CN111745934A - 一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管材生产设备领域，更具体地，涉及一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，包括模座、与模座连接的螺旋体和外模体、与螺旋体连接的收缩芯、与收缩芯连接的模芯和设置于模芯外部的口模，螺旋体和收缩芯与外模体之间形成流道，口模和模芯之间形成挤出通道，流道连通至挤出通道，模座上装有驱动模芯转动的驱动机构。通过模芯旋转使得挤出通道内的熔体内壁部分产生环向运动力，通过这样的反向作用力达到破坏熔体下垂而造成熔体堆积的形成条件，进而避免在生产厚壁管材中因为熔体下垂造成的管材上端薄下端厚的问题，提升厚壁管材的良品率和提高产品质量。

Description

一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具
技术领域
本发明涉及管材生产设备领域，更具体地，涉及一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具。
背景技术
常规的管材生产用的模具一般包括与模座连接的螺旋体，螺旋体外部设有外模体，还包括模芯和设置于模芯外部的口模。熔体进入螺旋体内，沿着螺旋体的螺旋槽流动后进入口模和模芯之间的通道，最终从通道中流出成型。如申请号为“CN201721019735.4”的专利文件公开了一种新型PE中空壁缠绕管成型模具，包括连接段、与连接段连接的底座、与底座连接的螺旋体，螺旋体外部设有外模体，还包括收缩芯，收缩芯与外模体形成通道，收缩芯与模芯连接，模芯外部设有口模。
当采用上述模具生产大规格厚壁管材的时候，熔体较多且堆积一定的厚度，因此在熔体从模具挤出成型时，熔体均存在因自重而发生熔体下垂的问题，导致熔体会堆积模具的下端，引起管材上端薄下端厚的问题，调节非常困难，产生大量废品。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中厚壁管材在挤出成型时上端薄下端厚的问题，提供一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，通过破坏熔体下垂的形成条件，使得模具生产的厚壁管材的壁厚均匀。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，包括模座、与所述模座连接的螺旋体和外模体、与所述螺旋体连接的收缩芯、与所述收缩芯连接的模芯和设置于所述模芯外部的口模，所述螺旋体和所述收缩芯与所述外模体之间形成流道，所述口模和所述模芯之间形成挤出通道，所述流道连通至所述挤出通道，所述模座上装有驱动所述模芯转动的驱动机构。
熔体由入料口进入外模体及螺旋体进行初步分流，螺旋体将熔体由一股料流均分成多股，沿着流道进行轴向运动，最后经过口模及模芯组成的挤出通道，在挤出通道中成型。由于模芯在驱动机构的带动下进行旋转，当熔体运行到挤出通道，由于模芯不断在熔体基管内孔进行旋转动作，可以产生连续不断的圆周环向力，连续的圆周环向力将引起熔体内壁部分产生环向运动力，通过这样的反向作用力与熔体的自身重力均衡，达到破坏熔体下垂而造成熔体堆积的形成条件。
优选的，所述驱动机构包括与所述模芯连接的传动轴以及驱动所述传动轴转动的动力源组件，所述动力源组件安装于所述模座。所述动力源组件包括安装于模座上的安装板和安装于所述安装板上的电机。通过电机带动传动轴转动，进而令模芯转动。电机安装在安装板上，而不是直接安装在模座上，减缓模座受到的振动，也减少模座上的改装，保持模座的稳定性。
优选的，所述模芯与所述收缩芯之间通过轴承连接，所述传动轴与所述安装板之间通过轴承连接。轴承能够令模芯与收缩芯之间的转动更加顺畅，而且能确保传动轴的位置稳定。轴承安装于安装板上能减少对模具的加工改装，安装板便于拆卸更换，而模座不便于经常拆卸更换。
优选的，所述模芯设置突出所述口模端面的外延部。由于熔体下垂一般是离开口模及模芯之间的挤出通道才急聚产生，为此模芯打破传统设计中的口模与模芯的端面平整的设计，模芯设置有凸出口模端面的外延部，并通过外延部给予模芯旋转产生的熔体内孔圆周环向力在离开挤出通道后可以得到支撑，改善了熔体离开挤出通道后就直线下坠的情况。
优选的，所述外延部的末端与所述口模的端面的距离为所述口模的内径的百分之三至百分之六。既避免外延部过长，影响管材脱膜，也避免了外延部过短，无法产生支撑的效果。
优选的，还包括连通至所述挤出通道的辅料投放部和与所述辅料投放部连接的补料辅机。熔体在挤出通道时，由于受熔体的自重拉力，熔体向挤出通道的下端流动，也导致管材上端壁厚较薄下端较厚的问题。在使用的时候，辅料投放部和补料辅机要位于上端，通过补料辅机将熔体从辅料投放部挤出熔体进入到挤出通道中，完成对壁厚较薄的位置进行补料，补偿熔体下垂引起的壁厚偏差。在破坏熔体下垂的条件后，为了进一步确保在挤出通道内不会发生壁厚不均匀的问题，对挤出通道进行补料。
优选的，所述口模相对的两侧分别设置有用于测量挤出通道压力的第一压力传感器和第二压力传感器。在使用模具的时候，第一压力传感器位于上端，第二压力传感器位于下端，熔体下垂会引起挤出通道的出料压力不均衡，当第一压力传感器通过检测上端的挤出通道的压力小于第二压力传感器检测的压力时，说明发生了熔体下垂的问题，补料辅机启动进行补料。当两个压力传感器检测压力一致时，自动控制补料辅机停止补料。
优选的，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器位于所述辅料投放部靠近所述螺旋体的一侧。熔体在挤出通道时，先经过第一压力传感器和第二压力传感器，在检测出压力不均衡后，补料辅机能够及时补充熔体至挤出通道中。而如果第一压力传感器和所述第二压力传感器位在辅料投放部的后端，那么检测出压力不均衡，也无法及时对压力不均衡的位置进行补料。
优选的，所述收缩芯设置有凸起部，所述凸起部的截面为梯形。收缩芯的凸起部使得流道经过由大变小后再变大的过程，令流道对熔体产生不同的压力，通过这种压力变化，实现熔体压缩密实的作用。最后经过口模及模芯组成的挤出通道，将熔体由厚变薄，外圆由大变小，确定拉伸的尺寸及控制壁厚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过模芯旋转使得挤出通道内的熔体内壁部分产生环向运动力，通过这样的反向作用力达到破坏熔体因自重下垂而造成熔体堆积的形成条件，进而避免在生产厚壁管材中因为熔体下垂造成的管材上端薄下端厚的问题，提升厚壁管材的良品率和提高产品质量。
附图说明
图1为本发明的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具的结构示意图；
图2为图1的A位置的局部放大图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1
如图1-2所示为一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具的实施例，包括模座1、与模座1连接的螺旋体2和外模体3、与螺旋体2连接的收缩芯4、与收缩芯4连接的模芯5、设置于模芯5外部的口模6和用于固定口模6的口模座7，螺旋体2、收缩芯4与外模体3、口模座7之间形成流道8，口模6和模芯5之间形成挤出通道9，流道8连通至挤出通道9，模座1上装有驱动模芯5转动的驱动机构。
其中，驱动机构包括与模芯5连接的传动轴10以及驱动传动轴10转动的动力源组件，而动力源组件包括安装于模座1上的安装板11和安装于安装板11上的电机12。通过电机12带动传动轴10转动，进而令模芯5转动。电机12安装在安装板11上，而不是直接安装在模座1上，减缓模座1受到的振动，也减少模座1上的改装，保持模座1的稳定性。
为了保证模芯5和传动轴10的转动顺畅和稳定，模芯5与收缩芯4之间通过轴承连接，传动轴10与安装板11之间通过轴承连接。同时，轴承安装在安装板11上能减少对模具的加工改装，安装板11便于拆卸更换，而模座不便于经常更换。
由于熔体下垂一般是离开口模6及模芯5之间的挤出通道9才急聚产生，为此模芯5打破传统设计中的口模6与模芯5的端面平整的设计，模芯5设置有突出口模6端面的外延部13，如图2所示，熔体内孔圆周环向力在离开挤出通道9后可以通过外延部13得到支撑，改善了熔体离开挤出通道9后就直线下坠的情况。
为了避免外延部13过长，影响管材脱膜，也为了避免外延部13过短，无法产生支撑的效果，外延部13的末端与口模6的端面的距离为口模6的内径的百分之三至百分之六。其中，外延部13的末端与口模6的端面的距离为口模6的直径的百分之五的时候，效果较优。
另外的，收缩芯4设置有凸起部401，凸起部401的截面为梯形。凸起部401使得流道8经过由大变小后再变大的过程，令流道8对熔体产生不同的压力，通过这种压力变化，实现熔体压缩密实的作用。最后经过口模6及模芯5组成的挤出通道9，将熔体由厚变薄，外圆由大变小，确定拉伸的尺寸及控制壁厚。
本实施例的工作原理：熔体由入料口进入外模体3及螺旋体2进行初步分流，螺旋体2将熔体由一股料流均分成多股，沿着流道8进行轴向运动，最后经过口模6及模芯5组成的挤出通道9，在挤出通道9中成型。由于模芯5在驱动机构的带动下进行旋转，当熔体运行到挤出通道9，由于模芯5不断在熔体基管内孔进行旋转动作，可以产生连续不断的圆周环向力，连续的圆周环向力将引起熔体内壁部分产生反向的环向运动力，通过这样的反向作用力达到破坏熔垂自重的堆积形成条件。
本实施例的有益效果：通过模芯5旋转使得挤出通道9内的熔体内壁部分产生反向的环向运动力，通过这样的反向作用力达到破坏熔垂自重的堆积形成条件，进而避免在生产厚壁管材中因为熔体下垂造成的管材上端薄下端厚的问题，提升厚壁管材的良品率和提高产品质量。
实施例2
如图1-2所示为一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具的另一实施例，与实施例1区别在于，还包括连通至挤出通道9的辅料投放部14和与辅料投放部14连接的补料辅机15。熔体在挤出通道9时，由于受熔体的自重拉力，会引起挤出通道上端压力变小导致上端部分出料过慢，因此也会造成管材壁厚上端薄下端厚的问题。在使用的时候，辅料投放部14和补料辅机15要位于上端，通过补料辅机15将熔体从辅料投放部14挤出熔体进入到挤出通道9中，完成对壁厚较薄的位置进行补料，补偿熔体下垂引起的壁厚偏差。在破坏熔体下垂的条件后，为了进一步确保在挤出通道9内不会发生壁厚不均匀的问题，对挤出通道9进行补料。
为了能够实现自动补料，口模6相对的两侧分别设置有用于测量挤出通道9压力的第一压力传感器16和第二压力传感器17。在使用模具的时候，第一压力传感器16位于上端，第二压力传感器17位于下端，熔体下垂会引起挤出通道9的出料压力不均衡，当第一压力传感器16通过检测上端的挤出通道9的压力小于第二压力传感器17检测的压力时，说明发生了熔体下垂的问题，补料辅机15启动进行补料。当两个压力传感器检测压力一致时，自动控制补料辅机15停止补料。
在自动补料的基础上，为了能够补料及时，第一压力传感器16和第二压力传感器17位于辅料投放部14靠近螺旋体2的一侧。熔体在挤出通道9时，先经过第一压力传感器16和第二压力传感器17，在检测出压力不均衡后，补料辅机15能够及时补充熔体至挤出通道9中。
本实施例的有益效果：通过采用模芯5旋转形成环向力破坏熔体下垂形成条件以及通过外部局部补料达到挤出通道9熔体平衡相结合，确保在模具在生产厚壁管材的过程中，不会发生管材上端薄下端厚的问题。
本实施例的其余特征和工作原理与实施例1一致。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，包括模座(1)、与所述模座(1)连接的螺旋体(2)和外模体(3)、与所述螺旋体(2)连接的收缩芯(4)、与所述收缩芯(4)连接的模芯(5)、设置于所述模芯(5)外部的口模(6)和用于固定所述口模(6)的口模座(7)，所述螺旋体(2)和所述收缩芯(4)与所述外模体(3)和所述口模座(7)之间形成流道(8)，所述口模(6)和所述模芯(5)之间形成挤出通道(9)，所述流道(8)连通至所述挤出通道(9)，其特征在于，所述模座(1)上装有驱动所述模芯(5)转动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述驱动机构包括与所述模芯(5)连接的传动轴(10)以及驱动所述传动轴(10)转动的动力源组件，所述动力源组件安装于所述模座(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述动力源组件包括安装于模座(1)上的安装板(11)和安装于所述安装板(11)上的电机(12)。
4.根据权利要求3所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述模芯(5)与所述收缩芯(4)之间通过轴承连接，所述传动轴(10)与所述安装板(11)之间通过轴承连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述模芯(5)设置突出所述口模(6)的端面的外延部(13)。
6.根据权利要求5所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述外延部(13)的末端与所述口模(6)的端面的距离为所述口模(6)内径的百分之三至百分之六。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，还包括连通至所述挤出通道(9)的辅料投放部(14)和与所述辅料投放部(14)连接的补料辅机(15)。
8.根据权利要求7所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述口模(6)相对的两侧分别设置有用于测量挤出通道(9)压力的第一压力传感器(16)和第二压力传感器(17)。
9.根据权利要求8所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述第一压力传感器(16)和所述第二压力传感器(17)位于所述辅料投放部(14)靠近所述螺旋体(2)的一侧。
10.根据权利要求7所述的一种用于生产壁厚均匀的厚壁管材的模具，其特征在于，所述收缩芯(4)设置有凸起部(401)，所述凸起部(401)的截面为梯形。
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