CN1041131A - 对生产带有环形肋管材的设备或有关设备的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模压带有环形实心肋热塑管材的设备。该设备是这样的类型，管形模具被共同运动相互啮合的一对模具部件的模块所限定。用于管材的环形挤压孔延伸进入模具孔道，管材环绕紧轴被挤压。本发明提供一个收集室，它是在挤压喷嘴区域，为在该处建立压力差而设置的。因此，收集室的有效容积可以补偿热塑材料由于径向壁厚变化而引起的变化要求。

Description

本发明涉及带有环形肋的热塑管材的设备。该设备是这样一种型式，热塑材料的管材连续不断被挤压入管形模具孔道。该管状模具孔道由一对模具组件的同时相互咬合的模块所限定。每一模具部件的模块被驱动沿前进段运动，模块限定了组合式模块的孔道，然后又沿返程段返回。模块有模面，它包括模压管材肋的沟槽和模压管材沟槽的凸脊。美国专利号3，981，663于1976年9月21日公布了格德P.H.卢波克的专利申请，美国专利号4，712，993于1976年9月21日公布了莫佛瑞德A.A.卢波克的专利申请，公开了这样一种设备。

在这些已知设备中，环形挤压孔是由一个喷嘴和圆锥形紧轴所限定，该紧轴同心安置在喷嘴内，并联接到下游柱体或挤压套管上。其作用是引导熔融的热塑材料流向模腔，并使管内形成平滑的内表面。这种设备在美国专利说明书3，998，579中已作了介绍。套管放置在离喷嘴相当远的下游，其结果是模压空间为喷嘴所限制，紧轴和套管有一个盈余的容积。在这些已知设备的使用中，热塑材料被过度冷却，因此变得太粘稠以致不能流入模块的肋的沟槽。通过提高材料的温度也不易避免这个问题，因为这样做有使材料烧灼的危险。聚氯乙烯（PVC）是形成管材的一种十分有用的热塑材料，如果温度提高的太多，这种材料将会碎裂。

为避免产生这种问题的试验中，有人建议把挤压孔的轴向延伸减小到这样一个程度，使它小于在模块两个邻近环形沟槽之间的距离，即挤压孔的轴向长度小于成品管两个环形肋之间的空间。这个措施避免了与使用大的模压容积相关的冷却及流动问题。但是，在设备运转时，由于塑料材料要求的变化，又引起了另一个问题。这个变化是由于肋和沟槽要求不同厚度的管壁引起的。因此，需要相当数量的热塑材料来充满模块的环形沟槽以便在管材上形成肋。而在模块的凸脊处需要少量材料来形成管材的比较薄的管壁的沟槽。这就要求十分精确地控制塑料材料的流动，而这是很难实现的。既使流动情况令人满意，由于塑料材料变化的要求，在模块填充处会产生脉动应力。

人们已经在试图减小塑料材料临界状态的流动，并减小由于模压材料要求变化而产生的压力应力的变化。

按照本发明，提供了一种挤压无缝塑料管材的方法，这种管材具有径向壁厚，并且沿着这种管材的长度方向是变化的。这种方向包括按预定速率将热塑材料挤压到收集室，这个收集室有一个开口面，为的是自此将上述塑料材料排到轴向前边的模具，这个模具有一个轴向隔开，径向向外延伸的沟槽。改变上述收集室的有效容积，用以补偿热塑材料变化的要求，这个要求是由上述变化的径向壁厚引起的。

按照本发明，也提供了用于生产热塑管材的设备，这种管材有环形实心肋，它们被沟槽彼此间隔地分开。该设备包括一对互补的模具组件，每一组件包括一个互相铰接的模块的环形链，该模块与另一个模具组件的模块一起被同步驱动，并且沿前进段运动和沿返程段返回。模块相互配合成对沿着上述前进段运动，提供了一个轴向前进管状模具孔道，它带有波纹壁，该波纹壁由模块的模具限定的表面交错的凸脊和沟槽所限定。挤压装置安置在模具孔道的入口，用以挤压热塑材料的管，以及朝上述波纹壁向外推动上述管的装置。本发明的改进在于：

收集室对上述波纹壁提供开口，上述收集室被安置来接收来自挤压装置的热塑材料，并将上述热塑材料注入上述模具孔道。

用于改变上述收集室有效容积的装置，用来补偿热塑材料在沟槽中模压管的肋和在凸脊上模压管的沟槽时的不同的要求。

下面将通过例子，结合附图对本发明的几种实施例给以说明。

图1为可以采用的通用设备的侧视图;

图2是图1所示设备在通用挤压喷嘴部位的详细剖视图;

图3是放大细节的设备剖视图，包括本发明的一个在肋式管模压沟槽起端的实施例;

图4是与图3在肋式管模压肋条的起端设备相似的剖视图;

图5是放大了细节的设备侧视图，包括本发明在肋式管模压沟槽起端的另一个实施例。

图6是与图5相似的设备在肋式管模压肋条起端的剖视图;

图7是设备细节部分放大的剖视图，包括本发明第三个实施例。

参照附图，特别是图1，可见设备包括滑架10，它支持一对互补的上、下模具组件14和15。每一模具组件14和15包括一互相铰接的模块16的环链。模具组件14进一步包括一对横向间隔配置的循环输送链（图中只示出了其中一个，由参考编号17表示），组件14的每一个模块16在这些链的相对的链节间横向延伸。同样，模具组件15进一步包括一对循环输送链（图中只示出了其中一个，由参考编号18表示），组件15每一个模块16在这对链（包括链18）的相对的链节间横向延伸。链绕着驱动链轮19和20而被传输，驱动装置（未示出）被连接到至少一个链轮19和至少一个链轮20上，来驱动操作组件14和15的模块16以同步沿向前段运动和沿返程段返回。组件14和15的模块16共同成对沿向前段运动来限定轴向延伸的管形模具孔道。

通过滑架10，模具组件14和15可以进行定位操作，确定对正挤压头23的位置。挤压头23被可操作地连接到挤压机的喷嘴。挤压机可以是通用型。如果需要，模具组件14和15可以通过滑架10从挤压头23移开，以便提供挤压头23的入口。

挤压头23包括轴向延伸管形部分26，它被管状件27间隔环绕，它的一个端部螺纹联接支承一个环形挤压喷嘴的外部件28。管形部分26带有挤压喷嘴的内部件29，该喷嘴带有截头圆锥体表面25。在内部件29和外部件28之间是环形通道30，这个通道一般是截头圆锥的形式，并中止于环形孔口31，它在管状件27和部件25的管状部分26之间与环形空间32连通。环形空间32与挤压机（未画出）喷嘴连通，以便热塑材料，例如聚氯乙烯，通过由部件28和29形成的挤压喷嘴。

在挤压喷嘴24的下游，挤压头23带有一个普通圆柱形柱塞46，该柱塞有外表面48。柱塞46可以有效地使热塑材料离开挤压喷嘴24，通过模块16使之被模压。特别是柱塞46迫使热塑材料进入模块16的沟槽36，以便在成型管的外表面形成环状肋。柱塞46下游部是一个冷却柱塞47，它是管形的，可以通过任何常规装置加以冷却以帮助热塑料管的放置。

当柱塞46的外表面48与模具孔道的内直径近乎一致，模块的凸脊通过又没有形成过大的压力时，很难提供热塑材料的有效的流动，从而有效地充满这些沟槽。本发明的一个重要特性是使压力变化平稳的保证装置。这个压力变化发生在相当于管材肋的沟槽36和相当于管材沟槽的凸脊37之间的模压中。

图3和图4出示了一种平稳压力变化的实施例。柱塞40的外表面48提供了环形间段50。这个间段通过通路52与一个液压流体或气动流体源51相连接。在液压或气动流体51与热塑材料53之间的界面有效地形成一个可移动壁，因此，间段50的有效尺寸对于热塑材料是可变的。

在运行中，当模块16在一个形成成形管的沟槽的位置，即用熔融的热塑材料充满柱塞46和凸脊37之间的空间，通过间段50和通道52而作用在液压或气动系统的背压将是高的，并倾向于通过通道52将流体推回去，如图3中箭头A所示。因此，图3是表示模块16的凸脊37的通道的起始状态，模块16是沿箭头B所示的方向移动的。热塑材料的压力建立并迫使液压流体沿着箭头A所示的方向运动，从而有效地扩大了间段50。随着模块16进一步前进到图4所示的位置，塑料材料54的压力在沟槽36到达它时，其压力下降。通过在通道52中流体的流动，这个压力降由液压或气动系统作了补偿，流体按箭头C的方向进入间段50，并在塑料材料53上施加压力使之流入沟槽36′。当模块按箭头B的方向前进时，这个循环重复进行。

图5和图6表示了一个不同的实施例，该实施例用于平稳压力变化。在这个实施例中，挤压喷嘴24的外部件28具有一个可滑动的分离环状尖头件56，该尖头件连接到部件28上并通过弹簧58施加偏压向前移动。在运行时，热塑材料54充满沟槽36，从而在管上形成肋，热塑材料54的压力被降低，尖头件56随着弹簧58的延伸被定位在一个向前的位置，如图6所示。当模块16按箭头B所示的方向前边，热塑材料54的压力增加，迫使尖头件56后退并压迫弹簧88。这样，喷嘴块16的有效前进速率比在凸脊37区域的实际前进速率要大。此时，尖头件56的实际移动导致间段50的尺寸实际的变化。当另一个沟槽36″到达热塑材料34时，尖头件56上的压力降低，弹簧58延伸，模块16的有效前进速率减少，给槽36″充满热塑材料的时间。

在图3～图6的实施例中，柱塞46的外表面48表现为平滑的表面以保证成型管的平滑的内表面。另外，凸脊37和沟槽36的表面也作为平滑的表面。然而，凸脊37和沟槽36的表面可以装饰有图案。例如，这种加上的图案可以是在凸脊37上装饰环形沟槽的附加加强构造，以便在成型管的沟槽内产生环形的突起。

图7出示了一种略有不同的实施例，但与图3实施例和图4实施例有一些类似。图7的实施例在柱塞46的表面48有一些螺旋状通道60。当模块16的凸脊37通过时，热塑材料被压迫进入通道60，这些通道与凸脊37和邻近的沟槽36都连通。这样，当模块16的一个凸脊37经过挤压孔32时，热塑材料可以在通道60中流动，使凸脊37和一个邻近下游沟槽36之间的压力平衡。当一个沟槽36通过孔32时，从通道60有一个回流进入沟槽36。

Claims (15)

1、挤压无缝塑料管材(34)的方法，该塑料管沿其长度有被沟槽相互间隔开的环形实心肋，该方法包括按预定速率将热塑材料(53)挤压入一个轴向前进的模具孔道，该孔道有为模压上述肋的径向向外延伸的沟槽(36)，这些沟槽被模压沟槽的凸脊(37)轴向相互分隔，其特征在于，从挤压口将热塑材料挤压入收集室(50)，该室对沟槽和凸脊有一开口面，从这里注入上述塑料材料，改变上述收集室(50)的有效容积可补偿在沟槽(36)中模压管材的肋和在凸脊(37)模压管材的沟槽时，热塑材料变化的要求。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过上述收集器（50）有效容积的变化来保持上述热塑材料（53）预定的压力。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过移动壁（56）来改变上述收集室（50）的容积。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上述收集室（50）的上述壁（56）是随上述热塑材料（53）压力的变化而移动。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上述收集室（50）的上述壁（56）被作用在该处的一个力向内偏压。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，上述收集室（50）的上述壁（56）通过至少一个压缩弹簧（58）被向内偏压。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在上述收集室（50）内将液压或气动压力施加于热塑材料（53）来变化上述热塑材料（53）的量。

8、生产热塑管材（34）的设备，该管材具有被沟槽相互间隔分开的环状实心肋，该设备包括一对互补的模具部件（14，15），每一个部件包括互相铰接的模块（16）的环链，该模块与另一个模具部件的模块（16）一起被同步驱动，并且沿向前段运动和沿返程段返回，模块（16）相互配合成对沿着上述向前段运动来提供一个轴向前进的管形模具孔道，这个孔道具有波纹壁，该波纹壁由在模块限定的模面中的交错的凸脊（37）和沟槽（36）所限定，为挤压热塑材料（53）的管，挤压装置安装在模具孔道的入口，向外朝上述波纹壁推动上述管（27）的装置，其特征在于，收集室（50）对上述波纹壁提供开口，上述室（50）位于从挤压装置（23）接受热塑材料（53），并把上述热塑材料（53）注入上述模具孔道的位置，为改变上述收集室（50）的有效容积以补偿在沟槽（36）中模压管的肋和在凸脊（37）上模压管的沟槽热塑材料（53）变化要求的装置。

9、根据权利要求8所述的设备，其特征在于，上述收集室（50）在成型柱塞（46）中，是作为一个径向向外开口的环状沟槽，并用于挤压装置下游的上述管而被形成。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于，改变上述收集室（50）的有效容积的装置包括至少一个在上述柱塞（46）中的流体通道（52），该通道以预定的压力对从上述开口面移开位置的上述收集室（50）提供流体。

11、根据权利要求8所述的设备，其特征在于，上述收集室（50）被一个可移动壁（56）限定，这个壁可移动来改变收集室（50）的有效容积。

12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，可移动壁（56）包括轴向可移动环形套管（56），上述套管的轴向移动改变了上述收集室（50）的容积。

13、根据权利要求12所述的设备，其特征在于，该设备还包括偏压装置（58），它轴向向前推动环状套管（56）来保持容纳在上述收集室（50）内的热塑材料（53）的预定压力。

14、根据权利要求13所述的设备，其特征在于：上述偏压装置包含多个间隔分开的轴向延伸压缩弹簧（58），被安置在上述喷嘴（23）和上述套管（56）之间朝上述收集室（50）推动上述套管。

15、生产热塑管材（34）的设备，该管材具有由沟槽相互隔开间设置的环形实心肋，该设备包括一对互补的模具部件（14，15），每一部件又包括互相铰接的模块（16）的环链，该模块与另一个模具部件的模块（16）被同步驱动，并且沿向前段运动，和沿返程段返回，模块（16）相互配合成对沿着上述向前段运动，以提供一个轴向前进管状模具孔道，该孔道有波纹壁，该波纹壁由在模块（16）的限定模面中的交错凸脊（37）和沟槽（36）所限定，挤压装置（23）安置于模具孔道入口以便挤压热塑材料（53）的管，为朝着上述波纹管向外推动上述管材的装置，其特征在于，收集室（50）为上述波纹管提供开口，上述收集室被安置来接受来自挤压装置（23）的热塑材料（53），将上述热塑材料（53）流注到上述模具孔道，上述室在管材的成型柱塞（46）中至少包括一个螺旋状通道（60），上述通道按通向一个以上的沟槽（36）来设置的。

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