CN1051268C - 制造环状加肋塑料管的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一条用于模制异形热塑性管，例如环状或螺旋状的波纹管或加肋管、或者甚至是管壁基本平滑的管子的移动模压道，包括若干一起在一条工作路线上前移，且各自保持其在工作线路上的位置而分步回行的模块。分步回行的路线与工作路线相同，没有任何模块会超过或跳过其它模块。

Description

制造环状加肋塑料管的装置和方法

本发明涉及制造环状或螺旋形加肋塑料管的装置和方法。

半硬半软的热塑性环状异形管如波纹管或肋式管或管壁平滑的管子，按传统工艺都是在移动模压道中进行的。常规的移动模压道，由两列循环的热压模块组成，这些模块沿着模压道的前进行程拼合，顺挤压方向形成移动的筒状模子。这种由两列循环的半模块拼成的移动模压道，是要求这两列模块同步运行得精确的复杂机件，而且还需要很大空间供两列模块回行。当模制大直径的管子时，所用空间过大。为了最佳利用有效空间，有些常规的移动模压道，已被设计成一个行程在另一个行程上面，而不是按行程并列的关系来设计。

已有人设法提供过其它类型的移动模压道。例如，美国专利申请第854,988号中提出的铰合模块，其提供的装置中，模块铰合在一起，模压时是同一个平面上的回路，回行时无需改变朝向。

不涉及沿不同路线回行的早期类型移动模压道的另一个例子是加拿大专利第962,412号，在该项加拿大专利中，提出了一种只由两块模具组成的模压道，每块纵向模具是整个模压道的一半。模压时，两块模具拼合，并以挤压速度向前移动。模具不时地打开并向

后移动。因此，模具根本不会往前移动而离开模压区。这种设计牵涉到两块又重又长的半模具的精确移动。两块半模具必须很长，以便冷却定形时支承在其中模压的管子。

稍后，一种与此有些类似的模压道分别公开于美国专利第4,911,633号和第5,017,321号中。在这两项专利中，提出了一种在一条模压道中使用少量模块即两三个模块的装置和方法。每个模块都分为纵向的两半模，当一个模块的两半模拼合起来以便模压时，就在其它抬起的模块下方顺着第二条平行的路线往前移动，占据上游位置。这种设计比起加拿大专利第962,412号的那种模具，模块更小、位置更高、更灵活机动，但却未提供无需从生产线上移动模块就使模块回行的方法。

本发明致力于进一步考虑空间的问题；致力于在模块回行无需改变其朝向的那种装置中，模块打开无需铰合的问题；还致力于模块沿着其前进的同一条路线回行时存在的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种模块回行路线不必横向偏离工作路线的制造异形热塑性管的装置和方法。

按照本发明的第一方面，一种制造异形热塑性管的装置，包括一个挤注嘴，该挤注嘴具有沿下游方向向一条模压道输送压出物的挤注孔，所述模压道具有从挤注嘴延伸的纵轴线；在所述模压道上的第一和第二模块，它们可靠近以形成管，它们可打开以放松管，第一模块相对于第二模块处于上游位置，当模块闭合时，模块彼此且与管一起沿下游方向移动，其特征在于：模块打开，并顺序沿一条与模压道的轴线相邻的轴线沿上游方向移动，同时压出物继续沿下游方向移动，第一模块在第二模块之前沿上游方向移动，因而模块在模压道上不会彼此超越，然后，模块在一个保持管的形状连贯性的位置上围绕压出物再次闭合。

按照本发明的第二方面，一种制造异形热塑性管的方法，包括以下步骤：从一个挤注嘴沿下游方向将压出物送至一条模压道，该模压道具有从挤注嘴延伸的纵轴线，第一和第二模块设置在所述模压道上，所述模块可围绕压出物闭合以形成管并可打开以放松管，第一模块相对第二模块处于上游位置，当模块闭合时，使模块彼此且与压出物一起沿下游方向移动，其特征在于：打开并沿一条与模压道轴线相邻的轴线在上游方向上顺序移动模块，同时压出物继续沿下游方向移动，第一模块在第二模块之前沿上游方向移动，因而模块在模压道上不会彼此超越，然后，在一个保持管的异形表面连贯性的位置上围绕压出物再次闭合模块。

按照本发明，提出一种模制热塑性异形管的装置和方法。该装置由一条在工作路线中模压管子的移动模压道组成，该模压道由至少两个模块组成。每个模块拼合时形成一个管形模压面，并能打开以放松其中模压过的管子。在该装置中，模压道的单个模块都能沿着一条回路按规定间歇分步回行，该回路的纵向轴线与工作路线的纵向轴线相邻。这样，各个模块就以线性方式来回移动，各个模块决不会互相超越。所以，当各个模块都顺着挤压方向全部持续向前移动时，它们脉动式回动，以便与送入模压道中的压出物的送入点保持特定距离。管形模压道通常是圆筒形的，但其它管形形式也可考虑采用。

更具体来说，本发明成形热塑性异形管的装置具有：至少两个模块，每个模块能拼合成闭合状态以形成一个空心的模压面，并能从该闭合状态下打开，每个模块都能沿着筒状模压面的轴线按模压道的进退方向前后移动；一根带有环状挤注孔的细长挤注嘴，插入沿筒状模压面轴线移动的模压道的上游一端，以便把型材挤压进上游那个模块中；使各个模块一起沿着筒状模压面轴线、以符合于模压道中模压管子的前行速度向前移动的设备；使各个模块朝着与前行方向相反的方向脉动，并使得模块前行时处于闭合状态而后行时处于开启状态的设备；使上述后行的每个模块按照上游模块先于下游邻接模块的顺序而依次后行的设备。

上游模块(此处称为第一模块)，即接纳挤注嘴挤出的热的压出物的那个模块，其轴线长度应当大于回行距离。然而，回行距离可以相当短。因此，最初模压挤注嘴挤出的压出物的上游模块，也可以相应短些。环形挤注孔可以是单个环状孔，要是加工两层管壁的管子，则可以由同轴的几个孔组成。

人们相信，上游模块尽可能又短、又轻、又灵活，有着潜在的优点。例如，仅仅该模块向后脉动，就是可把一个模压形状，例如环状波峰，从型材的一个相应凹段再挤入紧邻的下游凹段。当然，向后的脉动可以跳过好几个形状。无论向后脉动仅仅覆盖一个形状还是几个形状，退移了的模块都必须在模块的模压形状和已成形的压出物的形状相匹配的部位，再次把已成形的压出物包合。因此，在规律的退移间歇应当频繁些，且退移距离应当短些，才合乎要求。

压出物从挤注嘴挤入移动模压道的位置，总在模压道的一个闭合部分以内，这一点的确重要。因此，一个模块的长度，必须比其按前后方向移动的预定距离长一些。当挤注嘴插入的那个模块位于其最上游处即其往前移动的始点，挤注嘴的小孔可位于该模块的下游区域。当该模块向前移动经过挤注嘴的小孔时，小孔应位于该模块的上游区域。在该模块向前移动而离开挤注嘴之前，必须发生逆向移动。

紧挨在上游模块下游的模块(此处称为第二模块)，长度可与上游模块一样或不一样。虽然所有模块都可以带有像管子的冷却装置这样的辅助设施，但这个紧挨的下游模块可以比上游模块长些，且可以特地用来装载冷却压出物的装置。在任何一个模块或所有模块中进行冷却，可以用水冷方式，在有些情况下也可以用气冷方式。

在另一种工作方式中，可把两个较短的模块合成一个组合模块，并且一起移动。

如果要用多于两个例如三个模块，那么，再下游那个模块可比第二个模块短些。用一根支承芯棒托住正在成形的管子有好处。当第一个模块打开，松开刚成形的软的压出物，该模块向后只短短移动一小截，在压出物还没变形之前它又可以闭合。而此刻在成形的压出物中的支承就大有益处。第二个及下游其余模块，可以纠正由于模具松开片刻管子上出现的任何走样变形。无论如何，这种走样变形，都不可能比管子在常规的移动模压道中邻接的各模块之间所致痕迹更厉害。

当然，来回脉动要充分考虑到把压出物不断加工为成品的速度，而不使其弯垂变形。加工大直径的管子时，正常的挤压速度(因而就是模压道的运行速度)，可以在每分钟1米至2米之间。

在模块序列中可使用许多模块。如在任何移动模压道中那样，上游那些模块运行起来，在起初模压过程中最起作用，而且最下游那些模块在支承正在冷却的成形管子时起到更重要的作用。在本装置中，也许两个模块就足够了。其中，第一个即上游模块包绕着挤注嘴的小孔，以慢速前行和快速回行的方式反复移动，起到最积极的模压作用。第二个模块则支承着模压成形的管子，尤其是第一个模块回行时，它更起作用。下游的其余模块提供进一步的支承作用。

然而，模块的最佳数量也许是三个。

当然，也可用多于三个模块，但是，用这么多模块就要添加装置的部件和设备，比起使用三个模块来可能不会有多明显的好处。

按照常规，每个模块都装在支座上。每个支座都可以在一条纵向导轨上前后移动，每个模块都可由在自己支座上与支座移动方向成横截向而来回滑动的两个半模组成，以便开合整个模块。每个支座可以靠一条槽和一条榫舌，与其支承的模块的底部即拼成整个模块的那两半边的底部配合。每个支座可比与其配合的模块宽些，这样，两个半模的槽子就可以嵌住支座的榫舌滑动，滑拢时形成闭合的管形模块，滑开时模块就打开。

虽然本发明一般是述及带支座的装置，但是，其它支承方式和其它对准模块的装置也能用，例如，可用支承导杆代替支座和任何导轨。

模块的开合，可在模块到达打开或闭合的预定位置时，靠启动传感开关进而通过液压机构完成。另外，这种开合，也可由凸轮机构或者本专业技术人员已知的其它机构完成。移动每个模块在回程中回行的机构，可以是任何常规机构，例如凸轮机构或液压机构，选择哪种机构，依驱动模块的方式而定。事实上，模块会脱开连续前进的传动而接合回行传动。模块的半模可以互相充分滑开，也能以铰合方式或其它任何常规方式打开。

模块开始前行时，其定位很重要。如果是制作波纹管或加肋管，使模块精确定位很重要，以便保证管的连续性。这样，在模块开始前行时定位，在已成形的管子上，起码刚成形的即上游的波纹，应当与模块的对应下游模压面相配合。模块与对应管子的这种精确定位，可用任何常规方式来实现。

现对照图纸，举例说明本发明的一个实施例，其中：

图1是按照本发明的一种模压道的透视图；

图2是图1所示模压道中一个拼合了的模块的透视图；

图3是图2所示模块打开时的透视图；

图4A至4G表明图1所示模压道中，各模块在模压管子的循环中在不同阶段所处位置；

图5是模块长度不同的一条模压道的示意图。

图1表示模压道10在导轨12上沿着箭头A所指方向移动。挤压嘴14从只粗略画出的挤压机18中往前延伸，进入模压道10的模块16A、16B、16C中。挤注嘴14有一个送料头20，位于模压管26的模压道10之中。

每个模块16A、16B、16C由两个半模组成，这些半模能在支座22上彼此相向或相离地滑动，这些在导轨12上的支座可以沿着导轨朝两头移动。每个支座上部都是与导轨12的轴线呈90°横向延伸的两侧凸边即榫舌24。这条榫舌24能与模块16A、16B、16C的每个半模底部的槽子滑动配合，这样，这些半模就可滑拢或滑离。

当这些半模滑离时，就离开管26。当这些半模滑拢，在拼合直径平面27上相互拼合时，形成管形模块。如果需要，可在每个模块16A、16B、16C的模面上使用吸管以增强模压效果。可按常规技术应用这种吸管，在此不赘述。

为了使各支座22及与其配合的模块16A、16B、16C均朝向箭头A(见图1及图4A至4G所示)的方向移动，可应用任何常规机构。例如，可用其轨迹28在图1中用虚线描示的循环输送链来咬住支座上的驱动凸耳30。也可用棘轮机构。这主要看如何选用，在此未专门推荐哪一种方式。然而，单向棘轮机构对于使支座在回程中容易回行来说，可能好一点。不管用哪种驱动方式，都应当可以使各支座22及与其配合的模块16A、16B、16C顺着箭头A所指方向运行的速度符合挤压速度即挤压嘴14上挤压孔20挤出压出物的生产速度。

在图示实施例中，使用了三个模块16A、16B、16C。这不是为了限制数量，使用更多模块或只用两个模块都可以。在以下对制造环状波纹塑料管或螺纹塑料管之类环状异形热塑性管的工艺流程所作的描述中，就可清楚地理解该装置的其它特征。该装置也可以生产螺旋异形管，在本说明书及权利要求书中，“环状的”一词也包括“螺旋的”在内。

运行时，支座顺着箭头A所指方向往前移动，其递进速度由挤注嘴14的挤压速度控制。前移开始时，挤注嘴14的送料孔位于图4A所示位置。模块16A、16B、16C通常也在图4A所示位置。在图4A至4G各图中，各模块16分别标上了“C”或“O”。标识“C”指各个模块为模压管而合拢，标识“O”指模块回行时打开。

当模块16A、16B、16C前进到图4B所示位置，挤注嘴14的送料头20就位于上游模块(第一模块)16A的上游一端。这时，模块16A拨动微动开关17A，模块松开，放开刚模压过的管。该管26还软，由合拢的第二模块16B和第三模块16C支承着。最好有一根支承芯棒15，由挤注嘴上的小孔20中至少伸出一小截。这一小截距离，以相当于或大致相当于模块16A、16B、16C以下述方式回行时形成的距离26A、26B、26C为宜。模块16A脱开前进滑架，回到图4C所示位置。发生这种回行运动，使模块16A不等到软的管子的无支承部分26A弯垂或压成的形状走样，就重新合拢。合拢可由微动开关19A启动。回程26A的长短，在图4各附图中，显示得相当明显。各附图中的回程大小，是为了容易画出才这么显示的。事实上大为夸张了，目的是可以清楚地说明稳定往前的情况。每个模块回行时拉开的距离，比起受模压的管上波纹或肋的宽度，可以小一些。这样，任何时候，只会有非常短的一段管得不到支承，或这部分只由芯棒15支承。

当模块16A到达了图4C所示位置，随后合拢为图4D所示位置，下一个模块16B就回行相似的一段距离，以支承从模块16A中移出的管。模块16B、16C的移动，以所述模块16A移动情况相似的方式，由微动开关17B、17C和19B、19C启动。这样，当模块16A合拢到图4D所示位置，模块16B就打开，脱开前进滑架且迅速回行到图4E所示位置。

为了达到本发明的目的，只用模块16A和16B就行了，就足以使压出物始终受到两处支承。这样，只要使用模块16A和16B，当模块16A打开且回行时，压出物会被挤注嘴和模块16B支承。

虽然只用两个模块也行，但考虑到支承问题和移动部件最少这两个因素，用三个模块可能要妥当些。因此，图4F和图4G画出了模块16C以所述模块16B(或模块16A)移动情况相似的方式的移动情况。如果需要，当然还可以再多用几个模块。

考虑回行距离26A这一问题，之所以重要，不仅因为回行发生时管不得弯垂或变形，更因为相应的那几个模块必须重新靠拢模压过的管，才会使其模面与管子上已成形的波纹或肋贴合。这样，当模块16B回行时，就会包拢已经模压过的管子。如要不使这一阶段模压走样，它就要很精确地包住管子，那么，它的凹沟和波峰才会与管子上对应的波峰和凹沟准确贴合。这种考虑也许确为至关紧要，因为模块16B可以在管上再压出些毛疵来，假如型材过于稀软，也许就会这种情况。模块16C回行通过管的26B这一段时，也可能会有类似问题。不过，26B这一段会有机会冷却变硬得比26A这一段的情况好。

虽然在图4A至4G中，模块16A、16B、16C画成了相似的长度，事实上，很可能第一模块16A比第二模块16B明显短一截。图5这张示意图，就稍为实际地表现了这种长短比较的情况。该图中的第二模块16B，可充分地派上一些用场，例如承载水冷却或气冷却设施。

Claims (8)

1.一种制造异形热塑性管的装置，该装置包括一个挤注嘴，该挤注嘴具有沿下游方向向一条模压道输送压出物的挤注孔，所述模压道具有从挤注嘴延伸的纵轴线；在所述模压道上的第一和第二模块，它们可靠近以形成管，它们可打开以放松管，第一模块相对于第二模块处于上游位置，当模块闭合时，模块彼此且与管一起沿下游方向移动，其特征在于：模块打开，并顺序沿一条与模压道的轴线相邻的轴线沿上游方向移动，同时压出物继续沿下游方向移动，第一模块在第二模块之前沿上游方向移动，因而模块在模压道上不会彼此超越，然后，模块在一个保持管的形状连贯性的位置上围绕压出物再次闭合。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述挤注孔在所述第一模块沿上、下游方向运动过程中都位于所述第一模块内。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一模块比所述第二模块短。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括一个在所述第二模块下游在所述模压道上的第三模块，所述第一和第二模块总是保持在所述第三模块上游。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括一根沿模压道的支承芯棒，压出物从所述挤注嘴送到所述支承芯棒上。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述支承芯棒的长度至少等于所述第一模块沿上游方向移动的距离。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括在上游和下游方向上移动的第一和第二模块支座，所述第一和第二模块分别安装在所述两个支座上，每个模块包括一对半模，它们通过沿着与模块支座上、下游方向运动成横向的方向滑动的方式，彼此间打开和闭合。

8.一种制造异形热塑性管的方法，该方法包括以下步骤：从一个挤注嘴沿下游方向将压出物送至一条模压道，该模压道具有从挤注嘴延伸的纵轴线，第一和第二模块设置在所述模压道上，所述模块可围绕压出物闭合以形成管并可打开以放松管，第一模块相对第二模块处于上游位置，当模块闭合时，使模块彼此且与压出物一起沿下游方向移动，其特征在于：打开并沿一条与模压道轴线相邻的轴线在上游方向上顺序移动模块，同时压出物继续沿下游方向移动，第一模块在第二模块之前沿上游方向移动，因而模块在模压道上不会彼此超越，然后，在一个保持管的异形表面连贯性的位置上围绕压出物再次闭合模块。

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