專利名稱：一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，屬塑料管生產(chǎn)線的配件 裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有聚乙烯中大號厚壁塑料管的生產(chǎn)普遍存在以下兩大難點(diǎn)；
1、熔垂現(xiàn)有的DN315以上厚壁聚乙烯塑料管生產(chǎn)時(shí)，都是采用水冷管坯，冷卻徑向固 化是由表向內(nèi)進(jìn)行冷卻。但因?yàn)樗芰系膶?dǎo)熱性差，由表向內(nèi)固化過程很慢，導(dǎo)致沿管子內(nèi)側(cè) 熔體流動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為熔垂。熔垂會(huì)引起管壁的厚薄不均，影響聚乙烯塑料管的質(zhì)量和 使用范圍，怎樣改善熔垂現(xiàn)象，多年來國內(nèi)外專家研究出了許多解善熔垂的方法；如有的采 用自動(dòng)和部分自動(dòng)調(diào)整口模偏移；有的采用油(或用水)冷卻口模芯模，使模芯溫度接近于 聚乙烯的結(jié)晶溫度；有的注入惰性液化氣體，在管子內(nèi)側(cè)溫和冷卻；有的采用低溫(零下40 度)冷卻劑冷卻等等，但或多或少都存在一些問題。2、內(nèi)應(yīng)力塑料管生產(chǎn)時(shí)，水冷卻塑料管表面，會(huì)使管材外表面產(chǎn)生收縮固化，由 于聚乙烯導(dǎo)熱性差，當(dāng)內(nèi)壁逐漸冷下來趨向收縮時(shí)，受先冷卻固化的外壁所遏止，因此管材 會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成管材力學(xué)性能下降。為解決內(nèi)應(yīng)力的問題，人們也想了很多辦法；如有 的在生產(chǎn)時(shí)降低生產(chǎn)速度，采用緩慢冷卻；有的將鋼材的淬火工藝移植到塑料管生產(chǎn)上，采 取將噴淋箱下移，加大真空箱與噴淋箱的距離，待塑料管外壁的溫度回升之后再噴淋冷卻 塑料管，來降低內(nèi)應(yīng)力功效。也有采用復(fù)合模具生產(chǎn)復(fù)合塑料管，在成型過程中，使外層和 內(nèi)層分別形成的內(nèi)應(yīng)力加起來比同樣的單層塑料管的內(nèi)應(yīng)力小，但這些方法的效果都不太
王困相綜上所述，導(dǎo)致塑料管生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生熔垂和內(nèi)應(yīng)力的關(guān)鍵因素在于塑料管的外層和 內(nèi)層冷卻速度不一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種塑料管生產(chǎn)時(shí)，在塑料管坯的內(nèi)壁吹入自然風(fēng)，使內(nèi) 管壁與外管壁的冷卻速度同步，徹底解決聚乙烯中大號厚壁塑料管生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)熔垂和內(nèi)應(yīng) 力問題的塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的的
一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，它由模體、模頭壓蓋、芯模a、芯模座、芯 模b、口模、口模壓蓋、頸模構(gòu)成，模體內(nèi)裝有芯模a和芯模座，芯模a上制作有濾網(wǎng)套或螺 旋體；模體的左端裝有模頭壓蓋和頸模，模體的右端裝有芯模b和口模，口模上裝有口模壓 蓋；其特征在于所述的芯模a、芯模座和芯模b的中心開有通孔，通孔內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管，吹 風(fēng)導(dǎo)管的右端制作有風(fēng)道；吹風(fēng)導(dǎo)管的左側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)上安裝有風(fēng)機(jī)變頻器，風(fēng)機(jī)變頻器上通過導(dǎo)線連接有傳感器和工控計(jì)算機(jī)。所述的芯模a上的分配梗其截面為橢圓形，與模體或?yàn)V網(wǎng)套的內(nèi)孔壁之間的間隙為非均勻結(jié)構(gòu)。所述的吹風(fēng)導(dǎo)管外層裝有隔熱層。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于
1、該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具與現(xiàn)有的塑料管成型模具相比，由于芯模 和芯模座的中心開有通孔，通孔內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管，增設(shè)了冷卻塑料管內(nèi)壁的功能，使得塑料 管生產(chǎn)時(shí)管坯外層水冷，而管坯內(nèi)層風(fēng)冷，達(dá)到內(nèi)層和外層同時(shí)冷卻固化；降低了現(xiàn)有采用 單一水冷卻塑料管外壁而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，將聚乙烯原料的優(yōu)良性能更好地轉(zhuǎn)移到管材上， 提高了塑料管應(yīng)力開裂的耐受性，增強(qiáng)了塑料管的抗沖擊性能，克服了塑料管的脆性斷裂 現(xiàn)象。采用本發(fā)明的模具生產(chǎn)的塑料管特別適應(yīng)于用作燃?xì)夤艿?，將燃?xì)夤艿赖哪蛻?yīng)力開 裂等管道標(biāo)準(zhǔn)提高了一個(gè)等級。另外，采用風(fēng)冷卻固化管坯內(nèi)側(cè)，排除熔體產(chǎn)生熔垂現(xiàn)象， 避免了管坯內(nèi)壁因熔垂產(chǎn)生凹凸不平的問題，提高了管壁的均勻度，壁厚公差低于國標(biāo)15% 左右ο2、該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具與采用注入惰性液化氣體冷卻模具 和塑料管內(nèi)壁相比，由于注入惰性液化氣體冷卻的工藝在生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)注入的是一氧化碳 或氮?dú)?，不僅污染空氣，危害人體健康，而且生產(chǎn)成本高，因此注入惰性液化氣體冷卻工藝 一直還處于試驗(yàn)過程中，而本發(fā)明具有很好的環(huán)保性。3、該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具與自動(dòng)調(diào)節(jié)口模偏移相比，由于自動(dòng) 調(diào)節(jié)將上下壁厚調(diào)正后引起側(cè)向熔垂現(xiàn)象，熔垂會(huì)引起管壁的厚薄不均，影響聚乙烯塑料 管的質(zhì)量和使用范圍，造成管材厚度不均勻浪費(fèi)材料，本發(fā)明設(shè)置的非圓形分配梗，具有調(diào) 節(jié)側(cè)向熔垂的功效，還有補(bǔ)償調(diào)節(jié)口模偏移的精度，提高了管壁的均勻度。


圖1為一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的藍(lán)式結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的螺旋式結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的內(nèi)藍(lán)式外分流式側(cè)進(jìn)料的結(jié)構(gòu) 示意圖
圖4為一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的內(nèi)藍(lán)式外分流式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、模體，2、模頭壓蓋，3、芯模a，4、芯模座，5、風(fēng)道，6、芯模b，7、口模，8、口 模壓蓋，9、分配梗，10、頸模，11、吹風(fēng)導(dǎo)管，12、風(fēng)機(jī)，13、工控計(jì)算機(jī)，14、風(fēng)機(jī)變頻器，15、傳 感器，16、濾網(wǎng)套，17、螺旋體，18、隔熱層。
具體實(shí)施例方式
該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具由模體1、模頭壓蓋2、芯模a3、芯模座4、芯 模MK 口模7、口模壓蓋8、頸模10構(gòu)成。模體1內(nèi)裝有芯模a3和芯模座4，藍(lán)式模具的芯 模a3上制作有濾網(wǎng)套16，螺旋式模具的芯模a3上制作有螺旋體17。模體1的左端裝有模 頭壓蓋2和頸模10，模體1的右端裝有芯模M和口模7，口模7上裝有口模壓蓋8。所述 的芯模a3、芯模座4和芯模b6的中心開有通孔，通孔內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管11，吹風(fēng)導(dǎo)管11外層 裝有隔熱層18，吹風(fēng)導(dǎo)管11的右端制作有風(fēng)道5 ；吹風(fēng)導(dǎo)管11的左側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)12，風(fēng)機(jī) 12上安裝有風(fēng)機(jī)變頻器14，風(fēng)機(jī)變頻器14上通過導(dǎo)線連接有傳感器15和工控計(jì)算機(jī)13。 所述的芯模a3上制作有分配梗9，分配梗9的截面為橢圓形，使分配梗9與藍(lán)式模具的濾網(wǎng) 套16或與螺旋式模具的模體1的內(nèi)孔壁之間的間隙形成下間隙略小、左右間隙略大的非均勻結(jié)構(gòu)(參見附圖1 4)。該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具使用時(shí)，熔體經(jīng)頸模10進(jìn)入芯模a3，流 向分配梗9，并被分配梗9改道流經(jīng)濾網(wǎng)套16或螺旋體17內(nèi)，由于分配梗9是非圓形體， 對流經(jīng)的熔體實(shí)施徑向分配后，補(bǔ)償和改善當(dāng)管壁上下調(diào)正后兩側(cè)產(chǎn)生的熔垂現(xiàn)象。若是 藍(lán)式結(jié)構(gòu)，進(jìn)入濾網(wǎng)套16內(nèi)的熔體流向芯模座4的錐形前端，被它改道橫向外側(cè)，通過濾網(wǎng) 套16上的許多微孔流道進(jìn)入緩沖區(qū)，熔體再改道縱向重疊經(jīng)阻尼壓縮進(jìn)入第二緩沖區(qū)，最 后經(jīng)口模7和芯模M間的環(huán)隙定型段形成管坯擠出。若是螺旋式結(jié)構(gòu)，被分配梗9改道的 熔體流入螺旋體17的前緩沖區(qū)，前緩沖區(qū)的熔體流經(jīng)螺旋熔道層層重疊后進(jìn)入螺旋熔道 后緩沖區(qū)，再經(jīng)阻尼壓縮進(jìn)入第三緩沖區(qū)，最后經(jīng)口模7和芯模M之間的環(huán)隙定型段形 成管坯擠出。該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具成型時(shí)熔體流經(jīng)分流熔道層層重疊，不 僅能通過分配梗9的橢圓形結(jié)構(gòu)改善熔體熔垂和改善側(cè)向熔垂的現(xiàn)象；其最大的特點(diǎn)在 于芯模a3、芯模座4和芯模M的中心孔內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管11，吹風(fēng)導(dǎo)管11的右端制作有 風(fēng)道5，并通過風(fēng)道5將風(fēng)道的面積變大；吹風(fēng)導(dǎo)管11的左側(cè)安裝有風(fēng)機(jī)12和風(fēng)機(jī)變頻器 14，由風(fēng)機(jī)12將自然風(fēng)通過吹風(fēng)導(dǎo)管11吹到塑料管坯的內(nèi)壁上，使塑料管生產(chǎn)時(shí)管坯外 層水冷，而管坯內(nèi)層風(fēng)冷，使內(nèi)管壁與外管壁的冷卻速度同步，達(dá)到內(nèi)層和外層同時(shí)冷卻固 化。降低了現(xiàn)有采用單一水冷卻塑料管外壁而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，將聚乙烯原料的優(yōu)良性能更 好地轉(zhuǎn)移到管材上，提高了塑料管的使用壓力，增強(qiáng)了塑料管的抗沖擊性能，克服了塑料管 的脆性斷裂現(xiàn)象。另外，采用風(fēng)機(jī)變頻器14控制內(nèi)壁風(fēng)流量，來達(dá)到生產(chǎn)中隨著塑料管的大小、管 壁的厚薄以及生產(chǎn)線速度的變化和原料結(jié)晶溫度的不同，對風(fēng)冷卻的風(fēng)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的要 求；而且模體1內(nèi)的吹風(fēng)導(dǎo)管11和隔熱層18避免了自然風(fēng)吹過風(fēng)道5時(shí)造成模體1內(nèi)部 的溫度大幅度下降。該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具若采用彎曲的小氣道時(shí)，風(fēng)機(jī)12則采 用空壓機(jī)供氣，用氣管穿進(jìn)吹風(fēng)導(dǎo)管11，壓縮空氣輸過芯模a3后經(jīng)減壓口減壓再均勻地吹 向塑料管內(nèi)壁(參見附圖4 )。該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具的芯模a3、芯模座4 和芯模M的中心開有通孔，通孔內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)可用于生產(chǎn)塑料管的支架式、直角 式、螺旋式、內(nèi)支架外直角式、內(nèi)外螺旋式或內(nèi)藍(lán)式外螺旋式等各種模具中使用，也可以用 于生產(chǎn)三層或多層復(fù)合管的各種模具中使用。
權(quán)利要求
1.一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，它由模體(1)、模頭壓蓋(2)、芯模a (3)、芯模座(4)、芯模b (6)、口模(7)、口模壓蓋(8)、頸模(10)構(gòu)成，模體(1)內(nèi)裝有芯模a (3)和芯模座(4)，芯模a (3)上制作有濾網(wǎng)套(16)或螺旋體(17);模體(1)的左端裝有模 頭壓蓋(2)和頸模(10)，模體(1)的右端裝有芯模b (6)和口模(7)，口模(7)上裝有口模 壓蓋(8)；其特征在于所述的芯模a (3)、芯模座(4)和芯模b (6)的中心開有通孔，通孔 內(nèi)裝有吹風(fēng)導(dǎo)管(11)，吹風(fēng)導(dǎo)管(11)的右端制作有風(fēng)道(5)；吹風(fēng)導(dǎo)管(11)的左側(cè)安裝有 風(fēng)機(jī)(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，其特征在于 風(fēng)機(jī)(12)上安裝有風(fēng)機(jī)變頻器(14)，風(fēng)機(jī)變頻器(14)上通過導(dǎo)線連接有傳感器(15)和工 控計(jì)算機(jī)(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，其特征在于 所述的芯模a (3)上的分配梗(9)其截面為橢圓形，與模體(1)或?yàn)V網(wǎng)套(16)的內(nèi)孔壁之 間的間隙為非均勻結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，其特征在于 所述的吹風(fēng)導(dǎo)管(11)外層裝有隔熱層(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具，屬塑料管生產(chǎn)線的配件裝置技術(shù)領(lǐng)域。它由模體、芯模、芯模座、口模及頸模等構(gòu)成。模體內(nèi)裝有芯模和芯模座，芯模上制作有濾網(wǎng)套或螺旋體；模體的左端裝有頸模，右端裝有芯模和口模，芯模和芯模座的中心裝有吹風(fēng)導(dǎo)管，吹風(fēng)導(dǎo)管的左側(cè)裝有風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)變頻器和工控計(jì)算機(jī)。該塑料管成型時(shí)內(nèi)外管壁同時(shí)冷卻的模具成型時(shí)熔體流經(jīng)分流熔道層層重疊，不僅能通過分配梗的橢圓形結(jié)構(gòu)改善熔體和側(cè)向熔垂的現(xiàn)象，并由風(fēng)機(jī)將自然風(fēng)通過吹風(fēng)導(dǎo)管吹入塑料管坯的內(nèi)壁上，使內(nèi)管壁與外管壁的冷卻速度同步。解決了現(xiàn)有采用水冷卻塑料管外壁易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和熔垂問題，提高了塑料管的耐應(yīng)力開裂和抗沖擊性能。
文檔編號B29C33/04GK102059754SQ201010541758
公開日2011年5月18日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者陳估凡, 陳金宏, 陳鏡杰 申請人:陳金宏