CN1129638A - 用于自动承口成型机的使塑料管端永久形成承口的加压流体工作头 - Google Patents

用于自动承口成型机的使塑料管端永久形成承口的加压流体工作头 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于使塑料管端部永久形成钟形承口的加压流体工作头，它包括：一个具有接纳管的热塑性化端部的空腔，设有加压流体的通道；一个可插入管端的，与模同心布置的成型阻尼件，其设有加压流体的通道；一个凸缘，它与阻尼件和模同轴地安装，且具有可与管端边缘接触的接触面；设在模和阻尼件上的密封件，其用于与管端的内、外表面相作用。模、阻尼件和凸缘一起限定一成型室，成型室被管分成第一和第二压力室；第一压力室处于阻尼件侧面和管的内表面之间；第二压力室处于管的外表面和模的内表面之间；压力室使管端在圆周上和相继地膨胀和收缩以形成管的肋。

Description

用于自动承口成形机的使塑料 管端永久形成承口的加压流体工作头
本发明涉及自动承口成形机中用于形成塑料，特别是聚乙烯管的承口的工作头。
在制造用于输送流体的热塑性管，例如建筑工业中使用的热塑性管时，使用承口成形机在管端形成承口，承口用来连接各种管件，以便形成需要长度的连续管路。
在承口成形机中，管子被送入专用工作头，工作头包括成形阻尼件及与其配合工作的成形室，用于使管子热成形，并在工作头中使管子冷却，以便形成永久变形的承口。
在上述冷却操作中，聚氯乙烯和ABS树脂管会收缩，经冷却后就永久保持其形状。因此，即使库存很久以后或长期暴露于热源如长期日晒等之后，管口的接合也不会出现问题。
这种尺寸和几何形状的稳定性，对聚乙烯制成的管来说，目前尚不能达到，因为聚乙烯制成的管，在普通的承口成形机进行承口成形结束时，仍处于表面稳定的内张力状态，但是只要管子经受太阳照射或遇到热的环境，就会重新引起收缩过程。常常使小管的最终形状和尺寸不再符合装配所要求的公差。
管子的形成承口的端部的这种不稳定性和难于控制的收缩限制了聚乙烯的这种用途。
但是，聚乙烯都有若干优点：长期的耐用性、重量、挠性、对工作环境的适应性，克服了其价格较高的缺点，使其成为普遍选用的材料。
现有技术中没有能够对聚乙烯管进行承口成形的承口成形机，而是使用其它专门的设备对其进行承口成形，所有这些设备都要求管子和承口分成若干部分制备，然后由专业技工现场将其焊接在一起，因而成本昂贵。
本发明的主要目的是克服使用自动承口成形机成形聚乙烯管的承口中出现的问题。
为此，本发明所使用的特殊工作头基本包括：
a)一个模，它具有接纳热塑性化的管端的空腔，且设有通入上述空腔的加压流体通道；
b)一个可插入管的端部并且与模同心布置的成形阻尼件，该阻尼件还具有成形侧面，加压流体的流动通道的出口设在该侧面上。
c)一个凸缘，它与阻尼件和模同轴地安装，且可相对于它们滑动，而且具有与管的边缘相配合的接触面。
d)位于模的内表面上和位于阻尼件侧面上的密封件，其用于分别与管的外、内表面相作用，使管可以密封地插在工作头中。
模、阻尼件、凸缘和密封件共同限定一个封闭的成形室，成形室被管分成溶体的第一和第二压力室。第一压力室处于阻尼件的侧面和管的内表面之间；而第二压力室处于管的外表面和模的内表面之间。两压力室可以由模内的通道和阻尼件内的通道供送流体，从而在圆周上和相继地使管的端部膨胀和收缩，使管端首先压在模的内表面上，然后压在阻尼件的外表面上，从而形成管的材料的肋。
本发明的基本优点在于，可使聚乙烯管形成形状和尺寸永久的钟形承口。
本发明的其它优点在于，所述工作头的加工过程迅速而经济，这就是说，在工作头中一次操作即可完好地制成管子的钟形承口，在现场使用前无需对其再作加工。
下面对照附图详细说明本发明的实施例，进一步阐明本发明的特征和优点。
图1是具有本发明的工作头的承口成形机的立体图；
图2是整个组件的侧视图，图中工作头的某些零件没有画出；
图3是工作头的轴向剖视图，为清楚起见，放大了比例且未画出某些零件；
图4a，4b，4c，4d，4e，4f，4g，4h，4i表示处于工作循环的不同工作阶段的工作头。
现在对照附图进行描述，图1表示一台承口成形机1，其用于在塑料(最好为高密度聚乙烯)管51的端部50上成形钟形承口。
承口成形机1包括一工作头2，一工作台3以及待形成承口的管51的接纳装置4。
工作头2包括在加热窑5一侧的头部66，头部66用于使管51的端部50上形成永久变形的承口，加热窑5用于使管51在形成承口的操作前热塑性化。
接纳管51的装置的装置位于工作台3的一侧，且包括一条水平通道7，在通道7上方有一机动输送器9，输送器9支承在承口成形机1的结构上。
管51借助输送器9在一个方向上沿通道7前进，与对称轴线重合，直至达到工作位置，在该位置上，图中未画的普通的自动抓取装置，从工作台3露出，以一种编程的分步运动，将它们平行于其自己方向并垂直于其最后方向地转送至工作台3的支架6上。
支架6与上部拉动机构10一起固定从工作台3伸向窑5的管51，机构10不仅夹住管51也使管51转动，窑5在向管51前移并与管的端部50相配合后加热端部并使其热塑性化。
当管51热塑性化完成后，管51移向头部66，从而在头部66中使管的端部形成钟形承口。
头部66(图2和3)包括一个在外部可与管51配合的模52，一个布置在模52中央的阻尼件55，以及一个与阻尼件55和模52共轴地安装且可相对它们滑动的凸缘60。
模52有两个部分17和18，分别支承着半模52a，52b。
模52还设有用于接纳已在窑5中塑性化的管51的端部50的空腔80。空腔80的内表面53，其形状相应于最终的钟形承口的外表面84。
模52还设有加压流体(压缩空气)的通道54，通道54通入内表面53形成的空腔80，其作用下文将详述。
阻尼件55可卸式地通过键连接在阻尼件支座21上，并且可插入管51内。阻尼件有成形的侧表面81，且由本体57和前端部56构成，在前端部56还设有加压流体的流动通道58。
密封件59装在模52的内表面53上的和阻尼件55的前端部56上的专用座70上，当管51插在阻尼件55和模52之间时，密封件59从两侧对着管51，它们与管51的内、外表面83、84相互作用，使管51可以在压力密封条件下插入头部66(图4)。
在半模52a，52b的两部分17，18连接成一个完整的模52的连接表面20处，出于相同的目的设有密封垫14。
凸缘60经过成形，具有一个管51的接触面82，它是在环形空腔61中形成的，与管的端部50的边缘62相接合。
当阻尼件55和模52连接时，在头部66中形成一个环形的成形室72，成形室72用来使管的端部50成形。成形室72的周围限制如下：在外部是模52；在内部是阻尼件55；在侧面是凸缘60；在相对的侧面是密封件59。
在阻尼件55完全进入管51，管端的边缘与凸缘60相接触后，成形室72被管51分成第一和第二压力室63和64。第一压力室63(见图4)处于阻尼件55的侧面81和管51的内表面83之间，而第二压力室64处于管51的外表面84和模52的内表面53之间。
下面介绍工作头66的作用时将详细描述，压力室63，64由通道54，58供送流体，使管端50膨胀，然后收缩，先将其压在模52的内表面53上，然后压在阻尼件55的外表面上，以便在管51的塑料上形成肋。
图1和3进一步表示凸缘60是如何由承口成形机1的活动环23支承的，环23可在X向上移动，并包括两个同心的半凸缘67，68，共同形成环形空腔61。半凸缘67，68可滑动地相互装在一起，可独立地相对于模52和阻尼件55滑动。具体来说，外部的半凸缘67连同环23相对于阻尼件55和模52移动，而内部的半凸缘68借助气动装置在由阻尼件55支承的导向器30内移动，并设有密封件31、类似的密封件31设置在头部66的所有可能造成流体泄漏的部位上。
在环形空腔61最好设有从头部66放泄的流体出口通道65。
通道65在承口成形机1的编程控制系统的控制下，可由一普通的电磁阀(未画)开、闭。显然，该通道是根据头部的工作循环的需要受控的，使第一和第二压力室(63，64)封闭，加压直至其达到预定的压力值，此时通道65即打开，室63，64中的流体从头部66排出。
现参阅图3和4，内半凸缘68有一斜壁69，使管51的管端50沿轴线逐渐发散，并将管51的边缘62引导入环形空腔61。
半凸缘68还包括一个与斜壁69相连的环形部分85，配合在管51内，相对于第二加压室中工作的流体的压力，与管51会合，提供了与阻尼件55接触的连续性。
如果准备在管51内形成一个用于容纳密封垫的喉部74(见图4)，那么，阻尼件55内安设有一个成形镶块73(见图4i)，镶块73可径向地从第一休止位置移动至一工作位置，在第一休止位置上镶块73隐藏在阻尼件55内，而在工作位置镶块73从阻尼件55伸出而校准所要求的喉部71，在这种情况下，半凸缘78和镶块73阶段同步地移动，以避免在其往复运动中相互干涉。
现参阅图4描述头部66的一般工作程序。在模52打开后的最初阶段(图4a)中，头部靠近从工作台3伸出的塑性化的管端部50。
然后，模52的半模52a，52b锁定在管51上(图4b)，有关的密封件59直接与管51的外表面84相接触。将压缩空气通过阻尼件流动通道58送至成形室72，阻尼件55开始前移，插入管51。
在图4c所示的阶段中，阻尼件55逐渐插入管51，产生其第一加宽部分。内部的半凸缘68布置在阻尼件55上的最大前移位置，与阻尼件一起插入管51。
在这个阶段中，来自通道58的压缩空气不能通过设置在阻尼件55前端部56上的密封件59，因而在阻尼件55的侧面81和管51的内表面83之间流回，通过环形空腔61的排放通道65流出头部66，此时通道65未被阀封闭。内部凸缘68相对于阻尼件55的前移位置使管51能够被连续地支承在斜壁69和内部半凸缘68的环形部分85上。
在图4d中，内部半凸缘68缩回，与外部半凸缘67结合而形成一个较大尺寸的环形空腔61，其用作端部50的边缘62的通路，由于聚乙烯的回弹性质，边缘62容易锁固在阻尼件55上。
在图4e所示的阶段中，外部半凸缘67和内部半凸缘68一起向着阻尼件55前移，直至接触面82会合管51的边缘，将成形室72分成上述第一和第二压力室63，64。
在图4f所示阶段中，排放通道被自己的阀封闭，因此，由于空气继续从阻尼件55的流动通道58流出，第一压力室63增压，使管51膨胀，直至管51的外表面会合模52的内表面。同时，整个凸缘60沿阻尼件55前移，使管51轴向收缩。显然，整个管的长度缩短，在钟形承口中形成一个用于接纳密封垫的喉部71。
在第一压力室63的加压阶段中，管51在与模52的内表面53相遇时圆周膨胀，直至其材料形成肋。
在图4g所示的阶段中，在凸缘60停止之后，管端部50保持静止一段时间以便使材料冷却，冷却过程借助模52中的冷却室22，用水作冷却剂。在凸缘60的排放通道65的阀进一步变换后，第一压力室63中的空气又一次可自由地排出头部66。这样可以使阻尼件55得到冷却，并且能够有助于管端部50的冷却。
在图4h所示的阶段中，在排放通道65进一步闭合后，空气被送入模52的流动通道54，使第二压力室64加压，因而使管51的钟形端部锁固在阻尼件55上，同时内部半凸缘68相对于阻尼件缩回，管51抵靠在阻尼件55的侧面81上。当管51已收缩在阻尼件55上时，管51在与图4f所示阶段的肋相反的方向上形成肋。在这一操作结束时，第二压力室64通过通道放气，其后，阻尼器55从管51撤出，内部半凸缘的重新向阻尼件55前移，同时外部半凸缘67撤回，模52打开，形成钟形承口的管51撤出。然后对另一根管重复整个工作循环。
如果必须校准喉部71的内部尺寸，那么，在图4g所示阶段之后可以进行图4i所示阶段。
在图4i所示阶段中，在内部半凸缘68部分撤回之后和第二压力室64加压之前，镶块73向外突出，这个操作完成后，镶块73即缩入阻尼件55，其后，一旦内部半凸缘68完全撤回，即进行如图4h所示的结束操作。
综上所述，本发明的头部66可使管的端部50形成钟形承口，其中，将聚乙烯制成的管51一次送入头部66，即可快速而经济地形成长时间保持其适当形状的钟形承口。

Claims (7)

1.一种加压流体操纵的工作头，用于在自动承口成形机(1)中，在塑料管的端部(50)永久形成钟形承口，其特征在于它包括：
一个模(52)，它具有用于接纳管(51)的热塑性化的端部(50)的空腔(80)，具有成形的内表面(53)且设有加压流体的流动通道(54)，所述流动通道(54)的出口在所述的内表面(53)上；
一个可插入管(51)的端部(50)中且与模(52)同心布置的成形阻尼件(55)；所述阻尼件(55)还具有一成形侧面(81)并设有出口在所述侧面(81)上的加工流体的流动通道(58)；
一个凸缘(60)，它与阻尼件(55)和模(52)同轴地安装，且可相对于它们滑动，并且具有一个可以和管(51)的端部(50)接触的接触面(82)；
至少位于模(52)的内表面(53)上的密封件(59)，其用于分别与管(51)的端部(50)的外表面(84)和内表面(83)相互作用，使所述管可以密封式地插入所述头部(66)；
模(52)，阻尼件(55)和凸缘(60)一起限定一个管(51)的端部(50)的成形室(72)，所述成形室(72)被管(51)分成流体的第一和第二压力室(63，64)；第一压力室(63)位于阻尼件(55)的侧面(81)和管(51)的内表面(83)之间；第二压力室(64)处于管(51)的外表面(84)和模(52)的内表面(53)之间；压力室(63，64)，由通道(54，58)供送流体，从而使管(51)的端部(50)圆周向地和相继地膨胀和收缩，以便产生管(51)上的肋。
2.如权利要求1所述的工作头，其特征在于：所述凸缘(60)的形状提供一个与管(51)的端部(50)相对且相配合的环形空间(61)，包含在模(52)中，从而在成形管(72)加压过程中容纳所述端部(50)。
3.如权利要求2所述的工作头，其特征在于：所述凸缘(60)包括至少一条排放通道(65)，其用于使流体从成形头部(66)中放出，所述排放通道(65)可以闭合且布置在环形空腔(61)处。
4.如权利要求2所述的工作头，其特征在于：所述凸缘(60)由两个同心的半凸缘，即，内部半凸缘(68)和外部半凸缘(67)构成，它们一起形成所述环形空间(61)，并且它们可滑动地一个相对于另一个地安装，而且它们可独立地相对于模(52)和阻尼件(55)移动。
5.如权利要求4所述的工作头，其特征在于：所述内部半凸缘(68)的形状具有一斜壁(69)，其用于引导管(51)的边缘(62)并使管(51)进入环形空腔(61)。
6.如权利要求4所述的工作头，其特征在于：所述内部半凸缘(68)包括与所述斜壁(69)相连接的环形部分(85)，所述环形部分可与管(51)配合为其提供在阻尼件(55)上的连续支承面。
7.如权利要求4所述的工作头，其特征在于：所述阻尼件(55)内装一个成形镶块(73)，所述镶块可在管(51)的径向上从一个第一休止位置移动至一个工作位置，在所述第一休止位置上镶块隐藏在阻尼件(55)中，在所述工作位置上，所述镶块从阻尼件(55)伸出，作用在管(51)上，在管(51)内形成一个喉部(71)，所述半凸缘(68)和所述镶块(73)同步地移动，从而防止它们在运动中相互干涉。
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