CN108131505A - 一体式实心波纹管、用于生产该波纹管的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一体式实心波纹管、用于生产该波纹管的设备及方法，其包括波纹管段，波纹管包含两个以上的波纹管段时沿轴向方向上相互插接连接，每个波纹管段包括管材本体以及承口和插口，每个波纹管段的插口能插入相邻一个波纹管段的承口内，管材本体的外壁由多个波纹单元沿轴向方向依次连接设置，每个波纹单元包括小波峰一、波谷一、大波峰一、波谷二、小波峰二、波谷三、大波峰二和波谷四，该波纹管的每个波纹管段外壁上大波峰、波谷和小波峰的组合设置，起到了协同抗压的作用，提高了管材的抗外压性能；该设备不仅结构设计合理，生产操作简便，而且不存在转动部分，安全性好；该制造方法不仅工艺操作简便，而且生产质量稳定，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及波纹管领域，特别涉及一种一体式实心波纹管、用于生产该波纹管的设备及方法。
背景技术
目前塑料波纹类管材一般为HDPE、PP双壁波纹管，这两种管材均只有一种波峰结构，波峰与波峰之间的协同抗压作用差，且波峰内均为空心状，因此抗压性能较差，环刚度偏低，特别是应用于大口径管材中有严重局限性，同时抗外部冲击性也差，外壁较薄，在受外力破坏时容易产生破裂；另外该管材的生产方法较繁琐，工艺操作复杂，产品质量稳定性差；对材料要求较高，选材范围窄，材料稍有波动就会带来严重的产品质量隐患，甚至产品报废，生产成本较高；设备安全性差，设备因采用连续不间断挤出设计，各主辅的速度匹配非常重要，稍有速度差，即会造成产品壁厚不足，但却无法检测出，给工程应用埋下了极大的安全隐患；另外设备因采用连续不间断挤出设计，各环节均存在很多转动部分，稍有不慎即有可能造成严重的安全事故，给财产和人身安全带来隐患。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺点，提供一种一体式实心波纹管、用于生产该波纹管的设备及方法，该波纹管由多个波纹管段相互插接而成，每个波纹管段外壁上大波峰、波谷和小波峰的组合设置，起到了协同抗压的作用，大大提高了管材的抗外压性能；该设备不仅结构设计合理，生产操作简便，而且不存在转动部分，安全性好；该制造方法不仅工艺操作简便，而且生产质量稳定，大大降低了生产成本。
本发明是这样实现的：
方案(一)：
一种一体式实心波纹管，其特征在于：该波纹管包括一个以上的波纹管段，所述波纹管包含两个以上的波纹管段时沿轴向方向上相互插接连接，每个波纹管段包括管材本体以及分别连接于管材本体两端的承口和插口，每个波纹管段的插口能插入相邻一个波纹管段的承口内，所述管材本体的内壁呈圆筒形，所述管材本体的外壁由多个波纹单元沿轴向方向依次连接设置，每个波纹单元包括沿轴向方向依次连接设置的小波峰一、波谷一、大波峰一、波谷二、小波峰二、波谷三、大波峰二和波谷四。
为了更好地将两个波纹管段进行插接连接，所述插口包括连接壁一、与连接壁相连接且外周壁呈锥形状的插接壁以及设置于插接壁外周壁上的用于安装橡胶圈的环形安装槽，所述承口包括与插接壁相配合连接的承接壁以及与连接壁相配合的连接壁二，所述承接壁的内周壁呈锥度与插接壁外周壁锥度相同的锥形状，所述连接壁二套设于连接壁一外周。
优选的，所述大波峰一和大波峰二的高度为波纹管内径的5％～10％，所述小波峰一和小波峰二的高度为波纹管内径的2％～6％，所述波谷一、波谷二、波谷三和波谷四的厚度为波纹管内径的0.5％～2％，所述大波峰一和大波峰二的宽度为波纹管内径的2％～6％，所述大波峰一和大波峰二的宽度为其高度的30％～60％，所述小波峰一和小波峰二的宽度为其高度的35％～65％，所述所述波谷一、波谷二、波谷三和波谷四的宽度为其厚度的3～8倍。
为了进一步提高环刚度，所述大波峰一和大波峰二之间的距离为大波峰一和大波峰二的宽度的3～8倍。
方案(二)：
一种一体式实心波纹管的制造设备，其特征在于：该设备包括支撑架、固定安装于支撑架上的内成型模以及对称分设于内成型模左右两侧且能在接近或远离内成型模的方向上进行移动开合的左外成型模和右外成型模，所述左外成型模包括左外成型模本体、设置于左外成型模本体上的左浇注腔体以及一个以上设置于左外成型模本体上且与左浇注腔体相连通的左浇口，所述右外成型模包括右外成型模本体、设置于右外成型模本体上的右浇注腔体以及一个以上设置于右外成型模本体上且与右浇注腔体相连通的右浇口，所述左浇注腔体内表面、右浇注腔体内表面和内成型模外表面之间围成一个形状与波纹管相匹配的浇注腔体，所述制造设备还包括用于向左浇口和右浇口注入熔融物料的物料供给装置、用于将内成型模和冷却后的管材进行分离的脱模装置以及分别设置于内成型模、左外成型模、右外成型模和物料供给装置上的温控装置。
进一步的，所述制造设备还包括对称分设于内成型模左右两侧且滑动连接于地面上的左台车和右台车，所述左台车和右台车的滑动方向与内成型模的轴线相垂直，所述左外成型模和右外成型模分别固定安装于左台车和右台车上，所述物料供给装置包括固定安装于左台车和右台车上且数量与左浇口和右浇口相匹配的输料单元以及数量与输料单元相匹配且与各个输料单元相连接的物料挤出机，每个输料单元包括固定安装于左台车或右台车上的储料腔、滑动连接于储料腔内的推杆以及连接于左台车和推杆之间或右台车和推杆之间的推料缸，各个物料挤出机与对应的储料腔相连接。
方案(三)：
一种一体式实心波纹管的制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
①将左台车和右台车向接近内成型模的方向进行移动，从而带动左外成型模和右外成型模进行合模；
②将物料放入各个物料挤出机内，然后开启温控装置对各个物料挤出机和各个储料腔进行加热，加热温度控制在180℃～250℃；
③达到加热温度后，开启各个物料挤出机，将物料熔融挤出到对应的储料腔，待物料充满各个储料腔后关闭各个物料挤出机；
④启动各个推料缸，各个推料缸同时带动各个推杆将各个储料腔内的熔融物料推入浇注腔体内表面、右浇注腔体内表面和内成型模外表面之间围成的浇注腔体内，使物料充满整个浇注腔体，然后各个推料缸带动推杆收回；
⑤开启内成型模、左外成型模和右外成型模上的温控装置对浇注好的管材进行冷却固化；
⑥待冷却固化完成后，将左台车和右台车向远离内成型模的方向进行移动，从而带动左外成型模和右外成型模进行分模；
⑦将步骤⑥中的管材和内成型模吊出放至脱模装置中，脱模装置将内成型模和管材沿轴向方向进行分离，分离后即制得一个波纹管段；
⑧当所述波纹管包含两个以上的波纹管段时，将多个波纹管段在轴向方向上进行插接连接，最终获得一体式实心波纹管。
较之现有技术而言，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的一体式实心波纹管、用于生产该波纹管的设备及方法，该波纹管由多个波纹管段相互插接而成，每个波纹管段外壁上大波峰、波谷和小波峰的组合设置，起到了协同抗压的作用，大大提高了管材的抗外压性能；该设备不仅结构设计合理，生产操作简便，而且不存在转动部分，安全性好；该制造方法不仅工艺操作简便，而且生产质量稳定，大大降低了生产成本；
(2)本发明的波纹管段采用整体注塑，材料致密性好，利用外模和内模进行固化，壁厚均匀一致，尺寸稳定，极大地保障了产品质量；
(3)本发明采用内外注塑成型一体式工艺，管材内外壁光滑，无接缝，有利于提高液体输送速度；
(4)本发明提供的一体式实心波纹管，设计巧妙，使用性能可靠，具有广阔的市场前景。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明一体式实心波纹管的结构示意图；
图2是图1中一个波纹管段的结构示意图；
图3是图2中一个波纹单元的结构示意图；
图4是一个波纹管段的三维结构示意图；
图5是本发明一体式实心波纹管制造设备的三维结构示意图；
图6是本发明一体式实心波纹管制造设备另一视角的三维结构示意图；
图7是本发明一体式实心波纹管制造设备另一实施方式的结构示意图。
图中符号说明：1、波纹管段，11、管材本体，111、小波峰一，112、波谷一，113、大波峰一，114、波谷二，115、小波峰二，116、波谷三，117、大波峰二，118、波谷四，12、承口，121、承接壁，122、连接壁二，13、插口，131、连接壁一，132、插接壁，133、环形安装槽，2、支撑架，3、内成型模，4、左外成型模，41、左外成型模本体，42、左浇注腔体，43、左浇口，5、右外成型模，51、右外成型模本体，52、右浇注腔体，53、右浇口，6、左台车，7、右台车，8、输料单元，81、储料腔，82、推杆，83、推料缸，9、物料挤出机，h1、大波峰一或大波峰二的高度，h2、小波峰一或小波峰二的高度，t、波谷一或波谷二或波谷三或波谷四的厚度，d、波纹管内径，w1、大波峰一或大波峰二的宽度，w2、小波峰一或小波峰二的宽度，w3、波谷一或波谷二或波谷三或波谷四的宽度，L、大波峰一和大波峰二之间的距离。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明内容进行详细说明：
具体实施方式(一)：
如图1-4所示为本发明提供的一种一体式实心波纹管，其特征在于：该波纹管包括一个以上的波纹管段1，所述波纹管包含两个以上的波纹管段1时沿轴向方向上相互插接连接，每个波纹管段1包括管材本体11以及分别连接于管材本体11两端的承口12和插口13，每个波纹管段1的插口13能插入相邻一个波纹管段1的承口12内，所述管材本体11的内壁呈圆筒形，所述管材本体11的外壁由多个波纹单元沿轴向方向依次连接设置，每个波纹单元包括沿轴向方向依次连接设置的小波峰一111、波谷一112、大波峰一113、波谷二114、小波峰二115、波谷三116、大波峰二117和波谷四118。
如图2所示，为了更好地将两个波纹管段进行插接连接，所述插口13包括连接壁一131、与连接壁131相连接且外周壁呈锥形状的插接壁132以及设置于插接壁132外周壁上的用于安装橡胶圈的环形安装槽133，所述承口12包括与插接壁132相配合连接的承接壁121以及与连接壁131相配合的连接壁二122，所述承接壁121的内周壁呈锥度与插接壁132外周壁锥度相同的锥形状，所述连接壁二122套设于连接壁一131外周。
优选的，所述一体式实心波纹管采用改性聚乙烯或改性聚丙烯制成。
如图3所示，优选的，所述大波峰一113和大波峰二117的高度h1为波纹管内径d的5％～10％，所述小波峰一111和小波峰二115的高度h2为波纹管内径d的2％～6％，所述波谷一112、波谷二114、波谷三116和波谷四118的厚度t为波纹管内径d的0.5％～2％，所述大波峰一113和大波峰二117的宽度w1为波纹管内径d的2％～6％，所述大波峰一113和大波峰二117的宽度w1为其高度h1的30％～60％，所述小波峰一111和小波峰二115的宽度w2为其高度h2的35％～65％，所述所述波谷一112、波谷二114、波谷三116和波谷四118的宽度w3为其厚度t的3～8倍。
如图3所示，为了进一步提高环刚度，所述大波峰一113和大波峰二117之间的距离L为大波峰一113和大波峰二117的宽度w1的3～8倍。
具体实施方式(二)：
如图5-6所示为本发明提供的一种一体式实心波纹管的制造设备，其特征在于：该设备包括支撑架2、固定安装于支撑架2上的内成型模3以及对称分设于内成型模3左右两侧且能在接近或远离内成型模3的方向上进行移动开合的左外成型模4和右外成型模5，所述左外成型模4包括左外成型模本体41、设置于左外成型模本体41上的左浇注腔体42以及一个以上设置于左外成型模本体41上且与左浇注腔体42相连通的左浇口43，所述右外成型模5包括右外成型模本体51、设置于右外成型模本体51上的右浇注腔体52以及一个以上设置于右外成型模本体51上且与右浇注腔体52相连通的右浇口53，所述左浇注腔体42内表面、右浇注腔体52内表面和内成型模3外表面之间围成一个形状与波纹管相匹配的浇注腔体，所述制造设备还包括用于向左浇口43和右浇口53注入熔融物料的物料供给装置、用于将内成型模3和冷却后的管材进行分离的脱模装置以及分别设置于内成型模3、左外成型模4、右外成型模5和物料供给装置上的温控装置。温控装置包括冷却单元和加热单元。
进一步的，所述制造设备还包括对称分设于内成型模3左右两侧且滑动连接于地面上的左台车6和右台车7，所述左台车6和右台车7的滑动方向与内成型模3的轴线相垂直，所述左外成型模4和右外成型模5分别固定安装于左台车6和右台车7上，所述物料供给装置包括固定安装于左台车6和右台车7上且数量与左浇口43和右浇口53相匹配的输料单元8以及数量与输料单元8相匹配且与各个输料单元8相连接的物料挤出机9，每个输料单元8包括固定安装于左台车6或右台车7上的储料腔81、滑动连接于储料腔81内的推杆82以及连接于左台车6和推杆82之间或右台车7和推杆82之间的推料缸83，各个物料挤出机9与对应的储料腔81相连接。
如图7所示，两个储料腔81之间配备一台物料挤出机9，三者通过三通管相连通。当然，也可以在多个储料腔81之间配备一个物料挤出机9。
具体实施方式(三)：
一种一体式实心波纹管的制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
①将左台车6和右台车7向接近内成型模3的方向进行移动，从而带动左外成型模4和右外成型模5进行合模；
②将物料放入各个物料挤出机9内，然后开启温控装置对各个物料挤出机9和各个储料腔81进行加热，加热温度控制在180℃～250℃；
③达到加热温度后，开启各个物料挤出机9，将物料熔融挤出到对应的储料腔81，待物料充满各个储料腔81后关闭各个物料挤出机9；
④启动各个推料缸83，各个推料缸83同时带动各个推杆82将各个储料腔81内的熔融物料推入浇注腔体42内表面、右浇注腔体52内表面和内成型模3外表面之间围成的浇注腔体内，使物料充满整个浇注腔体，然后各个推料缸83带动推杆82收回；
⑤开启内成型模3、左外成型模4和右外成型模5上的温控装置对浇注好的管材进行冷却固化；
⑥待冷却固化完成后，将左台车6和右台车7向远离内成型模3的方向进行移动，从而带动左外成型模4和右外成型模5进行分模；
⑦将步骤⑥中的管材和内成型模3吊出放至脱模装置中，脱模装置将内成型模3和管材沿轴向方向进行分离，分离后即制得一个波纹管段1；
⑧当所述波纹管包含两个以上的波纹管段1时，将多个波纹管段1在轴向方向上进行插接连接，最终获得一体式实心波纹管。
表1：本发明一种注塑成型一体式式实心波纹管与其它空心波峰结构管材的主要性能对比表
从表1中可以看出，本发明的实心波纹管，环刚度、冲击性能、环柔性和管材重量明显优于现有的管材，同时其生产工艺、设备操作性均优于现有工艺。
上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种一体式实心波纹管，其特征在于：该波纹管包括一个以上的波纹管段(1)，所述波纹管包含两个以上的波纹管段(1)时沿轴向方向上相互插接连接，每个波纹管段(1)包括管材本体(11)以及分别连接于管材本体(11)两端的承口(12)和插口(13)，每个波纹管段(1)的插口(13)能插入相邻一个波纹管段(1)的承口(12)内，所述管材本体(11)的内壁呈圆筒形，所述管材本体(11)的外壁由多个波纹单元沿轴向方向依次连接设置，每个波纹单元包括沿轴向方向依次连接设置的小波峰一(111)、波谷一(112)、大波峰一(113)、波谷二(114)、小波峰二(115)、波谷三(116)、大波峰二(117)和波谷四(118)。
2.根据权利要求1所述的一体式实心波纹管，其特征在于：所述插口(13)包括连接壁一(131)、与连接壁(131)相连接且外周壁呈锥形状的插接壁(132)以及设置于插接壁(132)外周壁上的用于安装橡胶圈的环形安装槽(133)，所述承口(12)包括与插接壁(132)相配合连接的承接壁(121)以及与连接壁(131)相配合的连接壁二(122)，所述承接壁(121)的内周壁呈锥度与插接壁(132)外周壁锥度相同的锥形状，所述连接壁二(122)套设于连接壁一(131)外周。
3.根据权利要求1所述的一体式实心波纹管，其特征在于：所述大波峰一(113)和大波峰二(117)的高度(h1)为波纹管内径(d)的5％～10％，所述小波峰一(111)和小波峰二(115)的高度(h2)为波纹管内径(d)的2％～6％，所述波谷一(112)、波谷二(114)、波谷三(116)和波谷四(118)的厚度(t)为波纹管内径(d)的0.5％～2％，所述大波峰一(113)和大波峰二(117)的宽度(w1)为波纹管内径(d)的2％～6％，所述大波峰一(113)和大波峰二(117)的宽度(w1)为其高度(h1)的30％～60％，所述小波峰一(111)和小波峰二(115)的宽度(w2)为其高度(h2)的35％～65％，所述所述波谷一(112)、波谷二(114)、波谷三(116)和波谷四(118)的宽度(w3)为其厚度(t)的3～8倍。
4.根据权利要求1所述的一体式实心波纹管，其特征在于：所述大波峰一(113)和大波峰二(117)之间的距离(L)为大波峰一(113)和大波峰二(117)的宽度(w1)的3～8倍。
5.一种一体式实心波纹管的制造设备，其特征在于：该设备包括支撑架(2)、固定安装于支撑架(2)上的内成型模(3)以及对称分设于内成型模(3)左右两侧且能在接近或远离内成型模(3)的方向上进行移动开合的左外成型模(4)和右外成型模(5)，所述左外成型模(4)包括左外成型模本体(41)、设置于左外成型模本体(41)上的左浇注腔体(42)以及一个以上设置于左外成型模本体(41)上且与左浇注腔体(42)相连通的左浇口(43)，所述右外成型模(5)包括右外成型模本体(51)、设置于右外成型模本体(51)上的右浇注腔体(52)以及一个以上设置于右外成型模本体(51)上且与右浇注腔体(52)相连通的右浇口(53)，所述左浇注腔体(42)内表面、右浇注腔体(52)内表面和内成型模(3)外表面之间围成一个形状与波纹管相匹配的浇注腔体，所述制造设备还包括用于向左浇口(43)和右浇口(53)注入熔融物料的物料供给装置、用于将内成型模(3)和冷却后的管材进行分离的脱模装置以及分别设置于内成型模(3)、左外成型模(4)、右外成型模(5)和物料供给装置上的温控装置。
6.根据权利要求5所述的制造设备，其特征在于：所述制造设备还包括对称分设于内成型模(3)左右两侧且滑动连接于地面上的左台车(6)和右台车(7)，所述左台车(6)和右台车(7)的滑动方向与内成型模(3)的轴线相垂直，所述左外成型模(4)和右外成型模(5)分别固定安装于左台车(6)和右台车(7)上，所述物料供给装置包括固定安装于左台车(6)和右台车(7)上且数量与左浇口(43)和右浇口(53)相匹配的输料单元(8)以及数量与输料单元(8)相匹配且与各个输料单元(8)相连接的物料挤出机(9)，每个输料单元(8)包括固定安装于左台车(6)或右台车(7)上的储料腔(81)、滑动连接于储料腔(81)内的推杆(82)以及连接于左台车(6)和推杆(82)之间或右台车(7)和推杆(82)之间的推料缸(83)，各个物料挤出机(9)与对应的储料腔(81)相连接。
7.一种一体式实心波纹管的制造方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
①将左台车(6)和右台车(7)向接近内成型模(3)的方向进行移动，从而带动左外成型模(4)和右外成型模(5)进行合模；
②将物料放入各个物料挤出机(9)内，然后开启温控装置对各个物料挤出机(9)和各个储料腔(81)进行加热，加热温度控制在180℃～250℃；
③达到加热温度后，开启各个物料挤出机(9)，将物料熔融挤出到对应的储料腔(81)，待物料充满各个储料腔(81)后关闭各个物料挤出机(9)；
④启动各个推料缸(83)，各个推料缸(83)同时带动各个推杆(82)将各个储料腔(81)内的熔融物料推入浇注腔体(42)内表面、右浇注腔体(52)内表面和内成型模(3)外表面之间围成的浇注腔体内，使物料充满整个浇注腔体，然后各个推料缸(83)带动推杆(82)收回；
⑤开启内成型模(3)、左外成型模(4)和右外成型模(5)上的温控装置对浇注好的管材进行冷却固化；
⑥待冷却固化完成后，将左台车(6)和右台车(7)向远离内成型模(3)的方向进行移动，从而带动左外成型模(4)和右外成型模(5)进行分模；
⑦将步骤⑥中的管材和内成型模(3)吊出放至脱模装置中，脱模装置将内成型模(3)和管材沿轴向方向进行分离，分离后即制得一个波纹管段(1)；
⑧当所述波纹管包含两个以上的波纹管段(1)时，将波纹管段(1)在轴向方向上进行插接连接，最终获得一体式实心波纹管。
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