CN102059754A - 一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，属塑料管生产线的配件装置技术领域。它由模体、芯模、芯模座、口模及颈模等构成。模体内装有芯模和芯模座，芯模上制作有滤网套或螺旋体；模体的左端装有颈模，右端装有芯模和口模，芯模和芯模座的中心装有吹风导管，吹风导管的左侧装有风机、风机变频器和工控计算机。该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具成型时熔体流经分流熔道层层重叠，不仅能通过分配梗的椭圆形结构改善熔体和侧向熔垂的现象，并由风机将自然风通过吹风导管吹入塑料管坯的内壁上，使内管壁与外管壁的冷却速度同步。解决了现有采用水冷却塑料管外壁易产生内应力和熔垂问题，提高了塑料管的耐应力开裂和抗冲击性能。

Description

一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具

技术领域

本发明涉及一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，属塑料管生产线的配件装置技术领域。

背景技术

现有聚乙烯中大号厚壁塑料管的生产普遍存在以下两大难点；

1、熔垂：现有的DN315以上厚壁聚乙烯塑料管生产时，都是采用水冷管坯，冷却径向固化是由表向内进行冷却。但因为塑料的导热性差，由表向内固化过程很慢，导致沿管子内侧熔体流动，这种现象称为熔垂。熔垂会引起管壁的厚薄不均，影响聚乙烯塑料管的质量和使用范围，怎样改善熔垂现象，多年来国内外专家研究出了许多解善熔垂的方法；如有的采用自动和部分自动调整口模偏移；有的采用油（或用水）冷却口模芯模，使模芯温度接近于聚乙烯的结晶温度；有的注入惰性液化气体，在管子内侧温和冷却；有的采用低温（零下40度）冷却剂冷却等等，但或多或少都存在一些问题。

2、内应力：塑料管生产时，水冷却塑料管表面，会使管材外表面产生收缩固化，由于聚乙烯导热性差，当内壁逐渐冷下来趋向收缩时，受先冷却固化的外壁所遏止，因此管材会产生内应力，造成管材力学性能下降。为解决内应力的问题，人们也想了很多办法；如有的在生产时降低生产速度，采用缓慢冷却；有的将钢材的淬火工艺移植到塑料管生产上，采取将喷淋箱下移，加大真空箱与喷淋箱的距离，待塑料管外壁的温度回升之后再喷淋冷却塑料管，来降低内应力功效。也有采用复合模具生产复合塑料管，在成型过程中，使外层和内层分别形成的内应力加起来比同样的单层塑料管的内应力小，但这些方法的效果都不太理想。

综上所述，导致塑料管生产时产生熔垂和内应力的关键因素在于塑料管的外层和内层冷却速度不一致。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种塑料管生产时，在塑料管坯的内壁吹入自然风，使内管壁与外管壁的冷却速度同步，彻底解决聚乙烯中大号厚壁塑料管生产时出现熔垂和内应力问题的塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，它由模体、模头压盖、芯模a、芯模座、芯模b、口模、口模压盖、颈模构成，模体内装有芯模a和芯模座，芯模a上制作有滤网套或螺旋体；模体的左端装有模头压盖和颈模，模体的右端装有芯模b和口模，口模上装有口模压盖；其特征在于：所述的芯模a、芯模座和芯模b的中心开有通孔，通孔内装有吹风导管，吹风导管的右端制作有风道；吹风导管的左侧安装有风机。

风机上安装有风机变频器，风机变频器上通过导线连接有传感器和工控计算机。

所述的芯模a上的分配梗其截面为椭圆形，与模体或滤网套的内孔壁之间的间隙为非均匀结构。

所述的吹风导管外层装有隔热层。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具与现有的塑料管成型模具相比，由于芯模和芯模座的中心开有通孔，通孔内装有吹风导管，增设了冷却塑料管内壁的功能，使得塑料管生产时管坯外层水冷，而管坯内层风冷，达到内层和外层同时冷却固化；降低了现有采用单一水冷却塑料管外壁而产生的内应力，将聚乙烯原料的优良性能更好地转移到管材上，提高了塑料管应力开裂的耐受性，增强了塑料管的抗冲击性能，克服了塑料管的脆性断裂现象。采用本发明的模具生产的塑料管特别适应于用作燃气管道，将燃气管道的耐应力开裂等管道标准提高了一个等级。另外，采用风冷却固化管坯内侧，排除熔体产生熔垂现象，避免了管坯内壁因熔垂产生凹凸不平的问题，提高了管壁的均匀度，壁厚公差低于国标15%左右。

2、该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具与采用注入惰性液化气体冷却模具和塑料管内壁相比，由于注入惰性液化气体冷却的工艺在生产中应用时注入的是一氧化碳或氮气，不仅污染空气，危害人体健康，而且生产成本高，因此注入惰性液化气体冷却工艺一直还处于试验过程中，而本发明具有很好的环保性。

3、该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具与自动调节口模偏移相比，由于自动调节将上下壁厚调正后引起侧向熔垂现象，熔垂会引起管壁的厚薄不均，影响聚乙烯塑料管的质量和使用范围，造成管材厚度不均匀浪费材料，本发明设置的非圆形分配梗，具有调节侧向熔垂的功效，还有补偿调节口模偏移的精度，提高了管壁的均匀度。

附图说明：

图1为一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具的蓝式结构示意图：

图2为一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具的螺旋式结构示意图：

图3为一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具的内蓝式外分流式侧进料的结构示意图：

图4为一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具的内蓝式外分流式的结构示意图。

图中：1、模体，2、模头压盖，3、芯模a，4、芯模座， 5、风道，6、芯模b，7、口模，8、口模压盖，9、分配梗，10、颈模，11、吹风导管，12、风机，13、工控计算机，14、风机变频器，15、传感器，16、滤网套，17、螺旋体，18、隔热层。

具体实施方式：

该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具由模体1、模头压盖2、芯模a3、芯模座4、芯模b6、口模7、口模压盖8、颈模10构成。模体1内装有芯模a3和芯模座4，蓝式模具的芯模a3上制作有滤网套16，螺旋式模具的芯模a3上制作有螺旋体17。模体1的左端装有模头压盖2和颈模10，模体1的右端装有芯模b6和口模7，口模7上装有口模压盖8。所述的芯模a3、芯模座4和芯模b6的中心开有通孔，通孔内装有吹风导管11，吹风导管11外层装有隔热层18，吹风导管11的右端制作有风道5；吹风导管11的左侧安装有风机12，风机12上安装有风机变频器14，风机变频器14上通过导线连接有传感器15和工控计算机13。所述的芯模a3上制作有分配梗9，分配梗9的截面为椭圆形，使分配梗9与蓝式模具的滤网套16或与螺旋式模具的模体1的内孔壁之间的间隙形成下间隙略小、左右间隙略大的非均匀结构（参见附图1～4）。

该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具使用时，熔体经颈模10进入芯模a3，流向分配梗9，并被分配梗9改道流经滤网套16或螺旋体17内，由于分配梗9是非圆形体，对流经的熔体实施径向分配后，补偿和改善当管壁上下调正后两侧产生的熔垂现象。若是蓝式结构，进入滤网套16内的熔体流向芯模座4的锥形前端，被它改道横向外侧，通过滤网套16上的许多微孔流道进入缓冲区，熔体再改道纵向重叠经阻尼压缩进入第二缓冲区，最后经口模7和芯模b6间的环隙定型段形成管坯挤出。若是螺旋式结构，被分配梗9改道的熔体流入螺旋体17的前缓冲区，前缓冲区的熔体流经螺旋熔道层层重叠后进入螺旋熔道后缓冲区，再经阻尼压缩进入第三缓冲区，最后经口模7和 芯模b6 之间的环隙定型段形成管坯挤出。

该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具成型时熔体流经分流熔道层层重叠，不仅能通过分配梗9的椭圆形结构改善熔体熔垂和改善侧向熔垂的现象；其最大的特点在于：芯模a3、芯模座4和芯模b6的中心孔内装有吹风导管11，吹风导管11的右端制作有风道5，并通过风道5将风道的面积变大；吹风导管11的左侧安装有风机12和风机变频器14，由风机12将自然风通过吹风导管11吹到塑料管坯的内壁上，使塑料管生产时管坯外层水冷，而管坯内层风冷，使内管壁与外管壁的冷却速度同步，达到内层和外层同时冷却固化。降低了现有采用单一水冷却塑料管外壁而产生的内应力，将聚乙烯原料的优良性能更好地转移到管材上，提高了塑料管的使用压力，增强了塑料管的抗冲击性能，克服了塑料管的脆性断裂现象。

另外，采用风机变频器14控制内壁风流量，来达到生产中随着塑料管的大小、管壁的厚薄以及生产线速度的变化和原料结晶温度的不同，对风冷却的风流量进行调节的要求；而且模体1内的吹风导管11和隔热层18避免了自然风吹过风道5时造成模体1内部的温度大幅度下降。

该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具若采用弯曲的小气道时，风机12则采用空压机供气，用气管穿进吹风导管11，压缩空气输过芯模a3后经减压口减压再均匀地吹向塑料管内壁（参见附图4）。该塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具的芯模a3、芯模座4和芯模b6的中心开有通孔，通孔内装有吹风导管的结构可用于生产塑料管的支架式、直角式、螺旋式、内支架外直角式、内外螺旋式或内蓝式外螺旋式等各种模具中使用，也可以用于生产三层或多层复合管的各种模具中使用。

Claims (4)

1.一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，它由模体（1）、模头压盖（2）、芯模a（3）、芯模座（4）、芯模b（6）、口模（7）、口模压盖（8）、颈模（10）构成，模体（1）内装有芯模a（3）和芯模座（4），芯模a（3）上制作有滤网套（16）或螺旋体（17）；模体（1）的左端装有模头压盖（2）和颈模（10），模体（1）的右端装有芯模b（6）和口模（7），口模（7）上装有口模压盖（8）；其特征在于：所述的芯模a（3）、芯模座（4）和芯模b（6）的中心开有通孔，通孔内装有吹风导管（11），吹风导管（11）的右端制作有风道（5）；吹风导管（11）的左侧安装有风机（12）。

2.根据权利要求1所述的一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，其特征在于：风机（12）上安装有风机变频器（14），风机变频器（14）上通过导线连接有传感器（15）和工控计算机（13）。

3.根据权利要求1所述的一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，其特征在于：所述的芯模a（3）上的分配梗（9）其截面为椭圆形，与模体（1）或滤网套（16）的内孔壁之间的间隙为非均匀结构。

4.根据权利要求1所述的一种塑料管成型时内外管壁同时冷却的模具，其特征在于：所述的吹风导管（11）外层装有隔热层（18）。

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