CN101574847A - 一种塑料管材在线扩径装置及扩径方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种塑料管材在线扩径装置及扩径方法，装置由冷却水套(1)、真空定径套(2)和冷却真空箱(3)组成，所述真空定径套(2)安装在冷却真空箱(3)的内部前端，所述冷却水套(1)安装在冷却真空箱(3)的外部前端。本发明与管道生产设备配合使用，在管道挤出成型后即通过冷却水套进行冷却，然后通过冷却真空箱及设于冷却真空箱内部的真空定径套直接扩径，改变了现有技术需要重新加热的二次定径方法，使塑料管道尺寸变化，并具有了热收缩的记忆功能。

Description

一种塑料管材在线扩径装置及扩径方法
技术领域
本发明属于塑料管道的在线加工领域，具体涉及一种能够生产出具有内在记忆回缩功能的塑料管道的在线扩径装置及方法。
技术背景
国内目前管道扩径加工主要集中在热收缩管的生产开发上。
有采用热充气的方法进行扩径操作。如中国专利申请号为200410010901.5热收缩充气连续扩张方法及扩张装置。该类方法对热空气的质量要求很高，否则很容易产生水蒸气凝结，导致充气压力下降，扩张效果大打折扣。而且热收缩空气的压力和温度都较难控制，这也为连续生产带来了不确定性因素。
也有采用真空负压吸附的扩张办法，如中国专利申请号为96200490.1的真空型塑料热收缩管扩管机。中国专利申请号为97239452.4的高分子材料热收缩管的负压扩张装置。但是由于其所用的设备为特殊设计，相对较为复杂。并需采用水浴油浴加热等方式，加热效率低下，从而限制了其速度的提升。
而且现有技术的扩径都需要进行加热(如热空气或油浴加热)的方式，耗能大，设备结构复杂，生产工艺较难控制且成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有热收缩管生产存在的问题，提供一种简易的塑料管道在线扩径的生产装置。
本发明的另一目的在于根据该装置提供一种塑料管道在线扩径的方法。
为了实现发明目的一，采用的技术方案如下：
一种塑料管材在线扩径装置，由冷却水套、真空定径套和冷却真空箱组成，所述真空定径套安装在冷却真空箱的内部前端，所述冷却水套安装在冷却真空箱的外部前端。
本发明与管道生产设备配合使用，在管道挤出成型后即通过冷却水套进行冷却，然后通过冷却真空箱及设于冷却真空箱内部的真空定径套直接扩径，改变了现有技术需要重新加热的二次定径方法，使塑料管道尺寸变化，并具有了热收缩的记忆功能。
上述技术方案中，所述冷却水套外表面设有测温孔，通过测温孔测定管材的表面温度，以调整工艺使其到达合理的工艺温度，冷却水套外表面还设有冷却水的入水口和出水口，所述入水口、出水口和冷却水套内通道组成冷却水路。通过冷却水路对挤出成型后的管材进行冷却。
所述冷却真空箱呈箱体状，箱体内部设置有喷淋水冷装置和真空设备。采用真空设备调整冷却真空箱的真空度，并在扩径后由喷淋水冷装置进行冷却定型，成为最终的扩径管。
所述冷却真空箱还安装有监控真空度的真空表，根据真空表，可随时获取箱体内部的真空度，以便通过真空设备调整最合理的真空度值。
为了实现发明目的二，采用的技术方案如下：
一种塑料管道在线扩径方法，将加热后的塑料管材送入冷却水套，经过水套内部的冷却水路进行冷却，然后开启冷却真空箱的真空装置，将经过冷却水套冷却后的塑料管材送入真空定径套进行扩径，扩径后再由冷却真空箱中的喷淋水冷装置进行冷却定型，成为最终的扩径管。
上述技术方案中，所述冷却水套在进行冷却时，还通过其表面设置的测温孔来测定塑料管材的表面温度，以调整冷却操作参数使塑料管材达到所需的温度。
本发明在进行扩径的过程中，还通过真空表获得冷却真空箱内部的真空度，并通过真空设备调整真空度达到所需的扩径效果。
本发明还能够根据具体的扩径要求更换冷却水套。在温度调整不足以改进热收缩效果的情况下，通过更换更小口径的冷却水套，并适当提高真空度，可确保热收缩程度增大到设计要求；
为了使得扩径的效果最佳，所述冷却水套将塑料管材的表面温度控制在20-50℃的范围内。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、完全摒弃了需加热才能进行扩径的设计思路。通过工艺的配合，实现了冷扩径的方式，这与以往进行变径工艺前必须先成管再二次加热的做法是不同的，极大的简化了扩径设备，也使得扩径工艺更加简单；
2、本发明的扩径方式灵活，通过冷却水套后部的测温孔，可以监控管材表面温度，从而保证后续扩径和热收缩的效果；
3、本发明设计简单，且大部分装置无需特殊设计，为塑料管道加工的常用设备。设备通用性强，操作稳定性和质量都可以得到有效的控制。而且投资成本低，产品竞争力优势明显。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明。
本发明的生产设备结构示意图如附图1所示，装置由前端的冷却水套1、后端的真空定径套2和用于普通塑料加工的冷却真空箱3三大部分组成。
附图2为图1圆圈部分的放大图，冷却水套1的内径11，冷却水套1的外表面设有入水口5和出水口6，还设有测温孔4，冷却真空箱3内部安装有真空定径套2，真空定径套内径21大于冷却水套1的内径11，所以本设备为扩径设备。冷却真空箱3安装有真空表7。
本发明的具体生产步骤如下：
管材经口模出来后进入冷却水套1，经过水套内部的冷却水的冷却，管材表面温度到达合理的工艺温度后，开启冷却真空箱3的真空泵，管材进入真空定径套2进行扩径。调整真空度达到合理的扩径效果。扩径后再由冷却真空箱3中的喷淋水冷装置进行冷却定型，成为最终的扩径管。
本发明在冷却水套1后部设有测温孔4，可以监控管材表面温度，从而保证后续扩径和热收缩的效果。温度太低，扩径难度大，可适当提高温度。温度太高，热收缩程度低，则可降低温度。合理的管材表面温度为20-50℃之间。
该装置还可拆装，在温度调整不足以改进热收缩效果的情况下，可以更换更小口径的冷却水套1，适当提高真空度，可确保热收缩程度增大到设计要求。
本发明适用的塑料管道包括PVC-U、PVC-C、PE、PPR、PA、POM等可用挤出机和真空定型设备进行加工的热塑性塑料和橡胶弹性体。本发明不但可以实现塑料管道的在线变径操作，还改变了过去塑料管道的变径一定要先加热的固定思维，设备投资低，简易可行。而生产效率跟塑料管材的生产同步，也无需改变常规的塑料管道配方。设备通用性强，产品的竞争力也大大提高。
下面采用具体两个例子对本发明做进一步详细的说明。
实施例一、以PVC-U管Φ15(外径)×1.5mm(壁厚)变径为Φ20×1.4mm为例，其中冷却水套1内径为Φ15，真空定型套2内径为Φ20。生产工艺如下：
  测温点管材表面温度   冷却真空箱真空度   扩径口径   热收缩程度(口径)
  40℃   0.06MPa   Φ20mm   Φ18mm
实施例二、PE管Φ50(外径)×2mm(壁厚)变径为Φ55×1.8mm，其中冷却水套1内径为Φ50，真空定型(扩径)套内径为Φ55。生产工艺如下：
  测温点管材表面温度   冷却真空箱真空度   扩径口径   热收缩程度(口径)
  30℃   0.08MPa   Φ55mm   Φ50mm
                                                      。

Claims (9)

1、一种塑料管材在线扩径装置，其特征在于由冷却水套(1)、真空定径套(2)和冷却真空箱(3)组成，所述真空定径套(2)安装在冷却真空箱(3)的内部前端，所述冷却水套(1)安装在冷却真空箱(3)的外部前端。
2、根据权利要求1所述的塑料管材在线扩径装置，其特征在于所述冷却水套(1)外表面设有测温孔(4)、以及冷却水的入水口(5)和出水口(6)，所述入水口(5)、出水口(6)和冷却水套(1)内通道组成冷却水路。
3、根据权利要求1所述的塑料管材在线扩径装置，其特征在于所述冷却真空箱(3)呈箱体状，箱体内部设置有喷淋水冷装置和真空设备。
4、根据权利要求3所述的塑料管材在线扩径装置，其特征在于所述冷却真空箱(3)还安装有监控真空度的真空表(7)。
5、一种采用权利要求1所述装置的塑料管道在线扩径方法，其特征在于将加热后的塑料管材送入冷却水套，经过水套内部的冷却水路进行冷却，然后开启冷却真空箱的真空装置，将经过冷却水套冷却后的塑料管材送入真空定径套进行扩径，扩径后再由冷却真空箱中的喷淋装置进行冷却定型，成为最终的扩径管。
6、根据权利要求5所述的塑料管道在线扩径方法，其特征在于所述冷却水套在进行冷却时，还通过其表面设置的测温孔来测定塑料管材的表面温度，以调整冷却操作参数使塑料管材达到所需的温度。
7、根据权利要求5所述的塑料管道在线扩径方法，其特征在于在进行扩径的过程中，通过真空表获得冷却真空箱内部的真空度，并通过真空设备调整真空度达到所需的扩径效果。
8、根据权利要求5所述的塑料管道在线扩径方法，其特征在于还能够根据具体的扩径要求更换冷却水套。
9、根据权利要求5所述的塑料管道在线扩径方法，其特征在于所述冷却水套将塑料管材的表面温度控制在20-50℃的范围内。
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