CN104859135A - 锥形缠绕成型模具、锥形罐或筒体成型设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锥形缠绕成型模具、锥形罐或筒体成型设备及工艺。模具包括旋转主轴、固定模具体和活动模具体，所述固定模具体为锥形，所述锥形固定模具体的内壁设置有加强筋，所述锥形固定模具体通过加强筋固定在所述旋转主轴上；所述固定模具体上开设有以锥面母线方向分布的至少两个活动模具体安装位，所述活动模具体安装在所述活动模具体安装位上，所述活动模具体通过连接杆与连接杆座连接，所述连接杆座与所述旋转主轴配合，可沿所述旋转主轴移动并锁定。本发明锥形罐或筒体与模具分离容易，能够提高工作效率，降低成本。

Description

锥形缠绕成型模具、锥形罐或筒体成型设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种锥形塑料罐或塑料筒体生产设备技术领域，特别是一种锥形缠绕成型模具、锥形罐或筒体成型设备及工艺。

背景技术

目前大口径塑料罐、塑料吸收塔、塑料净水塔等设备的端部封头为锥形，而锥形罐或筒体都是采用成品的塑料板材人工焊接或者采用注塑-压铸工艺而成。

采用人工焊接而成的端部封头，需将板材裁切成很多块易与锥形罐体成形的形状，将裁切后的板材折弯，然后将每块进行人工焊接，这样的成型工艺有以下缺点：（1）裁切的板材间有人工焊缝，焊缝质量难以控制，焊接强度低，有虚焊等问题，极易发生泄漏；（2）对于大壁厚的锥形罐体或者筒体，采用板材焊接工艺难以解决两层罐体或者筒体之间有间隙的而造成的整体强度降低问题；（3）锥形罐体或者筒体结构相对于圆形罐或者筒复杂，不能采用机器焊接，只能采用人工焊接，操作人员的工作量大；（4）因要将挤出的板材裁切成锥形罐体成形的形状，会产生很多废料，原材料消耗很大。

采用注塑-压铸工艺生产端部封头缺点是，（1）设备投资大，不同规格的封头需不同的模具，大口径的封头模具加工成本非常高，且模具的使用及维护成本很高，如直径2500mm的封头模具成本就要近百万元人民币，重量也要几十吨；(2)同种规格的封头如果壁厚不同，模具也不同；（3）由于模具重量很重，在更换模具时需行车且要花很长的时间；（4）由于在生产时模具是水平放置到设备上，在封头成型后，凸锥面或者凸面在朝上，需用专用工具及长时间将制品从设备上取出，浪费了生产时间，效率很低；（5）不能生产长的封头，受设备及模具成本的限制，不能生产长的封头。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锥形缠绕成型模具，解决了现有模具与成型的锥形罐或筒体分离困难的技术问题。

为达到解决上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种锥形缠绕成型模具，所述模具包括旋转主轴、固定模具体和活动模具体，所述固定模具体为锥形，所述锥形固定模具体的内壁设置有加强筋，所述锥形固定模具体通过加强筋固定在所述旋转主轴上；所述固定模具体上开设有以锥面母线方向分布的至少两个活动模具体安装位，所述活动模具体可位于所述活动模具体安装位上，所述活动模具体通过连接杆与连接杆座连接，所述连接杆座与所述旋转主轴配合，可沿所述旋转主轴移动并锁定。

如上所述的锥形缠绕成型模具，所述活动模具体通过可旋转的销轴或者轴承装置与固定模具体的锥端连接，所述连接杆与所述连接杆座转动连接。

如上所述的锥形缠绕成型模具，所述活动模具体带有加强筋板，所述加强筋板与所述活动模具体的内壁相接，所述加强筋板通过连接杆与连接杆座连接。

基于上述锥形缠绕成型模具的设计，本发明还提出了一种锥形罐或筒体成型设备，解决了现有人工焊接锥形罐或筒体存在的焊缝质量难以控制、整体强度降低、人工焊接工作量大、浪费原料等问题；注塑-压铸设备存在的成本高，劳动效率低下等问题。本发明设备包括挤出机、辊子、驱动装置和锥形缠绕成型模具，所述驱动装置驱动所述锥形缠绕成型模具转动，所述挤出机设置在导轨上并可沿导轨滑动，所述挤出机包括使融体成形的料带挤出模具，所述辊子位于所述锥形缠绕成型模具和所述挤出模具之间，用于将料带压紧到旋转的锥形缠绕成型模具上。

如上所述的锥形罐或筒体成型设备，所述导轨包括纵向导轨和与所述纵向导轨垂直的横向导轨，所述纵向导轨用于调整挤出模具沿所述锥形缠绕成型模具的锥面母线方向移动，所述横向导轨用于调整挤出模具与锥形缠绕模具的间距。

如上所述的锥形罐或筒体成型设备，所述设备包括支撑平台，所述支撑平台上设置有角度调节装置，用于调节锥形模具与挤出模具的角度，使锥形模具的锥面母线方向与纵向导轨平行。

如上所述的锥形罐或筒体成型设备，所述锥形缠绕成型模具包括旋转主轴、固定模具体和活动模具体，所述固定模具体为锥形，所述锥形固定模具体的内壁设置有加强筋，所述锥形固定模具体通过加强筋固定在所述旋转主轴上；所述固定模具体上开设有以锥面母线方向分布的至少两个活动模具体安装位，所述活动模具体安装在所述活动模具体安装位上，所述活动模具体通过连接杆与连接杆座连接，所述连接杆座与所述旋转主轴配合，可沿所述旋转主轴移动并锁定。

基于上述设备的设计，本发明还提出了一种锥形罐或筒体成型工艺，解决了现有人工焊接锥形罐或筒体存在的焊缝质量难以控制、整体强度降低、人工焊接工作量大、浪费原料等问题；注塑-压铸工艺存在的成本高，劳动效率低下等问题。

本发明成型工艺包括如下步骤：

（1）塑料在挤出机中经加热塑化成热的熔融状态的融体；

（2）熔融状态的融体经挤出模具挤出成带状塑料融体；

（3）带状塑料融体经辊子与旋转的锥形缠绕成型模具贴合在一起；

（4）在锥形缠绕成型模具旋转过程中，挤出机沿纵向导轨的方向移动，带状塑料融体连续不断地的缠绕在旋转的锥形缠绕成型模具上；

其中，带状塑料融体在缠绕过程中，后面缠绕的带状塑料融体会与前面或者相邻的缠绕在模具上的带状塑料融体融接在一起，形成一个无缝的锥形罐或筒体。

如上所述的锥形罐或筒体成型工艺，所述挤出机可沿纵向导轨的方向来回移动，以缠绕多层带状塑料融体至所述锥形缠绕成型模具上。

如上所述的锥形罐或筒形成型工艺，所述带状塑料融体缠绕结束后，控制所述锥形缠绕成型模具的连接杆座远离或靠近所述固定模具体的锥端，将无缝的锥形罐或筒体与锥形缠绕成型模具分离。

本发明的有益效果为：本发明锥形缠绕成型模具包括旋转主轴、固定模具和活动模具，活动模具与固定模具配合形成一个完整的锥面，旋转主轴带动固定模具和活动模具转动以与挤出机配合生成锥形罐或筒体，生成锥形罐或筒体后，移动活动模具体，使活动模具体与固定模具体分别与锥形罐或筒体分离，本发明锥形罐或筒体与模具分离容易，能够提高工作效率，降低成本。

本发明锥形罐或筒体成型设备包括可实现横向纵向移动的挤出机、辊子、锥形缠绕成型模具以及驱动装置，驱动装置驱动锥形缠绕成型模具转动，挤出机可沿导轨滑动，从而沿锥形缠绕成型模具的锥面母线方向移动，以使挤出机产生的带状塑料融体在辊子的作用下连续不断地的缠绕在旋转的锥形缠绕成型模具上，以便生成锥形罐或筒体。本设备自动化程度高，可提高工作效率，降低成本。

本发明锥形罐或筒体成型工艺能够生产锥度相同但壁厚不同的锥形罐体或筒体，也可以生产锥度不同的锥形罐体或筒体，生产的锥形罐体或筒体与模具完全吻合，整体无缝，强度高，可提高产品质量，提高工作效率，降低成本。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明具体实施例模具的侧视图。

图2是图1的纵剖视图

图3是本发明具体实施例活动模具与固定模具形成一个完整的锥面的状态示意图。

图4是本发明具体实施例活动模具与固定模具分离的状态示意图。

图5为本发明具体实施例设备的结构示意图。

图6为图5的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

如图1-4所示，本实施例先对锥形缠绕成型模具进行说明。

锥形缠绕成型模具，包括旋转主轴201、固定模具体205和活动模具体208，其中，固定模具体205和活动模具体208组合形成完整的模具，固定模具体205和活动模具体208均与旋转主轴201配合，固定模具体205和活动模具体208可在旋转主轴201的带动下绕旋转主轴201转动。

固定模具体205为锥形，锥形固定模具体205的内壁设置有加强筋203，锥形固定模具体205通过加强筋203固定在旋转主轴201上。

在固定模具体205上开设有以锥面母线方向分布的至少两个活动模具体安装位，活动模具体安装位为在固定模具体205上开设的开口。活动模具体208的大小与活动模具体安装位的大小相适配，活动模具体208可位于活动模具体安装位上，活动模具体208通过连接杆206与连接杆座202连接，连接杆座202与旋转主轴201配合，连接杆座202可沿旋转主轴201移动并锁定。

连接杆座202可带动连接杆206从而带动活动模具体208移动，当活动模具体208的外表面与固定模具体205的外表面位于同一锥面时，停止移动，将连接杆座202锁定在旋转主轴201上，此时，活动模具体208与固定模具体205的外表面形成一个完整的锥面，可将带状塑料融体缠绕在活动模具体208和固定模具体205上，以形成无缝的锥形罐或筒体。形成无缝的锥形罐或筒体后，控制连接杆座202解锁并沿旋转主轴201移动，使活动模具体208和固定模具体205分离，以便于锥形罐或筒体分别与活动模具体208和固定模具体205分离。

其中，实现连接杆座202移动并锁定的方式可以为伸缩机构，连接杆座202可连接有伸缩机构，通过伸缩机构带动连接杆座202沿旋转主轴201移动。当然，本发明连接杆座202的移动和锁定方式并不限定在上述方式，凡是能够实现带动连接杆202移动并实现锁定的方式均在本发明的保护范围之内。

优选的，活动模具体208通过可旋转的销轴或者轴承装置与固定模具体205的锥端连接，连接杆206与连接杆座202转动连接。连接杆座202可带动连接杆206从而带动活动模具体208绕固定模具体205的锥端转动，当活动模具体208的外表面与固定模具体205的外表面位于同一锥面时，停止移动，将连接杆座202锁定在旋转主轴201上，此时，活动模具体208与固定模具体205的外表面形成一个完整的锥面，可将带状塑料融体缠绕在活动模具体208和固定模具体205上，以形成无缝的锥形罐或筒体。形成无缝的锥形罐或筒体后，控制连接杆座202解锁并沿旋转主轴201移动，带动活动模具体208绕固定模具体205的锥端转动，使活动模具体208和固定模具体205分离，以便于锥形罐或筒体分别与活动模具体208和固定模具体205分离。

为了增加活动模具体208的强度，在活动模具体208带有加强筋板204，加强筋板204与活动模具体208的内壁相接，加强筋板204通过连接杆206与连接杆座201连接。

锥形缠绕成型模具106在生产时处于关闭状态，如图 3所示，在塑料锥形罐体成型冷却到合适的温度后，进行与锥形缠绕成型模具106分离的操作。分离时，调整与连接杆座201相关的伸缩装置带动活动模具体208动作，将成型后的塑料锥形罐体与锥形缠绕成型模具106分离，如图6所示。塑料锥形罐与模具分离后，再调整伸缩装置将活动模具体208调整至图3所示状态，以便下次再生产。

如图5-6所示，本实施例还提出了一种锥形罐或筒体成型设备。设备包括挤出机102、辊子104、驱动装置和锥形缠绕成型模具106，驱动装置驱动锥形缠绕成型模具106转动，挤出机102设置在导轨101上并可沿导轨101滑动，挤出机102包括使融体成形的料带挤出模具103，辊子104位于锥形缠绕成型模具106和挤出模具103之间，用于将料带压紧到旋转的锥形缠绕成型模具106上。

其中，导轨101包括纵向导轨和与纵向导轨垂直的横向导轨，纵向导轨用于调整挤出模具103沿锥形缠绕成型模具106的锥面母线方向移动，辊子104与挤出模具103同步沿纵向导轨方向移动。横向导轨用于调整挤出模具103与锥形缠绕模具106的间距。

设备还包括支撑模具的支撑平台107，支撑平台107上设置有角度调节装置，用于调节锥形模具106与挤出模具103的角度，使锥形模具的锥面母线方向与纵向导轨平行。

本实施例的锥形缠绕成型模具可采用形状为锥形的一体式模具，优选的，锥形缠绕成型模具采用上述的锥形缠绕成型模具。

塑料经过上料机送到挤出机102的料筒中，在挤出机102中加热，成为熔融状态，然后经挤出机102的螺杆推动通过挤出模具103形成熔融状态的塑料带材105；塑料带材105经过辊子104与旋转的锥形缠绕成型模具106贴合在一起，在锥形缠绕成型模具106旋转时，挤出机102会在控制系统控制下在纵向导轨方向上前进，塑料带材105就会连续不断的缠绕在锥形缠绕成型模具106上，在缠绕过程中先缠绕到锥形缠绕成型模具106上的塑料带材105会与后面将要缠绕到锥形缠绕成型模具106的塑料带材105搭接融合成一体，这样，随着锥形缠绕成型模具106旋转，挤出机102不断向前移动，直至缠绕完一层锥形塑料罐体或筒体。如果一层的壁厚达不到要求，可进行二层或者多层的缠绕，缠绕的方法如上。在达到要求的壁厚时，挤出机102停止，退回到原位，等待下次新的生产；等塑料锥形罐体冷却到合适的温度后，调整锥形缠绕成型模具106上与连接杆座201相接的伸缩装置，使锥形缠绕成型模具106的上的活动模具体208围绕销轴转动，将塑料锥形罐体与模具106分离。

同时，因锥形缠绕成型模具106是锥形的，在旋转主轴201旋转速度不变的情况下，直径大的部分与小的部分线速度是不相同的，在生产过程中，控制系统会根据挤出机102移动的位置自动计算出相应的旋转速度，使锥形缠绕成型模具106的旋转速度与挤出机102挤出料带的速度相匹配，避免速度不匹配使融体状的料带105拉伸变薄，造成锥形罐体壁厚不均匀。

本实施例还提出了一种锥形罐或筒体成型工艺，包括如下步骤：

（1）塑料在挤出机中经加热塑化成热的熔融状态的融体；

（2）熔融状态的融体在挤出机螺杆的推动下，经挤出模具挤出成带状塑料融体；

（3）带状塑料融体经辊子与旋转的锥形缠绕成型模具贴合在一起；

（4）在锥形缠绕成型模具旋转过程中，挤出机沿纵向导轨的方向移动，带状塑料融体连续不断地的缠绕在旋转的锥形缠绕成型模具上；

其中，带状塑料融体在缠绕过程中，后面缠绕的带状塑料融体会与前面或者相邻的缠绕在模具上的带状塑料融体融接在一起，形成一个无缝的锥形罐或筒体。

可重复步骤（1）-（4），以缠绕多层带状塑料融体至所述锥形缠绕成型模具上。

带状塑料融体缠绕结束后，即达到要求的壁厚后，挤出机停止运行，保持缠绕模具旋转状态，挤出机在控制系统的控制下回归原位，等待下次生产。

成型的锥形罐或筒体在模具上冷却到合适的温度后，控制连接杆座远离或靠近固定模具体的锥端，将无缝的锥形罐或筒体与锥形缠绕成型模具分离。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1. 一种锥形缠绕成型模具，其特征在于，所述模具包括旋转主轴（201）、固定模具体（205）和活动模具体（208），所述固定模具体（205）为锥形，所述锥形固定模具体（205）的内壁设置有加强筋（203），所述锥形固定模具体（205）通过加强筋（203）固定在所述旋转主轴（201）上；所述固定模具体（205）上开设有以锥面母线方向分布的至少两个活动模具体安装位，所述活动模具体（208）可位于所述活动模具体安装位上，所述活动模具体（208）通过连接杆（206）与连接杆座（202）连接，所述连接杆座（202）与所述旋转主轴（201）配合，可沿所述旋转主轴（201）移动并锁定。

2.根据权利要求1所述的锥形缠绕成型模具，其特征在于，所述活动模具体（208）通过可旋转的销轴或者轴承装置与固定模具体（205）的锥端连接，所述连接杆（206）与所述连接杆座（202）转动连接。

3.根据权利要求1或2所述的锥形缠绕成型模具，其特征在于，所述活动模具体（208）带有加强筋板（204），所述加强筋板（204）与所述活动模具体（208）的内壁相接，所述加强筋板（204）通过连接杆（206）与连接杆座（201）连接。

4.一种锥形罐或筒体成型设备，其特征在于，所述设备包括挤出机（102）、辊子（104）、驱动装置和锥形缠绕成型模具（106），所述驱动装置驱动所述锥形缠绕成型模具（106）转动，所述挤出机（102）设置在导轨（101）上并可沿导轨（101）滑动，所述挤出机（102）包括使融体成形的料带挤出模具（103），所述辊子（104）位于所述锥形缠绕成型模具（106）和所述挤出模具（103）之间，用于将料带压紧到旋转的锥形缠绕成型模具（106）上。

5.根据权利要求4所述的锥形罐或筒体成型设备，其特征在于，所述导轨（101）包括纵向导轨和与所述纵向导轨垂直的横向导轨，所述纵向导轨用于调整挤出模具（103）沿所述锥形缠绕成型模具（106）的锥面母线方向移动，所述横向导轨用于调整挤出模具（103）与锥形缠绕模具（106）的间距。

6.根据权利要求4或5所述的锥形罐或筒体成型设备，其特征在于，所述设备包括支撑平台（107），所述支撑平台（107）上设置有角度调节装置，用于调节锥形模具（106）与挤出模具（103）的角度，使锥形模具的锥面母线方向与纵向导轨平行。

7.根据权利要求4-6任意一项所述的锥形罐或筒体成型设备，其特征在于，所述锥形缠绕成型模具（106）为权利要求1-3任意一项所述的锥形缠绕成型模具。

8.一种锥形罐或筒体成型工艺，其特征在于，包括如下步骤：

（1）塑料在挤出机中经加热塑化成热的熔融状态的融体；

（2）熔融状态的融体经挤出模具挤出成带状塑料融体；

（3）带状塑料融体经辊子与旋转的锥形缠绕成型模具贴合在一起；

（4）在锥形缠绕成型模具旋转过程中，挤出机沿纵向导轨的方向移动，带状塑料融体连续不断地的缠绕在旋转的锥形缠绕成型模具上；

其中，带状塑料融体在缠绕过程中，后面缠绕的带状塑料融体会与前面或者相邻的缠绕在模具上的带状塑料融体融接在一起，形成一个无缝的锥形罐或筒体。

9.根据权利要求8所述的锥形罐或筒体成型工艺，其特征在于，所述挤出机可沿纵向导轨的方向来回移动，以缠绕多层带状塑料融体至所述锥形缠绕成型模具上。

10.根据权利要求8或9所述的锥形罐或筒形成型工艺，其特征在于，所述带状塑料融体缠绕结束后，控制所述锥形缠绕成型模具的连接杆座远离或靠近所述固定模具体的锥端，将无缝的锥形罐或筒体与锥形缠绕成型模具分离。