CN112793116A - 一种大管径柔性复合高压输送管加工设备及工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其包括沿输送管运输方向依次分布的成型装置、冷却装置以及牵引装置，成型装置用于将橡胶管挤出成型，冷却装置安装于牵引装置与成型装置之间，冷却装置包括风冷机构与水冷机构，所述风冷机构安装于所述水冷机构与所述成型装置之间。加工工艺包括以下步骤：（1）称取原料并将原料加入成型装置进行加工，得到内管；（2）通过牵引装置对内管进行牵引，内管先通过风冷机构进行预冷却，再通过水冷机构进行冷却；（3）在内管外周缠绕增强层；（4）在增强层外周包覆外层管。本申请具有提高大直径管材的壁厚均匀程度，减少尺寸偏差，提高物理性能的稳定性的效果。

Description

一种大管径柔性复合高压输送管加工设备及工艺
技术领域
本申请涉及复合管加工的领域，尤其是涉及一种大管径柔性复合高压输送管加工设备及工艺。
背景技术
天然气作为一种重要的能源，主要采用管道运输方式进行运输转移，但天然气作为气体，相比液体需要使用更大管径的输送管，以提高输送效率。
相关技术中输送管通常采用聚乙烯管材，输送管加工时通过将聚乙烯等原料干燥后加热熔融，并将熔融后的原料从芯模与口模之间的缝隙中挤出，形成形成中空的输送管，之后对中空的输送管冷却定型，形成所需的输送管。当管径较小时芯模与口模之间通过设置于口模上的加热件对口模及芯模同步加热。
针对上述中的相关技术，发明人认为当生产大管径输送管时，由于聚乙烯等原料挤出后硬度较小，且自身重力较大，在牵引过程中受重力作用容易发生形变，导致最后的输送管壁厚不均匀，尺寸偏差大，影响输送管的最终形状及性能。
发明内容
为了提高大直径管材的壁厚均匀程度，减少尺寸偏差，提高物理性能的稳定性，本申请提供一种大管径柔性复合高压输送管加工设备及工艺。
本申请提供的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备及工艺采用如下的技术方案：
一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，包括沿输送管运输方向依次分布的成型装置、冷却装置以及牵引装置，成型装置用于将橡胶管挤出成型，冷却装置安装于牵引装置与成型装置之间，冷却装置包括风冷机构与水冷机构，所述风冷机构安装于所述水冷机构与所述成型装置之间。
通过采用上述技术方案，首先通过成型装置将橡胶原料挤压成型，形成中空的内管，并通过牵引装置带动内管移动，内管移动过程中首先通过风冷机构，风冷机构对刚挤出的内管进行吹风冷却，快速对内管进行冷却使内管定型，之后内管移动至水冷机构所在位置，通过水冷机构实现对内管的彻底冷却定型。由于水冷机构在对内管进行喷淋冷却时，喷淋水容易发生溅洒，喷淋水溅洒至成型装置出口位置处时会在刚挤出的输送管表面形成水痕，影响输送管的成型质量，因此水冷机构与成型装置之间的距离不能过近。但是刚挤出的大管径复合输送管硬度较小，且自身重力较大，因此在牵引过程中受重力作用容易发生形变，导致最后的输送管壁厚不均匀，因此通过设置风冷机构对刚挤出的内管进行预冷却，风冷机构可以安装于靠近成型装置出口位置，使得输送管挤出后可以通过风冷机构迅速进行冷却定型，提高大直径管材的壁厚均匀程度，减少尺寸偏差，提高物理性能的稳定性。
可选的，所述风冷机构包括支撑架、吹风管、位置调节组件以及风机，所述吹风管与所述风机连接相通，所述吹风管通过位置调节组件安装于所述支撑架上，且所述吹风管环绕输送管设置。
通过采用上述技术方案，吹风管通过位置调节组件安装在支撑架上，风机与吹风管连接相通，用于提供风源，吹风管为柔性管道且环绕输送管设置，通过对输送管四周均匀的吹风实现冷却，提高输送管的成型效率。
可选的，位置调节组件包括安装块、调节螺杆以及连接件，所述安装块设置有至少两个，所述安装块拼接成环状，所述调节螺杆与所述安装块半径方向平行，所述调节螺杆一端与所述安装块转动连接，所述调节螺杆另一端与所述支撑架螺纹连接，所述吹风管通过所述连接件安装于所述安装块上。
通过采用上述技术方案，位置调节组件通过转动调节螺杆带动安装块移动，由于调节螺杆与安装块的半径方向方向平行，因此调节螺杆转动带动安装块沿安装块的半径方向移动，使得若干安装块分开后仍然可拼接为环状，柔性吹风管安装在安装块上，实现吹风管始终环绕输送管设置，从而根据不同输送管的尺寸，实现对输送管的均匀冷却。
可选的，所述连接件包括定位框、挡板以及复位弹簧，所述定位框安装于所述安装块上，所述定位框一端开口设置，所述挡板一端与所述定位框开口端铰接，所述复位弹簧安装于所述挡板与所述定位框之间。
通过采用上述技术方案，连接件用于对柔性的吹风管进行连接，使用时将吹风管挤压挡板，使得复位弹簧收缩，吹风管移动至定位框内，实现吹风管的安装，同时挡板与复位弹簧配合可以对定位框内的吹风管进行限位，提高吹风管在定位框中的稳定性。
可选的，所述支撑架包括内支撑管、外支撑管以及定位件，所述内支撑管与所述外支撑管滑动连接，所述定位件用于对所述内支撑管及所述外支撑管的相对位置进行定位。
通过采用上述技术方案，支撑架连接的高度调节组件，通过内支撑管与外支撑外的滑动连接，改变二者之间的距离，并通过定位件进行定位，有利于风冷机构适应不同高度的成型装置，提高风冷机构的适用范围。
可选的，还包括转向装置，所述转向装置安装于冷却装置远离成型装置的一侧，转向装置包括支撑柱、进料环、出料环、导向辊、安装架以及角度调节机构，进料环及出料环安装于支撑柱上，进料环及出料环平行且相对设置，导向辊安装于安装架上，安装架与进料环及出料环铰接连接，角度调节机构用于控制安装架与进料环及出料环的夹角，进料环连接的导向辊转动方向与出料环连接的导向辊的转动方向垂直。
通过采用上述技术方案，由于生产车间范围有限，因此当生产的输送管长度过长时，通过转向装置改变输送管的位置，从而提高生产车间内可容纳输送管的长度，从而提高生产效率。转向装置通过支撑柱对进料环与出料环进行支撑，同时出料环与进料环均铰接有安装架，安装架转动连接有导向辊，且安装架通过角度调节机构改变其与进料环及出料环的夹角，当导向辊设置有两个时，可以改变两个导向辊之间的距离，从而适应不同直径的输送管。进料环连接的导向辊转动方向与出料环连接的导向辊的转动方向垂直，有利于实现输送管方向的改变。
可选的，所述成型装置包括进料斗、筒体以及成型模具，所述进料斗与所述筒体连接相通，所述成型模具安装于所述筒体远离所述进料斗的一端，所述成型模具包括同轴设置的芯模与口模，芯模及口模均连接有加热件。
通过采用上述技术方案，成型机构出口位置设置有芯模与口模，芯模与口模同轴设置，且二者之间存在间隙，芯模的直径决定输送管的内径，口模的直径决定输送管的外径，二者之间的距离决定了输送管的壁厚。为了便于输送管的加工成型，相关技术中仅在口模位置处连接有加热丝，但当输送管直径过大时，口模连接的加热丝产生的热量不易传输至芯模位置，影响输送管的成型，因此在芯模及口模位置处均设置有加热丝进行加热，从而保证内管从芯模及口模位置处流出时的温度，提高内管的质量。
一种大管径柔性复合高压输送管加工工艺，包括以下步骤：
（1）称取原料并将原料加入成型装置进行加工，得到内管；
（2）通过牵引装置对内管进行牵引，内管先通过风冷机构进行预冷却，再通过水冷机构进行冷却；
（3）在内管外周缠绕增强层；
（4）在增强层外周包覆外层管。
通过采用上述技术方案，通过成型装置形成内管，内管首先通过风冷装置进行预冷却，风冷装置安装于成型装置出料口位置，从而实现内管的迅速定型，然后通过水冷机构实现内管的彻底定型，内管加工完毕后依次缠绕增强层，以及包覆外层管。
综上，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.成型装置出料口位置的芯模与口模均连接有加热件，用于保证芯模与口模的温度在所需范围内，从而提高挤出的内管的质量；
2.通过设置风冷机构，风冷机构安装于靠近成型装置出料口位置，用于对刚挤出的内管进行迅速吹风冷却定型，减少大直径管材受重力作用发生的尺寸偏差；
3.当生产的输送管长度过长时，通过转向装置改变输送管的移动位置，从而提高生产车间内可容纳输送管的长度，从而提高生产效率。
附图说明
图1是本申请实施例一种大管径柔性复合高压输送管加工设备的整体结构示意图。
图2是图1中A部分的放大示意图。
图3是本申请实施例一种大管径柔性复合高压输送管加工设备的吹风机构的整体结构示意图。
图4是本申请实施例一种大管径柔性复合高压输送管加工设备的连接件的整体结构示意图。
图5是本申请实施例一种大管径柔性复合高压输送管加工设备的转向装置的整体结构示意图。
附图标记说明：1、成型装置；11、进料斗；12、筒体；13、成型模具；131、芯模；132、口模；133、加热件；2、冷却装置；21、风冷机构；211、支撑架；2111、内支撑管；2112、外支撑管；2113、定位件；212、吹风管；213、安装块；214、调节螺杆；215、连接件；2151、定位框；2152、挡板；2153、复位弹簧；216、风机；22、水冷机构；3、牵引装置；4、转向装置；41、支撑柱；42、进料环；43、出料环；44、导向辊；45、安装架；46、角度调节机构；461、连杆；462、转轴；463、定位螺杆；464、限位螺母。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种大管径柔性复合高压输送管加工设备。参照图1与图2，大管径柔性复合高压输送管加工设备包括沿输送管运输方向依次分布的成型装置1、冷却装置2以及牵引装置3。本实施例中成型装置1采用螺杆挤出机，成型装置1包括筒体12，筒体12连接有与其内部相通的进料斗11，筒体12远离进料斗11的一端安装有成型模具13，成型模具13包括同轴设置的芯模131与口模132，芯模131与口模132之间存在缝隙，芯模131及口模132均缠绕连接有加热丝，加热丝连接有电源进行加热。
参照图1与图3，冷却装置2包括风冷机构21与水冷机构22，风冷机构21安装于水冷机构22与成型模具13之间。水冷机构22包括挡水罩、集水槽以及喷淋管，喷淋管与集水槽通过抽水泵连接相通，集水槽安装于喷淋管的下方且开口朝向喷淋管设置，挡水罩罩设在喷淋管及集水槽外周。风冷机构21包括支撑架211，本实施例中支撑架211设置为中空的内支撑管2111与外支撑管2112，内支撑管2111与外支撑管2112同轴设置且内支撑管2111放置于外支撑管2112内部，内支撑管2111与外支撑管2112之间通过定位件2113实现定位，本实施例中定位件2113采用同时穿过二者的插销。内支撑管2111通过焊接的支架螺纹连接有调节螺杆214，调节螺杆214一端连接有把手，另一端穿过内支撑管2111焊接的支架转动连接有安装块213，安装块213设置有至少两个，且若干安装块213拼接成环状，调节螺杆214与安装块213半径方向平行，本实施例中安装块213及调节螺杆214均设置有两个。
参照图3与图4，安装块213焊接有定位框2151，本实施例中定位框2151设置有若干，且若干定位框2151沿安装块213的长度方向分布。定位框2151远离安装块213的一侧开口设置，且定位块开口端铰接有挡板2152，挡板2152与安装框内壁之间设置有复位弹簧2153，复位弹簧2153一端与挡板2152焊接，复位弹簧2153另一端与安装框内壁焊接。本实施例中挡板2152设置有两块，且两块挡板2152共同配合对安装框开口端进行遮挡。安装框内放置有吹风管212，吹风管212设置为柔性管道，吹风管212一端与一个安装块213连接，吹风管212另一端穿过两个安装块213上设置的安装框与风机216连接。
参照图1与图5，输送管通过牵引装置3实现在成型装置1以及冷却装置2之间的移动，本实施例中牵引装置3采用牵引机。为了改变输送管的运输位置，从而可以在一定长度的空间内容纳更长的输送管，从而在水冷机构22与牵引装置3之间设置转向装置4。转向装置4包括支撑柱41，支撑柱41焊接有相对设置的进料环42与出料环43，进料环42与出料环43相互平行且与输送管同轴设置。
参照图5，进料环42及出料环43均铰接有两个安装架45，每个安装架45转动连接有导向辊44，本实施例中进料环42连接的两个导向辊44的转轴462水平设置，出料环43连接的两个导向辊44的转轴462竖直设置，安装架45与进料环42、安装架45与出料环43之间均连接有角度调节机构46。本实施例中角度调节机构46包括连杆461、转轴462以及定位螺杆463，连杆461通过螺栓分别固定安装于进料环42及出料环43上，安装架45与连杆461铰接，连杆461转动连接有转轴462，转轴462的轴向与导向辊44的轴向平行，定位螺杆463与转轴462的轴向垂直且螺纹连接，定位螺杆463一端穿过转轴462与安装架45转动连接，转轴462两侧设置有与螺纹杆螺纹连接的限位螺母464。
本申请实施例一种大管径柔性复合高压输送管加工设备的实施原理为：内管加工时，将原料从进料斗11加入成型装置1的进料斗11内，通过筒体12进行加热熔融并挤压，原料从芯模131与口模132之间的缝隙中挤出形成内管，刚挤出的内管穿过两个安装块213，两个安装块213通过连接件215安装的吹风管212对内管进行吹风冷却，使得内管迅速进行冷却定型；经过风冷机构21的内管在牵引机构的作用下继续移动至水冷机构22所在位置，通过水冷机构22采用喷淋冷却方式实现内管的彻底冷却，对内管进行定型；冷却后的内管依次穿过进料环42与出料环43，预先对角度调节机构46对安装架45角度进行调整，也即调节两个导向辊44之间的距离与输送管直径配合，内管移动过程中与进料环42连接的两个导向辊44对内管进行支撑，与出料环43连接的两个导向辊44便于对内管改变角度进行移动的过程进行支撑。
本申请实施例还公开一种大管径柔性复合高压输送管加工工艺。包括以下步骤：
（1）称取原料并将原料加入挤出机中进行加热熔融，原料采用两种HDPE原料1：1混合而成，两种原料型号分别为XRT70以及DBDB2480。挤出机的筒体12内温度设置为200℃，芯模131及口模132温度设置为210℃，挤出机内的主体转速为145.8r/min，将熔融后的原料从芯模131及口模132位置处挤出，内管外径为220mm，管材壁厚为10mm，加工形成内管，并通过牵引装置3对内管进行牵引，牵引速度为0.81cm/min；
（2）内管先通过风冷机构21位置，开启风机216通过吹风管212对内管进行吹风实现预冷却，再通过水冷机构22对内管进行喷淋冷却；
（3）在内管外周缠绕增强层，将涤纶工业长丝以交叉的方式缠绕在内管外侧；
（4）在增强层外周包覆外层管，将包覆层原料加入塑料包覆机的料斗中，原料经过塑料包覆机的挤出机，步骤（3）中缠绕增强层的内管穿过塑料包覆机的模具，塑料包覆机将包覆机原料熔融后挤出至模具上并包覆在增强层的外侧形成外层管，塑料包覆机的挤出机的温度为200℃。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：包括沿输送管运输方向依次分布的成型装置(1)、冷却装置(2)以及牵引装置(3)，成型装置(1)用于将橡胶管挤出成型，冷却装置(2)安装于牵引装置(3)与成型装置(1)之间，冷却装置(2)包括风冷机构(21)与水冷机构(22)，所述风冷机构(21)安装于所述水冷机构(22)与所述成型装置(1)之间。
2.根据权利要求1的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：所述风冷机构(21)包括支撑架(211)、吹风管(212)、位置调节组件以及风机(216)，所述吹风管(212)与所述风机(216)连接相通，所述吹风管(212)通过位置调节组件安装于所述支撑架(211)上，且所述吹风管(212)环绕输送管设置。
3.根据权利要求2的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：位置调节组件包括安装块(213)、调节螺杆(214)以及连接件(215)，所述安装块(213)设置有至少两个，所述安装块(213)拼接成环状，所述调节螺杆(214)与所述安装块(213)半径方向平行，所述调节螺杆(214)一端与所述安装块(213)转动连接，所述调节螺杆(214)另一端与所述支撑架(211)螺纹连接，所述吹风管(212)通过所述连接件(215)安装于所述安装块(213)上。
4.根据权利要求3的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：所述连接件(215)包括定位框(2151)、挡板(2152)以及复位弹簧(2153)，所述定位框(2151)安装于所述安装块(213)上，所述定位框(2151)一端开口设置，所述挡板(2152)一端与所述定位框(2151)开口端铰接，所述复位弹簧(2153)安装于所述挡板(2152)与所述定位框(2151)之间。
5.根据权利要求2的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：所述支撑架(211)包括内支撑管(2111)、外支撑管(2112)以及定位件(2113)，所述内支撑管(2111)与所述外支撑管(2112)滑动连接，所述定位件(2113)用于对所述内支撑管(2111)及所述外支撑管(2112)的相对位置进行定位。
6.根据权利要求1的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：还包括转向装置(4)，所述转向装置(4)安装于冷却装置(2)远离成型装置(1)的一侧，转向装置(4)包括支撑柱(41)、进料环(42)、出料环(43)、导向辊(44)、安装架(45)以及角度调节机构(46)，进料环(42)及出料环(43)安装于支撑柱(41)上，进料环(42)及出料环(43)平行且相对设置，导向辊(44)安装于安装架(45)上，安装架(45)与进料环(42)及出料环(43)铰接连接，角度调节机构(46)用于控制安装架(45)与进料环(42)及出料环(43)的夹角，进料环(42)连接的导向辊(44)转动方向与出料环(43)连接的导向辊(44)的转动方向垂直。
7.根据权利要求1的一种大管径柔性复合高压输送管加工设备，其特征在于：所述成型装置(1)包括进料斗(11)、筒体(12)以及成型模具(13)，所述进料斗(11)与所述筒体(12)连接相通，所述成型模具(13)安装于所述筒体(12)远离所述进料斗(11)的一端，所述成型模具(13)包括同轴设置的芯模(131)与口模(132)，芯模(131)及口模(132)均连接有加热件(133)。
8.一种大管径柔性复合高压输送管加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）称取原料并将原料加入成型装置(1)进行加工，得到内管；
（2）通过牵引装置(3)对内管进行牵引，内管先通过风冷机构(21)进行预冷却，再通过水冷机构(22)进行冷却；
（3）在内管外周缠绕增强层；
（4）在增强层外周包覆外层管。
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