CN101310136B - 积层管制造装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明积层管制造装置及其方法包括：一具有圆筒结构的卷绕机和一可以驱动所述卷绕机进行旋转运动的驱动单元；一内层挤压机与一外层挤压机，以在上述卷绕机上把树脂件挤压成板状，而形成积层管的内层与外层；一中间投入器，以使用一对引出滚轮把熔融状态的材料引出成为板结构而形成中间层；以及一位于所述卷绕机的侧面的压接滚轮，以对所述卷绕机上具有复层结构的积层板进行压接处理。本发明可以制造出一种具有良好的内压与外压强度，对热冲击具有足够的刚性并提升了耐久性与可靠性的积层管。

Description

积层管制造装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种由复合合成树脂材料组成的多层积层管的积层管制造装置及其方法，尤其是一种改善内压强度与外压强度并具有良好气密性的积层管的制造装置及其方法。

背景技术

图1及图2提供了一种可效仿的常规积层管，其在大韩民国公告专利第10-0290302号上公开，名称为“三层管、制造三层管的装置及其方法”。

下面结合附图对上述公告发明的主要内容做进一步说明。

如图1所示，三层管1包括：挤压成带状内层2，其边缘为了重叠而进行弯卷加工；中间层3，其边缘为了重叠在上述内层2上而进行弯卷加工，重叠部位则进行压接处理；外层4，其边缘为了重叠在上述中间层3上而进行弯卷加工，重叠部位则进行压接处理；以及由上述内层2、中间层3及外层4通过热结合方式形成的结构。

上述外4与内层2使用PE材料制作，中间层3使用可回收材料制作。

下面结合图2对上述公告发明的三层管制造方法做进一步说明。

通过喷嘴(未图示)被挤压成带状的内层2将沿着卷绕机的滚轮(未图示)而弯卷，此时其边缘将如图2a所示互相重叠并缠卷。

内层2缠卷到上述卷绕机上后，通过喷嘴挤压成带状的中间层3的边缘被缠卷并如图2b所示重叠在其上。上述中间层3从喷嘴13排放出来并弯卷到内层2上后，内层2与中间层3、以及中间层3之间进行热结合，然后通过冷却装置的晒水作业而冷却。

此时中间层3的重叠部位与内层2的重叠部位将互相错开。

上述中间层3的弯卷加工结束后，如图2b所示通过滚轮30把中间层3的重叠部位朝内侧压接，使中间层3的表面如图2c所示般光滑和平坦。

滚轮30对上述中间层3的压接处理完毕后，通过喷嘴挤压成带状的外层4的边缘被缠卷并重叠在中间层3上。此时，外层4的重叠部位与中间层3的重叠部位将互相错开并如图2d所示卷绕。

其它喷嘴排放出来的外层4将在还没冷却的中间层3的表面弯卷并进行热结合，然后同时被冷却装置冷却。

上述外层4的弯卷作业完毕后，如图2d所示把滚轮31对准外层4的重叠部位并进行压接，使三层管1的最终截面如图2e所示。在外层4冷却后，完成管品的制造。

经过上述方法制成的三层管1将通过卷绕机前面的辅助工作台而制成较长的形状，然后把上述三层管裁剪成所需长度后出货。

然而，常规的三层管的每个层在进行弯卷加工时只是每层的边缘单纯地形成互相重叠的结构，因此无法承受更大的外部冲击，在增加内压强度与抗拉强度时也受到限制。

进一步，当上述三层管中互相邻接的层使用不同材料制成时，互相结合的刚性会变得较为脆弱，不同材料制成的各层将在受到内/外热冲击时互相脱离或龟裂而显著地降低积层管的强度。

上述公告发明的各层采取了近似于一列的弯卷加工方式而造成只有一部分重叠的结构，在增加其中一层(例如中间层3)的厚度时受到了较大的限制，并且如公告发明中所记载的一样，为了使中间层3的厚度超过一定厚度，需要把一个层以重叠两次到三次的方式分离排放后进行弯卷加工。

包含上述公告发明在内的现有积层管制造装置及其方法，很难以适当的厚度不间断地连续供应复合废塑料材料，中间层的厚度调节及熔融状态调节也很难，因此其生产性较低，积层管的品质也较差。

发明内容

【技术课题】

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有良好的内压与外压强度，对热冲击具有足够的刚性并提升了耐久性与可靠性的积层管的积层管制造装置及其方法。

本发明的另一个目的是提供一种积层管制造装置及其方法，其可以通过挤压方式供应内层与外层的板，通过滚轮引出方式供应中间层，由回收材料组成的中间层材料可以在没有切断的情形下被顺利地供应，中间层材料的厚度调节及熔融状态的调节简单方便，管的制作简单且有助于提升品质的。

本发明的另一个目的是提供一种积层管制造装置及其方法，其在制作积层管时为已经积层的板上供应冷却水并冷却一定程度后，在其上面喷射压缩空气清除水分后再积层新板，进而提高各层之间的结合力，使制成的管具有较高的强度与密度，可以发挥出优异品质的。

【技术解决方案】

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，本发明积层管制造装置包括：一具有圆筒结构的卷绕机和一可以驱动所述卷绕机进行旋转运动的驱动单元；一内层挤压机与一外层挤压机，以在上述卷绕机上把树脂件挤压成板状，而形成积层管的内层与外层；一中间投入器，以使用一对引出滚轮把熔融状态的材料引出成为板结构而形成中间层；以及一安装在所述卷绕机的侧面的压接滚轮，以对所述卷绕机上具有复层结构的积层板进行压接处理。

所述积层管制造装置可进一步包含设置在上述卷绕机附近的冷却水喷射单元，以在各树脂件板弯卷到上述卷绕机时喷射冷却水。

上述积层管制造装置可进一步包含沿着上述卷绕机的旋转方向位于上述冷却水喷射单元的后面并可以清除弯卷部位表面上的水气的水分清除单元。

此时，上述水分清除单元可具有喷射压缩空气的结构。

上述冷却水喷射单元较好的安装方式是使其可向卷绕机的下侧弯卷的树脂件喷射冷却水，上述水分清除单元较好的安装方式是使其可向卷绕机的上侧弯卷的树脂件喷射压缩空气。

上述水分清除单元的配置方式是使其沿着倾斜方向在弯卷的上述树脂件的表面喷射压缩空气。

上述中间投入器包括：可以把制作中间层的熔融状态物质加以储存的投入筒；位于上述投入筒的下面的一对引出滚轮，其受到驱动单元的驱动而进行旋转运动并引出熔融状态的材料；以及间距调节器，以调整上述一双引出滚轮之间的间距。

上述引出滚轮的内部允许冷却水通过并冷却熔融材料。

根据本发明的另一方面，本发明积层管制造方法包括下列步骤：废塑料筛选步骤，收集废塑料后清除纸、金属、玻璃及布之类的非塑料成分，只筛选纯粹的塑料成分；复合废塑料的粉碎步骤，把上述废塑料筛选过程中筛选的塑料粉碎成小于预定尺寸的碎块；熔融混合步骤，把上述粉碎的复合废塑料投入双螺杆熔融器里加热，在预定温度使其熔化并在融化过程中加以混合；中间层板成型步骤，使用基于一对引出滚轮的中间层投入器把经过上述熔融混合步骤的复合废塑料制成具有一定厚度与宽度的板后再引出；积层管成型步骤，对于构成上述中间层的板和构成积层管的内外层的树脂件板进行挤压加工，上述树脂件板通过内层挤压机与外层挤压机制成，在卷绕机以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状；以及积层管冷却及完成步骤，在上述步骤制成的积层管上喷射冷却水加以冷却后，裁剪成所需长度的积层管并完成所有步骤。

上述熔融混合步骤包括：第一熔融混合步骤、第二熔融混合步骤及第三熔融混合步骤，以把粉碎的复合废塑料加以熔融混合，第一熔融混合步骤的加热温度范围为240℃～280℃，第二及第三熔融混合步骤的加热温度低于上述第一熔融混合步骤的温度，其范围为180℃～220℃。

在上述中间层板成型步骤中，使用从上到下自由落下的方式供应由两个引出滚轮引出的中间层板。

在上述积层管成型步骤中，构成各层的板被缠卷时，在层与层之间或各层表面直接喷射冷却水以使其瞬间冷却。

本方法中，上述瞬间冷却温度的范围为100℃～150℃。

本方法中，在树脂件表面喷射冷却水进行冷却处理后，在各层表面上缠卷新层之前，树脂件上残留的水分通过喷射压缩空气以清除。

根据本发明的另一方面，提供了一种制造积层管的方法，包括把构成积层管的中间层的板和构成积层管的内层与外层的树脂件板供应给卷绕机，以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状的积层管，其中构成各层的板被缠卷时在层与层之间或各层表面直接喷射冷却水以使其瞬间冷却，然后在新的层缠卷前将树脂件上残留的水分通过在树脂的表面上喷射压缩空气以清除。

【发明效果】

本发明积层管制造装置及其方法可以制造出一种具有良好的内压与外压强度，对热冲击具有足够的刚性并提升了耐久性与可靠性的积层管。

本发明积层管制造装置及其方法通过挤压方式供应内层与外层的板并通过滚轮的引出方式供应中间层，由废塑料之类回收材料组成的中间层材料可以在没有切断的情形下被顺利地供应，因此积层管的制作简单，在中间层的供应过程中可以使用两个滚轮轻易地调整材料厚度与熔融状态并有效地制成具有所需尺寸的积层管。

本发明在制造积层管时把冷却水供应到积层板上并使其冷却预定程度后，再喷射压缩空气清除水分，然后在其上面积层新板，因此可以提高互相积层的各层之间的结合力并增强积层管的强度与密度，从整体上提高管的品质。

附图说明

图1是现有常规积层管的透视图；

图2是如图1所示三层管的放大图；

图3是本发明一实施例的积层管图及主要部位放大图；

图4是图3所示A-A剖视图；

图5是根据本发明实施例积层管制造装置制造积层管时的弯卷状态图；

图6是图5所示积层管的弯卷部位B-B剖视图；

图7是本发明一实施例积层管制造装置的侧面结构示意图；

图8是本发明一实施例积层管制造装置的正面结构示意图；

图9是图8所示的中间投入器C-C剖视图；

图10是本发明另一实施例的积层管的弯卷部位的详细剖面图。

具体实施方式

【发明的最佳实施形态】

本发明积层管制造装置包括：一具有圆筒结构的卷绕机和一可以驱动所述卷绕机进行旋转运动的驱动单元；一内层挤压机与一外层挤压机，以在上述卷绕机上把树脂件挤压成板状，而形成积层管的内层与外层；一中间投入器，以使用一对引出滚轮把熔融状态的材料引出成为板结构而形成中间层；以及一安装在所述卷绕机的侧面的压接滚轮，以对所述卷绕机上具有复层结构的积层板进行压接处理。

其次，本发明积层管制造方法包括下列步骤：废塑料筛选步骤，收集废塑料后清除纸、金属、玻璃及布之类的非塑料成分，只筛选纯粹的塑料成分；复合废塑料的粉碎步骤，把上述废塑料筛选过程中筛选的塑料粉碎成小于预定尺寸的碎块；熔融混合步骤，把上述粉碎的复合废塑料投入双螺杆熔融器里加热，在预定温度使其熔化并在融化过程中加以混合；中间层板成型步骤，使用基于一对引出滚轮的中间层投入器把经过上述熔融混合步骤的复合废塑料制成具有一定厚度与宽度的板后再引出；积层管成型步骤，对于构成上述中间层的板和构成积层管的内外层的树脂件板进行挤压加工，上述树脂件板通过内层挤压机与外层挤压机制成，在卷绕机以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状；以及积层管冷却及完成步骤，在上述步骤制成的积层管上喷射冷却水加以冷却后，裁剪成所需长度的积层管并完成所有步骤。

本发明积层管制造方法为，把构成积层管的中间层的板和构成积层管的内层与外层的树脂件板供应给卷绕机，以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状的积层管，其中构成各层的板被缠卷时在层与层之间或各层表面直接喷射冷却水以使其瞬间冷却，然后树脂件上残留的水分通过喷射压缩空气以清除。

【发明实施形态】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的实施例主要对三层管的制造装置及其方法做了详细说明，但本发明的装置和方法不限于上述内容，可以根据实际条件而适用于二层管或四层管以上的多层管制造领域。

图3是本发明一实施例的积层管图的局部剖面图及局部剖面图的主要部位放大图；图4是图3所示A-A剖视图。

如图3、图4所示，本发明一实施例的积层管50是由内层51、中间层52及外层53等3个层互相积层而成的，各层51、52、53的组成材料使用PE之类的合成树脂材料。

此时，上述中间层52使用包含复合废塑料破碎原料的可回收材料熔融制成。中间层的具体原料比率将在后面介绍。

上述各层51、52、53的制作方法为，把熔融的合成树脂材料等挤压成具有特定宽度的长板形状并弯卷成螺旋结构，然后使其互相融粘硬化。

本发明在把材料弯卷成板形状以形成各层时，构成某一层的板的一部分将插入到相邻的树脂板(上下板)之间。

也就是说，如图3所示，外层53的一部分53a被插入中间层52之间的方式制成，上述内层51的一部分51a被插入中间层52之间的方式制成。

根据本发明一实施例，三层51、52、53以互相插入的方式制成，但也可以根据实际条件而仅把外层53插入中间层52的弯卷部或者仅把中间层52插入内层51的弯卷部。

而且，构成上述三个层51、52、53的各层弯卷部位以互相重叠的状态进行弯卷作业后形成一个层。

如前所述，三个层51、52、53各自以互相重叠的方式弯卷并插入邻接的其它层之间后制成积层管，因此可以大幅增加各层51、52、53之间的结合强度，提高压缩强度与抗拉强度，也加强了对于内/外热冲击的耐久性。

本发明在弯卷上述三个层51、52、53中相对较厚层的合成树脂件时，较好的是使其与管的长度方向形成一定倾斜角度的方式重叠并弯卷。本实施例是中间层52的合成树脂件与管的长度方向成倾斜的方式互相重叠后弯卷制成。

下面结合图5与图6对具有上述结构的本发明积层管的弯卷积层结构做进一步说明。

图5是使用本发明积层管制造装置制造一积层管实施例时的弯卷状态图；图6是制造本发明一实施例的积层管时的弯卷部位的详细剖视图。

如图所示，在后述的挤压机与投入器分别挤压成型了构成各层51、52、53的板51P、52P、53P材后使其被卷绕机60缠卷、互相积层并进行热结合，然后经过冷却硬化过程后制成本发明的积层管50。

如前所述，为了使本发明积层管50的外层53的一部分插入中间层52的弯卷部，上述中间层52则插入内层51的弯卷部之间(积层后成为内层被插入中间层弯卷部之间的状态)，如图5所示，构成外层53的板53P的一末端53a(附图左侧部位)位于构成中间层52的板52P的下面，构成中间层52的板52P的一末端52a则位于构成内层51的板51P的下面。

此时，与上述中间层的板52P重叠的外层及内层的板53P、51P的宽度要足以在插入构成中间层的板52P的重叠部位之间，外层及内层的板53P、51P中非插入部位的宽度应该具有可以缠卷在之前已缠卷的各自的板上的宽度。

图6显示了上述积层结构。如图5所示，在构成内层51、中间层52及外层53的板51P、52P、53P的一部分互相重叠的方式下被卷绕机60弯卷时，如图6所示以倾斜于管的长度方向的方式弯卷的中间层52的板与板之间插入构成外层53的一部分板并进行弯卷加工，构成中间层52的板也插入构成内层51的板之间进行缠卷加工而形成复层结构。

按照上述方式弯卷了外层53后，使用压接滚轮65对外层53加压就能使还没有硬化的熔融状态的各层51、52、53互相进行热结合并压接成具有复层结构的积层管。

由于上述中间层52沿着倾斜方向重叠并弯卷，因此其厚度可以比内层51与外层53厚很多。

下面对上述本发明积层管的制造装置做进一步说明。

图7是本发明积层管制造装置的侧面结构示意图；图8是本发明积层管制造装置的正面结构示意图；图9是图8所示中间投入器C-C剖视图。

如图7与图8所示，本发明积层管制造装置包括：卷绕机60，由多个弯卷滚轮61排列成圆筒结构；弯卷电动机63，作为驱动单元，驱使上述卷绕机60进行旋转运动；内层挤压机71与外层挤压机73，为了在上述卷绕机60上形成内层51与外层53而把树脂件挤压成板状；中间投入器72，提供形成中间层52而投入熔融状态的树脂板；安装于上述卷绕机60周围的压接滚轮65，对上述卷绕机60上具有复层结构的积层板进行压接处理；位于上述卷绕机60周围的冷却水喷射单元67，各树脂件板被弯卷到上述卷绕机时对其喷射冷却水；水分清除单元68，其沿着上述卷绕机60的旋转方向位于上述冷却水喷射单元67的后面，可以清除弯卷树脂件表面上的水气。

上述中间投入器72、内层挤压机71及外层挤压机73的配置方式为，促使构成各层51、52、53的板51P、52P、53P以互相重叠的状态被缠卷到上述卷绕机60上。

另外，图7与图8的内层挤压机71与外层挤压机73只图示了具有可以挤压熔融树脂物的槽的挤压模，其和一般挤压机一样连接到熔融树脂物的供应装置，而且只要如前所述在各层51、52、53进行积层作业时可以插入邻接的层间并进行挤压处理，即可根据实际条件而多样化地改变其安装位置。

在图7中，内层挤压机71的挤压模位于外层挤压机73的下面，但这只是一实施例而已，也可以把内层挤压机71的挤压模配置在附图的中间投入器72左侧。

另外，如图10所示，对各层51、52、53进行积层作业时可以通过邻接的层之间不进行插入的结构制成积层管，此时可以相应地改变上述挤压机71、73与中间投入器72的位置。

下面对上述中间投入器72的结构做进一步说明。

上述中间投入器72包括：投入筒72A，其可以储存熔融状态的材料；以及一对引出滚轮72B，其位于上述投入筒72A的下部并由电动机72C驱动，从投入筒72A中排放熔融状态的材料。

下面结合图9做进一步说明，可以通过间距调节器85调整两个引出滚轮72B并排配置的间距，上述两个引出滚轮72B由电动机72C的驱动而进行旋转运动并把构成中间层的板52P排放出来。

此时，通过上述间距调节器85对上述两个引出滚轮72B的间距进行调整，即可调节通过上述间距排放的中间层的板52P的厚度。附图标记86意味着在隔调节器85中用于调整间距的厚度调节手柄。

把支撑两个滚轮72B的轴承89等支撑结构物90的位置改变，就能使间距调节器85调节两个滚轮72B之间的间距。

也就是说，上述两个滚轮72B以轴88为中心进行旋转运动，上述轴88使用轴承89由支撑结构物90支撑。因此，间距调节器85只要对支撑上述轴承89的支撑结构物90之间的间距进行调整，即可调节两个滚轮72B之间的间距。上述厚度调节用手柄86可以通过松紧螺旋扣等方式连接到支撑结构物90并调节两个滚轮72B之间的间距。

上述引出滚轮72B允许冷却水经过其内部，如此即可使构成中间层52的熔融物质在通过两个滚轮72B之间引出时得以适当地硬化，进而可以在熔融状态下连续引出并具备一定厚度。因此，引出滚轮72B为了允许冷却水水流经其内部而采取了筒形结构，一侧具有冷却水投入口81，另一侧则具有冷却水排放口83。

此时，上述两侧的冷却水投入口81与冷却水排放口83应该结合在上述引出滚轮72B的轴88上，此时，旋转体结构的两个滚轮的轴88被入管型结构的冷却水投入口81与冷却水排放口83内部。

显然，构成冷却水投入口81及冷却水排放口83的管体与上述滚轮的轴88之间应该安装密封件以防止冷却水泄漏。

另外，不使用包含复合废塑料在内的可回收材料而使用一般熔融树脂制作中间层52时，可以不使用具有上述结构的中间投入器72，而使用类似于上述内层挤压机71及外层挤压机73的挤压机制作积层管。

下面对上述冷却水喷射单元67与水分清除单元68做进一步说明。

如图5与图7所示，上述冷却水喷射单元67配置了一个或多个(以3～5个较为妥当)喷嘴，在上述卷绕机60的下侧向弯卷的树脂件喷射冷却水。

此时，冷却水喷射单元67可设置在上述卷绕机60的两端侧面的下部。

上述水分清除单元68较好地使用可以喷射压缩空气的喷嘴结构。上述冷却水喷射单元67位于卷绕机60的下侧，水分清除单元68则位于上述卷绕机60的上侧并向已弯卷的树脂件喷射压缩空气。

如图5所示，为了能轻易地清除残留在树脂件表面的水气(即，水分)，水分清除单元68应该沿着倾斜方向朝已弯卷的上述树脂件的表面喷射压缩空气。

此外，本发明积层管制造装置进一步包含一冷却装置以使弯卷到上述卷绕机60后完成其形状的积层管能够完全硬化而配置了。上述冷却装置的配置方式为允许其在上述卷绕机60的内侧或外侧对上述积层管50喷射冷却水。上述冷却装置的配置方式属于众所周知的内容，因此本说明书不予详细说明。

下面针对使用上述积层管制造装置制造本发明一实施例积层管的制造过程做进一步说明。

如图8所示，弯卷电动机63旋转时可以带动卷绕机60进行旋转运动，内层挤压机71、外层挤压机73及中间层投入器72将在上述状态下开始动作并排放出构成各层的板51P、52P、53P。

通过上述过程排放的各板51P、52P、53P将被上述旋转的卷绕机60缠卷并积层，如图6所示，此时构成外层的板53P的一部分与构成中间层的板52P的一部分重叠、构成中间层的板52P的一部分与构成内层的板51P的一部分重叠并缠卷到卷绕机60上。

图6的虚线部分表示缠卷到卷绕机60之前的状态，实线部分表示缠卷到卷绕机60后被压接滚轮65加压而互相融粘的状态。

按照上述方式积层了各层51、52、53后，如图3与图6所示，将以内层51与外层53的一部分被插入中间层52弯卷部的状态进行积层。

之后，使用冷却装置(未图示)向上述积层管的内侧或外侧喷射冷却水，即可使互相热结合的积层部位硬化而形成三层积层管。

下面对根据本发明的积层管制造方法做进一步详细说明。

根据本发明的实施例，主要针对使用复合合成树脂，即复合废塑料制造积层管50的中间层52P的情形做详细说明。

本发明积层管制造方法包括下列步骤：废塑料筛选步骤，收集一种或一种以上的废塑料后清除纸、金属、玻璃及布之类的非塑料成分，只筛选纯粹的塑料成分；复合废塑料的粉碎步骤，把上述废塑料筛选过程中筛选的塑料粉碎成小于预定尺寸的碎块；熔融混合步骤，把上述粉碎的复合废塑料投入双螺杆熔融器里加热，使其在预定温度熔化并在融化过程中加以混合；使用基于一对引出滚轮72B的中间层投入器72把把经过上述熔融混合步骤的复合废塑料制成具有预定厚度与宽度的板后再引出；积层管成型步骤，对于构成上述中间层52的板和构成积层管的内层51与外层53的树脂件板进行挤压加工，上述树脂件板通过内层挤压机71与外层挤压机73制成，在卷绕机60以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状；积层管冷却及完成步骤，在上述步骤制成的积层管上喷射冷却水加以冷却后，裁剪成所需长度的积层管并完成所有步骤。

下面对上述积层管制造方法的各步骤做进一步说明。

首先，在上述复合废塑料的筛选步骤中，收集一种以上的废塑料后清除纸、金属、玻璃及布之类的非塑料成分，只筛选纯粹的塑料成分。这是因为，复合废塑料材料里混入金属之类的杂质时，可能无法成型积层管或降低品质。

在对复合废塑料进行粉碎加工之前，必须配好各种塑料成分的比例。这是因为，使用上述中间层投入器72制造积层管时，必须具备一定的抗拉力与应力才能成型为板状或管状，因此原料配方是很重要的一个因素。

复合废塑料的较佳原料使用比率如下。

PE材料为50％或以上、PP材料为10％或以内、PET材料为10％或以内、PS材料为10％或以内、PA材料为10％或以内、其它材料(PC、ABS、PMMA及PBT等)为5％或以内，但PVC除外，废弃物(铝及泥土等)强化剂(补强剂低于5％)。

当然，上述原料比率可以根据实际条件而在适当的范围内进行调整。也就是说，可以只使用单一废塑料原料，也可以使用两种以上的废塑料原料。但，上述的组成比率是较佳的。

上述复合废塑料的粉碎步骤中是在公知的粉碎器内进行的，在粉碎器内部把上述各种类型的塑料粉碎成预定尺寸以下并均匀地混合。此时，粉碎成细块的原料在以后的熔融过程中只需要较少的热源即可轻易地熔融，不仅节能，还可以防止机械设备的老化。

其次，上述熔融混合步骤可以包括第一熔融混合步骤；以及第二与第三熔融混合步骤。

在第一熔融混合步骤中，把上述步骤中加以粉碎的复合废塑料投入双螺杆熔融器内并使其在预定温度下加热，以使废塑料熔化。此时，粉碎的复合废塑料将被熔化指导混合均匀。

上述双螺杆熔融器使用了公知装置，由两个螺杆成双配置并沿着相反方向旋转，以强行地混合投入的已粉碎的复合废塑料原料，为了得到所需要的排放量可采取了可变速度的方式。

上述双螺杆熔融器的热源可以是基于燃起、汽油或电能之类的加热炉。并根据实际条件而选择其中之一。此时，双螺杆熔融器的加热温度应该维持在一定范围内，加热温度的较佳范围是240℃～280℃。

加热温度超过280℃时，复合废塑料原料中熔融温度相对较低的PE等材料将燃烧或改变物性；加热温度低于240℃时，复合废塑料原料中熔融温度相对较高的PET等材料熔化不佳将受到影响而产生压力，降低排放速度，导致无法形成树脂板或积层管。

在第二及第三熔融混合步骤中，把上述过程中第一熔融混合步骤后排放的熔融原料供应到第二熔融器或者需要时第三阶段熔融器，再进行熔融混合。

上述第二及第三熔融混合步骤可以使经过了第一阶段熔融过程的原料具有更加细致的结构，还能使多种不同的物性完美地混合。构成中间层52的材料的物理特性得到改善，换句话说使中间层52更加坚固。

第二及第三熔融混合步骤可以排放水分与气体，防止原料内部出现气孔(汽泡)，以增强材料的强度与密度，进而提高积层管的品质。

在第二及第三熔融混合步骤中使用的热源可以采取与上述第一熔融混合步骤中相同的加热炉等设备。

第二及第三熔融混合步骤的加热温度低于上述第一熔融混合步骤的温度，其范围为180℃～220℃。加热方式为对第二及第三熔融器的外部进行加热处理并使螺杆的温度维持在预定范围内。

第二及第三熔融混合步骤温度低于第一熔融混合步骤温度的原因在于，在第一阶段熔融过程中构成中间层52的材料处于熔融状态，因此可以在相对较低的温度加热并维持熔融状态，同时不会降低原料的物理特性，还可以防止硬化使排放的速度变慢。

第二及第三熔融混合步骤可以根据实际条件而省略。但为了提高品质，最好在第一熔融混合步骤之后实施，需要时也可以进行第三步以上的熔融混合步骤。

下面说明上述中间层板的成型步骤，如图7所示被投入中间层投入器72中，通过中间层投入器72形成具有预定厚度与宽度的板，进而得以供应构成中间层的板52P。

此时，构成中间层52的板52P的厚度与宽度将根据积层管的管径而不同，厚度为4mm～10mm、宽度为100mm～500mm时可以得到较好的效果，上述厚度与宽度可以通过两个引出滚轮72B实现。

从引出滚轮72B引出的板52P将从上到下按照自由落体的方式自然下落而供应，因此在板的供应过程中可以不断地连续供应而得以提高生产效率。

此时，构成中间层的板52P在降落过程中受到周围空气的影响而冷却10％～20％左右的温度。此时，板必须维持一定的物理特性才能进行成型，也就是说必须维持一定程度的抗拉力、密度及温度，通过上述复合废塑料筛选过程、粉碎过程及熔融混合过程清除了杂质与气泡后，在通过中间层投入器72供应的过程中冷却到预定程度，就能解决构成中间层的板52P在供应过程中被裁剪或制成管状时出现不规则形状的问题。

然后，在上述积层管的成型步骤中，上述中间层投入器72、内层挤压机71及外层挤压机73供应的板51P、52P、53P在图7与图8所示的卷绕机60中以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状。

在内层挤压机71与外层挤压机73挤压可以为不是可回收材料或废料的PE。

通过上述过程制成的积层管可以形成以图3到图5所示的积层管，也可以形成如图10所示的中间层板52P、内层及外层的板51P、53P没有互相插入的积层管。也就是说，积层管的结构由中间层52、内层51及外层53组成，中间层52使用复合废塑料板弯卷重叠成3层～6层的重叠结构，内层51与外层53使用新材料PE重叠结合成1层～2层的结构，整体上则结合成4层～8层的重叠结构。

上述中间层52的板宽越宽，重叠数就越多。因此在制作相对较厚的管时，应该增加板52P的宽度，增加中间层52的层数，如此即可轻易地制作较厚的管。

如前所述，内层51、中间层52及外层53材料的板在互相重叠并弯卷时，需要冷却到预定程度才能完美地形成层间结合。

因此，当构成各层51、52、53的板被缠卷时，使用上述冷却水喷射单元67把冷却水直接喷射到层与层之间及各层表面，使其瞬间冷却到100℃～150℃左右。

然后，在冷却的各层表面上缠卷新层之前，使用水分清除单元68集中喷射压缩空气以清除水分。这是因为如果在已经弯卷的层表面为了瞬间冷却喷射了冷却水的情形下直接缠卷新的板层，水分容易造成层间剥离现象，因此需要喷射压缩空气清除水分以避免发生层间剥离现象。

各层的板完成积层作业后，使用压接滚轮65加压进行压接工序而使各层之间完美地结合。

因此，通过冷却水喷射过程把已经加热的各层冷却到预定的温度范围内，不仅降低了积层管成型过程的难度，还可以形成良好的外观并大幅减少制作时间。使用压缩空气清除由冷却水造成的水分，可以防止层间分离现象。特别是，在上述的冷却过程与水分清除过程中，各层所具有的余热(100℃～120℃左右)将相互作用而使层间结合非常牢固，并形成几乎无法分辨各层之间差异的一体型结构，不仅从整体上提高刚性，还可以制成品质良好的积层管。

其次为使用冷却水直接冷却积层管的步骤，积层管成型完毕后，把冷却水投入上述管的内部与外部并使其流动，可以持续冷却已经成型的上述管。在积层管成为预定长度之前持续冷却处理，不仅可以提高生产量，防止积层管中可能发生的变形或扭曲现象，还能使内、外表面光滑。

然后是积层管的裁剪步骤，把具有所需长度并已冷却的积层管裁剪为成品。

【产业上的用途】

如前所述，本发明积层管制造装置及其方法可以制造出一种具有良好的内压与外压强度，对热冲击具有足够的刚性并提升了耐久性与可靠性的积层管。

本发明积层管制造装置及其方法通过挤压方式供应内层与外层的板并通过滚轮的引出方式供应中间层，由废塑料之类可回收材料组成的中间层材料可以在没有切断的情形下被顺利地供应，因此积层管的制作简单，在中间层的供应过程中可以使用两个滚轮轻易地调整材料厚度与熔融状态并有效地制成具有所需尺寸的积层管。

本发明在制造积层管时把冷却水供应到积层板上并使其冷却一定程度后，再喷射压缩空气清除水分，然后在其上面积层新板，因此可以提高互相积层的各层之间结合力并增强积层管的强度与密度，从整体上提高管的品质。

Claims (14)

1.一种积层管制造装置，其特征在于，包括下列单元：

一具有圆筒结构的卷绕机和一驱动所述卷绕机进行旋转运动的驱动单元；

一内层挤压机与一外层挤压机，以在所述卷绕机上把树脂件挤压成板状而形成积层管的内层与外层；

一中间投入器，以使用一对引出滚轮把熔融状态的材料引出成为板结构而形成中间层，所述中间投入器包括：一可以把制作中间层的熔融状态物质加以储存的投入筒；位于所述投入筒下面的一对引出滚轮，其受到驱动单元的驱动而进行旋转运动并引出熔融状态的材料；以及间距调节器，以调整所述一对引出滚轮之间的间距；以及

一安装在上述卷绕机侧面的压接滚轮，以对所述卷绕机上具有复层结构的积层板进行压接处理。

2.根据权利要求1所述的积层管制造装置，其特征在于，进一步包含

一设置在所述卷绕机附近的冷却水喷射单元，以在各树脂件板弯卷到所述卷绕机时喷射冷却水。

3.根据权利要求2所述的积层管制造装置，其特征在于，进一步包含

一沿着所述卷绕机的旋转方向位于上述冷却水喷射单元的后面并可以清除弯卷部位表面上水气的水分清除单元。

4.根据权利要求3所述的积层管制造装置，其特征在于：

所述水分清除单元具有一喷射压缩空气的结构。

5.根据权利要求4所述的积层管制造装置，其特征在于：

所述冷却水喷射单元安装在所述卷绕机的下侧以向弯卷的树脂件喷射冷却水；以及

所述水分清除单元安装在所述卷绕机的上侧以向弯卷的树脂件喷射压缩空气。

6.根据权利要求5所述的积层管制造装置，其特征在于：

所述水分清除单元具有一沿着倾斜方向向弯卷的所述树脂件的表面喷射压缩空气的结构。

7.根据权利要求1所述的积层管制造装置，其特征在于：

所述引出滚轮的内部允许冷却水通过以冷却熔融物质。

8.一种积层管制造方法，其特征在于包括下列步骤：

废塑料筛选步骤，收集废塑料后清除非塑料成分，只筛选纯粹的塑料成分；

复合废塑料的粉碎步骤，把所述废塑料筛选过程中筛选的塑料粉碎成小于预定尺寸的碎块；

熔融混合步骤，把粉碎的复合废塑料投入双螺杆熔融器里加热，使其在预定温度熔化并在熔化过程中加以混合；

中间层板成型步骤，使用基于一双引出滚轮的中间层投入器把经过所述熔融混合步骤的复合废塑料制成具有一定厚度与宽度的板后再引出；

积层管成型步骤，对于构成中间层的板和构成内外层的树脂件板进行挤压加工，所述树脂件板通过内层挤压机与外层挤压机制成，在卷绕机以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状；以及

积层管冷却及完成步骤，在所述积层管成型步骤制成的积层管上喷射冷却水加以冷却后，裁剪成所需长度的积层管并完成所有步骤。

9.根据权利要求8所述的积层管制造方法，其特征在于：

所述熔融混合步骤包括：第一熔融混合步骤、第二熔融混合步骤及第三熔融混合步骤，以把粉碎的复合废塑料加以熔融混合，第一熔融混合步骤的加热温度的范围为240℃～280℃，第二及第三熔融混合步骤的加热温度低于所述第一熔融混合步骤的温度，其范围为180℃～220℃。

10.根据权利要求8所述的积层管制造方法，其特征在于：

在所述中间层板成型步骤中，使用从上到下自由落下的方式供应由两个引出滚轮引出的中间层板。

11.根据权利要求8所述的积层管制造方法，其特征在于：

在所述积层管成型步骤中，构成各层的板被缠卷时，在层与层之间或各层表面直接喷射冷却水以使其瞬间冷却。

12.根据权利要求11所述的积层管制造方法，其特征在于：

瞬间冷却温度介于100℃～150℃之间。

13.根据权利要求12所述的积层管制造方法，其特征在于：

喷射冷却水进行冷却处理后，在冷却的各层表面上缠卷新层之前集中喷射压缩空气以清除水分。

14.一种积层管制造方法，其特征在于：

把构成积层管的中间层的板和构成积层管的内层与外层的树脂件板供应给卷绕机，以螺旋方式连续弯卷并形成圆管形状的积层管；以及

构成各层的板被缠卷时在层与层之间或各层表面直接喷射冷却水以使其瞬间冷却，然后在冷却层的表面上缠卷新层之前集中喷射压缩空气以清除水分。

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