠出機模頭系統的設計與研究，并對流道結構的設計與研究，設計出一種新型的雙層雙螺旋流道并對模頭內的流道進行了優化設計。雙層雙螺旋流道的設計使得熔體的流動更加順暢，熔料進入儲料腔時融合更加均勻、充分，消除了理論接縫問題，使得制品強度大幅提高，質量得以保證，能量損失降到最小。