專利名稱：制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用壓力液(氣)流體擴拉管制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法及裝置。
已知的雙向拉伸塑料管的方法或裝置有WO93/19924、DE2357210、EP0441142。此三種方法均是采用在擴拉管內(nèi)放置錐形芯軸，利用錐形芯軸的外徑尺寸大致確定管子內(nèi)徑尺寸。其中之一擴拉后經(jīng)冷卻(或冷凍)管子自然收縮一點，從而得到最終的管徑尺寸。此種方法控制管徑尺寸能力較差，管子變形大，圓度差。第二種方法是，擴拉后用校準儀的標準板逐漸對管子進行收縮，得到預(yù)期的管子外部規(guī)格。其弱點是在校準過程中會對管子塑料的雙向拉伸造成損傷。第三種方法是在錐形芯軸后端，利用噴曼光譜檢測——一種分子取向措施，當激光束撞上管材時，至少有一條對應(yīng)于喇曼光譜線的光波被管材輻射，將所測的強度，即熱塑料材料分子拉伸實際值輸入計算機，與預(yù)先設(shè)定值比較，根據(jù)二值之差，控制管子設(shè)備運行的各種參數(shù)，以達到控制管子分子的軸向或徑向拉伸度。此方法投入成本高，操作復(fù)雜，不能嚴格控制管子尺寸。
鑒于以上原因，本發(fā)明的目的是為了提供一種控制管材尺寸精度高，管材內(nèi)外溫度易控制，拉伸工藝易控制，能保證拉伸質(zhì)量的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法。本發(fā)明的另一個目的是為了提供一種設(shè)備制造成本低的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置。
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明方法包括用至少一臺擠出機熔融塑料且通過有至少一個流道的擠出管模頭擠出至少一層塑料組成管壁的塑料管型坯，經(jīng)定徑套和冷卻箱定型冷卻后獲得管坯，當管坯溫度達到拉伸工藝溫度時，通過與擠出管模頭連通的管坯內(nèi)部的空心管向管坯內(nèi)部送入壓力液體和/或氣體，因管壁內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁與空心管連接的密封塞之間密封的堵塞作用和/或壓輥式牽引機壓緊管坯內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁對流體的密封堵塞作用，送入的流體從內(nèi)部對管坯內(nèi)壁施壓，對其進行徑向、軸向雙向或徑向單向擴拉，形成拉伸塑料管。
上述的加熱箱內(nèi)設(shè)置擴拉管的外定徑套，對冷卻定型的管坯再加熱達到拉伸工藝溫度，當對管坯擴拉時，由擴拉管的外定徑套對其外徑定位，對管坯擴拉時，擴拉管的外徑不能自由變化，而是由加熱器(箱)的擴拉管外定徑套對擴拉管外徑定徑，可以根據(jù)設(shè)計的徑向拉伸比更換擴管的定徑套尺寸規(guī)格。
上述的冷卻箱內(nèi)設(shè)置擴拉管的冷卻外定徑套，在冷卻外定徑套內(nèi)進行冷卻定型處理，利用增設(shè)的冷卻箱及冷卻外定徑套對擴拉后的管實行冷卻，并在冷卻外定徑套處進行冷卻定型處理使管達到設(shè)計定徑尺寸。
上述的方法是通過調(diào)整管坯牽引機和壓輥式牽引機或拉伸牽引機間的線速度來調(diào)整管坯的軸向拉伸比，使其達到設(shè)計所需的軸向拉伸比。
上述的方法是在管坯牽引機前設(shè)置剖管器，在拉伸牽引機后設(shè)置剖管器，方便剖開塑料管，以便開機制造和安裝密封塞使其與管坯內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁配合起到密封作用，能夠制造圓筒型拉伸塑料管，本發(fā)明制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，包括至少一臺塑料擠出機，含至少一個流道的擠出管模頭，定徑套、冷卻管，管的擴拉機構(gòu)，牽引機構(gòu)，壓力液和/或氣輸送機構(gòu)，其特征在于管的擴拉機構(gòu)由輸送壓力液體和/或氣體流體的空心管及裝于空心管上或與之連接的密封塞與含至少一對壓輥的至少一組壓輥或牽引機和/或管坯牽引機組成，牽引機構(gòu)包括管坯牽引機和/或拉伸牽引機。
上述的管的擴拉機構(gòu)由與擠出管模頭連通的可輸送熱的壓力液體和/或氣體流體的空心管及裝于定心管上或與之連接的密封塞與含至少一對壓輥的至少一組壓輥式牽引機組成。
上述的裝置中有加熱器，加熱器內(nèi)有擴拉管外定徑套，對管坯加熱并控制擴拉管的外徑。
上述的裝置中有冷卻箱，箱內(nèi)有擴拉管的冷卻外定徑套。
上述的裝置中管坯牽引機前有剖管器，拉伸牽引機后有剖管器。
上述的裝置中有壓力液和/或氣輸送機構(gòu)包括通過空心管道與擠出管模頭連通的壓力液和/或氣輸送器。
本發(fā)明方法將擠出冷卻定型獲得的塑料管，在符合拉伸工藝條件時向管坯中送入壓力液體和/或空氣流體，由壓力液體或空氣流體對管坯從內(nèi)部施壓而達到雙向或徑向單向擴拉形成雙向或徑向拉伸塑料管。
采用本發(fā)明方法控制管材尺寸精度好，生產(chǎn)效率高，管材內(nèi)外溫度易控制，拉伸工藝易控制，拉伸質(zhì)量能保障。本發(fā)明裝置制造成本低。
下面結(jié)合附圖詳細說明
具體實施例方式

圖1為本發(fā)明裝置實施例1圖。
圖2為本發(fā)明裝置實施例2圖。
圖3為本發(fā)明裝置實施例3圖。
實施例1圖1給出了本發(fā)明裝置實施例行圖。包括擠出機1，有至少一個流道的擠出管模頭2，內(nèi)裝有定徑套3的冷卻箱4，與擠出管模頭連通的壓力液體和氣體空心金屬管5，裝在壓力液體和氣體空心金屬管5上的密封塞6，擴拉管11，裝于擴拉管11外周的擴管定徑套10、管冷卻定徑管13，壓輥式牽引機14。液氣輸送管23一端裝在擠出管模頭上且與壓力液體和氣體空心金屬管連通而另一端與壓力液和氣體輸送器22連通。
擠出機1將塑料原料如尼龍6或尼龍66或聚丙烯或聚乙烯熔融，通過擠出管模頭2擠出塑料管型坯21，管型坯進入抽真空的冷卻水噴淋的冷卻箱4，在冷卻箱中因抽真空的作用，管型坯被定徑套3在定徑的情況下冷卻，冷卻水溫度可以調(diào)整，以此調(diào)整管型坯的冷卻速率，使管坯冷卻定型但又最好處于可被拉伸的溫度，冷卻定型后的管坯8內(nèi)壁裝有硅橡膠材料制成的密封塞6，該密封塞被裝于與擠出管模頭連通的壓力液和/或氣管5之上，該管是空心的金屬管，通過擠出管模頭與外界的壓力液和/或氣輸送機構(gòu)輸送器22和輸送管23連通，按照可以拉伸管坯的壓力向管坯內(nèi)壁送空氣或液體如水或油或者是氣和液體的混合物，因管坯內(nèi)壁被壓輥式牽引機14壓緊起到密封堵塞作用，壓力液和/或氣對內(nèi)壁產(chǎn)生壓力而使管壁被徑向擴拉。本實施例還可以將送入管坯內(nèi)壁的壓力液和/或氣加熱后送入并循環(huán)，以增加擴拉溫度，并保持衡定的拉擴拉條件。
管坯在上述拉伸過程中，可以在擴拉管11的外徑增加擴拉管定徑套10和冷卻定徑套13，冷卻定徑套可以用風(fēng)冷卻，也可以淋水冷卻。
實施例2圖2給出了本發(fā)明裝置實施例21圖。本實施例2裝置基本與實施例1同。不同處是在冷卻箱后設(shè)置了前剖管器20，管坯牽引機7，在擴管定徑套和定徑套外分別裝有加熱箱9(如熱烘箱或熱水箱或熱熔劑箱)，冷卻箱12(如冷風(fēng)箱或冷水箱)。在冷卻箱和冷卻定徑套間裝有托棍子18。在冷卻箱后依次設(shè)置了壓輥牽引機14，拉伸牽引機15，后剖管器19。鋼絲16一端與液壓縮空氣管5連接而另一端連有密封塞17。
擠出機1熔融塑料如高密度聚乙烯通過擠出管模頭2擠出管型坯21，管型坯在真空冷卻箱4中被抽真空力在定徑套3定徑冷卻定型為管坯8。管坯被管坯牽引機7從冷卻水箱中牽出，索引機7可調(diào)整牽引速度而調(diào)整管的壁厚。
為了開機方便和形成尺寸穩(wěn)定的管坯，在管內(nèi)壁設(shè)的密封塞6之前設(shè)有前剖管器，以使管坯尺寸不符合要求或與密封塞尺寸不配合的管坯在此被剖開不損壞密封塞。管坯8進入加熱箱9被重新加熱達到拉伸溫度，加熱箱9的熱源采用熱風(fēng)或熱水或加熱溶劑，在管坯被加熱達到拉伸溫度時，壓力液或氣輸送器22通過與之連接的液或氣輸送管23向與擠出管模頭連通的壓力液或氣空心管送入壓力液和/或氣體流體，使加熱的管坯從內(nèi)壁施壓而被擴拉。擴拉的外徑尺寸由擴管定徑套10所限定，空心管送入的壓力液和/或氣體流體能產(chǎn)生壓力擴拉管坯是因為壓輥式牽引機14的壓輥作用，壓輥壓緊管坯，內(nèi)壁起到密封堵塞作用而建立起管內(nèi)壁的壓力，當管被擴拉后進入冷卻箱子12冷卻定型，其定型尺寸由冷卻定管沒徑套13確定，為了減小對擴拉管的摩擦，在冷卻定型后的管的下邊設(shè)有多組托輥18，在壓輥式牽引機后方設(shè)有一個后剖管器19，當擴拉達到設(shè)計規(guī)定的尺寸，也即密封塞17還不能準確配合已成型擴擴拉管的內(nèi)徑起到密封可靠的作用時，擴拉管一直被后剖管器剖開，防止損壞密封塞17。密封塞17是與鋼絲16連接，鋼絲16與擠出管模頭連接的空心管連接。當密封塞準確起到堵塞作用之后，拉伸牽引機15開始起拉伸和牽引的作用，此時再緩慢放開壓輥式牽引機14的一對壓輥，使經(jīng)過拉伸牽引機之后的擴拉管因內(nèi)壁壓力液/和或氣體液體的作用基本愎復(fù)到筒型規(guī)格尺寸。
本實施例的壓輥式牽引機14在擴拉較薄的管材時，可以一直使用，不放開壓輥，也不必按照上述方法交給拉伸牽引機15牽引。若需要在擴拉管時不僅徑向擴拉，也需要對管材軸向拉伸，也采用壓輥式牽引機14進行軸向拉伸該管材。本實施例在擴拉較厚的管材時，可以按照前述的方法操作，同樣也可以對管材進行軸向拉伸。
實施例3圖3給出了本發(fā)明裝置實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例3基本與實施例2同。不同處是減少了拉伸牽引機15和后剖管19以及鋼絲16，增加一臺擠出機。本實施例可以生產(chǎn)兩層甚至三層共擠出的復(fù)合管坯，選取不同的材料共擠出，可以提高管的性能和工程的適應(yīng)能力，比如內(nèi)層尼龍6，中間層為離子型樹脂，外層為熱熔接性能好的聚乙烯。管被雙向拉伸或徑向單向拉伸后，尼龍6的強度比不拉伸的高5至10倍，大大增加了管的承壓能力，外層的聚乙烯雖經(jīng)拉伸定向，但熱熔性能仍能優(yōu)良，擴大了該管的工程用途。此實施例的方法與實施例2相同。本實施例也可將管坯牽引機7換為壓輥牽引機，其余方法相同。
權(quán)利要求
1.制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法，包括用至少一臺擠出機熔融塑料且通過有至少一個流道的擠出管模頭擠出至少一層塑料組成管壁的塑料管型坯，經(jīng)定徑套和冷卻箱定型冷卻后獲得管坯，當管坯溫度達到拉伸工藝溫度時，通過與擠出管模頭連通的管坯內(nèi)部的空心管向管坯內(nèi)部送入壓力液體和/或氣體，因管壁內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁與空心管連接的密封塞之間密封的堵塞作用和/或壓輥式牽引機壓緊管坯內(nèi)壁和擴拉管密封堵塞作用，送入的流體從內(nèi)部對管坯內(nèi)壁施壓，對其進行徑向、軸向雙向或徑向單向擴拉，形成拉伸塑料管。
2.如權(quán)利要求1所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法，其特征在于在加熱箱內(nèi)設(shè)置擴拉管的外定徑套，對冷卻定型的管坯再加熱達到拉伸工藝溫度，當對管坯擴拉時，由擴拉管的外定徑套對其外徑定徑。
3.如權(quán)利要求1所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法，其特征在于在冷卻箱內(nèi)設(shè)置擴拉管的冷卻外定徑套，在冷卻外定徑套內(nèi)進行冷卻定型處理。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法，其特征在于通過調(diào)整管坯牽引機和壓輥式牽引機或拉伸牽引機間的線速度來調(diào)整管坯的軸向拉伸比。
5.如權(quán)利要求1所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法，其特征在于在管坯牽引機前設(shè)置剖管器，在拉伸牽引機后設(shè)置剖管器，方便剖開塑料管，以便開機制造和安裝密封塞使其與管坯內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁配合起到密封作用，能夠制造圓筒型拉伸塑料管。
6.制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，包括至少一臺塑料擠出機，含至少一個流道的擠出管模頭，定徑套，冷卻管，管的擴拉機構(gòu)，牽引機構(gòu)，壓力液和/或氣輸送機構(gòu)，其特征在于管的擴拉機構(gòu)由輸送壓力液體和/或氣體流體的空心管及裝于空心管上或與之連接的密封塞與含至少一對壓輥的至少一組壓輥式牽引機和/或管坯牽引機組成，牽引機構(gòu)包括管坯牽引機和/或拉伸牽引機。
7.如權(quán)利要求6所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于管的擴拉機構(gòu)由與擠出管模頭連通的可輸送熱的壓力液體和/或氣體流體的空心管及裝于定心管上或與之連接的密封塞與含至少一對壓輥的至少一組壓輥式牽引機組成。
8.如權(quán)利要求6或7所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于裝置中有加熱器，加熱器內(nèi)有擴拉管外定徑套。
9.如權(quán)利要求6或7所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于裝置中有冷卻箱，箱內(nèi)有擴拉管的冷卻外定徑套。
10.如權(quán)利要求8所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于裝置中有冷卻箱，箱內(nèi)有擴拉管的冷卻外定徑套。
11.如權(quán)利要求6或7所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于在管坯牽引機前有剖管器，拉伸牽引機后有剖剖器。
12.如權(quán)利要求8所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于在管坯牽引機前有剖管器，拉伸牽引機后有剖管器。
13.如權(quán)利要求9所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于管坯牽引機前有剖管器，拉伸牽引機后有剖管器。
14.如權(quán)利要求10所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于在管坯牽引機前有剖管器，拉伸牽引機后有剖管器。
15.如權(quán)利要求6所述的制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的裝置，其特征在于壓力液和/或氣輸送機構(gòu)包括通過空心管道與擠出管模頭連通的壓力液和/或氣輸送器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造徑、軸雙向拉伸或徑向單向拉伸塑料管的方法,包括用擠出機熔融塑料且通過擠出管模頭擠出塑料組成管壁的塑料管型坯,經(jīng)定型冷卻后獲得管坯,當管坯溫度達到拉伸工藝溫度時,通過與擠出管模頭連通的管坯內(nèi)部的空心管向管坯內(nèi)部送入壓力液體和/或氣體,因管壁內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁與空心管連接的密封塞之間密封的堵塞作用和/或壓輥式牽引機壓緊管坯內(nèi)壁和擴拉管內(nèi)壁對流體的密封堵塞作用,送入的流體從內(nèi)部對管坯內(nèi)壁施壓,對其進行徑向、軸向雙向或徑向單向擴拉,形成拉伸塑料管。本發(fā)明還提供了制造這種塑料管的裝置。
文檔編號B29C55/24GK1319494SQ0110700
公開日2001年10月31日 申請日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月5日
發(fā)明者甘國工 申請人:甘國工