CN104338819A - Ptfe膨胀节成型模具及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成型模具，提供了一种制造成本低，成型质量好的PTFE膨胀节成型模具及成型方法，解决了现有技术中存在的膨胀节的内衬PTFE层在使用过程中易出现断裂，剥落等现象，直接导致膨胀节的外衬金属腐蚀后出现渗漏现象，来得时引发安全事故等的技术问题，它包括法兰面PTFE管坯和滑动套装在法兰面PTFE管坯外的上端口内法兰和下端口内法兰，在所述法兰面PTFE管坯的上、下端口上分别封罩有顶盖和底盖，在顶盖上设有导通于法兰面PTFE管坯内腔的进气口，在上端口内法兰和下端口内法兰之间对应的法兰面PTFE管坯外等距套装着若干个加强环，在加强环外套装夹持固定着哈夫法兰。

Description

PTFE膨胀节成型模具及成型方法

技术领域

本发明涉及一种成型模具，尤其涉及一种制造成本低，成型质量好的PTFE膨胀节成型模具及成型方法。

背景技术

PTFE作为一种性能优良的高分子材料，其具有优良的化学稳定性、电绝缘性、极低的动摩擦系数、不易燃烧、耐化学腐蚀和较高的机械强度，广泛的应用于各行各业，尤其是防腐设备中，如防腐设备衬里、管道、三通、膨胀节等，膨胀节习惯上也叫伸缩节,或波纹管补偿器，是用以利用波纹管补偿器的弹性元件的有效伸缩变形来吸收管、导管或容器由热胀冷缩等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置，属于一种补偿元件，可对轴向，横向，和角向的位移吸收补偿，用于在管道、设备及系统的加热位移、机械位移吸收振动、降低噪音等，现有的PTFE膨胀节生产一般是采用在金属材质的PTFE膨胀节内衬PTFE层，但由于膨胀节使用过程中通常处于伸缩的变形状态，因此内衬的PTFE层极易出现断裂，剥落等现象，直接导致PTFE层外的金属膨胀节腐蚀而出现渗漏，进一步引发安全事故。

发明内容

本发明主要是提供了一种制造成本低，成型质量好的PTFE膨胀节成型模具及成型方法，解决了现有技术中存在的膨胀节的内衬PTFE层在使用过程中易出现断裂，剥落等现象，直接导致膨胀节的外衬金属腐蚀后出现渗漏现象，来得时引发安全事故等的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种PTFE膨胀节成型模具，包括法兰面PTFE管坯和滑动套装在法兰面PTFE管坯外的上端口内法兰和下端口内法兰，在所述法兰面PTFE管坯的上、下端口上分别封罩有顶盖和底盖，在顶盖上设有导通于法兰面PTFE管坯内腔的进气口，在上端口内法兰和下端口内法兰之间对应的法兰面PTFE管坯外等距套装着若干个加强环，在加强环外套装夹持固定着哈夫法兰。通过在法兰面PTFE管坯的上、下端口上封罩顶盖和底盖，法兰面PTFE管坯的内腔又通过顶盖上的进气口与压力空气相连，又在法兰面PTFE管坯外的上、下端口内法兰间隔套装若干个加强环，加强环外夹持着哈夫法兰，成型时先对模具整体加热，使法兰面PTFE管坯软化，再向法兰面PTFE管坯的内腔接入压力空气进行打压时，法兰面PTFE管坯膨胀，加强环即夹紧固定在法兰面PTFE管坯外壁上，继续打压力，同时下压顶盖或顶置底盖向上，对应于加强环两侧的法兰面PTFE管坯即形成压缩的波纹管状，最后拆除哈夫法兰，加强环即嵌装在波谷内，完成PTFE膨胀节的成型加工，制造成本低，由于是通过打压使法兰面PTFE管坯向外膨胀成型，膨胀节不仅壁厚均匀一致，且由于是弹性拉伸后成型，膨胀节的弹性及韧性好，在使用过程中不易出现断裂现象，成型质量好，可靠性高，使用寿命长；同时由于加强环嵌装在波纹管的波谷凹槽内，也提高了PTFE膨胀节的整体强度，进一步延长了膨胀节的使用寿命。

作为优选，在所述上端口内法兰与相邻的哈夫法兰间、下端口内法兰与相邻的哈夫法兰间及相邻的哈夫法兰间设有垫块。通过在上、下端口内法兰和哈夫法兰间设置垫块，使法兰面PTFE管坯的膨胀段的距离一致，即确保成型后的PTFE膨胀节波纹间距相等。

作为优选，所述顶盖与上端口内法兰对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯的上端口法兰面，底盖与下端口内法兰对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯的下端口法兰面。将顶盖和底盖通过螺栓旋接在对应的上、下端口内法兰上，并水平夹持住法兰面PTFE管坯对应侧的法兰面，固定方式简单，法兰面PTFE管坯腔体密封可靠，确保法兰面PTFE管坯等压均匀膨胀。

作为优选，所述上端口内法兰与哈夫法兰对接后的内环面，或下端口内法兰与哈夫法兰对接后的内环面，以及相邻的哈夫法兰对接后的内环面共同围合形成环形弧面凹槽。法兰面PTFE管坯腔体经打压后需撤除垫块并在顶盖或底盖上轴向施压，当相邻的哈夫法兰对接后的内环面共同围合形成环形弧面凹槽时，向外膨胀的法兰面PTFE管坯形状即与弧面凹槽形状一致形成圆弧波浪，并保证膨胀节外径一致。

作为更优选，所述哈夫法兰的内环面中部径向延伸形成环状的锥面夹板，加强环嵌装并夹持在锥面夹板的内环面间。法兰面PTFE管坯腔体打压后，锥面夹板顶置加强环保持水平不动，对应于加强环两侧的法兰面PTFE管坯沿锥面向外膨胀至相邻的哈夫法兰围合成的环形弧面凹槽内，即通过锥面夹板自动分隔形成波纹间距，确保波纹成型后形状、大小、间距相同。

作为优选，穿过所述顶盖、上端口内法兰、哈夫法兰、下端口内法兰和底盖对称的滑动插接着导向杆。通过在模具的左右两侧自上而下滑动插接导向杆，可避免哈夫法兰及其与顶盖和底盖下压对接时发生偏斜及错位现象，保证了PTFE膨胀节的成型质量。

一种PTFE膨胀节的成型方法，包括如下顺序步骤：

1）取套装有若干个加强环并带有上端口内法兰和下端口内法兰的法兰面PTFE管坯，并在上端口内法兰和下端口内法兰间的法兰面PTFE管坯外装夹若干个哈夫法兰，并使加强环夹持在哈夫法兰的内环面中部；

2）在上端口内法兰与哈夫法兰间、哈夫法兰间及哈夫法兰与下端口内法兰间加垫垫块，使上端口内法兰哈夫法兰和下端口内法兰同轴并间距等；

3）在法兰面PTFE管坯的上、下端口上分别同轴封罩顶盖和底盖；

4）取螺栓固定顶盖与上端口内法兰，底盖与下端口内法兰，使顶盖与上端口内法兰对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯的上端口法兰面，底盖与下端口内法兰对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯的下端口法兰面；

5）再取导向杆依次垂直穿过顶盖、上端口内法兰、哈夫法兰、下端口内法兰和底盖；

6）将进气口与压力空气源相连；

7）再将模具整体放入高温加热箱中加热至设定温度后保温；

8）保温至设定时间后打开压力空气源排气开关，向法兰面PTFE管坯的管腔内注入压力空气至设定定力值后保压；

9）拆除步骤2）中的垫块，并向顶盖或底盖加压，顶盖、上端口内法兰、哈夫法兰、下端口内法兰和底盖沿导向杆滑动，至上端口内法兰与哈夫法兰、哈夫法兰与下端口内法兰及哈夫法兰间同轴对接；

10）最后在保压状态下将模具整体移出至高温加热箱外，待法兰面PTFE管坯冷却至常温后泄压并拆除导向杆、哈夫法兰、顶盖和底盖。

将装配好的模具放入高温加热箱中加热，待其温度升至设定温度后保温一段时，使法兰面PTFE管坯受热均匀，而后通过顶盖上的进气口向管坯腔体内注入压缩空气，使管坯腔体保持一定的压力，拆除垫块后在模具的一端加压，相邻的哈夫法兰对接，顶盖和底盖又与相邻的哈夫法兰同轴对接，法兰面PTFE管坯在压力的作用下沿加强环两侧的空间径向膨胀，直至法兰面PTFE管坯顶接在哈夫法兰的弧形内环面上形成连续的波纹，加强环位于波谷内，取出模具后冷却泄压并拆除模具，整个成型加工简单方便，法兰面PTFE管坯在压力作用下向外膨胀形成波纹管，管坯壁厚均匀，成型质量好；同时波谷内的加强环提高了PTFE膨胀节的强度。

作为优选，所述步骤7）中的设定温度为250℃至300℃，保温时间为2小时至3小时；步骤8）中的设定定力值为1.8kg至2.2kg。合理的加热温度及和保温保压时间，既可使PTFE管坯受热后软化，又使其具有一定的强度，确保其向外均匀膨胀变形后形成壁厚均匀的波纹管。

因此，本发明的PTFE膨胀节成型模具及成型方法具有下述优点：通过向法兰面PTFE管坯腔体内注入压力空气，同时在法兰面PTFE管坯的两端沿轴向施压，使法兰面PTFE管坯沿锥面向外膨胀至相邻的哈夫法兰围合成的环形弧面凹槽内形成波纹管，加强环位于波谷内，拆除哈夫法兰即完成PTFE膨胀节的成型加工，波纹成型后形状、大小、间距相同，制造成本低，膨胀节壁厚均匀一致，且由于膨胀节是弹性拉伸后成型，弹性及韧性好，在使用过程中不易出现断裂现象，成型质量好，可靠性高，使用寿命长；嵌装在波谷内的加强环，提高了PTFE膨胀节的强度。

附图说明：

图1是本发明PTFE膨胀节成型模具的结构示意图；

图2是成型后的PTFE膨胀节的结构示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，本发明的一种PTFE膨胀节成型模具，包括法兰面PTFE管坯1，在法兰面PTFE管坯1的上端口向外水平延伸形成上端口法兰面10，下端口向外水平延伸形成下端口法兰面11，在法兰面PTFE管坯1外对应的滑动套装着上端口内法兰2和下端口内法兰3，在法兰面PTFE管坯1的上、下端口上分别封罩着顶盖4和底盖5，顶盖4与上端口内法兰2通过螺栓同轴对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯1的上端口法兰面10，底盖5与下端口内法兰3通过螺栓同轴对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯1的下端口法兰面11，使法兰面PTFE管坯1成为密闭的腔体，在顶盖4中部带有一个导通于法兰面PTFE管坯1内腔的进气口6，进气口6连接着压力空气，在上端口内法兰2和下端口内法兰3之间对应的法兰面PTFE管坯1外套装着两个加强环7，在两个加强环7外分别夹持套装着哈夫法兰8，哈夫法兰8的内环面中部沿径向水平延伸形成环形的锥面夹板12，锥面夹板12的内环面呈圆弧形，圆弧形的内环面与加强环7的外环面互配，当哈夫法兰8夹持住加强环7时，加强环7位于锥面夹板12内环面的圆弧形凹槽内，且上端口内法兰2与哈夫法兰8对接后的内环面，或下端口内法兰3与哈夫法兰8对接后的内环面，以及相邻的哈夫法兰8对接后的内环面共同围合形成环形弧面凹槽12，在上端口内法兰2与相邻的哈夫法兰8间、下端口内法兰3与相邻的哈夫法兰8间及两个相邻的哈夫法兰8间分别夹持着三个垫块9，三个垫块9在环形的对接面内三点对称分布。

如图2所示，为了避免哈夫法兰8及其与顶盖4和底盖5下压对接时发生偏斜及错位现象，自上而下穿过顶盖4、上端口内法兰2、哈夫法兰8、下端口内法兰3和底盖5垂直滑动穿插着三根导向杆，且三个根导向杆在圆周方向均布，从而保证了PTFE膨胀节的成型质量。

一种PTFE膨胀节的成型方法，包括如下顺序步骤：

1）取套装有两个加强环7并带有上端口内法兰2和下端口内法兰3的法兰面PTFE管坯1，并在上端口内法兰2和下端口内法兰3间的法兰面PTFE管坯1外装夹两个哈夫法兰8，并使加强环7夹持在哈夫法兰8的内环面中部；

2）在上端口内法兰2与哈夫法兰8间、哈夫法兰8间及哈夫法兰8与下端口内法兰3间加垫垫块9，使上端口内法兰2哈夫法兰8和下端口内法兰3同轴并间距等；

3）在法兰面PTFE管坯1的上、下端口上分别同轴封罩顶盖4和底盖5；

4）取螺栓固定顶盖4与上端口内法兰2，底盖5与下端口内法兰3，使顶盖4与上端口内法兰2对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯1的上端口法兰面10，底盖5与下端口内法兰3对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯1的下端口法兰面11；

5）再取导向杆依次垂直穿过顶盖4、上端口内法兰2、哈夫法兰8、下端口内法兰3和底盖5；

6）将进气口6与压力空气源相连；

7）再将模具整体放入高温加热箱中加热至设定温度280℃后保温；

8）保温2.5小时后打开压力空气源排气开关，向法兰面PTFE管坯1的管腔内注入2kg压力空气后保压；

9）拆除步骤2）中的垫块9，并向顶盖4或底盖5加压，顶盖4、上端口内法兰2、哈夫法兰8、下端口内法兰3和底盖5沿导向杆滑动，至上端口内法兰2与哈夫法兰8、哈夫法兰8与下端口内法兰3及哈夫法兰8间同轴对接；

10）最后在保压状态下将模具整体移出至高温加热箱外，待法兰面PTFE管坯1冷却至常温后泄压并拆除导向杆、哈夫法兰8、顶盖4和底盖5即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种PTFE膨胀节成型模具，包括法兰面PTFE管坯（1）和滑动套装在法兰面PTFE管坯（1）外的上端口内法兰（2）和下端口内法兰（3），其特征在于：在所述法兰面PTFE管坯（1）的上、下端口上分别封罩有顶盖（4）和底盖（5），在顶盖（4）上设有导通于法兰面PTFE管坯（1）内腔的进气口（6），在上端口内法兰（2）和下端口内法兰（3）之间对应的法兰面PTFE管坯（1）外等距套装着若干个加强环（7），在加强环（7）外套装夹持固定着哈夫法兰（8）。

2.根据权利要求1所述的PTFE膨胀节成型模具，其特征在于：在所述上端口内法兰（2）与相邻的哈夫法兰（8）间、下端口内法兰（3）与相邻的哈夫法兰（8）间及相邻的哈夫法兰（8）间设有垫块（9）。

3.根据权利要求1或2所述的PTFE膨胀节成型模具，其特征在于：所述顶盖（4）与上端口内法兰（2）对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯（1）的上端口法兰面（10），底盖（5）与下端口内法兰（3）对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯（1）的下端口法兰面（11）。

4.根据权利要求1或2所述的PTFE膨胀节成型模具，其特征在于：所述上端口内法兰（2）与哈夫法兰（8）对接后的内环面，或下端口内法兰（3）与哈夫法兰（8）对接后的内环面，以及相邻的哈夫法兰（8）对接后的内环面共同围合形成环形弧面凹槽（12）。

5.根据权利要求4所述的PTFE膨胀节成型模具，其特征在于：所述哈夫法兰（8）的内环面中部径向延伸形成环状的锥面夹板（12），加强环（7）嵌装并夹持在锥面夹板（12）的内环面间。

6.根据权利要求1或2所述的PTFE膨胀节成型模具，其特征在于：穿过所述顶盖（4）、上端口内法兰（2）、哈夫法兰（8）、下端口内法兰（3）和底盖（5）对称的滑动插接着导向杆。

7.一种根据权利要求2所述的PTFE膨胀节的成型方法，其特征在于：包括如下顺序步骤：

1）取套装有若干个加强环（7）并带有上端口内法兰（2）和下端口内法兰（3）的法兰面PTFE管坯（1），并在上端口内法兰（2）和下端口内法兰（3）间的法兰面PTFE管坯（1）外装夹若干个哈夫法兰（8），并使加强环（7）夹持在哈夫法兰（8）的内环面中部；

2）在上端口内法兰（2）与哈夫法兰（8）间、哈夫法兰（8）间及哈夫法兰（8）与下端口内法兰（3）间加垫垫块（9），使上端口内法兰（2）哈夫法兰（8）和下端口内法兰（3）同轴并间距等；

3）在法兰面PTFE管坯（1）的上、下端口上分别同轴封罩顶盖（4）和底盖（5）；

4）取螺栓固定顶盖（4）与上端口内法兰（2），底盖（5）与下端口内法兰（3），使顶盖（4）与上端口内法兰（2）对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯（1）的上端口法兰面（10），底盖（5）与下端口内法兰（3）对接后水平夹持着法兰面PTFE管坯（1）的下端口法兰面（11）；

5）再取导向杆依次垂直穿过顶盖（4）、上端口内法兰（2）、哈夫法兰（8）、下端口内法兰（3）和底盖（5）；

6）将进气口（6）与压力空气源相连；

7）再将模具整体放入高温加热箱中加热至设定温度后保温；

8）保温至设定时间后打开压力空气源排气开关，向法兰面PTFE管坯（1）的管腔内注入压力空气至设定定力值后保压；

9）拆除步骤2）中的垫块（9），并向顶盖（4）或底盖（5）加压，顶盖（4）、上端口内法兰（2）、哈夫法兰（8）、下端口内法兰（3）和底盖（5）沿导向杆滑动，至上端口内法兰（2）与哈夫法兰（8）、哈夫法兰（8）与下端口内法兰（3）及哈夫法兰（8）间同轴对接；

10）最后在保压状态下将模具整体移出至高温加热箱外，待法兰面PTFE管坯（1）冷却至常温后泄压并拆除导向杆、哈夫法兰（8）、顶盖（4）和底盖（5）。

8.根据权利要求7所述的PTFE膨胀节的成型方法，其特征在于：所述步骤7）中的设定温度为250℃至300℃，保温时间为2小时至3小时；步骤8）中的设定定力值为1.8kg至2.2kg。