CN113561444A - 一种高强耐磨的pe燃气管及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强耐磨的PE燃气管及其加工方法，包括以下重量份的原料：改性PE树脂60‑70份、滑石粉10‑15份、偶联剂6‑7份和抗氧化剂5‑9份，通过改性PE树脂经混料、挤出、定型得到，其中改性PE树脂与马来酸酐接枝聚乙烯混合，提高改性PE树脂与滑石粉的相容性，从而提升改性PE树脂制得燃气管的硬度，而加入钛白粉和石英粉能够有效的增强PE树脂的强度和耐磨性，增强其燃气管的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及燃气管技术领域，具体涉及一种高强耐磨的PE燃气管及其加工方法。
背景技术
PE燃气管道必须保证50年以上的使用寿命，因此对原材料的选用、管材、管件、配套件的加工及施工技术都有很高的要求。聚乙烯(PE)管道具有诸多优异性能，如耐低温性、韧性、抗腐蚀性、可焊接性以及非开挖定向钻孔等，尤其是快速裂纹传递抵抗能力，使其成为城镇低压埋地燃气管材的首选材料
采用常规的PE树脂粉与填料、功能性添加剂复配得到的PE燃气管在强度方面性能较差，使用时存在安全隐患；而且在生产时定型时，需要将各种原料进行混合均匀，而原料粉末和PE颗粒较多，目前的混合装置在混合粉末和PE颗时混料的速度较慢，延长生产流程。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种高强耐磨的PE燃气管及其加工方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强耐磨的PE燃气管，包括以下重量份的原料：改性PE树脂60-70份、滑石粉10-15份、偶联剂6-7份和抗氧化剂5-9份；
该PE燃气管的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，包覆共挤成型,从而制得PE燃气管。
本发明还公开了一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，包覆共挤成型,从而制得PE燃气管。
作为本发明进一步的方案：所述改性PE树脂的制备方法包括以下步骤：
A1：按照重量份，称取50-60份PE树脂粉、13-16份马来酸酐接枝聚乙烯、10-12份聚乙烯蜡、6-10份钛白粉和5-8份石英粉，并送入混合机内，以500-600r/min的转速进行搅拌10-20分钟，得到混合料；
A2：将搅拌后的混合料送入螺杆挤出机内，在熔融温度为150-170℃的温度下挤出造粒。
作为本发明进一步的方案：所述偶联剂为经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种原料的混合。
作为本发明进一步的方案：所述抗氧化剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中一种或多种的混合物。
作为本发明进一步的方案：步骤二中管材挤出机料筒温度为180-190℃，模具温度为200-210℃。
作为本发明进一步的方案：混料设备包括支撑架，所述支撑架的顶部贯穿有转动套，所述转动套的内表面转动连接有混料箱，所述混料箱的内表面固定连接有若干个拨动板，所述混料箱的外表面贯穿有进料管，所述混料箱的顶部设置有转动电机，所述转动电机的输出端贯穿混料箱，所述转动电机的输出端通过联轴器固定连接有搅拌轴，所述搅拌轴的外表面固定连接有若干个搅拌叶，所述支撑架底部的一侧固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端贯穿支撑架并延伸至支撑架的外部，所述伺服电机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述混料箱的外表面固定连接有齿圈，所述齿圈的外表面与驱动齿轮的外表面相啮合，驱动齿轮与齿圈的啮合能够使得混料箱进行转动，所述伺服电机的转向与转动电机的转向相同，而伺服电机通过驱动齿轮与驱动齿轮的啮合能够使得整个搅拌轴上的搅拌叶与混料箱的转向相反，从而能够加快混料的速度，所述混料箱的底部设置有密封轴承，密封轴承能够使得混料箱进行转动时，所述密封轴承的内表面转动连接有出料管，所述出料管的外表面设置有电磁控制阀，所述支撑架的内部设置有支撑板，所述出料管的底端贯穿支撑板并延伸至支撑板的外部。
作为本发明进一步的方案：所述搅拌轴的外表面设置有转动箱，所述转动箱的底部贯穿有限位套，所述限位套表面的两侧开设有限位槽，所述搅拌轴的外表面且位于搅拌叶的下方设置有限位条，限位条在限位槽的内表面滑动，所述转动箱的外表面开设有混料口，所述混料箱底部的两侧均固定连接有弹簧，所述弹簧的顶部固定连接有支撑环，在转动箱向下运动时，弹簧拉动转动箱向下运动，而转动箱在重力的作用下一同向下运动，所述支撑环的顶部开设有环形槽，环形槽以包裹的形式对钢珠进行限位，所述环形槽的内表面转动连接有钢珠，所述混料箱的底部固定连接有固定环，所述固定环底部的四周均开设有滚珠槽，所述钢珠的外表面与滚珠槽的内表面滚动连接。
作为本发明进一步的方案：搅拌轴的底端固定连接有第一锥齿轮，所述混料箱内壁的两侧之间转动连接有转动杆，所述转动杆的外表面转动连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮的外表面与第二锥齿轮的外表面相啮合，所述转动杆的外表面且位于第二锥齿轮的两侧均固定连接有凸轮，所述凸轮的外表面与固定环的底部相接触。
本发明的有益效果：
(1)、本发明中，通过改性PE树脂经混料、挤出、定型得到，其中改性PE树脂与马来酸酐接枝聚乙烯混合，提高改性PE树脂与滑石粉的相容性，从而提升改性PE树脂制得燃气管的硬度，而加入钛白粉和石英粉能够有效的增强PE树脂的强度和耐磨性，增强其燃气管的实用性。
(2)、本发明中，通过在混料箱的顶部设置有转动电机，转动电机的输出端贯穿混料箱，转动电机的输出端通过联轴器固定连接有搅拌轴，搅拌轴的外表面固定连接有若干个搅拌叶，支撑架底部的一侧固定连接有伺服电机，伺服电机的输出端贯穿支撑架并延伸至支撑架的外部，伺服电机的输出端固定连接有驱动齿轮，混料箱的外表面固定连接有齿圈，齿圈的外表面与驱动齿轮的外表面相啮，转动箱的外表面开设有混料口，限位套表面的两侧开设有限位槽，所述搅拌轴的外表面且位于搅拌叶的下方设置有限位条，驱动齿轮与齿圈的啮合能够使得混料箱进行转动，伺服电机的转向与转动电机的转向相同，而伺服电机通过驱动齿轮与驱动齿轮的啮合能够使得整个搅拌轴上的搅拌叶与混料箱的转向相反，转动箱内的部分原料在搅拌叶的推动下从混料口出送至外部，而转动箱外部的部分原料通过混料箱上的拨动板送至转动箱的内部，同时对外部的原料进行混合，而转动箱内的原料在搅拌叶的转动下进行混合搅拌从而能够加快混料的速度，此结构较为简单，易于推广。
(3)、本发明中，通过在混料箱底部的两侧均固定连接有弹簧，弹簧的顶部固定连接有支撑环，在转动箱向下运动时，弹簧拉动转动箱向下运动，而转动箱在重力的作用下一同向下运动，支撑环的顶部开设有环形槽，环形槽以包裹的形式对钢珠进行限位，环形槽的内表面转动连接有钢珠，混料箱的底部固定连接有固定环，固定环底部的四周均开设有滚珠槽，搅拌轴的底端固定连接有第一锥齿轮，混料箱内壁的两侧之间转动连接有转动杆，转动杆的外表面转动连接有第二锥齿轮，第一锥齿轮的外表面与第二锥齿轮的外表面相啮合，转动杆的外表面且位于第二锥齿轮的两侧均固定连接有凸轮，凸轮的外表面与固定环的底部相接触，通过在转动杆上设置第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合和两个凸轮，再利用弹簧的弹力，在保证转动箱转动时能够使得转动箱上下运动，进一步提高其滑石粉和偶联剂等其他粉末的混料的速度，提高其生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明中搅拌设备的整体结构示意图；
图2是本发明中混料箱的内部结构示意图；
图3是本发明中搅拌轴的外部结构示意图；
图4是本发明中转动箱的外部结构俯视图；
图5是本发明支撑环的局部结构剖视图。
图中：1、支撑架；2、转动套；3、混料箱；4、拨动板；5、进料管；6、转动电机；7、搅拌轴；8、搅拌叶；9、伺服电机；10、驱动齿轮；11、齿圈；12、出料管；13、电磁控制阀；14、支撑板；15、转动箱；16、限位套；17、限位条；18、混料口；19、弹簧；20、支撑环；21、环形槽；22、钢珠；23、滚珠槽；24、固定环；25、第一锥齿轮；26、转动杆；27、第二锥齿轮；28、凸轮；29、密封轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5所示，一种高强耐磨的PE燃气管，包括以下重量份的原料：改性PE树脂60-70份、滑石粉10-15份、偶联剂6-7份和抗氧化剂5-9份；
该PE燃气管的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，包覆共挤成型,从而制得PE燃气管。
本发明还公开了一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，包覆共挤成型,从而制得PE燃气管。
本发明中，所述改性PE树脂的制备方法包括以下步骤：
A1：按照重量份，称取50-60份PE树脂粉、13-16份马来酸酐接枝聚乙烯、10-12份聚乙烯蜡、6-10份钛白粉和5-8份石英粉，并送入混合机内，以500-600r/min的转速进行搅拌10-20分钟，得到混合料；
A2：将搅拌后的混合料送入螺杆挤出机内，在熔融温度为150-170℃的温度下挤出造粒。
本发明中，所述偶联剂为经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种原料的混合。
本发明中，所述抗氧化剂为四[甲基-β-3，5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯]季戊四醇酯和双2，4-二枯基苯基季戊四醇二亚磷酸酯中一种或多种的混合物。
本发明中，步骤二中管材挤出机料筒温度为180-190℃，模具温度为200-210℃。
本发明中，混料设备包括支撑架1，所述支撑架1的顶部贯穿有转动套2，所述转动套2的内表面转动连接有混料箱3，所述混料箱3的内表面固定连接有若干个拨动板4，所述混料箱3的外表面贯穿有进料管5，所述混料箱3的顶部设置有转动电机6，所述转动电机6的输出端贯穿混料箱3，所述转动电机6的输出端通过联轴器固定连接有搅拌轴7，所述搅拌轴7的外表面固定连接有若干个搅拌叶8，所述支撑架1底部的一侧固定连接有伺服电机9，所述伺服电机9的输出端贯穿支撑架1并延伸至支撑架1的外部，所述伺服电机9的输出端固定连接有驱动齿轮10，所述混料箱3的外表面固定连接有齿圈11，所述齿圈11的外表面与驱动齿轮10的外表面相啮合，驱动齿轮10与齿圈11的啮合能够使得混料箱3进行转动，所述伺服电机9的转向与转动电机6的转向相同，而伺服电机9通过驱动齿轮10与驱动齿轮10的啮合能够使得整个搅拌轴7上的搅拌叶8与混料箱3的转向相反，从而能够加快混料的速度，所述混料箱3的底部设置有密封轴承29，密封轴承29能够使得混料箱3进行转动时，所述密封轴承29的内表面转动连接有出料管12，所述出料管12的外表面设置有电磁控制阀13，所述支撑架1的内部设置有支撑板14，所述出料管12的底端贯穿支撑板14并延伸至支撑板14的外部。
本发明中，所述搅拌轴7的外表面设置有转动箱15，所述转动箱15的底部贯穿有限位套16，所述限位套16表面的两侧开设有限位槽，所述搅拌轴7的外表面且位于搅拌叶8的下方设置有限位条17，限位条17在限位槽的内表面滑动，所述转动箱15的外表面开设有混料口18，所述混料箱3底部的两侧均固定连接有弹簧19，所述弹簧19的顶部固定连接有支撑环20，在转动箱15向下运动时，弹簧19拉动转动箱15向下运动，而转动箱15在重力的作用下一同向下运动，所述支撑环20的顶部开设有环形槽21，环形槽21以包裹的形式对钢珠22进行限位，所述环形槽21的内表面转动连接有钢珠22，所述混料箱3的底部固定连接有固定环24，所述固定环24底部的四周均开设有滚珠槽23，所述钢珠22的外表面与滚珠槽23的内表面滚动连接。
本发明中，搅拌轴7的底端固定连接有第一锥齿轮25，所述混料箱3内壁的两侧之间转动连接有转动杆26，所述转动杆26的外表面转动连接有第二锥齿轮27，所述第一锥齿轮25的外表面与第二锥齿轮27的外表面相啮合，所述转动杆26的外表面且位于第二锥齿轮27的两侧均固定连接有凸轮28，所述凸轮28的外表面与固定环24的底部相接触。
本发明的工作原理：首先将需要混合的原料从进料管5倒入混料箱3的内部，并且通过转动箱15上的混料口18使得转动箱15和混料箱3的内部都充满混合的原料，此时启动伺服电机9和转动电机6，伺服电机9的转动带动驱动齿轮10进行转动，通过驱动齿轮10与齿圈11的啮合关系使得整个混料箱3在转动套2的内表面进行转动，而转动电机6的带动搅拌轴7进行转动，从而带动搅拌轴7上的搅拌叶8进行转动，进而对原料进行搅拌，并且搅拌轴7在转动时，通过限位槽与限位条17的配合关系使得转动箱15进行转动，而固定环24中滚珠槽23内的钢珠22在环形槽21的内表面进行转动，转动箱15内的部分原料在搅拌叶8的推动下从混料口18出送至外部，而转动箱15外部的部分原料通过混料箱3上的拨动板4送至转动箱15的内部，同时对外部的原料进行混合，而转动箱15内的原料在搅拌叶8的转动下进行混合搅拌，同时搅拌轴7的转动带动第一锥齿轮25进行转动，进一步带动第二锥齿轮27进行转动，从而使得转动杆26进行转动，进而带动凸轮28进行转动，凸轮28的转动使得支撑环20向下运动，通过钢珠22和固定环24进一步使得转动箱15在上下运动，而限位条17在限位槽的内部进行滑动，而弹簧19能够在转动箱15上下运动时启到缓冲的作用，当搅拌完成后，打开电磁控制阀11，使得混合后的物料，从出料管12处落出。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种高强耐磨的PE燃气管，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性PE树脂60-70份、滑石粉10-15份、偶联剂6-7份和抗氧化剂5-9份；
所述改性PE树脂的制备方法包括以下步骤：
A1：按照重量份，称取50-60份PE树脂粉、13-16份马来酸酐接枝聚乙烯、10-12份聚乙烯蜡、6-10份钛白粉和5-8份石英粉，并送入混合机内，以500-600r/min的转速进行搅拌10-20分钟，得到混合料；
A2：将搅拌后的混合料送入螺杆挤出机内，在熔融温度为150-170℃的温度下挤出造粒；
该PE燃气管由以下步骤制备得到：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，通过启动管材挤出机以包覆共挤的方式挤出管材坯料，从而在管道的层行程耐磨层；
步骤三：再将管材坯料送入波纹管成型机中进行定径，然后经过冷却设备对其进行定型，从而制得PE燃气管。
2.一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，其特征在于，该PE燃气管的加工方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量份称取改性PE树脂、滑石粉、偶联剂和抗氧化剂，并将上述原料投入混料设备中，通过启动伺服电机(9)和转动电机(6)，带动整个混料箱(3)进行转动，而转动电机(6)使得搅拌轴(7)带动反向转动，进一步带动，使得整个，进行搅拌混合3-5分钟；
步骤二：将混合后的原料通入管材挤出机中，包覆共挤成型,从而制得PE燃气管。
3.根据权利要求2所述的一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，其特征在于，所述偶联剂为经硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和硼酸酯偶联剂中的一种或多种原料的混合。
4.根据权利要求2所述的一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，其特征在于，所述抗氧化剂为四[甲基-β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]季戊四醇酯和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中一种或多种的混合物。
5.根据权利要求2所述的一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，其特征在于，步骤二中管材挤出机料筒温度为180-190℃，模具温度为200-210℃。
6.根据权利要求2所述的一种高强耐磨的PE燃气管的加工方法，其特征在于，该混料设备的使用方法为：首先将需要混合的原料从进料管倒入混料箱的内部，并且通过转动箱上的混料口使得转动箱和混料箱的内部都充满混合的原料，此时启动伺服电机和转动电机，伺服电机的转动带动驱动齿轮进行转动，通过驱动齿轮与齿圈的啮合关系使得整个混料箱在转动套的内表面进行转动，而转动电机的带动搅拌轴进行转动，从而带动搅拌轴上的搅拌叶进行转动，进而对原料进行搅拌，并且搅拌轴在转动时，通过限位槽与限位条的配合关系使得转动箱进行转动，而固定环中滚珠槽内的钢珠在环形槽的内表面进行转动；
转动箱内的部分原料在搅拌叶的推动下从混料口出送至外部，而转动箱外部的部分原料通过混料箱上的拨动板送至转动箱的内部，同时对外部的原料进行混合，而转动箱内的原料在搅拌叶的转动下进行混合搅拌；
同时搅拌轴的转动带动第一锥齿轮进行转动，进一步带动第二锥齿轮进行转动，从而使得转动杆进行转动，进而带动凸轮进行转动，凸轮的转动使得支撑环向下运动，通过钢珠和固定环进一步使得转动箱在上下运动，而限位条在限位槽的内部进行滑动，当搅拌完成后，打开电磁控制阀，使得混合后的物料，从出料管处落出。
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