CN1108917C - 复合管制造设备及制造工艺 - Google Patents
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Abstract
复合管制造设备及制造工艺。内层塑料管和带状金属一起送入金属管成形模具中，带状金属连续通过逐渐接近圆形的金属模具内腔，最终包住内层塑料管外表面而形成金属管层，该过程的设备称为金属管成形部分。对金属管接缝处实施对接焊使其成为有缝金属管的焊接部分。拉伸金属管以适当缩小其内径，该过程的设备称为金属管拉伸部分。利用挤塑机在紧密贴合于内层塑料管表面之金属管外表面挤出成形外层塑料管，该过程的设备称为外层塑料管成形部分。
Description
本发明涉及复合管Composite pipe的制造设备及制造工艺，尤其是能够使塑料管与金属管紧密结合的制造设备及制造工艺。
上述复合管是指由塑料管和金属管相间构成2层或3层构造的管。
利用图1的制造系统框图把现有技术中的复合管制造系统详细说明如下：
内部塑料管成形设备由以下部分所组成。挤塑机挤出成形内部塑料管Ip的塑料管挤出成形部分1，用冷却机把挤出成形的内部塑料管Ip冷却的冷却部分2，用拉伸机把冷却后的内部塑料Ip伸长的拉伸部分3，用卷取机把拉伸机伸长的内部塑料管Ip绕在卷辊上的卷取部分4等。
金属管的成形设备由以下部分组成，把卷取辊上的内部塑料管Ip输送到金属管成形设备之塑料管供给部分5，把内层塑料管Ip提供给金属管成形部分的过程中，在内层塑料管Ip外表面涂敷粘合剂，以及把绕在卷辊上的金属带Ms输送到金属管成形设备，以在内层塑料管Ip外表面形成金属管的金属带Ms供给部分6，用压力辊R把金属带供给部分6输送来的金属带Ms逐渐卷曲的金属带Ms卷曲部分7，上述被卷曲的金属带进一步弯曲最终在内层塑料管Ip外周形成金属管Mp的金属管成形部分8等。
现有的复合管制造系统还有如下组成部分，
为了使经过金属管Mp成形部分8在内层塑料管Ip外周形成的金属管能够与内层塑料管Ip外表面紧密结合，利用切条机把金属带Ms两侧端面切削的部分9，把经过切削部分9切削过的金属带Ms两端面对接并进行对接焊的焊接部分10，利用挤塑机在经过焊接部分10成形的金属管Mp外表面挤出成形外层塑料管的外层塑料管成形部分11，把通过外层塑料管成形部分11获得的复合管Cp卷绕在卷辊上的复合管卷取部分等。
上述的复合管Cp具有内层塑料管Ip，金属管Mp和外层塑料管Op所构成的3层结构。
综上所述，图3表示的现有复合管Cp制造过程是利用压力辊R把金属带Ms逐渐卷曲最终形成金属管，用压力辊R卷曲成形后的金属管Mp使它与内层塑料管Ip外表面贴紧，但是贴紧状态不稳定以及由此带来的外层塑料管Op成形不够理想会降低复合管Cp的成品率。
另外，金属管Mp成形时，要使卷曲后的金属带Ms两侧端面对接，然后对接缝处实施对接焊。为了提高对接性，金属带两侧端面要进行切削加工，为此需要增加切削部分。切削时产生的切屑将影响外层塑料管Op的成形过程，使外层塑料管Op和金属管Mp不能紧密贴合而产生废品。
本发明为了解决现有技术的上述问题，设计了具有如下组成部分的复合管制造设备。
把挤塑机挤出成形的内层塑料管和在内层塑料管外表面形成金属管所需的金属带输送入金属管模具内的成形槽中，使其逐渐卷曲成圆形截面，在内层塑料管外部形成金属管层的金属管成形部分；对金属管接缝处实施对接焊，使其成为有缝金属管，以保持由上述金属管成形部分形成于内层塑料管外表面金属管形状的焊接部分；拉伸金属管适当缩小其内径，使经过上述焊接部分实施对接焊后形成之金属管能够与内层塑料管紧密结合的金属管拉伸部分；利用挤塑机在经过上述拉伸过程而紧密贴合于内层塑料管外表面之金属管外表面挤出成形外层塑料管的外层塑料管成形部分。
由上述部分组成的制造设备，能够保证复合管的内层塑料管与金属管紧密结合，防止废品发生，同时简化设备结构以达到提高生产率的目的。
本发明的工艺过程如下：
把剂塑机挤出成形的内层塑料管和在内层塑料管外周表面形成金属管所需的金属带输送入金属管成形模具内的成形槽中，使其逐渐卷曲成圆形断面，在内层塑料管外部形成金属管层的金属管成形过程；为了保持由上述金属管成形部件形成于内层塑料管外表面之金属管的形状，由焊接部件对金属管接缝处实施对接焊使其成为有缝金属管的焊接过程；为使经过上述焊接部分实施对接焊后形成之金属管能够与内层塑料管紧密结合，拉伸金属管以适当缩小其内径的金属管拉伸过程；利用挤塑机在经过上述拉伸过程而紧密贴合于内层塑料管外表面之金属管外表面挤出成形外层塑料管的外层塑料管成形过程。
以上工艺过程为特征的复合管制造工艺，能够保证复合管的内层塑料管与金属管紧密结合。
下面结合附图，对根据本发明的复合管制造设备及制造工艺进行详细地说明。
图1：现有技术中复合管制造系统框图；图2：复合管横向剖面图；图3：现有复合管制造系统金属管成形部分的示意图；图4A，图4B，图4C是图3沿A-A，B-B，C-C线的剖面图；图5：本发明的复合管制造系统框图；图6：本发明的金属管成形模具纵向剖面图；图7A，图7B，图7C是图6沿A-A，B-B，C-C线的剖面图；图8：本发明的金属管成形过程中，利用压力辊使金属带接缝处均匀的示意图；图9：拉伸部分中的模具部件纵向剖面图；图10：图9中点划线部分的放大图；图11：本发明的金属拉伸部件轴测图；图12：图10沿A-A线的剖面图；图13：表示拉伸部分中的润滑油路和洗涤槽的剖面图；图14：本发明的复合管制造工艺流程图；下面对图纸上主要部分进行说明。107：金属管成形部分； 108：焊接部分；109：金属管拉伸部分； 202：拉伸模具体；203，204，205：拉伸套； 206：支撑部件；208，209：拉伸套导向圆弧面；Ip：内层塑料管； Ms：金属带；Mp：金属管； Op：外层塑料管；PR：压力辊；
根据附图5，对本发明的制造设备的构成及其作用详细说明如下。
内层塑料管Ip成形部分101：内层塑料管Ip由挤塑机挤出成形，它用于隔离与空气的接触，以防止后述金属管Mp的氧化及损伤，所采用的材料是交连聚乙烯或高密度聚乙烯之一。
固化部分或冷却部分102：用固化机冷却、固化，由上述内层塑料管成形部分101形成内层塑料管Ip表面粘接剂A的部分。
拉伸部分103：由固化部分102固化后的内层塑料管Ip经拉伸机拉伸的部分。
卷取部分104：把拉伸部分103拉伸过的内层塑料卷绕在卷辊上的部分。
内层塑料管供给或输送部分105：把由卷取部分104卷绕在卷辊上的内层塑料管Ip输送到金属管成形机的部分。
金属带供给或输送部分106：用内层塑料管输送部分105输送内层塑料管的过程中，在其外表面涂敷粘合剂的同时为了在涂有粘合剂的内层塑料管外表面形成金属管，把卷绕在卷辊上的金属铝带Ms伸展开并与内层塑料管Ip一起输送到金属管成形机的部分。
金属管成形部分107：由金属带输送部分106送来的金属带Ms通过金属管成形模具D内的成形槽201逐渐弯曲成圆形截面最终包住内层塑料管外周表面而形成金属管Mp的部分。
焊接部分108：为了使由上述金属管成形部分107形成的金属管Mp保持其形状，把弯曲后的金属带Ms两侧端面对接并实施对接焊的部分，但是经过焊接后的金属管Mp还不是与内层塑料管Ip紧密结合的状态。
金属管Mp拉伸部分109：为使内层塑料管Ip与金属管Mp紧密结合，拉伸金属管Mp以使其内径缩小的部分。
外层塑料管成形部分110：经过拉伸部分109，内层塑料管外周表面与金属管内表面紧密结合，然后利用挤塑机在经过拉伸部分与内层塑料管Ip紧密结合的金属管Mp外表面挤出塑料形成外层塑料管Op的部分。
卷取部分111：把经过外层塑料管成形部分110形成的复合管Cp卷绕在卷辊上的部分。
上述外层塑料管Op材料选择交连聚氯乙烯或高密度聚氯乙烯之一种。
另外，为了便于焊接，应该使经过金属管成形部分107在内层塑料管Ip外周表面形成金属管Mp的金属带两侧端面对接均匀，因此需要在实施焊接以前利用压力辊把金属带对接缝加压补正。
为保证金属管Mp紧密结合于内层塑料管Ip表面，使金属管Mp通过拉伸模具202伸长的拉伸部分109构成及作用如下。
如图6所示，金属管Mp是通过金属管成形模具D成形后再经过焊接部分108而形成，在拉伸部分109经焊接后的金属管Mp，通过拉伸套202的过程中由牵引履带牵引并通过设置在拉伸模具内孔的拉伸套伸长。
在拉伸模具202内，依次设置第1拉伸套203，第2拉伸套204和第3拉伸套205，金属管依次通过拉伸套的拉伸孔伸长，与内层塑料管外表面紧密结合而形成复合管。
第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的拉伸孔203′，204′，205′的直径依次减小，而第1拉伸套203，第2拉伸套204和第3拉伸套205分别设有凸台203′，204′，205′嵌入安装于拉伸模具体202内的支撑部件206的凹槽中。
拉伸套外形为环形，其内孔用于通过金属管并使其伸长。为使金属管通过拉伸套内孔伸长，金属管与拉伸套的拉伸孔之间应该有一定的摩擦力，为此拉伸孔表面由碳素材料构成。
为了防止上述支撑部件206脱离拉伸模具体202，用固定螺栓207把支撑部件与拉伸模具体202连结起来。
如图10所示，第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的拉伸孔前端面作成圆弧面208，模具体内孔与拉伸套的交接面也作成圆弧面209，以利于金属管Mp的导入。
如图13所示，为了防止金属管Mp在通过拉伸套的过程中受损伤，由润滑油泵210通过加工于拉伸模具体202内的润滑油路210′，向通过模具体202内孔和拉伸套的金属管表面提供润滑油，润滑油路210′在模具体202内孔表面形成环形油槽，该环形油槽迎向金属管Mp通过方向的拐角处也作成圆弧面211，以利于金属管Mp导入。
另外，模具体202上设有供应洗涤液的洗涤泵212和洗涤孔213，用于去除金属管Mp表面的润滑油。
下面说明本发明的制造工艺。
图14是本发明的复合管制造工艺流程框图，图中“S”表示各工艺阶段的英文单词“STEP”的词头。
第1阶段S1是形成内层塑料管Ip并把卷绕在卷辊上的内层塑料管Ip输送到金属管成形过程107，第1阶段的主要工序如下。内层塑料管成形过程101，本过程是由挤塑机挤出塑料形成内层塑料管Ip的过程；冷却过程102，本过程是利用冷却机把由内层塑料管成形工序101所形成的内层塑料管Ip以及涂敷于其表面的粘合剂A一起冷却的过程；拉伸过程103，用拉伸机把冷却过的内层塑料管Ip包括粘合剂拉伸的过程；卷取过程104，利用卷取机把经上述过程后的内层塑料管Ip卷绕在卷辊上的过程。
第2阶段S2是把卷辊上的金属带Ms伸展开并输送到金属管Mp成形过程107的金属带输送阶段。
第3阶段S3是金属管Mp成形阶段，本阶段经过如下过程；
如图6所示，把输送到的内层塑料管Ip和经过金属带输送阶段送来的金属带Ms一起送入金属管成形模具D，金属带通过金属管模具成形槽201的过程中逐渐卷曲成圆形截面，并包住内层塑料管Ip表面形成金属管Mp。
第4阶段S4是金属管焊接阶段；为了使经过上述金属管成形过程107卷曲成形的金属管Mp保持其形状，在本阶段对卷曲成形的金属带Ms两侧端面即金属管接缝处实施对接焊。
由上述阶段所形成的金属管Mp和内层塑料管Ip外周表面还不是紧密结合的状态，为此金属管Mp需要经过拉伸阶段S5伸长并缩小其内径，以达到金属管Mp内表面与内层塑料管Ip外周表面紧密结合之目的。
金属管的拉伸阶段S5的详细过程如下。
如图6所示，通过成形模具D成形并经焊接工序108焊接过的金属管Mp，将由牵引履带牵引并通过设置于拉伸模具202内的拉伸套内孔(如图9)。而拉伸部件由第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205所组成，它们依次设置于拉伸模具体内，当金属管Mp依次通过这些拉伸套内孔时，将被延伸并缩小其内径而紧密结合在内层塑料管Mp表面形成复合管。为了防止通过拉伸套的金属管Mp表面受损伤，用润滑泵对金属管表面进行润滑。
上述的第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的内孔径依次减少，因此金属管Mp经过这些拉伸套时被延伸，其直径也逐渐缩小与内层塑料管Ip表面紧密结合。
第6阶段是洗涤阶段S6。在本阶段，利用洗涤泵和洗涤孔213把洗涤剂送到金属管表面，以去除金属管拉伸阶段S5附着在金属管表面的润滑油。
第7阶段是外层塑料管成形阶段S7。经过拉伸阶段，金属管和内层塑料管紧密结合，接着利用挤塑机在金属管外周表面挤出成形外层塑料管Op，从而制成复合管Cp。
经上述各个阶段获得的复合管通过加热炉融化涂敷在内部的粘合剂，更紧密地连结塑料管和金属管。
第8阶段是把经过上述外层塑料管成形工序110而制成的复合管Cp卷绕成卷捆或切断成一定长度的卷取或切断阶段S8。
如上所述，本发明的复合管制造设备，不仅结构简单，而且金属管和塑料管能够紧密结合，保证成形后的复合管之品质。又因为制造设备结构简单，因此降低了设备成本，而且安装调试简便易行。
另外，因为本发明的复合管制造工艺简单，所以能够提高生产率和降低废品率。
Claims (4)
1.一种复合管制造设备，包括，
把挤塑机成形并卷绕在卷辊上的内层塑料管(Ip)和卷绕在卷辊上的金属带(Ms)提供给金属管成形机的供给部分，和由上述供给部分提供的金属带(Ms)被成形模具卷曲并包住内层塑料管(Ip)而形成金属管(Mp)的金属管成形部分；
为保证由上述金属管成形部分形成的金属管(Mp)保持原形而对金属带(Ms)的两侧端面实施对接焊的焊接部分；
为了使由上述焊接部分成形的金属管(Mp)能够与内层塑料管(Ip)紧密结合，利用牵引履带使金属管通过拉伸套(202)伸长的金属管拉伸部分；
由上述拉伸部分伸长的金属管(Mp)与内层塑料管(Ip)紧密结合的状态下，利用挤塑机在金属管(Mp)外周表面挤出成形外层塑料管的外层塑料管成形部分。
2.根据权利要求1所述的一种复合管制造设备，其特征在于，由上述金属管成形部分形成金属管(Mp)时，为了使金属带(Ms)两侧端面对接均匀，利用压力辊对接缝处施加压力。
3.根据权利要求1或2所述的复合管制造设备，其特征在于，上述金属管拉伸部分是由依次设置在拉伸模具体(202)内孔，拉伸孔(203′)，(204′)，(205′)的直径(D1)，(D2)，(D3)依次减少的第1拉伸套(203)，第2拉伸套(204)，第3拉伸套(205)所构成的。
4.一种复合管制造工艺，包括如下步骤，
把挤塑机成形并卷绕在卷辊上的内层塑料管(Ip)和卷绕在卷辊上的金属带(Ms)输送给金属管成形机的供给阶段；
上述输送阶段提供的金属带(Ms)被成形模具卷曲并包住内层塑料管(Ip)而形成金属管(Mp)的金属管成形阶段；
为保证由上述金属管成形阶段形成的金属管(Mp)保持原形而对金属带(Ms)的两侧端面实施对接焊的焊接阶段；
为了使由上述焊接阶段成形的金属管(Mp)能够与内层塑料管(Ip)紧密结合，利用牵引履带使金属管通过拉伸套(202)伸长的金属管拉伸阶段；
经过上述拉伸阶段伸长的金属管(Mp)与内层塑料管(Ip)紧密结合的状态下，利用挤塑机在金属管(Mp)外表面挤出成形外层塑料管的外层塑料管成形部分。
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