CN110978445A - 一种pe管道生产工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，包括加料系统、单螺杆挤出机、PE管材专用模具、真空冷却定径箱、牵引机、收卷机、PLC控制系统，所述原材料由原料库加入到上料料斗内，之后原料在螺杆挤出机中加热塑化后经螺杆挤出机挤出后进入挤出模具，并有挤出模具的环形缝隙挤压成管状，之后进入外径定径套冷却定型，再进入真空冷却定径箱进一步冷却，充分冷却后的管子由牵引机牵引并匀速拉出，最后由收卷机收卷并按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材。该种PE管才的工艺生产装置既具有环保、节能、变废为宝等社会效果，又具有材料成本低、材料来源广、产品市场大等经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及PE管道的生产加工，具体涉及一种PE管道生产工艺及装置。
背景技术
PE管道由于其强度高、耐腐蚀、柔韧性好、无毒、易施工和安装等特点，被广泛应用于市政、建筑排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉和工业排污、矿山矿物输送建筑和农业发展的领域内，由于它不生锈因此广泛代替了普通铁质水管，此外，PE管道还具有独特的柔韧性和优良的耐刮痕的能力。尤其最近几年，随着国家西部大开发的实旖，农业节水灌溉技术短时期内得到了大面积的推广，PE管作为其配套产品，需求量迅速成倍增加。在市场需求刺激下，我国的国产塑料机械不仅在数量上发展迅速，而且制造水平也有了较大提高。但是，我国是塑料机械消费大国，除了消耗95％以上的国产设备以外，每年还进口大量设备，进口设备在数量上是相当可观的。在塑料工业发达国家，塑料机械设备的数字技术、智能控制和伺服系统技术己经成熟，计算机辅助设计得到普遍的应用，且在迅速更新。长期以来，作为挤出成型设备主要性能指标的“高速、高产”一直是挤出成型机发展的主要方向，高的产出和价格比不仅是企业最为关心的，而且也是科技工作者梦寐以求的目标。
公知的PE管道一般都是用聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物为原料，经过注塑机高温注塑而成。其原料一般来自于石油提炼后的下脚料中制取。由于聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物经过高温处理有再利用的效果，且市场上有大量的聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物边角料或使用后的废料(尤其是每年回收的废弃的地膜)，加之有些管道对原材料要求不是过高，这就给我们带来一个利用聚乙烯、聚丙烯高分子聚合物等废塑料为原料的研究课题。
发明内容
本发明解决了现有技术存在的我国每年使用的PE管道的数量巨大，然而在生产PE管道的过程中对原材料要求不是过高，而且每年使用后的聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物边角料或使用后的废料(尤其是每年回收的废弃的地膜)不仅无法处理而且对环境的污染巨大的问题，提供一种PE管道生产工艺及装置，其应用时，可将废弃回收的地膜、聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物收集起来作为原料进行生产PE管道，而且使用该套装置不仅可以减轻工人劳动强度、能够牵引各种直径PE管道而且可以将大量的废弃的地膜、聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物回收再利用，从而达到保护环境、资源再利用的良好效果。
本发明通过以下技术方案实现：
一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，包括加料系统、单螺杆挤出机、PE管材专用模具、真空冷却定径箱、牵引机、收卷机、控制系统，所述原材料由原料库加入到上料料斗内，之后原料在螺杆挤出机中加热塑化后经螺杆挤出机挤出后进入挤出模具，并有挤出模具的环形缝隙挤压成管状，之后进入外径定径套冷却定型，再进入真空冷却定径箱进一步冷却，充分冷却后的管子由牵引机牵引并匀速拉出，最后由收卷机收卷并按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材，上述步骤由现场设置的控制系统统一控制。
进一步的，一种PE管道生产工艺及装置，所述在PE管材加工过程中，原料的塑化、均化及管坯的冷却定径是控制挤出质量的关键。即如何将原料的性能更好地转移至管材，对挤出设备而言，应满足以下几点：实现低熔融温度，最大程度地减小原料在熔融和塑化过程中的分解；使熔体具有优良均质化性能.在管坯成型过程中保证聚合物分子链不延。纵向取向：实现均匀状态下冷却，以减小管材内应力。因此，挤出机螺杆机筒、管材模具、冷却定径装置是整条生产线设计的关键。
进一步的，一种PE管道生产工艺及装置，所述挤出机是管材挤出生产线的重要核心部件之一，对于管材的加工最广泛使用的主机都是单螺杆挤出机.在单螺杆挤出机设计中，如何实现在低加工温度下高速挤出优质管材是一个关键技术。在螺杆设计上，采用了叫结构与屏障式结构相结合，并增加了特殊的混炼段，不仅保证了管坯的塑化效果，而且物料在整个螺杆上的各个区域，熔体压力较低，压力分布均匀，同时严格控制剪切作用，以获得理想的物料温度在机筒设计中，采用了开槽机筒，特殊设计具有特殊结构的加料衬套，内孔表面带有多条具有斜度的沟槽，增加机筒加料段内壁的摩擦系数，以保证PE高速喂料；在加料段设计有一个特殊的冷却装置，以实现对机筒喂料区域的温度控制并与相邻的机筒高温区隔离。机筒各段有可控温的加热段，采用强制风冷，挤出机产量具有良好的线性关系(便于同牵引速度同步调节)；为了实现高速挤出，减速箱采用高扭矩、低噪声的减速箱，电机功率相应配大。
进一步的，一种PE管道生产工艺及装置，所述牵引机是连续挤出塑料管材必要的辅助装置，它的作用是给由机头出来的己经初步定型的PE管提供一定的牵引力和牵引速度，克服冷却定型过程中所产生的摩擦力，使塑料管材以均匀的速度从冷却定型装置中引出。并通过调节牵引速度来调节PE管的壁厚，以获得最终合乎标准的管材。实践证明在没有牵引力作用下生产的塑料管材其拉伸强度明显要比有牵引力作用下低，并且配上牵引装置生产时还能提高产量。牵引装置一般要求：夹持器要能适应支持加工多种口径管材的需要；可以在一定范围内无级平滑的调速。并且在牵引过程中，牵引速度必须稳定，因为任何不规则的变动都会在制品表面形成波纹，影响产品质量：牵引夹紧力要适中并能调节，在牵引过程中不打滑、跳动和震动，以免管材永久变形。
综上所述，本发明的以下有益效果：
1、本发明一种PE管道生产工艺及装置，本发明可以减轻工人劳动强度、能够牵引各种直径PE管道而且可以将大量的废弃的地膜、聚乙烯、聚丙烯等高分子聚合物回收再利用，从而达到保护环境、资源再利用的良好效果。
2、本发明一种PE管道生产工艺及装置，本发明既具有环保、节能、变废为宝等社会效果，又具有材料成本低、材料来源广、产品市场大等经济效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中PE管材专用模具结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-加料系统，2-螺杆挤出机，3-PE管材专用模具，4-外径定径套，5-真空冷却定径箱，6-牵引机，7-收卷机，31-口模，32-芯模，33-分流锥，34-芯模支架，35-模体，36-压缩套，37-中间栅板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1-2所示，一种PE管道生产工艺及装置，包括加料系统1、螺杆挤出机2、PE管材专用模具3、外径定径套4、真空冷却定径箱5、牵引机6、收卷机7与PLC控制系统，所述原材料由原料库加入到加料系统1内，之后原料在螺杆挤出机2中加热塑化后经螺杆挤出机2挤出后进入PE管材专用模具3，并由PE管材专用模具3的环形缝隙挤压成管状，之后进入外径定径套4冷却定型，再进入真空冷却定径箱5进一步冷却，充分冷却后的管子由牵引机6牵引并匀速拉出，最后由收卷机7收卷并按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材，所述PE管材专用模具3由口模31、芯模32、分流锥33、芯模支架34、模体35、压缩套36、中间栅板37组成，所述分流锥33、芯模支架34、模体35构成挤出模的第一部分即分流区段；所述芯模32、压缩套36构成挤出模的第二部分即压缩区段；所述口模31和芯模32的平直段构成挤出模的第三部分即成型区段；PE管材专用模具3的熔体流动由中间栅板37进入挤出模，通过芯模支架34分流成多股流体，最终汇集在一起，所述螺杆挤出机2在设计上，采用了屏障式结构，并增加了混炼段，保证了管坯的塑化效果，物料熔体压力较低，压力分布均匀，同时严格控制剪切作用，以获得理想的物料温度在机筒设计中，采用了开槽机筒，特殊设计具有特殊结构的加料衬套，内孔表面带有多条具有斜度的沟槽，增加机筒加料段内壁的摩擦系数，保证PE高速喂料；在加料段设计有一个特殊的冷却装置，以实现对机筒喂料区域的温度控制并与相邻的机筒高温区隔离，机筒各段设置有可控温的加热段，采用强制风冷，所述牵引机6上的夹持器的加持尺寸可以调节，所述牵引机6在生产所需的范围内可以进行无级平滑的调速，所述牵引夹紧力可以调节，所述夹持器的两侧设置有定位装置，可以使得在牵引过程中不打滑、跳动和震动，以避免管材永久变形，所述的PLC控制器与加料系统1、螺杆挤出机2、PE管材专用模具3、外径定径套4、真空冷却定径箱5、牵引机6、收卷机7连接，所述PLC控制器控制着每一个设备的起停与运行，使得整套装置实现自动化生产，所述收卷机7上设置有旋转盘，所述旋转盘的端面上均匀分布有六个弧形板。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，包括加料系统(1)、螺杆挤出机(2)、PE管材专用模具(3)、外径定径套(4)、真空冷却定径箱(5)、牵引机(6)、收卷机(7)与PLC控制系统，所述原材料由原料库加入到加料系统(1)内，之后原料在螺杆挤出机(2)中加热塑化后经螺杆挤出机(2)挤出后进入PE管材专用模具(3)，并由PE管材专用模具(3)的环形缝隙挤压成管状，之后进入外径定径套(4)冷却定型，再进入真空冷却定径箱(5)进一步冷却，充分冷却后的管子由牵引机(6)牵引并匀速拉出，最后由收卷机(7)收卷并按规定的长度切断，即可获得一定壁厚及一定长度的塑料管材。
2.根据权利要求1所述的一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，所述PE管材专用模具(3)由口模(31)、芯模(32)、分流锥(33)、芯模支架(34)、模体(35)、压缩套(36)、中间栅板(37)组成，所述分流锥(33)、芯模支架(34)、模体(35)构成挤出模的第一部分即分流区段；所述芯模(32)、压缩套(36)构成挤出模的第二部分即压缩区段；所述口模(31)和芯模(32)的平直段构成挤出模的第三部分即成型区段；PE管材专用模具(3)的熔体流动由中间栅板(37)进入挤出模，通过芯模支架(34)分流成多股流体，最终汇集在一起。
3.根据权利要求1所述的一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，所述螺杆挤出机(2)在设计上，采用了屏障式结构，并增加了混炼段，保证了管坯的塑化效果，物料熔体压力较低，压力分布均匀，同时严格控制剪切作用，以获得理想的物料温度在机筒设计中，采用了开槽机筒，特殊设计具有特殊结构的加料衬套，内孔表面带有多条具有斜度的沟槽，增加机筒加料段内壁的摩擦系数，保证PE高速喂料；在加料段设计有一个特殊的冷却装置，以实现对机筒喂料区域的温度控制并与相邻的机筒高温区隔离，机筒各段设置有可控温的加热段，采用强制风冷。
4.根据权利要求1所述的一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，所述牵引机(6)上的夹持器的加持尺寸可以调节，所述牵引机(6)在生产所需的范围内可以进行无级平滑的调速，所述牵引夹紧力可以调节，所述夹持器的两侧设置有定位装置，可以使得在牵引过程中不打滑、跳动和震动，以避免管材永久变形。
5.根据权利要求1所述的一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，所述的PLC控制器与加料系统(1)、螺杆挤出机(2)、PE管材专用模具(3)、外径定径套(4)、真空冷却定径箱(5)、牵引机(6)、收卷机(7)连接，所述PLC控制器控制着每一个设备的起停与运行，使得整套装置实现自动化生产。
6.根据权利要求1所述的一种PE管道生产工艺及装置，其特征在于，所述收卷机(7)上设置有旋转盘，所述旋转盘的端面上均匀分布有六个弧形板。
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