CN108819160A - 一种塑料管材成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料管材成型设备，主要解决现有的塑料管材成型机加热系统结构不合理，加热熔化效果偏差，导致塑料在挤出过程中无法做到稳定输出，影响塑料管材成型机工作效率的问题。本发明通过采用一种塑料管材成型设备，包括传动机构、挤出成型机构和操作台,所述传动机构一侧连接有挤出成型机构，所述挤出成型机构前端设有操作台，所述操作台包括电器柜与操作面板,所述电器柜上方安装有控制面板的技术方案，较好地解决了该问题，可用作塑料管材的成型。

Description

一种塑料管材成型设备

技术领域

本发明涉及一种塑料管材成型设备。

背景技术

在塑料管材成型设备中，塑料管材成型机通常称之为主机，而与其配套的后续设备塑料挤出成型机则称为辅机。塑料管材成型机的成型原理是：通过加热、加压而使塑料以流动状态连续通过出口模成型的方法，也称为“挤塑机”。但是，现有的塑料管材成型机大多存在加热系统结构不合理，加热熔化效果偏差，塑料易在挤塑筒内固化，导致塑料的推送和挤出不够顺畅，从而无法做到稳定输出，影响塑料管材成型机工作效率。因此亟需研发一种能够解决上述问题的塑料管材成型设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种新的塑料管材成型设备，该设备改善了塑料加热质量，从而提高加热熔化效果，进一步地提高了成型效率的优点，解决了现有的塑料管材成型机大多存在加热系统结构不合理，加热熔化效果偏差，导致塑料在挤出过程中无法做到稳定输出，影响塑料管材成型机工作效率的问题。

为解决上述技术问题本发明采用的的技术方案如下：本发明通过采用一种塑料管材成型设备，包括传动机构、挤出成型机构和操作台,所述传动机构一侧连接有挤出成型机构，所述挤出成型机构前端设有操作台，所述操作台包括电器柜与操作面板，所述操作面板包括用于设定该设备动作的按钮模块以及能够实时显示该设备状态信息的显示模块，所述操作面板连接PLC控制器输入端，所述PLC控制器输出端连接该设备各机械部件，PLC控制器接收操作面板的控制指令，控制该设备各机械部件的动作。

优选地，所述传动机构包括三相异步电机，所述三相异步电机通过外六角螺栓安装在电机安装座上，所述电机安装座焊接在底座一的左侧位置，电机安装座上的安装孔加工为腰型孔，可以在安装三相异步电机时进行其位置上的调整，所述三相异步电机的轴端处通过平键安装有主动V型带轮，并且由锁紧螺钉一将其进行定位锁紧，所述主动V型带轮与从动V型带轮通过V型带传动连接，所述从动V型带轮通过平键安装在减速箱的减速箱输入轴上，并且由锁紧螺钉二将其进行定位锁紧，所述减速箱安装在减速箱安装支架上，所述减速箱安装支架固定在底座一的右侧位置，所述减速箱的减速箱输出轴通过联轴器与连接轴传动连接，所述连接轴上套有圆柱滚子轴承，所述圆柱滚子轴承固定在轴承座一内，所述轴承座一固定在减速箱上。

优选地，所述挤出成型机构包括机体，所述机体固定在支架上，所述支架安装在底座二上，所述机体内设有挤出通道，在挤出通道的左端面焊接一块端板，所述端板上设置有可供螺杆穿过的通孔一，在端板的外侧安装轴承座二，内侧安装端盖一，所述端盖一上设置有可供螺杆穿过的通孔二，所述轴承座二的轴承孔中安装有螺杆，所述螺杆一端与连接轴传动连接，另一端依次穿过所述通孔一和通孔二进入所述挤出通道中，所述挤出通道中设置有端盖二、套筒、端盖三、加热器、机头和成型模具，所述螺杆的另一端还套有套筒，所述套筒与所述螺杆之间设有一定间距，使得所述套筒与所述螺杆之间形成一个可容纳塑料的容纳腔，所述套筒的外壁设有用于加热塑料的加热器，所述加热器设有5个并且等距安装在套筒的外壁上，所述套筒两端的法兰面分别通过螺栓固定有端盖二和端盖三，所述端盖二上设置有可供螺杆以及塑料穿过的通孔三，所述端盖三上设置有可供塑料熔体经过的多孔滤板，所述端盖三与机头前端连通为一体，机头内腔为一个前端大后端小的锥形体，机头的后端与成型模具连通，所述挤出通道上设有与其相通的进料斗，所述进料斗的侧面装有视孔，所述进料斗底部安装有接近传感器，所述接近传感器的输出端与PLC控制器的输入端电路连接，所述PLC控制器的输出端还分别与蜂鸣器以及报警灯连接，所述蜂鸣器和报警灯安装在操作台上。

优选地，所述加热器包括循环送风器、吹风通道、电加热板和加热器本体，所述加热器本体为圆柱体形，中心开有可供套筒穿过的通孔四，侧壁为中空结构，在加热器本体的中空结构内部设置有若干个所述电加热板，所述加热器本体通过所述通孔四套装在所述套筒上，所述加热器本体的中空结构内部与所述吹风通道的上端相连通，所述吹风通道的下端与所述循环送风器的出风口相连通，所述循环送风器固定于所述挤出通道内。

为解决上述技术问题之二本发明采用的技术方案如下：

一种塑料管材成型设备的成型方法，包括以下步骤：

第一步，人工检查设备周边有无安全隐患，三相异步电机启动，带动其轴端的主动V型带轮转动，通过V型带在主动V型带轮与从动V型带轮之间传动，从而带动从动V型带轮转动，使减速箱的减速箱输入轴也随着转动，再通过减速箱内部齿轮的啮合传动，从而带动减速箱输出轴转动，进而带动通过联轴器与减速箱输出轴传动连接的连接轴转动，连接轴转动带动螺杆转动。

第二步，检查塑料是否潮湿或有无其它杂物，然后把塑料加入进料斗内，进料斗中的塑料借助重力以及螺杆转动产生的推力进入套筒内部中，套筒内部的塑料一方面受到螺杆转动产生的推力不断向前推进，另一方面受到螺杆转动对其产生搅拌和挤压，同时循环送风器启动，循环送风器对吹风通道内进行吹风，风经过吹风通道进入加热器本体的中空结构内部，若干个电加热板启动，对吹入加热器本体的中空结构内部的风进行加热，从而形成热风，持续对套装在加热器本体上的套筒进行均匀加热，进而对套筒内部的塑料进行加热，再配合转动的螺杆，使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体在螺槽中形成连续均匀的料流，塑料在套筒内塑化压实后，经多孔滤板压入机头，机头将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的压入成型模具中，塑料熔体在成型模具内形成连续密实的管状包覆层，再从成型模具的环形模口挤出，从而形成塑料管材，然后再经后续设备的冷却和固化。

本发明安装有PLC控制器，经过技术人员编程后，可完全实现自动化，不需要人工操作，从而提高生产效率；本发明能在塑料用尽时有报警提示还能够及时地停机、提醒操作人员添加塑料，节约工作时间、提高了成型效率；本发明通过循环送风器对吹风通道内进行吹风，风经过吹风通道进入加热器本体的中空结构内部，若干个电加热板对吹入加热器本体的中空结构内部的风进行加热，从而形成稳定的热风流向，使套筒内的塑料能快速均匀加热，同时配合螺杆以及螺旋叶片，可以进一步搅拌套筒内的塑料，使得塑料加热均匀，从而改善了加热质量，提高加热熔化效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明塑料管材成型设备的结构示意图；

图2为本发明塑料管材成型设备的传动机构俯视图；

图3为本发明塑料管材成型设备的传动机构侧视图；

图4为图3中A-A剖视图；

图5为本发明塑料管材成型设备的挤出成型机构侧视图；

图6为图5剖视图；

图7为图6中B处局部放大图；

图8为图6中C处局部放大图；

图9为本发明塑料管材成型设备的加热器结构示意图；

图10为图9剖视图。

附图中：

1、传动机构 2、挤出成型机构 3、操作台

101、底座一 102、三相异步电机 103、主动V型带轮

104、锁紧螺钉一 105、减速箱安装支架 106、V型带

107、轴承座一 108、连接轴 109、圆柱滚子轴承

110、减速箱输入轴 111、锁紧螺钉二 112、从动V型带轮

113、减速箱 114、减速箱输出轴 115、电机安装座

201、底座二 202、支架 203、机体

204、轴承座二 205、螺杆 206、端板

207、端盖一 208、进料斗 209、端盖二

210、套筒 211、多孔滤板 212、端盖三

213、加热器 214、机头 215、成型模具

216、挤出通道 217、通孔一 218、通孔二

219、通孔三 2131、循环送风器 2132、吹风通道

2133、电加热板 2134、加热器本体 2135、通孔四

4、塑料管材

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示，一种塑料管材成型设备，包括传动机构1、挤出成型机构2和操作台3,所述传动机构1一侧连接有挤出成型机构2，所述挤出成型机构2前端设有操作台3，所述操作台3包括电器柜与操作面板,所述电器柜上方安装有控制面板；所述电器柜用于放置该设备中的电气元件，方便检修与接线，所述操作面板包括用于设定该设备动作的按钮模块以及能够实时显示该设备状态信息的显示模块，所述操作面板连接PLC控制器输入端，所述PLC控制器输出端连接该设备各机械部件，PLC控制器接收操作面板的控制指令，控制该设备各机械部件的动作。使用时，操作人员可以根据显示模块输入各种数据，根据显示模块的提示进行操作，具有很好的人机交互性能。所述按钮模块设置有启动、急停按钮，当启动时按下启动按钮，停止时按下停止按钮。操作人员输入数据完成后，按下启动按钮，机器进行运作。若在运作过程中遇到一些不可预见问题，操作人员可以及时按下急停按钮，避免了因机器或者人员的操作失误，导致损失。

如图2、3、4所示，所述传动机构1包括三相异步电机102，所述三相异步电机102通过外六角螺栓安装在电机安装座115上，所述电机安装座115焊接在底座一101的左侧位置，电机安装座115上的安装孔加工为腰型孔，可以在安装三相异步电机102时进行其位置上的调整，所述三相异步电机102的轴端处通过平键安装有主动V型带轮103，并且由锁紧螺钉一104将其进行定位锁紧，所述主动V型带轮103与从动V型带轮112通过V型带106传动连接，所述从动V型带轮112通过平键安装在减速箱113的减速箱输入轴110上，并且由锁紧螺钉二111将其进行定位锁紧，所述减速箱113安装在减速箱安装支架105上，所述减速箱安装支架105固定在底座一101的右侧位置，所述减速箱113的减速箱输出轴114通过联轴器与连接轴108传动连接，所述连接轴108上套有圆柱滚子轴承109，所述圆柱滚子轴承109固定在轴承座一107内，所述轴承座一107固定在减速箱113上。

如图5、6、7、8所示，所述挤出成型机构2包括机体203，所述机体203固定在支架202上，所述支架202安装在底座二201上，底座二201采用槽钢焊接，焊接后进行去应力处理，整体强度高，所述机体203内设有挤出通道216，在挤出通道216的左端面焊接一块端板206，所述端板206上设置有可供螺杆205穿过的通孔一217，在端板206的外侧安装轴承座二204，内侧安装端盖一207，所述端盖一207上设置有可供螺杆205穿过的通孔二218，所述轴承座二204的轴承孔中安装有螺杆205，所述螺杆205一端与连接轴108传动连接，另一端依次穿过所述通孔一217和通孔二218进入所述挤出通道216中，所述挤出通道216中设置有端盖二209、套筒210、端盖三212、加热器213、机头214和成型模具215，所述螺杆205上安装有螺旋叶片，螺旋叶片的搅拌能使塑料不在套筒210内堆积堵塞，从而保证了送料速度。所述螺杆205以及螺旋叶片是挤出成型的主要部件，它直接关系到挤出成型的生产率，由合金钢制作，所述螺杆205的另一端还套有套筒210，套筒210是一金属圆筒，采用耐热、耐压强度高、耐磨、耐腐蚀的合金钢制成。所述套筒210与所述螺杆205之间设有一定间距，使得所述套筒210与所述螺杆205之间形成一个可容纳塑料的容纳腔，所述套筒210与所述螺杆205配合，可实现对塑料的粉碎、软化、熔融、塑化、排气和压实，并向后端机头214连续均匀输送胶料，本发明所述套筒210的长度为其直径的20倍，以使塑料得到充分加热和充分塑化，所述套筒210的外壁设有用于加热塑料的加热器213，所述加热器213设有5个并且等距安装在套筒210的外壁上，所述套筒210两端的法兰面分别通过螺栓固定有端盖二209和端盖三212，所述端盖二209上设置有可供螺杆205以及塑料穿过的通孔三219，所述端盖三212上设置有可供塑料熔体经过的多孔滤板211，所述多孔滤板21可过滤熔融塑料流中的杂质和未塑化塑料，增加塑料流的阻力，增加塑料流背压，提高混炼或塑化的效果，使制品更加密实，所述端盖三212与机头214前端连通为一体，为保证机头214内塑料流道合理，消除积存塑料的死角，机头214内腔为一个前端大后端小的锥形体，机头214的作用是将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的导入模套中，给塑料以必要的成型压力，机头214的后端与成型模具215连通，所述成型模具215为用于成型产品的管状模具,所述成型模具215的形状和构造主要根据需要成型的管材的形状来确定的，本实施例所述成型模具215包括环状模口、口模和设置在口模中心的芯棒，在口模和芯棒之间形成有可供塑料熔体流入的流道，流道的横截面为环形，所述流道与环状模口连通，塑料熔体流入口模和芯棒之间的流道内，塑料熔体在流道内形成连续密实的管状包覆层，再通过流道从环状模口处流出，从而形成塑料管材。起初的热量是由套筒210外部的加热器213产生的，当设备在正常工作后，热量的取得则是由螺杆旋转塑料在压缩，搅拌过程中与套筒210内壁的摩擦和塑料分子问的内摩擦而产生的。所述挤出通道216上设有与其相通的进料斗208，所述进料斗208的侧面装有视孔，可直观地观察进料斗208内部的情况，所述进料斗208底部安装有接近传感器，所述接近传感器的输出端与PLC控制器的输入端电路连接，所述PLC控制器的输出端还分别与蜂鸣器以及报警灯连接，所述蜂鸣器和报警灯安装在操作台3上，当接近传感器感应不到塑料时，反馈信号到PLC控制器，PLC控制器控制该设备各机械部件关闭并且控制蜂鸣器以及报警灯工作，报警灯、蜂鸣器发送报警命令给工作人员提醒工作人员及时添加塑料，本发明能在塑料用尽时有报警提示还能够及时地停机报警、提醒操作人员添加塑料，节约工作时间、提高了成型效率。

如图9、10所示，所述加热器213包括循环送风器2131、吹风通道2132、电加热板2133和加热器本体2134，所述加热器本体2134为圆柱体形，中心开有可供套筒210穿过的通孔四2135，侧壁为中空结构，在加热器本体2134的中空结构内部设置有若干个所述电加热板2133，所述加热器本体2134通过所述通孔四2135套装在所述套筒210上，所述加热器本体2134的中空结构内部与所述吹风通道2132的上端相连通，所述吹风通道2132的下端与所述循环送风器2131的出风口相连通，所述循环送风器2131固定于所述挤出通道216内。循环送风器2131对吹风通道内进行吹风，风经过吹风通道进入加热器本体的中空结构内部，若干个电加热板2133对吹入加热器本体2134的中空结构内部的风进行加热，从而形成稳定的热风流向，保证了加热的均匀性，从而改善了加热质量，提高加热熔化效果。

本发明的塑料管材成型设备的工作原理及成型方法包括如下：

第一步，人工检查设备周边有无安全隐患，三相异步电机102启动，带动其轴端的主动V型带轮103转动，通过V型带106在主动V型带轮103与从动V型带轮112之间传动，从而带动从动V型带轮112转动，使减速箱113的减速箱输入轴110也随着转动，再通过减速箱113内部齿轮的啮合传动，从而带动减速箱输出轴114转动，进而带动通过联轴器与减速箱输出轴114传动连接的连接轴108转动，连接轴108转动带动螺杆205转动。

第二步，检查塑料是否潮湿或有无其它杂物，然后把塑料加入进料斗208内，进料斗208中的塑料借助重力以及螺杆205转动产生的推力进入套筒210内部中，套筒210内部的塑料一方面受到螺杆205转动产生的推力不断向前推进，另一方面受到螺杆205转动对其产生搅拌和挤压，同时循环送风器2131启动，循环送风器2131对吹风通道内进行吹风，风经过吹风通道进入加热器本体的中空结构内部，若干个电加热板2133启动，对吹入加热器本体2134的中空结构内部的风进行加热，从而形成热风，持续对套装在加热器本体2134上的套筒210进行均匀加热，进而对套筒210内部的塑料进行加热，再配合转动的螺杆205，使塑料由颗粒状固体变为可塑性的粘流体在螺槽中形成连续均匀的料流，塑料在套筒210内塑化压实后，经多孔滤板211压入机头214，机头214将旋转运动的塑料熔体转变为平行直线运动，均匀平稳的压入成型模具215中，塑料熔体在成型模具215内形成连续密实的管状包覆层，再从成型模具215的环形模口挤出，从而形成塑料管材4，然后再经后续设备的冷却和固化。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (4)

1.一种塑料管材成型设备，包括传动机构(1)、挤出成型机构(2)和操作台(3),其特征在于：所述传动机构(1)一侧连接有挤出成型机构(2)，所述挤出成型机构(2)前端设有操作台(3)，所述操作台(3)包括电器柜与操作面板，所述操作面板包括用于设定该设备动作的按钮模块以及能够实时显示该设备状态信息的显示模块，所述操作面板连接PLC控制器输入端，所述PLC控制器输出端连接该设备各机械部件，PLC控制器接收操作面板的控制指令，控制该设备各机械部件的动作。

2.根据权利要求1所述的一种塑料管材成型设备，其特征在于所述传动机构(1)包括三相异步电机(102)，所述三相异步电机(102)通过外六角螺栓安装在电机安装座(115)上，所述电机安装座(115)焊接在底座一(101)的左侧位置，所述三相异步电机(102)的轴端处通过平键安装有主动V型带轮(103)，所述主动V型带轮(103)与从动V型带轮(112)通过V型带(106)传动连接，所述从动V型带轮(112)通过平键安装在减速箱(113)的减速箱输入轴(110)上，所述减速箱(113)安装在减速箱安装支架(105)上，所述减速箱安装支架(105)固定在底座一(101)的右侧位置，所述减速箱(113)的减速箱输出轴(114)通过联轴器与连接轴(108)传动连接，所述连接轴(108)上套有圆柱滚子轴承(109)，所述圆柱滚子轴承(109)固定在轴承座一(107)内，所述轴承座一(107)固定在减速箱(113)上。

3.根据权利要求1所述的一种塑料管材成型设备，其特征在于所述挤出成型机构(2)包括机体(203)，所述机体(203)固定在支架(202)上，所述支架(202)安装在底座二(201)上，所述机体(203)内设有挤出通道(216)，在挤出通道(216)的左端面焊接一块端板(206)，所述端板(206)上设置有可供螺杆(205)穿过的通孔一(217)，在端板(206)的外侧安装轴承座二(204)，内侧安装端盖一(207)，所述端盖一(207)上设置有可供螺杆(205)穿过的通孔二(218)，所述轴承座二(204)的轴承孔中安装有螺杆(205)，所述螺杆(205)一端与连接轴(108)传动连接，另一端依次穿过所述通孔一(217)和通孔二(218)进入所述挤出通道(216)中，所述挤出通道(216)中设置有端盖二(209)、套筒(210)、端盖三(212)、加热器(213)、机头(214)和成型模具(215)，所述螺杆(205)的另一端还套有套筒(210)，所述套筒(210)与所述螺杆(205)之间设有一定间距，使得所述套筒(210)与所述螺杆(205)之间形成一个可容纳塑料的容纳腔，所述套筒(210)的外壁设有用于加热塑料的加热器(213)，所述套筒(210)两端的法兰面分别通过螺栓固定有端盖二(209)和端盖三(212)，所述端盖二(209)上设置有可供螺杆(205)以及塑料穿过的通孔三(219)，所述端盖三(212)上设置有可供塑料熔体经过的多孔滤板(211)，所述端盖三(212)与机头(214)前端连通为一体，所述机头(214)内腔为一个前端大后端小的锥形体，所述机头(214)的后端与成型模具(215)连通，所述挤出通道(216)上设有与其相通的进料斗(208)，所述进料斗(208)的侧面装有视孔,底部安装有接近传感器。

4.根据权利要求3所述的一种塑料管材成型设备，其特征在于所述加热器(213)包括循环送风器(2131)、吹风通道(2132)、电加热板(2133)和加热器本体(2134)，所述加热器本体(2134)为圆柱体形，中心开有可供套筒(210)穿过的通孔四(2135)，侧壁为中空结构，在加热器本体(2134)的中空结构内部设置有若干个所述电加热板(2133)，所述加热器本体(2134)通过所述通孔四(2135)套装在所述套筒(210)上，所述加热器本体(2134)的中空结构内部与所述吹风通道(2132)的上端相连通，所述吹风通道(2132)的下端与所述循环送风器(2131)的出风口相连通，所述循环送风器(2131)固定于所述挤出通道(216)内。