CN102107520A - 塑料管材成型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种塑料管材成型设备，它包括料斗(1)、主电机(2)、横向设置的加热筒体(3)和牵引机(4)，料斗(1)的下端与加热筒体(3)入口端连通，加热筒体(3)的轴向设有一根螺杆(5)，螺杆(5)与主电机(2)的输出轴固定，加热筒体(3)的出口端设有管材成型模具(6)，牵引机(4)包括牵引电动机(4.1)和被牵引电动机(4.1)带动的履带(4.2)，它还包括PLC芯片、电机调速器和料斗质量变化值采集装置，电机调速器和料斗质量变化值采集装置均与PLC芯片电连接，电机调速器和牵引电动机(4.1)电连接。该塑料管材成型设备能够精确控制管材的米重和厚度。

Description

塑料管材成型设备
技术领域
本发明涉及制备塑料管材的工业生产线领域，具体讲是一种塑料管材成型设备。
背景技术
现有技术的塑料管材成型设备包括料斗、主电机、横向设置的加热筒体和牵引机，料斗的下端与加热筒体入口端连通，加热筒体的轴向设有一根螺杆，螺杆与主电机的输出轴固定，加热筒体的出口端设有管材成型模具，牵引机包括牵引电机和被牵引电机带动的履带。
该塑料管材成型设备的工作原理如下：固体的原料颗粒落到料斗中并充满料斗，然后从料斗落入加热筒体，此时，螺杆在主电机带动下旋转并将加热筒体内的塑料颗粒向出口端推移，颗粒在加热筒体内逐步熔化，被推挤经过管材成型模具形成管材，而经过模具的管材在履带摩擦力的作用下被牵引远离加热筒体。上述过程中，人们通过主电机的转速可以大致推算出从缸体出口端挤出的原料的体积，而牵引电动机的转速决定了成型后管材的伸缩率，即在挤出的原料的体积不变的前提下，牵引电动机转速越快，被履带牵引的管材的速度就越快，管材的管壁就越薄，管材的米重(每米的质量)就越轻。这样，人们通过设定主电机的转速，然后根据主电机转速来手动调节一个与主电机转速匹配的牵引电机的转速，就能实现来调节和控制管材的米重及厚度目的。
但现有技术的塑料管材成型设备存在以下缺陷：首先，在生产过程中，加热筒体的出口端经常发生堵塞，这样，虽然主电机的转速仍然不变，但实际上从出口端挤出的原料大减，此时根据主电机的转速得出的牵引电机的转速，显然不能保证管材的米重和厚度符合设计要求，即此时成型的管材的厚度和米重肯定远小于目标值；其次，由于人们是依靠主电机转速，推算出的挤出加热筒体的原料的体积，再将体积乘以密度得出挤出加热筒体的原料的质量，而固体原料颗粒之间存在缝隙，因而这些原料的密度本来就不均匀，通过体积乘以密度得出的质量并不精确，故不能保证最后的米重和厚度是精确的；再次，通过输入主电机的转速，然后根据主电机转速手动输入牵引电机的转速，而手动调节牵引电机的转速的过程往往存在一个滞后性，反应较慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能够精确控制管材的米重和厚度的塑料管材成型设备。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的塑料管材成型设备，它包括料斗、主电机、横向设置的加热筒体和牵引机，料斗的下端与加热筒体入口端连通，加热筒体的轴向设有一根螺杆，螺杆与主电机的输出轴固定，加热筒体的出口端设有管材成型模具，牵引机包括牵引电机和被牵引电机带动的履带，它还包括PLC芯片、电机调速器和料斗质量变化值采集装置，电机调速器和料斗质量变化值采集装置均与PLC芯片电连接，电机调速器和牵引电机电连接。
料斗质量变化值采集装置包括称重传感器和称重扩展模块，称重传感器安装在料斗上，称重传感器与称重扩展模块电连接，称重扩展模块与PLC芯片电连接。
它还包括一个机架，称重传感器固定在机架上，料斗通过连杆悬吊在称重传感器上。
它还包括一个与机架固定的连接管道，连接管道下端与加热筒体入口端连通，料斗下端伸入连接管道上端，料斗下端被连接管道上端的管道壁径向限位且两者之间存在缝隙。
它还包括一个位于料斗上方的进料口，进料口上设有蝶阀，蝶阀与PLC芯片电连接；螺杆上安装有一个转速传感器，转速传感器与PLC芯片电连接。
电机调速器和主电机电连接。
它还包括一块控制面板，PLC芯片、称重扩展模块和电机调速器均安装在控制面板上。
采用以上结构后，本发明塑料管材成型设备与现有技术相比，具有以下优点：
由于电机调速器和料斗质量变化值采集装置均与PLC芯片电连接，电机调速器和牵引电机电连接，这样，通过料斗质量变化值采集装置可以精确测出料斗内质量的减少量，而料斗内质量的减少量就等于加热筒体内被挤出的原料的质量，PLC芯片根据料斗内质量的减少量计算出一个匹配的牵引电动机的转速值，并通过电机调速器使得牵引电动机达到这个转速值，故避免了现有技术根据主电机转速算牵引电动机速度时由于加热筒体堵塞造成的巨大误差；同样的，通过测量料斗内质量的减少量直接获得被挤出原料质量的方法也避免了通过计算被挤出原料体积来推算被挤出原料质量的方法产生的误差；综上，通过该设备能够精确控制管材的米重和厚度，而且，通过芯片控制调节的方法来调节牵引电动机的转速也远比人工手动调节反应及时、灵敏、迅速。
又由于料斗质量变化值采集装置包括称重传感器和称重扩展模块，这样，安装在料斗上的称重传感器可以保证测量的精确性，而称重扩展模块可以分担PLC芯片的工作负担，降低对PLC芯片的性能要求，使得人们在保证功能实现的前提上尽可能地选用更便宜的PLC芯片。
还由于料斗悬吊在机架上的设计，能保证料斗安置稳定，而且，连杆悬吊在称重感应器上，可以精确测量出料斗的质量。
而连接管道对料斗的下方的径向限位，能很大程度上限制料斗的摆动幅度，避免被悬吊的料斗因为摆动幅度过大而产生测量误差。
再由于进料口上设有蝶阀，蝶阀与PLC芯片电连接，螺杆上安装有一个与PLC芯片电连接的转速传感器，这样，当称重传感器测得料斗内原料的质量减少到预先设定的某个固定值时，PLC芯片控制蝶阀打开，料斗内重新开始进料，此时料斗内的原料减少量为负值，根据料斗减少量计算牵引电动机转速的算法完全失效，此时，PLC芯片根据经转速传感器采集到的主电机的转速计算出牵引电动机转速，并通过电机调速装置实现牵引电动机转速，故通过上述方法，能保障料斗进料阶段塑料管材的管壁的厚度和米重符合设计要求。
还再由于电机调速器和主电机电连接，这样，人们可以通过PLC芯片经电机调速器直接设定主电机的转速。
再又由于PLC芯片、称重扩展模块和电机调速器均安装在控制面板上，这样，使得该管材成型设备的电器元件排布更规律更便于操作。
附图说明
图1是本发明塑料管材成型设备的结构示意图。
图2是本发明塑料管材成型设备的电器元件的方框结构示意图。
图中所示1、料斗，2、主电机，3、加热筒体，4、牵引机，4.1、牵引电动机，4.2、履带，5、螺杆，6、管材成型模具，7、转速传感器，8、PLC芯片，9、电机调速器，10、称重传感器，11、称重扩展模块，12、机架，13、连接管道，14、连杆，15、进料口，16、蝶阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明塑料管材成型设备，它包括料斗1、主电机2、横向设置的加热筒体3和牵引机4，横向设置的加热筒体3一般是指水平向设置的加热筒体3。料斗1的下端与加热筒体3入口端连通。加热筒体3的轴向设有一根螺杆5，螺杆5与主电机2的输出轴固定，即加热筒体3的内部沿轴向方向设有一个螺杆5，螺杆5的一端与主电机2的输出轴固定。加热筒体3的出口端设有管材成型模具6，该管材成型模具6为常规技术，故不再赘述。加热筒体3放置在地面上。牵引机4包括牵引电动机4.1和被牵引电动机4.1带动的履带4.2，该履带4.2为两根，两根履带4.2的缝隙的宽度可以通过调节接近塑料管材的外径。
塑料管材成型设备还包括PLC芯片8、电机调速器9、料斗质量变化值采集装置、机架12和一块控制面板(图中未示出)。电机调速器9分别与PLC芯片8、牵引电动机4.1以及主电机2电连接。料斗质量变化值采集装置与PLC芯片8电连接，即料斗质量变化值采集装置包括称重传感器10和称重扩展模块11，称重传感器10安装在料斗1上，称重传感器10与称重扩展模块11电连接，称重扩展模块11与PLC芯片8电连接。称重传感器10安装在料斗1上的具体结构为：称重传感器10固定在机架12上，料斗1通过连杆14悬吊在称重传感器10上。PLC芯片8、称重扩展模块11和电机调速器9均安装在控制面板上，该控制面板固定在机架12上。
塑料管材成型设备还包括一个与机架12固定的连接管道13。连接管道13下端与加热筒体3入口端连通，料斗1下端伸入连接管道13上端。料斗1下端被连接管道13上端的管道壁径向限位且两者之间存在缝隙，换句话说，料斗1下端被连接管道13上端的管道壁径向限位而无法大幅度摆动但两者未接触。
塑料管材成型设备还包括一个位于料斗1上方的进料口15，进料口15上设有蝶阀16，蝶阀16与PLC芯片8电连接；螺杆5上安装有一个转速传感器7，转速传感器7与PLC芯片8电连接。
本实施例所采用的各种模块、传感器、调速器和芯片皆为市售，其具体型号为：称重扩展模块11为西门子SIWARES MS称重电子模块；称重传感器10为西门子SIWARES WL260SP-S AA；电机调速器9为三菱A740变频器；转速传感器7为Autonics PNP；PLC芯片8为西门子S7-200或S7-300系列。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，如：料斗质量变化值采集装置还可以仅为称重传感器10，称重传感器10直接与PLC芯片8电连接，通过称重传感器10直接将重量值传递给PLC芯片8进行计算和处理；它还可以不设机架12，而称重传感器10可以安装在料斗1的底部；等等。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种塑料管材成型设备，它包括料斗(1)、主电机(2)、横向设置的加热筒体(3)和牵引机(4)，料斗(1)的下端与加热筒体(3)入口端连通，加热筒体(3)的轴向设有一根螺杆(5)，螺杆(5)与主电机(2)的输出轴固定，加热筒体(3)的出口端设有管材成型模具(6)，牵引机(4)包括牵引电动机(4.1)和被牵引电动机(4.1)带动的履带(4.2)，其特征在于：它还包括PLC芯片(8)、电机调速器(9)和料斗质量变化值采集装置，电机调速器(9)和料斗质量变化值采集装置均与PLC芯片(8)电连接，电机调速器(9)和牵引电动机(4.1)电连接。
2.根据权利要求1所述的塑料管材成型设备，其特征在于：料斗质量变化值采集装置包括称重传感器(10)和称重扩展模块(11)，称重传感器(10)安装在料斗(1)上，称重传感器(10)与称重扩展模块(11)电连接，称重扩展模块(11)与PLC芯片(8)电连接。
3.根据权利要求2所述的塑料管材成型设备，其特征在于：它还包括一个机架(12)，称重传感器(10)固定在机架(12)上，料斗(1)通过连杆(14)悬吊在称重传感器(10)上。
4.根据权利要求3所述的塑料管材成型设备，其特征在于：它还包括一个与机架(12)固定的连接管道(13)，连接管道(13)下端与加热筒体(3)入口端连通，料斗(1)下端伸入连接管道(13)上端，料斗(1)下端被连接管道(13)上端的管道壁径向限位且两者之间存在缝隙。
5.根据权利要求3所述的塑料管材成型设备，其特征在于：它还包括一个位于料斗(1)上方的进料口(15)，进料口(15)上设有蝶阀(16)，蝶阀(16)与PLC芯片(8)电连接；螺杆(5)上安装有一个转速传感器(7)，转速传感器(7)与PLC芯片(8)电连接。
6.根据权利要求1所述的塑料管材成型设备，其特征在于：电机调速器(9)和主电机(2)电连接。
7.根据权利要求1～6中任何一项所述的塑料管材成型设备，其特征在于：它还包括一块控制面板，PLC芯片(8)、称重扩展模块(11)和电机调速器(9)均安装在控制面板上。
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