CN110561709B - 一种塑料管材挤出模具及制作大口径pu管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塑料管材挤出模具及制作大口径PU管的方法，轴芯内设置有进气管，进气管沿轴芯的长度方向延伸，进气管远离分流锥的一端伸出轴芯设置并连接有环形风圈，环形风圈外周面开设有若干与进气管连通的通风口，通风口沿轴芯的轴线圆周设置，进气管远离环形风圈的一端伸出模具体设置并连通有供气设备。通过上述设置，环形风圈位于新成型的管材胚体内，压缩空气喷出时对管材胚体的内周面进行降温和塑形，减少质地较软的管材胚体向中间靠拢，保持管材胚体内部的气压使管材胚体形状保持相对稳定，其中气流还起到对管材胚体进行降温固化的作用。进气管远离环形风圈的一端伸出模具体并与常规的供气设备连通。

Description

一种塑料管材挤出模具及制作大口径PU管的方法

技术领域

本发明涉及塑料管材生产的技术领域，尤其是涉及一种塑料管材挤出模具及制作大口径PU管的方法。

背景技术

目前传统的塑料管材生产流程一般由挤出机挤出、经模具定型、抽真空定径、冷却箱冷却、喷码切割、包装等组成。通常模具定型与冷却是分开的，模具只能粗略定型、后续需要抽真空定型定径，在生产大口径的塑料管材时，只采用真空定径的方式容易使得大口径塑料管材的内表面较为粗糙、壁厚不均匀等，降低了塑料管材的质量，因此存在改进空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种塑料管材挤出模具，具有在模具内部吹气增压，对管道进行定型和降温，进而提高了生产大口径塑料管材的质量的效果；本发明的目的在于提供一种制作大口径PU管的方法，具有对塑料管材进行预降温的功能，减少了过热的塑料管材粘连在真空定径套内侧壁的情况，提高了塑料管材的产品质量。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种塑料管材挤出模具，包括一端开设有进液口的模具体，所述模具体的内部设置有尖端朝向所述进液口的分流锥，所述分流锥通过分流锥支架固定在所述模具体的内壁，所述分流锥远离尖端的一端固定有轴芯，所述模具体设置有环绕所述轴芯的口模，所述轴芯内设置有进气管，所述进气管沿所述轴芯的长度方向延伸，所述进气管远离所述分流锥的一端伸出轴芯设置并连接有环形风圈，所述环形风圈外周面开设有若干与所述进气管连通的通风口，所述通风口沿所述轴芯的轴线圆周设置，所述进气管远离所述环形风圈的一端伸出所述模具体设置并连通有供气设备。

通过上述设置，当熔融塑化的塑料管材原材料在挤出机的作用下从进液口进入模具体中时，分流锥将熔融的原材料均匀分流至轴芯和口模之间的间隙内，并从轴芯和口模之间的间隙流出形成塑料管材的胚体。其中轴芯内的进气管持续通入压缩空气，压缩空气流经环形风圈后沿环形风圈的圆周面上的通风口均匀向外喷出，因为环形风圈位于新成型的管材胚体内，压缩空气喷出时对管材胚体的内周面进行降温和塑形，减少质地较软的管材胚体向中间靠拢，保持管材胚体内部的气压使管材胚体形状保持相对稳定，其中气压的数值应根据具体的管材材料进行调试，避免气压过大使管材胚体变形，其中气流还起到对管材胚体进行降温固化的作用。进气管远离环形风圈的一端伸出模具体并与常规的供气设备连通，供气设备可以选用常规的鼓风机，并通过在进气管上安装气阀来控制进气管内的气压。

本发明进一步设置，所述进气管远离所述环形风圈的一端设置于所述分流锥支架内并沿分流锥支架延伸至伸出所述模具体。

通过上述设置，将进气管远离环形风圈的一端设置于分流锥支架内，并通过在分流锥支架内延伸的方式伸出模具体，从而将进气管埋藏在分流锥支架内，减少了对模具体内的管材原材料流动时的径流量的影响，降低了管材原材料流动时的阻力，使管材原材料在模具体内流动更加流畅，并且不容易产生堵塞和局部凝固的情况。

本发明进一步设置，所述轴芯内设置有进水管和出水管，所述进水管设置在所述进气管内，所述出水管缠绕设置在所述进气管外周面，所述进水管和出水管均沿所述轴芯的长度方向延伸；所述进水管贯穿所述进气管与所述出水管连通，所述进水管和出水管两端伸出所述模具体设置并且内部循环流通有冷却水。

通过上述设置，在轴芯内设置有末端相互连通的进水管和出水管，进水管和出水管用于循环冷却水并对轴芯和进气管进行冷却，其中进水管和出水管均沿轴心的长度方向延伸，进水管设置在进气管内，出水管形状呈螺旋状并缠绕在进气管外周面上，并且出水管的水流流动方向与进气管的进气方向相反。进水管和出水管通过接触传热和对流传热的方式对进气管进行降温，并且进水管和出水管位于轴芯内，也对轴芯进行降温。从而既降低了进气管中气流的温度，使进气管中压缩空气在管材配料中流动时能使管材胚体更好地冷却，并且轴芯保持相对低于熔融管材原材料的温度，有利于管材胚体从轴芯和口模之间流出时有一定的硬度和韧性，避免因承受不了自身自重或在进气管的气压作用下断裂。

本发明进一步设置，所述进水管和出水管远离所述环形风圈的一端设置于所述分流锥支架内并沿分流锥支架延伸至伸出所述模具体。

通过上述设置，将进水管和出水管远离环形风圈的一端埋藏于分流锥支架内，并沿分流锥支架延伸至模具体外，减少了对模具体内的管材原材料流动时的径流量的影响，降低了管材原材料流动时的阻力，使管材原材料在模具体内流动更加流畅，并且不容易产生堵塞和局部凝固的情况。

本发明进一步设置，所述模具体的外周面设置有加热装置，所述加热装置位于所述口模靠近所述进液口的一侧。

通过上述设置，加热装置对模具体位于进液口和口模之间的部分进行加热，加热温度为170摄氏度，从而使从进液口进入模具体内的管材原材料保持熔融状态，提高流动性，进而可以提高管材原材料的流速，提高生产效率。加热装置可以为现有的发热丝等。

一种采用上述的塑料管材挤出模具的制作大口径PU管的方法，包括以下步骤：

a.配料，将配料加入挤出机；

b.挤出机挤出，挤出机将配料加热、塑化、挤出至模具中成型；

c.水预冷，喷淋设备对塑料管材的外周面进行喷淋降温；

d.真空定径，真空定径套对塑料管材进行定径和降温；

e.水浴降温，塑料管材传送至储水箱中进行水浴降温；

f.牵引、收卷，先通过牵引机牵引再通过收卷机收卷。

通过上述设置，配料在调配好比例后加入挤出机并在挤出机中加热至熔融状态，然后在挤出机的作用下挤出至模具中成型，模具的分流锥对熔融的管道原材料进行均匀分流形成圆周状，管道原材料在流经芯轴和口模之间的间隙后挤出形成管材胚体。通过环形风圈对管材胚体的内周面进行降温和定型固化，在水预冷步骤中通过喷淋设备对管材胚体的外周面进行一定程度的降温和定型固化。然后管道的末端在牵引机的持续牵引下使管道水预冷后的部分继续运动至真空定径套中，通过真空定径套对管材胚体的尺寸做进一步定型，并通过负压形成的气流对管材胚体进行降温固化。管道从真空定径套中出来后继续在牵引机的牵引下运动至储水箱中进行水浴降温，使管材胚体彻底降温成型，保持一定的成品口径。最后经过牵引机和收卷机完成对管道的收卷。其中通过水预冷步骤对进入真空定径套之前的管材胚体进行喷淋降温，使管材胚体的外周面发生一定程度的降温固化，可以减少管材胚体在与真空定径套的内周面贴合时发生粘连的情况，进而提高了塑料管材的质量。

本发明进一步设置，所述喷淋设备包括固定于所述真空定径套上方的环形的喷淋套，所述喷淋套连通有若干出水口位于所述喷淋套内侧面的喷水管，所述喷水管沿所述喷淋套的轴线等角度圆周设置，所述喷淋套的内径大于所述口模的内径。

通过上述设置，喷淋套的设置用于安装沿喷淋套的轴线等角度圆周设置的喷水管，通过喷水管对从芯轴和口模之间挤出的管材胚体进行喷淋和降温，使管材胚体的外周面发生一定的降温固话，减少管材胚体的外周面与真空定径套的内周面接触时发生粘连的情况，提高了塑料管材的生产质量。圆周设置的喷水管可以对管材胚体的外周面进行全方位的喷淋和降温，减少死角。其中喷淋套的内径大于口模的内径，即喷淋套的内径大于管材胚体的外径，一方面便于管材胚体穿过喷淋套，另一方面使喷水管的出水口和管材胚体之间间隔有一定间距，使水流较缓，减少水流四溅的情况。

本发明进一步设置，所述储水箱连通有循环管，所述循环管连通有散热器，所述散热器连通有冷却管，喷水管与所述冷却管连通，所述喷淋设备、真空定径套位于所述储水箱上方。

通过上述设置，将喷淋设备和真空定径套设置与储水箱上方，储水箱上方开口设置，从而在喷淋设备工作时，对塑料管材进行喷淋降温的冷却水落在储水箱中进行回收。储水箱和散热器之间通过循环管连通，散热器连通有冷却管，从而通过散热器将储水箱中的冷却水进行降温后从冷却管流出，其中喷水管与冷却管连通，将冷却后的冷却水从喷水管中喷出对塑料管材进行降温。使塑料管材的外周面冷却固化，减少粘连在真空定径套上的情况，提高了塑料管材的质量。

本发明进一步设置，所述进水管和出水管分别与所述冷却管和循环管连通。

通过上述设置，将进水管和出水管分别与冷却管和循环管连通，从而通过散热器对进水管和出水管中的冷却水进行散热降温，减少其他设备的投入，直接通过冷却管中的低温水对轴芯和进气管进行降温，降低生产和设备成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.通过在芯轴内设置有进气管，进气管伸出于芯轴远离分流锥的一端并连通有环形风圈，通过环形风圈外周面等角度均匀分布的通风口对管材胚体内周面形成稳定的气压并对管材胚体内周面进行降温固化，从而在生产大口径PU管时可以减少管材胚体从芯轴和口模之间挤出时发生坍缩或是变形的情况，提高了大口径PU管的质量；

2.通过在芯轴内设置有对芯轴和进气管进行降温的进水管和出水管，进水管和出水管的末端相互连通并循环流通有冷却水，其中进水管对进气管内的压缩空气通过接触传热原理进行降温，出水管缠绕设置并对进气管内的压缩空气以及轴芯通过对流传热的原理进行降温，提高了与进气管和芯轴之间的接触面积以及传热效率；

3.通过在真空定径套上方设置喷淋设备对管材胚体进行水预冷，使管材胚体的外周面在水预冷的作用下发生一定程度的降温固化，从而减少了熔融状态的管材配料粘接在真空管定径套的内周面的情况，提高了塑料管材的质量。

附图说明

图1为实施例1中模具体生产管材胚体时的结构示意图；

图2为实施例1中模具体的结构示意图；

图3为实施例1的结构剖视图；

图4为实施例2的整体结构示意图；

图5为实施例2中喷淋套的结构示意图。

附图标记：1、模具体；11、进液口；12、分流锥；13、轴芯；14、分流锥支架；15、口模；16、调节螺钉；17、加热装置；2、进气管；21、环形风圈；22、通风口；31、进水管；32、出水管；4、挤出机；41、加热部；5、喷淋套；51、喷水管；6、真空定径套；7、储水箱；71、循环管；72、散热器；73、冷却管；8、牵引机；9、管材胚体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图3，本发明公开的一种塑料管材基础模具，包括中空设置的模具体1，模具体1顶端开设有用于与挤出机4连通的进液口11，其中模具体1内部设置有尖端朝向进液口11的分流锥12，分流锥12通过两组分流锥支架14与模具体1的内壁固定连接。其中分流锥12远离尖端的一端固定连接有圆柱型的轴芯13，轴芯13与分流锥12同轴设置。模具体1安装有包裹轴芯13设置的口模15，并且模具体1外周面螺纹连接有若干与口模15抵接的调节螺钉16，调节螺钉16用于套接口模15与芯棒之间的间隙。

其中模具体1贯通内外安转有进气管2，进气管2埋藏于分流锥支架14内并向轴芯13内延伸，沿轴芯13的长度方向延伸并埋藏于轴芯13内，进气管2位于模具体1内的一端伸出轴芯13远离分流锥12的一端设置。轴芯13远离分流锥12的一端固定连接有圆饼状的环形风圈21，环形风圈21的外径小于轴芯13的外径，环形风圈21与进气管2连通，环形风圈21的圆周面等角度圆周开设有若干与进气管2连通的通风口22。进气管2远离环形风圈21的一端伸出模具体1并与现有的供气设备（图中未示出）连通，连通设备可以为气泵、风机等，向进气管2内输送压缩空气。压缩空气流经进气管2后从环形风圈21外周面的通风口22喷出，其中熔融的管材原料从轴芯13与口模15之间的间隙流出形成中空圆柱型的管材胚体9，通过环形风圈21在管材胚体9内形成一定的气压，减少管材胚体9刚从模具体1中挤出时坍缩的情况，并且压缩空气对管材胚体9的内周面进行降温，使管材胚体9的内周面降温固化，保持管材的内径尺寸，其中进气管2安装有气阀用于控制进气管2的气压。

其中模具体1还贯穿固定有进水管31和出水管32，进水管31和出水管32均沿埋藏进气管2的分流锥支架14之外的另一组分流锥支架14向模具体1中心延伸，进水管31和出水管32均埋藏在分流锥支架14内。进水管31和出水管32位于模具体1内的一端自分流锥支架14向轴芯13延伸并沿轴芯13的长度方向延伸，其中进水管31设置于进气管2内，出水管32缠绕设置在进气管2的外周面，进水管31在进气管2靠近环形风圈21的一端贯穿进气管2后与出水管32连通，进水管31和出水管32内流通有冷却水，冷却水从进水管31流入从出水管32流出。

通过进水管31和出水管32对轴芯13和进气管2内的压缩空气进行冷却，从而使轴芯13和压缩空气保持低于熔融的管材原料的温度，从而在管材原料从轴芯13和口模15之间的间隙流出时，轴芯13配合环形风圈21对管材原料进行一定程度的冷却，使管材原料形成管材胚体9。其中出水管32通过对流传热的原理提高了对轴芯13和进气管2的降温效果。

其中模具体1的外周面还设置有加热装置17，加热装置17位于所述口模15靠近进液口11的一侧。加热装置17对模具体1位于进液口11和口模15之间的部分进行加热，加热温度为170摄氏度，从而使从进液口11进入模具体1内的管材原材料保持熔融状态，提高流动性，进而可以提高管材原材料的流速，提高生产效率。加热装置17可以为现有的发热丝等。

本实施例的实施原理为：

在使用该塑料管材挤出模具挤出生产大口径塑料管道时，管材原材料在挤出机4的作用下形成熔融状态并从模具体1的进液口11挤入，在分流锥12的作用下分流均匀地通过轴芯13和口模15之间的间隙，并从间隙中挤出模具体1。此时环形风圈21在管材胚体9内周面形成一定气压，减少管材胚体9刚挤出时的变形，并通过气流对管材胚体9内周面进行降温固化。从而提高了生产大口径塑料管道的质量。

实施例2：

如图4至图5所示，本发明公开的一种采用上述塑料管材基础模具的制作大口径PU管的方法，包括挤出机4、模具体1、喷淋设备、真空定径套6、牵引机8和收卷机（图中未示出）等。

其中挤出机4采用现有的挤出机4，挤出机4的加热部41位于其外周面，控制温度在150~180摄氏度，将实施例1中的模具体1的进液口11与挤出机4的出料口安装，喷淋设备设置在模具体1远离进液口11的一侧，其中模具体1竖直设置，进液口11位于模具体1上方。真空定径套6设置在喷淋设备下方，储水箱7设置在真空定径套6下方。

其中真空定径套6采用现有的真空定径套6，通过气管和气泵对真空定径套6提供负压。其中喷淋设备包括固定于真空定径套6上方的环形的喷淋套5，喷淋套5连通有若干出水口位于喷淋套5内侧面的喷水管51，其中喷水管51的出水口沿喷淋套5的中轴线等角度圆周设置。并且喷淋套5的内径大于口模15的内径，模具体1挤出的管材胚体9穿过喷淋套5后进入真空定径套6。其中管材胚体9穿过喷淋套5时，喷淋管对管材胚体9的外周面进行喷淋降温，从而使管材胚体9的外周进一步降温固化，提高了管材胚体9外周面的硬度，进而使管材胚体9在经过真空定径套6时减少管材胚体9粘接在真空定径套6的内周面的情况，提高了管材胚体9的质量。

储水箱7上方开口，储水箱7内盛装有冷却水，管材胚体9从真空定径套6移出后进入储水箱7中通过冷却水进行水浴降温。其中储水箱7内安装有辊轴，辊轴位于管材胚体9上方并对管材胚体9进行导向，使管材胚体9完全埋没在储水槽内的冷却水的液面以下，管材胚体9从储水箱7中移出后进入现有的牵引机8，通过牵引机8对管材胚体9进行牵引，提供牵引力，管材胚体9从牵引机8出来后进入现有的收卷机进行收卷，便于存储。

其中储水箱7连通有循环管71，循环管71连通有散热器72，散热器72还连通有冷却管73，储水箱7中的冷却水经由循环管71进行散热器72中进行冷却，冷却后的冷却水从冷却管73流出散热器72。其中喷水管51与冷却管73连通，通过冷却管73对喷水管51进行供水，在整个管路中安转有现有的水泵提供水流的动力源。

其中模具体1的进水管31和出水管32分别与冷却管73和循环管71连通，通过散热器72为进水管31和出水管32提供循环的冷却水。

本实施例的实施原理为：

a.配料，将配料加入挤出机4；

b.挤出机4挤出，挤出机4将配料加热、塑化、挤出至模具中成型；

c.水预冷，喷淋设备对塑料管材的外周面进行喷淋降温；

d.真空定径，真空定径套6对塑料管材进行定径和降温；

e.水浴降温，塑料管材传送至储水箱7中进行水浴降温；

f.牵引、收卷，先通过牵引机8牵引再通过收卷机收卷。

通过模具体1的环形风圈21配合喷淋设备对模具体1挤出的管材胚体9的内外周面进行冷却固化，从而减少大口径PU管在生产过程中坍缩的情况，也提高了大口径PU管经过真空定径套6时的整体质量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (6)

1.一种塑料管材挤出模具的制作大口径PU管的方法，其特征是：包括一端开设有进液口(11)的模具体(1)，所述模具体(1)的内部设置有尖端朝向所述进液口(11)的分流锥(12)，所述分流锥(12)通过分流锥支架(14)固定在所述模具体(1)的内壁，所述分流锥(12)远离尖端的一端固定有轴芯(13)，所述模具体(1)设置有环绕所述轴芯(13)的口模(15)，其特征是：所述轴芯(13)内设置有进气管(2)，所述进气管(2)沿所述轴芯(13)的长度方向延伸，所述进气管(2)远离所述分流锥(12)的一端伸出轴芯(13)设置并连接有环形风圈(21)，所述环形风圈(21)外周面开设有若干与所述进气管(2)连通的通风口(22)，所述通风口(22)沿所述轴芯(13)的轴线圆周设置，所述进气管(2)远离所述环形风圈(21)的一端伸出所述模具体(1)设置并连通有供气设备；所述进气管(2)远离所述环形风圈(21)的一端设置于所述分流锥支架(14)内并沿分流锥支架(14)延伸至伸出所述模具体(1)；

还包括以下步骤：

a.配料，将配料加入挤出机(4)；

b.挤出机(4)挤出，挤出机(4)将配料加热、塑化、挤出至模具中成型；

c.水预冷，喷淋设备对塑料管材的外周面进行喷淋降温；

d.真空定径，真空定径套(6)对塑料管材进行定径和降温；

e.水浴降温，塑料管材传送至储水箱(7)中进行水浴降温；

f.牵引、收卷，先通过牵引机(8)牵引再通过收卷机收卷；

所述喷淋设备包括固定于所述真空定径套(6)上方的环形的喷淋套(5)，所述喷淋套(5)连通有若干出水口位于所述喷淋套(5)内侧面的喷水管(51)，所述喷水管(51)沿所述喷淋套(5)的轴线等角度圆周设置，所述喷淋套(5)的内径大于所述口模(15)的内径；储水箱(7)上方开口，储水箱(7)内盛装有冷却水，管材胚体(9)从真空定径套(6)移出后进入储水箱(7)中通过冷却水进行水浴降温；其中储水箱(7)内安装有辊轴，辊轴位于管材胚体(9)上方并对管材胚体(9)进行导向。

2.根据权利要求1所述的一种制作大口径PU管的方法，其特征是：所述轴芯(13)内设置有进水管(31)和出水管(32)，所述进水管(31)设置在所述进气管(2)内，所述出水管(32)缠绕设置在所述进气管(2)外周面，所述进水管(31)和出水管(32)均沿所述轴芯(13)的长度方向延伸；所述进水管(31)贯穿所述进气管(2)与所述出水管(32)连通，所述进水管(31)和出水管(32)两端伸出所述模具体(1)设置并且内部循环流通有冷却水。

3.根据权利要求2所述的一种制作大口径PU管的方法，其特征是：所述进水管(31)和出水管(32)远离所述环形风圈(21)的一端设置于所述分流锥支架(14)内并沿分流锥支架(14)延伸至伸出所述模具体(1)。

4.根据权利要求3所述的一种塑料管材挤出模具，其特征是：所述模具体的外周面设置有加热装置，所述加热装置位于所述口模靠近所述进液口的一侧。

5.根据权利要求4所述的一种制作大口径PU管的方法，其特征是：所述储水箱(7)连通有循环管(71)，所述循环管(71)连通有散热器(72)，所述散热器(72)连通有冷却管(73)，喷水管(51)与所述冷却管(73)连通，所述喷淋设备、真空定径套(6)位于所述储水箱(7)上方。

6.根据权利要求5所述的一种制作大口径PU管的方法，其特征是：所述进水管(31)和出水管(32)分别与所述冷却管(73)和循环管(71)连通。

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