CN108705730A - 一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备，该方法是通过多点同时注射、保压及冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的；所用的成型设备，包括锁模系统机架，锁模系统机架上设有模具体，锁模系统机架四侧设有储料注射系统机架。本发明不仅满足高强度大口径塑料管道生产成型要求，生产的高强度大口径塑料管道精度较高，而且提高了高强度大口径塑料管道生产效率，降低了高强度大口径塑料管道的生产成本，实现了高强度大口径塑料管道的高效率，高精度和低成本的生产。

Description

一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备

技术领域

本发明涉及塑料管道制造技术领域，特别是一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备。

背景技术

大口径塑料管道以其优异的性能，尤其是高强度的大口径管道，被广泛应用于埋地排水管和管道交汇处的检查井等。目前塑料管道的成型方法主要有挤出法和缠绕法，虽挤出和缠绕法都能成型大口径的管道，但这两种方法在生产大口径管道时都存在一些弊端。

对于挤出法，其挤出大口径管道时面临生产效率低和所成型管道外壁不可太复杂等问题，如管道外壁难以设置交错的加强筋等。而为了制备高强度的大口径管道，往往增加管道壁厚以提高强度，这样势必导致材料的浪费，生产效率的降低和成本的增加，以至于采用挤出法难以制备高强度的大口径管道。

对于缠绕法，其采用螺旋缠绕技术成型大口径管道，再经组合、焊接等工序同接头连接在一起，劳动强度大，效率较低，同时大口径的管道缠绕过程中很难保证管道的圆度，管道圆度保证不了会造成管道后期与接头对接困难，施工安装费时费力。

另注塑法作为主要的塑料成型加工方法，以其高效率、高精度，被广泛应用于塑料件的制备。但对于大口径的管道，由于管道质量很大，往往可超过200千克，就目前的大型注塑机的注射量而言，是难以满足上述大口径管道的成型的。

综上所述，要想高效率，高精度和低成本的生产出高强度大口径塑料管道，目前还没有很好的方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备。本发明不仅满足高强度大口径塑料管道生产成型要求，生产的高强度大口径塑料管道精度较高，而且提高了高强度大口径塑料管道生产效率，降低了高强度大口径塑料管道的生产成本，实现了高强度大口径塑料管道的高效率，高精度和低成本的生产。

本发明的技术方案：一种高强度大口塑料管道成型方法，通过多点同时注射、保压及冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

前述的一种高强度大口塑料管道成型方法中，所述方法是设置多个活塞式储料缸，利用储料注射油缸将塑料熔体由滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

前述的一种高强度大口塑料管道成型方法中，所述方法是通过挤出机向活塞式储料缸中连续不断的供给塑料熔融体，利用储料注射油缸将塑料熔体通过设有多个热流道喷嘴的滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，使塑料熔体充满模具体的型腔，塑料熔体冷却定型后，将模具体的型芯脱出，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

前述的一种高强度大口塑料管道成型方法所用的成型设备，包括锁模系统机架，锁模系统机架上设有模具体，锁模系统机架四侧设有储料注射系统机架；储料注射系统机架上设有活塞式储料缸和滑动热流道体，活塞式储料缸与储料注射油缸相连接。

前述的成型设备中，所述锁模系统机架包括锁模机架底座，锁模机架底座上设有左锁模机架板和右锁模机架板，通过锁模拉杆和锁模机架压紧螺母连接，左锁模机架板和右锁模机架板上均设有多组锁模往复油缸；左锁模机架板和右锁模机架板之间设有左移动板和右移动板，左移动板和右移动板分别通过锁模往复油缸与锁模机架板和右锁模机架板连接，锁模往复油缸与左移动板和右移动板连接处设有大法兰连接环，左移动板和右移动板下端与滑动支撑块活动连接，滑动支撑块固定安装在锁模机架底座上，所述模具体设在左移动板和右移动板之间。

前述的成型设备中，所述模具体包括左模具型腔和右模具型腔，左模具型腔和右模具型腔之间设有型芯；左模具型腔和右模具型腔分别与左移动板和右移动板固定连接，左模具型腔和右模具型腔的下表面为模具基准面；左模具型腔和右模具型腔分型面间设置有模具导向柱及对应的模具导向孔；左模具型腔和右模具型腔上还设有注射流道。

前述的成型设备中，所述型芯为整体式或分体式结构，分体式的型芯包括分体型芯A、分体型芯B、分体型芯C和分体型芯D，同时分体型芯A、分体型芯B、分体型芯C和分体型芯D上对应设有限位沉孔A、限位沉孔B、限位沉孔C和限位沉孔D，限位沉孔A、限位沉孔B、限位沉孔C和限位沉孔D的深度逐级递减；所述分体式的型芯还包括型芯导向杆和型芯脱模杆，型芯导向杆与锁模机架底座固定连接，型芯脱模杆通过大往复油缸与锁模机架底座固定连接；分体型芯A、分体型芯B、分体型芯C和分体型芯D上均设有导向孔，分体型芯A、分体型芯B、分体型芯C和分体型芯D分别通过导向孔，限位沉孔A、限位沉孔B、限位沉孔C和限位沉孔D套设在型芯导向杆和型芯脱模杆上，型芯脱模杆上依次环套设置有型芯脱模环A、型芯脱模环B、型芯脱模环C和型芯脱模环D，分体型芯A的导向孔位置设有型芯限位挡环。

前述的成型设备中，所述储料注射系统机架包括设在锁模机架底座四侧的储料底座，储料底座与锁模机架底座固定连接；储料底座上方设有储料机架前板和储料机架后板，储料机架前板和储料机架后板通过储料拉杆和储料机架压紧螺母连接；储料机架前板和储料机架后板之间设有活塞式储料缸，储料机架后板上设有储料注射油缸，储料注射油缸与活塞式储料缸连接；所述储料注射系统机架还包括设在储料底座一侧的挤出机底座，挤出机底座上方设有挤出机，挤出机通过连接通道与活塞式储料缸连通。

前述的成型设备中，所述滑动热流道体包括固定支撑架，固定支撑架固定连接在储料底座上，固定支撑架上固定连接有多个小往复油缸和流道板导向柱；流道板导向柱上滑动连接有滑动热流道体流道板，滑动热流道体流道板上固定连接有多个滑动热流道体喷嘴和滑动热流道体密封段，滑动热流道体密封段与储料注射系统间滑动密封。

与现有技术相比，由多个活塞式储料缸，在储料注射油缸作用下，塑料熔体通过滑动热流道体，高压多点同时注入模具体，来模塑该大口径、高强度、高精度管道；由固定在挤出机底座上的挤出机连续不断的向活塞式储料缸中供给熔融的塑料，满足大口径管道大质量的要求；同时，为了快速的将熔料注入模具体中，采用了多个滑动热流道体，在管道四周进胶，以实现大口径管道的高效率生产。

模具体固定在左移动板和右移动板上；由左锁模机架板，右锁模机架板，锁模拉杆和锁模机架压紧螺母组合成的一套封闭力系，构成了整个成型装备的锁模系统机架，整个锁模系统机架固定在锁模机架底座上；模具体的开、合模过程由固定在左锁模机架板和右锁模机架板上的锁模往复油缸完成；储料机架前板，储料机架后板，储料拉杆和储料机架压紧螺母组合成的一套封闭力系，构成了整个成型装备的储料注射系统机架，整个储料注射系统机架固定在储料底座上，以满足储料注射油缸的高压注射，从而得到密实的管道，进而提高管道成型精度；挤出机底座连接固定在储料底座上，储料底座连接固定在锁模机架底座上，以使整个成型装备连接成一个整体。

模具体主要由左模具型腔、右模具型腔和整体或分体式型芯组成；左模具型腔和右模具型腔分别安装固定在左移动板和右移动板上；左模具型腔和右模具型腔的下表面为模具基准面，其贴合左移动板和右移动板图示对应面；左移动板和右移动板分别支撑在滑动支撑块上，并可往复滑动，滑动支撑块固定在锁模机架底座上，采用该结构可将模具体的大重量承压在左、右移动板上，利于模具体的安装和工作稳定性。模具体开、合模工作动作的实现，由锁模往复油缸推拉左移动板和右移动板相向运动完成，同时，在左模具型腔和右模具型腔分型面间设置有模具导向柱，进一步保证成型过程中的定位稳定性。左模具型腔和右模具型腔上，设置有适配滑动热流道体喷嘴的注射流道，成型过程中由多个滑动热流道体喷嘴贴合模具体进行注射、保压；所述的滑动热流道体由滑动热流道体流道板、滑动热流道体喷嘴和滑动热流道体密封段组成；开模前滑动热流道体的退出动作和合模后的前进动作，由固定在固定支撑架上的小往复油缸推拉实现，小往复油缸的活塞杆由小法兰连接环固连在滑动热流道体流道板上，滑动热流道体前后运动时由固定在固定支撑架上的流道板导向柱承力导向，运动过程中滑动热流道体密封段与储料注射系统间滑动密封。管道注射保压冷却好后，开模前，整体或分体式型芯先脱出，其脱出过程由固定在锁模机架上的大往复油缸，拉动型芯脱模杆带动整体或分体式型芯向下运动进行脱模；整体或分体式型芯的复位同样由大往复油缸推起，并由型芯导向杆顶部的型芯限位挡环进行限位；整体或分体式型芯工作过程中，由型芯导向杆进行承力导向，其固定在锁模机架上。

对于分体式型芯，其由分体型芯A，分体型芯B，分体型芯C，分体型芯D和型芯脱模环A，型芯脱模环B，型芯脱模环C ，型芯脱模环D组成；所有的分体型芯由型芯导向杆承力导向，所有的型芯脱模环，环套在型芯脱模杆上；脱模过程由大往复油缸拉动型芯脱模杆上的脱模环，逐级分别作用脱出各分体型芯。

分体型芯逐级脱出动作的实现，如图所示，各分体型芯上表面分别设置有限位沉孔A，限位沉孔B，限位沉孔C和限位沉孔D ，为实现逐级分步脱模，各限位沉孔的深度由A到D逐级递减，并适配各相应的型芯脱模环，脱模过程先脱出分体型芯D，最后脱出分体型芯A；采用分体型芯可降低脱模过程中的脱模力，同时，超大型芯改由分体型芯单独制造大大降低了型芯的制造难度和节约成本。

通过上述的成型方法和成型装置，能够顺利的高效率、高精度的生产出上述大口径高强度塑料管道；所成型的大口径管道，管体、管道对接结构一体成型，可通过后期管道的直接对接实现无限长度的大口径管道的快速生产。

综上所述，本发明不仅满足高强度大口径塑料管道生产成型要求，生产的高强度大口径塑料管道精度较高，而且提高了高强度大口径塑料管道生产效率，降低了高强度大口径塑料管道的生产成本，实现了高强度大口径塑料管道的高效率，高精度和低成本的生产。

附图说明

图1是本发明成型设备的结构示意图；

图2是本发明成型设备的分解结构示意图A；

图3是本发明成型设备的分解结构示意图B；

图4是模具体型芯脱模示意图；

图5是本发明的一种高强度大口径塑料管道结构示意图。

附图中的标记为：1、交叉加强筋 2、承插孔 3、管道内壁 4、承接头 5、贴合端面6、承接处法兰 7、法兰拉紧槽 8、右移动板 9、右锁模机架板 10、锁模拉杆 11、模具体 12、左锁模机架板 13、锁模机架压紧螺母 14、锁模往锁模往复油缸 15、左移动板 16、锁模机架底座 17、滑动热流道体 18、储料底座 19、储料机架前板 20、储料拉杆 21、储料机架压紧螺母 22、储料机架后板 23、储料注射油缸 24、挤出机底座 25、挤出机 26、活塞式储料缸 27、右模具型腔 28、整体或分体式型芯 29、大口径塑料管道 30、左模具型腔 31、大法兰连接环 32、滑动支撑块 33、模具导向柱 34、大往锁模往复油缸 35、小法兰连接环 36、小往锁模往复油缸 37、固定支撑架 38、模具基准面 39、流道板导向柱 40、滑动热流道体流道板 41、注射流道 42、滑动热流道体喷嘴 43、型芯脱模环A 44、型芯限位挡环 45、型芯脱模环B 46、型芯脱模环C 47、型芯脱模环D 48、型芯导向杆 49、型芯脱模杆 50、分体型芯D 51、分体型芯C 52、分体型芯B 53、分体型芯A 54、滑动热流道体密封段 55、限位沉孔A56、限位沉孔B 57、限位沉孔C 58、限位沉孔D。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种高强度大口塑料管道成型方法及成型设备，如图1至图5所示，通过多点同时注射、保压及冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

所述方法是设置多个活塞式储料缸，利用储料注射油缸将塑料熔体由滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的；所述方法是通过挤出机向活塞式储料缸中连续不断的供给塑料熔融体，利用储料注射油缸将塑料熔体通过设有多个热流道喷嘴的滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，使塑料熔体充满模具体的型腔，塑料熔体冷却定型后，将模具体的型芯脱出，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

上述的一种高强度大口塑料管道成型方法所用的成型设备，包括锁模系统机架，锁模系统机架上设有模具体11，锁模系统机架四侧设有储料注射系统机架；储料注射系统机架上设有活塞式储料缸26和滑动热流道体17，活塞式储料缸26与储料注射油缸23相连接。

所述锁模系统机架包括锁模机架底座16，锁模机架底座16上设有左锁模机架板12和右锁模机架板9，通过锁模拉杆10和锁模机架压紧螺母13连接，左锁模机架板12和右锁模机架板9上均设有多组锁模往复油缸14；左锁模机架板12和右锁模机架板9之间设有左移动板15和右移动板8，左移动板15和右移动板8分别通过锁模往复油缸14与锁模机架板12和右锁模机架板9连接，锁模往复油缸14与左移动板15和右移动板8连接处设有大法兰连接环31，左移动板15和右移动板8下端与滑动支撑块32活动连接，滑动支撑块32固定安装在锁模机架底座16上，所述模具体11设在左移动板15和右移动板8之间；所述模具体11包括左模具型腔30和右模具型腔27，左模具型腔30和右模具型腔27之间设有型芯28；左模具型腔30和右模具型腔27分别与左移动板15和右移动板8固定连接，左模具型腔30和右模具型腔27的下表面为模具基准面38；左模具型腔30和右模具型腔27分型面间设置有模具导向柱33及对应的模具导向孔；左模具型腔30和右模具型腔27上还设有注射流道41；所述型芯28为整体式或分体式结构，分体式的型芯28包括分体型芯A53、分体型芯B52、分体型芯C51和分体型芯D50，同时分体型芯A53、分体型芯B52、分体型芯C51和分体型芯D50上对应设有限位沉孔A55、限位沉孔B56、限位沉孔C57和限位沉孔D58，限位沉孔A55、限位沉孔B56、限位沉孔C57和限位沉孔D58的深度逐级递减；所述分体式的型芯28还包括型芯导向杆48和型芯脱模杆49，型芯导向杆48与锁模机架底座16固定连接，型芯脱模杆49通过大往复油缸34与锁模机架底座16固定连接；分体型芯A53、分体型芯B52、分体型芯C51和分体型芯D50上均设有导向孔，分体型芯A53、分体型芯B52、分体型芯C51和分体型芯D50分别通过导向孔，限位沉孔A55、限位沉孔B56、限位沉孔C57和限位沉孔D58套设在型芯导向杆48和型芯脱模杆49上，型芯脱模杆49上依次环套设置有型芯脱模环A43、型芯脱模环B45、型芯脱模环C46和型芯脱模环D47，分体型芯A53的导向孔位置设有型芯限位挡环44；所述储料注射系统机架包括设在锁模机架底座16四侧的储料底座18，储料底座18与锁模机架底座16固定连接；储料底座18上方设有储料机架前板19和储料机架后板22，储料机架前板19和储料机架后板22通过储料拉杆20和储料机架压紧螺母21连接；储料机架前板19和储料机架后板22之间设有活塞式储料缸26，储料机架后板22上设有储料注射油缸23，储料注射油缸23与活塞式储料缸26连接；所述储料注射系统机架还包括设在储料底座18一侧的挤出机底座24，挤出机底座24上方设有挤出机25，挤出机25通过连接通道与活塞式储料缸26连通；所述滑动热流道体17包括固定支撑架37，固定支撑架37固定连接在储料底座18上，固定支撑架37上固定连接有多个小往复油缸36和流道板导向柱39；流道板导向柱39上滑动连接有滑动热流道体流道板40，滑动热流道体流道板40上固定连接有多个滑动热流道体喷嘴42和滑动热流道体密封段54，滑动热流道体密封段54与储料注射系统间滑动密封。

工作原理：通过挤出机25连续不断的向活塞式储料缸26中供给熔融的塑料，合模注射开始，首先，大往复油缸34推起整体或分体式型芯28复位，其次，左模具型腔30和右模具型腔27在锁模往复油缸14作用下合模并起高压锁模，再次，滑动热流道体17在小往复油缸36推动下适配模具注射流道41并压紧，最后，由多个活塞式储料缸26，在储料注射油缸23作用下，塑料熔体通过滑动热流道体17，高压多点四周同时注入模具体11，保压冷却定型；随后，开模取件，其过程为：首先，在大往复油缸34拉动下，向下脱出整体或分体式型芯28，高强度大口径塑料管道29脱离型芯，其次，左模具型腔30和右模具型腔27在锁模往复油缸14作用下开模，产品外延露出模腔，最后，大型机械臂夹持大口径管道外周圈向上提取出管道，完成一件管道的生产。上述过程即为所述大口径管道的实际成型过程。

所述的高强度大口径塑料管道29长度大于等于1000mm，内径大于等于1000mm；管道壁厚均匀，管体壁厚选择范围3~15mm，管道内壁3轴向斜度为0.1°~15°；管体外壁密集布置有高度大于等于25mm的交叉加强筋1；管道两端分别设置有大口径承插孔2和承接头4，承插孔2和承接头4轴向带有0.1°~15°斜度，承插孔2和承接头4轴向锥面适配，安装对接后紧贴合。

管道的承插孔2和承接头4间的贴合端面5上还可设置有法兰盘6，法兰盘6上开设有法兰拉紧槽7，法兰拉紧槽7为沿开模方向的通槽结构。

Claims (9)

1.一种高强度大口塑料管道成型方法，其特征在于：通过多点同时注射、保压及冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

2.根据权利要求1所述的一种高强度大口塑料管道成型方法，其特征在于：所述方法是设置多个活塞式储料缸，利用储料注射油缸将塑料熔体由滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

3.根据权利要求1所述的一种高强度大口塑料管道成型方法，其特征在于：所述方法是通过挤出机向活塞式储料缸中连续不断的供给塑料熔融体，利用储料注射油缸将塑料熔体通过设有多个热流道喷嘴的滑动热流道体高压多点同时注入模具体中，使塑料熔体充满模具体的型腔，塑料熔体冷却定型后，将模具体的型芯脱出，实现同时注射、保压、冷却定型，达到高强度大口径塑料管道成型的目的。

4.按照权利要求1-3任一权利要求所述的一种高强度大口塑料管道成型方法所用的成型设备，其特征在于：包括锁模系统机架，锁模系统机架上设有模具体（11），锁模系统机架四侧设有储料注射系统机架；储料注射系统机架上设有活塞式储料缸（26）和滑动热流道体（17），活塞式储料缸（26）与储料注射油缸（23）相连接。

5.根据权利要求4所述的成型设备，其特征在于：所述锁模系统机架包括锁模机架底座（16），锁模机架底座（16）上设有左锁模机架板（12）和右锁模机架板（9），通过锁模拉杆（10）和锁模机架压紧螺母（13）连接，左锁模机架板（12）和右锁模机架板（9）上均设有多组锁模往复油缸（14）；左锁模机架板（12）和右锁模机架板（9）之间设有左移动板（15）和右移动板（8），左移动板（15）和右移动板（8）分别通过锁模往复油缸（14）与锁模机架板（12）和右锁模机架板（9）连接，锁模往复油缸（14）与左移动板（15）和右移动板（8）连接处设有大法兰连接环（31），左移动板（15）和右移动板（8）下端与滑动支撑块（32）活动连接，滑动支撑块（32）固定安装在锁模机架底座（16）上，所述模具体（11）设在左移动板（15）和右移动板（8）之间。

6.根据权利要求4所述的成型设备，其特征在于：所述模具体（11）包括左模具型腔（30）和右模具型腔（27），左模具型腔（30）和右模具型腔（27）之间设有型芯（28）；左模具型腔（30）和右模具型腔（27）分别与左移动板（15）和右移动板（8）固定连接，左模具型腔（30）和右模具型腔（27）的下表面为模具基准面（38）；左模具型腔（30）和右模具型腔（27）分型面间设置有模具导向柱（33）及对应的模具导向孔；左模具型腔（30）和右模具型腔（27）上还设有注射流道（41）。

7.根据权利要求4所述的成型设备，其特征在于：所述型芯（28）为整体式或分体式结构，分体式的型芯（28）包括分体型芯A（53）、分体型芯B（52）、分体型芯C（51）和分体型芯D（50），同时分体型芯A（53）、分体型芯B（52）、分体型芯C（51）和分体型芯D（50）上对应设有限位沉孔A（55）、限位沉孔B（56）、限位沉孔C（57）和限位沉孔D（58），限位沉孔A（55）、限位沉孔B（56）、限位沉孔C（57）和限位沉孔D（58）的深度逐级递减；所述分体式的型芯（28）还包括型芯导向杆（48）和型芯脱模杆（49），型芯导向杆（48）与锁模机架底座（16）固定连接，型芯脱模杆（49）通过大往复油缸（34）与锁模机架底座（16）固定连接；分体型芯A（53）、分体型芯B（52）、分体型芯C（51）和分体型芯D（50）上均设有导向孔，分体型芯A（53）、分体型芯B（52）、分体型芯C（51）和分体型芯D（50）分别通过导向孔，限位沉孔A（55）、限位沉孔B（56）、限位沉孔C（57）和限位沉孔D（58）套设在型芯导向杆（48）和型芯脱模杆（49）上，型芯脱模杆（49）上依次环套设置有型芯脱模环A（43）、型芯脱模环B（45）、型芯脱模环C（46）和型芯脱模环D（47），分体型芯A（53）的导向孔位置设有型芯限位挡环（44）。

8.根据权利要求4所述的成型设备，其特征在于：所述储料注射系统机架包括设在锁模机架底座（16）四侧的储料底座（18），储料底座（18）与锁模机架底座（16）固定连接；储料底座（18）上方设有储料机架前板（19）和储料机架后板（22），储料机架前板（19）和储料机架后板（22）通过储料拉杆（20）和储料机架压紧螺母（21）连接；储料机架前板（19）和储料机架后板（22）之间设有活塞式储料缸（26），储料机架后板（22）上设有储料注射油缸（23），储料注射油缸（23）与活塞式储料缸（26）连接；所述储料注射系统机架还包括设在储料底座（18）一侧的挤出机底座（24），挤出机底座（24）上方设有挤出机（25），挤出机（25）通过连接通道与活塞式储料缸（26）连通。

9.根据权利要求4所述的成型设备，其特征在于：所述滑动热流道体（17）包括固定支撑架（37），固定支撑架（37）固定连接在储料底座（18）上，固定支撑架（37）上固定连接有多个小往复油缸（36）和流道板导向柱（39）；流道板导向柱（39）上滑动连接有滑动热流道体流道板（40），滑动热流道体流道板（40）上固定连接有多个滑动热流道体喷嘴（42）和滑动热流道体密封段（54），滑动热流道体密封段（54）与储料注射系统间滑动密封。