專利名稱：能與冷卻塞分離的管擠壓系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明致力于一種用于擠壓塑料管的擠壓系統(tǒng)和方法，特別是致力于一種冷卻塞
能夠與擠壓設備分離的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
用于制造塑料管的擠壓設備是眾所周知的，這種擠壓設備用于形成不同橫截面和直徑的管。對于高強度的塑料管，管壁具有多重截面，用以提高管在應對徑向壓力方面的性能或者滿足其他的設計標準。對于掩埋式管的安裝，最常見的故障方式是向內凹陷。各種形式的波紋雙壁管(corrugated double wall pipe)、加肋管(ribbed pipe)、以及形狀不一的實心壁管(solid wall pipes)分別具有不同的應用。雙壁波紋管可以具有不同的直徑，通常用于排水系統(tǒng)和其他的應用。 管成型設備包括擠壓機，擠壓機與波紋板軋機(corrugator)或者移動模具塊系統(tǒng)(mold block system) —起限定出移動模具通道(moving mold tunnel)。擠壓機包括擠壓頭部，該擠壓頭部與模具塊配合以確定管的形狀。美國專利5， 516， 482 ;6， 155， 813 ;6， 054， 089和6， 399， 002顯示了這樣系統(tǒng)的實例。 移動模具通道包括配合使用的成對的模具塊，這些成對使用的模具塊在擠壓頭部
的上游側形成部分移動模具通道，并向擠壓頭部的下游側移動，直到被擠出的塑料已經冷
卻并足以成形。然后，模具塊從管分離并且返回到初始位置。模具塊通常與循環(huán)驅動傳送
機構相連，從而形成彼此相對的模具塊序列。模具塊同樣能夠被驅動從而形成脈動波紋板
軋機(pulsating corr卿tor)(見我們的美國專利6， 905， 325和7， 104， 777)。在單壁管和
雙壁管的生產加工過程中，用于形成移動模具通道的各種設計經常被采用。 在50cm或者更大直徑的大直徑管的生產過程中，移動模具通道的速度相對緩慢，
并且限定模型管道的模具塊體積相當龐大。大直徑管的生產需要高容量的擠壓機，以便提
供足夠的用于形成管的塑料。擠壓系統(tǒng)的突然關停是難以實現的，因為擠壓器的高壓熔化
塑料難以停止，且通常會擠進并填滿模具塊和冷卻塞之間的一些空隙，這些空隙在正常操
作的情況下應該是空的。 這些過多的塑料會破壞成型系統(tǒng)，并且/或者使系統(tǒng)返回到運行模式所需的步驟復雜化。 在大直徑管成型系統(tǒng)突然意外停機時，過多的塑料填滿并固著在模具塊和冷卻塞之間的模具塊空穴當中，從而部分消減了擠壓器的高壓和輸出。如果這些過多的塑料固化，它們將粘附或者固著在冷卻塞和模具塊上，通常會阻止移動模具通道的進一步移動。在許多情況下，模具塊必須從相連的驅動配置處移走，固著的塑料也必須從模具塊和冷卻塞上移走。這是一種耗時費力的過程，會在時效和產能方面有損于生產成本并造成其他相關損害。 本發(fā)明涉及一種用以減少上述諸多問題的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容
—種用于生產管的管成型系統(tǒng)，其特征在于，包括
具有擠壓頭部的擠壓器； 成對配合使用從動模具塊，這些模具塊成對接合從而圍繞所述擠壓頭部形成移動模具通道，并向所述擠壓頭部的下游移動； 冷卻塞，該冷卻塞位于所述模具通道內，并通過具有釋放機構的釋放裝置以可釋放的方式被緊固到所述擠壓頭部，在所述冷卻塞位于模具通道內時，所述釋放機構在被觸發(fā)時可使所述冷卻塞從所述擠壓頭部分離。 在本發(fā)明的方面中，所述釋放機構是由遙控釋放啟動器來觸發(fā)的。
在本發(fā)明的不同發(fā)明中，遙控解除啟動器是手動開關。 本發(fā)明的另外的方面中，所述遙控釋放啟動器是由所述管成型系統(tǒng)的控制器控制的電氣開關。 根據本發(fā)明的優(yōu)選的方面，所述控制器包括一系列用于監(jiān)測所述管成型系統(tǒng)運行狀態(tài)的傳感器，所述控制器監(jiān)測所述運行狀態(tài)以便檢測預定的冷卻塞釋放條件，所述控制器利用預定的冷卻塞釋放條件觸發(fā)所述電氣開關從而釋放所述冷卻塞。 在發(fā)明的不同方面中，釋放裝置包括分離構件，當釋放機構被觸發(fā)時，分離構件迫使冷卻塞從擠壓頭部分離。 還在本發(fā)明的另一個方面中，控制器包括操作者警報，該操作者警報是基于所述運行狀態(tài)滿足預定的操作者警報條件而被觸發(fā)的。 在本發(fā)明的不同的方面中，釋放機構包括彈簧加載分離裝置(spring biaseds印arationarrangement)，該彈簧加載分離裝置在釋放機構被觸發(fā)時提供使冷卻塞從擠壓頭部分離的力。 本發(fā)明同樣包括一種控制管成型系統(tǒng)的方法，該管成型系統(tǒng)包括具有擠壓頭部的擠壓器，成對配合使用從而形成移動模具通道的從動模具塊，和位于所述移動模具通道內并通過具有釋放機構的釋放裝置以可釋放的方式被固定到擠壓頭部的冷卻塞，其中，釋放機構的觸發(fā)使冷卻塞從擠壓頭部分離；所述方法包括監(jiān)測所述管成型系統(tǒng)的運行狀態(tài)；將被監(jiān)測到的運行狀態(tài)與被用來判斷釋放條件的一組預定條件進行比較；以及基于判定的釋放條件觸發(fā)所述的釋放機構，從而使冷卻塞從擠壓頭部分離。


附圖顯示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中
圖1是管成型系統(tǒng)的局部示意圖； 圖2是擠壓器的擠壓頭部、模具塊和冷卻塞的局部截面圖； 圖3是具有冷卻塞的模具裝置的示意圖，該冷卻塞被固定到擠壓頭部，從而允許冷卻塞的自動分離，以響應檢測到的特定操作狀態(tài)； 圖4是用于控制冷卻塞從擠壓頭部的自動分離的一個實施例的局部立體 圖5是說明冷卻塞從擠壓頭部分離的截面圖； 圖6是顯示交替配置的局部立體圖，該交替配置用于可釋放地將冷卻塞固定到擠壓頭部，從而允許冷卻塞能夠根據檢測到的特定的運行狀況而自動脫離；禾口
4
圖7是圖6所示結構在管成型工作模式下的截面圖。
具體實施例方式
管成型系統(tǒng)2包括具有擠壓頭部6的擠壓器4。冷卻塞14附接在擠壓頭部6的端部7上，并與共同限定移動模具通道5的一系列模具塊20和22相配合。擠壓頭部和模具塊決定被加工的管的形狀。熔化的塑料被擠壓經過擠壓頭部中的第一通道8，并經過孔9被拉進，從而形成波紋管的外壁。第二股塑料被壓入通道10，并經過孔11輸出，從而形成雙壁管的內壁。對于擠壓頭部以及形成移動模具通道5的模具塊20和22，各種設計均可以采用。同樣，也可以理解，其他類型的高強度塑料管，比如，橡膠管、三壁管，也能得以生產。因此，圖1顯示的僅是用于限定成型系統(tǒng)2的元件的一個具體實例。 有關擠壓頭部6和冷卻塞14的額外細節(jié)以及它們與循環(huán)模具塊20的配合均被顯示在圖2的截面圖中。在這種情況下，成型系統(tǒng)突然停機，由于擠壓器中存在高壓，過多的塑料通過擠壓頭部持續(xù)擠出，使得這些過多的塑料填滿循環(huán)模具塊中的諸多空穴。這些過多的塑料，通常以附圖標記30表示，也有一部分向第一塑料擠壓孔9的上游移動。擠壓器內熔化塑料的高壓和移動模具通道的突然停止共同造成了這樣的溢出情形。
在圖2所示的實例中，擠壓器6內的塑料繼續(xù)流動以減輕壓力，這種額外的塑料充斥模具塊的空穴。 一旦塑料凝固，過多的塑料粘附在各種表面上，從而牢固鎖定模具塊，使其位置相對于擠壓頭6和冷卻塞14不能移動。如果設備突然停機，導致過多的塑料30凝固，波紋板軋機在典型情況下需拆卸才能移除阻塞。在許多情況下，模具塊必須從擠壓器上分離，擠壓頭、冷卻塞和模具塊也需要后續(xù)維護。這將導致時效和/或產能方面的嚴重損失。不僅如此，過多的塑料壓力也能破壞波紋板軋機和/或者擠壓設備。
在圖3中，冷卻塞14包括釋放裝置43，該釋放裝置允許冷卻塞從擠壓頭6處分離和釋放，從而在冷卻塞和擠壓頭之間形成空穴或者空隙17，這樣，在突然停機和停產時，多余的塑料能夠累積于其中。所述釋放裝置43是由控制器40控制。控制器40優(yōu)選用于監(jiān)控管成型系統(tǒng)2的各種運行狀態(tài)，包括通常的運行狀態(tài)，也包括可能發(fā)生的停機狀態(tài)(突然停機的狀態(tài))。例如，控制器40能夠監(jiān)控由擠壓器過渡輸出所導致的過負荷狀態(tài)、與模具塊序列的驅動有關的驅動過負荷狀態(tài)、失速狀態(tài)、斷電故障狀態(tài)、和/或緊急停機狀態(tài)。在簡化的實施例中，控制器是由操作者選擇觸發(fā)的手動開關。 特別地，在大容量管的加工中，擠壓器的輸出量很高并且很難快速停止?？刂破?0監(jiān)控管成型系統(tǒng)2的運行狀態(tài)，用以檢測意外的停機狀態(tài)，意外的停機狀態(tài)可能破壞設備并且/或者嚴重延遲系統(tǒng)返回至正常生產模式的時間。控制器40也可以包括針對潛在的停機情況的運行報警，但是許多這樣的情況是難以預料的，因此需要立即做出反應，以避免產生設備或者維護方面的額外問題抑或是使問題復雜化。 一旦識別出需要立即停機的意外停機狀態(tài)，控制器執(zhí)行必要的步驟，并額外啟動冷卻塞的釋放機構。當冷卻塞14a與擠壓頭6分離從而產生用于接受熔化塑料的空隙17時，熔化塑料的過多壓力得以被釋放。在圖6和7所示的實施例中，釋放裝置還包括偏壓裝置，該偏壓裝置用于將冷卻塞14a自動地從擠壓頭6分離從而產生空隙17。 采用這種設計，在系統(tǒng)的意外停機之后，操作者能夠再次啟動對模具塊序列的驅動，從而將多余的塑料和冷卻塞移動到模具通道的下游端。
冷卻塞14a能夠被從過多的塑料和包圍自身之外的局部塑料管內移出。這種操作能夠被相對直接地執(zhí)行。本質上，管成型系統(tǒng)2上的阻礙可以被清理掉，從而能夠以迅速的方式中返回到生產模式下。 圖4所示的局部立體圖展示了具有電磁線圈型分離器44的擠壓頭6?；钊矒粞b置46 (piston ram)被顯示在圖4中的縮回位置上和圖5中的釋放位置上?；旧希斚到y(tǒng)被供以電力時，電磁線圈44使活塞撞擊裝置46縮回在擠壓頭內。冷卻塞14a能夠與擠壓頭相抵靠，從而處在鄰接擠壓頭的位置上。如圖5所示，當電力中斷時，活塞撞擊裝置46自動移動，將冷卻塞從圖5所示的擠壓頭分離。冷卻塞的這種分離機制在冷卻塞和擠壓頭之間產生了用于接收熔化塑料的空隙17。 多余的熔化塑料的壓力同樣也有助于使冷卻塞分離。當管模型設備隨后被啟動時，管的相當一部分需要被移走。基本上，冷卻塞與模具塊一起被移向下游以便清理移動模具通道。內部具有冷卻塞的管很容易進入，于是冷卻塞被從管內移走并被重新裝配到擠壓頭上。這一過程得以被簡化，因為移動模具通道已經被清理。冷卻塞在波紋板軋機的下游端處被移走可以大大簡化系統(tǒng)重返生產模式所需的步驟和時間。暴露于多余塑料最多的模具塊也能在所述下游端處被檢查和清理。可以理解，安裝替換用的冷卻塞并在生產恢復以后維護原有的冷卻塞在時效上將更加經濟。 用于將冷卻塞14a緊固到擠壓頭的機械結構顯示在圖6和7中。鎖連桿機構(1ocklinkage)50包括配合和接合冷卻塞的緊固緣(fastening lip) 54的樞軸轉動鎖定構件52。分離彈簧56被設置在冷卻塞和擠壓頭之間，并且在模具設備的正常操作中被按壓和保持在按壓狀態(tài)下?；镜?，在機械鎖連桿機構50處于圖7中所示的接合位置時，冷卻塞14a保持與擠壓機頭部接合。電力被供給到活塞啟動器58，用以保持圖7中所示的緊固位置。當電力故障發(fā)生時，機械鎖連桿機構基本上能夠自由釋放，于是分離彈簧56推動冷卻塞14a從擠壓頭分離。 在斷電或者其他狀態(tài)下能使冷卻塞從擠壓頭自動分離的其他設計也可以予以采用。控制器40也可以包含延時功能，如果需要，在分離之前產生延時。這樣的延時(長短)可取決于停機發(fā)生的當時和/或之后的運行狀態(tài)。優(yōu)選的是，通過分離冷卻塞在冷卻塞和擠壓頭之間的交接處產生額外的空間，能夠減輕過多的壓力和容納熔化的塑料。這一特征本身就能夠起到防止破壞的作用，特別是對由過多的壓力引起的對波紋板軋機的模具塊和驅動裝置的損害。 可釋放式冷卻塞的這一系統(tǒng)也能和操作者的手動開關一起使用。操作者可以使用手動開關來啟動釋放裝置從而使冷卻塞從擠壓頭分離。 此外，冷卻塞分離設計顯著簡化了管成型系統(tǒng)重返正常生產所需的步驟。例如，如
果塑料固化，冷卻塞已被分離，多余的塑料將積聚并固化在擠壓頭和冷卻塞之間的間隔中。
模具塊能夠緩慢地行進，將冷卻塞和塑料阻塞物移至擠壓頭的下游，從而清理了移動模具
通道。冷卻塞可以被移走，然后被重新安裝到被清理過的移動模具通道中。 雖然這里具體說明了本發(fā)明的各種優(yōu)選實施例，但是所述技術領域的技術人員應
該理解，在不背離所附權利要求的范圍的情況下可以做出各種變化。
權利要求
一種用于生產管的成型系統(tǒng)，其特征在于，包括具有擠壓頭的擠壓器；成對配合使用的從動模具塊，這些成對配合使用的模具塊接合而圍繞所述擠壓頭形成移動模具通道，并向所述擠壓頭的下游移動；冷卻塞，該冷卻塞位于所述模具通道內，并通過具有釋放機構的釋放裝置以可釋放的方式被緊固到所述擠壓頭，在所述冷卻塞位于模具通道內時，所述釋放機構在被觸發(fā)時允許所述冷卻塞與所述擠壓頭分離。
2. 如權利要求1所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述釋放機構由遙控釋放啟動器來觸發(fā)。
3. 如權利要求2所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控釋放啟動器是手動開關。
4. 如權利要求2所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控釋放啟動器是由所述管成型系統(tǒng)的控制器控制的電氣開關。
5. 如權利要求4所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括一系列用于監(jiān)測所述管成型系統(tǒng)的運行狀態(tài)的傳感器，所述控制器監(jiān)測所述運行狀態(tài)以便預先確定冷卻塞釋放條件，所述控制器利用該冷卻塞釋放條件觸發(fā)所述電氣開關從而釋放所述冷卻塞。
6. 如權利要求1所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述釋放裝置包括分離構件，當所述釋放機構被觸發(fā)時，所述分離構件迫使所述冷卻塞與所述擠壓頭分離。
7. 如權利要求5所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括操作者警報，該操作者警報基于所述被監(jiān)測到的狀態(tài)滿足預定的操作者警報條件而被觸發(fā)。
8. 如權利要求6所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述分離構件是彈簧構件。
9. 如權利要求4所述的成型系統(tǒng)，其特征在于，所述釋放機構包括彈簧加載分離裝置，該彈簧加載分離裝置在所述釋放機構被觸發(fā)時提供使所述冷卻塞與所述擠壓頭分離的力。
10. —種用于控制管成型系統(tǒng)的方法，該管成型系統(tǒng)包括具有擠壓頭的擠壓器，形成移動模具通道的成對配合使用的從動模具塊，和位于所述移動模具通道內的冷卻塞，所述冷卻塞通過具有釋放機構的釋放裝置以可釋放的方式被固定到所述擠壓頭，其中，所述釋放機構的觸發(fā)允許所述冷卻塞與所述擠壓頭分離；所述方法包括監(jiān)測所述管成型系統(tǒng)的運行狀態(tài)；將被監(jiān)測到的狀態(tài)與被用來判斷釋放條件的一組預定條件進行比較；以及基于判定的釋放條件觸發(fā)所述釋放機構，從而允許所述冷卻塞與所述擠壓頭分離。
全文摘要
本發(fā)明設計一種管成型系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可分離的冷卻塞和自動程序，用于緩解在擠壓系統(tǒng)突然停機之后與多余的塑料持續(xù)擠出有關的問題。可分離的冷卻塞和停機程序包括將任何多余的塑料容納在冷卻塞和擠壓器之間生成的空隙中。這種設計簡化了移走多余塑料的麻煩，同時減少設備重返正常生產所需的時間。優(yōu)選情況下，控制器監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并且基于監(jiān)測到的運行狀態(tài)自動釋放冷卻塞。
文檔編號B29C47/92GK101790449SQ200880105189
公開日2010年7月28日 申請日期2008年10月17日 優(yōu)先權日2007年10月22日
發(fā)明者斯蒂芬·魯波克, 曼夫瑞德·A·A·魯波克 申請人:曼夫瑞德·A·A·魯波克;斯蒂芬·魯波克