CN115418041A - 一种增强耐划性能的改性pe管及其制备方法和制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，涉及PE管加工技术领域，包括箱体、集液组件、温控组件和循环组件，所述箱体的两侧安装有集液组件，所述集液组件用于采集从通孔流出的水流并将水流导入箱体内底部，所述隔板与箱体的底部之间安装有循环组件，所述循环组件两侧设置有温控组件，所述温控组件位于隔板与箱体的底部之间，所述温控组件用于对集液组件导入箱体内的水流进行温度调节，通过PE管材穿过具有水冷降温功能的制备装置进行全方位均匀降温冷却，可保证PE管材各个方向的收缩变形均匀，使得生产出的成品PE管材质地均匀且同心度高。

Description

一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置
技术领域
本发明涉及PE管加工技术领域，具体为一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置。
背景技术
PE是聚乙烯，一般PE管材给水管道的应用范围为低于40℃的温度，无法用于热水输送管道。PE管材是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸)，芳香烃(二甲苯)和卤化烃(四氯化碳)。PE管材在生产加工时需要对物料进行加热挤出并冷却散热成型。
现有技术中主要通过冷水喷淋或者将PE管材导入水槽中，不能对PE管材进行全方位的降温散热，由于散热不均匀可能会导致PE管材表面纹路发生扭曲或者产生收缩不均匀以及同心度偏差较大的现象，会严重影响PE管材的整体品质。
针对上述问题，本发明提供了一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，通过PE管材穿过具有水冷降温功能的制备装置进行全方位均匀降温冷却，可保证PE管材各个方向的收缩变形均匀，使得生产出的成品PE管材质地均匀且同心度高，从而解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种增强耐划性能的改性PE管，由低密度聚乙烯50份、聚丙烯10份、高密度聚乙烯10份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、润滑填料5份和抗氧剂2份制备而成；
所述润滑填料的制备方法包括以下步骤：
1)：称取20份白炭黑、5份有机膨润土、3份二硫化钼、1份三甲氧基硅烷、0.3份氧化铝；
2)：在氮气保护下，向反应釜中依次加入白炭黑、二硫化钼和三甲氧基硅烷，搅拌20-30min后加入有机膨润土和氧化铝，继续搅拌10-20min得到混合湿料；
3)：将混合湿料加入真空干燥机中，在40-60℃的环境中干燥40-60min后通过研磨粉碎得到20-30目的润滑填料；
所述抗氧剂为为三亚磷酸酯、四季戊四醇酯、双季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
一种增强耐划性能的改性PE管的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：物料配比混合，将物料通过分别称重的方式进行配比混合，混合后的物料经过搅拌后备用；
步骤二：物料加热挤出，对挤出机进行预热并清理螺杆，将物料通过多组加热模组进行主机加热，通过螺杆传动将加热后的熔融状态的物料挤出，在挤出机的出料口安装与设计尺寸适配的模具后挤出PE管材；
步骤三：降温冷却成型，步骤二挤出的PE管材通过具有水冷降温功能的制备装置进行水冷降温塑性；
步骤四：干燥定型下料，经过步骤三冷却成型后的PE管材通过吹风管除去表面残留的水滴后完成最终定型，干燥后的PE管材通过主动收卷的下料机完成下料；
步骤五：管材切分入库，通过下料机收集的PE管材根据具体设计长度进行管材切分，根据不同尺寸长度进行分类存放。
一种增强耐划性能的改性PE管的制备装置，包括箱体、集液组件、温控组件和循环组件，所述箱体的底部固定安装有支撑腿架，所述通孔两侧设置有一对通孔，两侧所述通孔位于同一水平线上，两侧所述通孔之间贯穿设置有PE管材，所述箱体的两侧安装有集液组件，所述集液组件用于采集从通孔流出的水流并将水流导入箱体内底部，所述箱体内固定安装有隔板，所述隔板为水平设置，所述隔板与箱体的底部之间安装有循环组件，所述循环组件两侧设置有温控组件，所述温控组件位于隔板与箱体的底部之间，所述温控组件用于对集液组件导入箱体内的水流进行温度调节，所述循环组件用于将经过温控组件降温后的水流导出至隔板顶部，所述隔板与箱体内顶部之间设置有水流。
进一步地，所述集液组件包括集水盒、抽水泵和单向阀，所述箱体的两侧固定安装有集水盒，所述集水盒的开口端在垂直方向上低于通孔，所述箱体的底部两侧固定安装有抽水泵和单向阀，所述抽水泵的输入端与集水盒的底部连通，所述抽水泵的输出端与单向阀的输入端连接，所述单向阀的输出端与箱体的底部连通。
进一步地，所述集水盒内在垂直方向上内嵌安装有若干组第二液位传感器，相邻所述第二液位传感器在垂直方向上的距离相等，所述第二液位传感器用于采集集水盒内水流的液位信号并将信号发送至控制模组，所述控制模组固定安装在箱体的底部。
进一步地，所述温控组件包括供电模块、网格板和冷凝管，所述隔板与箱体的底部之间安装有若干组网格板，所述网格板上安装有冷凝管，所述箱体的底部安装有供电模块，所述冷凝管的接线端安装在供电模块上，所述箱体内在水平方向上等距安装有若干组第一温度传感器，所述第一温度传感器用于采集箱体内水流的温度信号并将信号发送至控制模组。
进一步地，所述循环组件包括循环泵、转接头和出水管，所述箱体的底部与隔板之间安装有环形框，所述环形框内设置有安装在箱体底部的循环泵，所述循环泵两侧的输入端安装有进水管，所述进水管远离循环泵的一端与隔板底部的水流连通，所述隔板上固定安装有转接头，所述转接头的输入端与循环泵的输出端通过导流管连接，所述转接头两侧和顶部的输出端安装有出水管，所述导流管上贯穿安装有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于采集导流管内的水流温度信号并将信号发送至控制模组。
进一步地，所述箱体内侧壁内嵌安装有第一液位传感器，所述第一液位传感器位于隔板与箱体内底部之间，所述第一液位传感器用于采集隔板与箱体内底部之间水流的液位信号并将信号发送至控制模组。
进一步地，所述箱体的顶部固定安装有加液泵，所述加液泵上两侧的输入端连接有吸水管，所述吸水管位于箱体内的一端在垂直方向上低于通孔，所述加液泵的顶部输入端连接有加液管，所述箱体内顶部固定安装有喷淋盘，所述喷淋盘与加液管的输出端连通。
进一步地，所述控制模组包括信号处理模块、信号接收模块、调整模块和信号发射模块，所述信号接收模块用于接收第一温度传感器、第二温度传感器、第一液位传感器和第二液位传感器发送的信号并将信号发送至信号处理模块，所述信号处理模块在对信号接收模块发送的信号进行处理后向调整模块和信号发射模块发送反馈指令，所述调整模块与加液泵、循环泵、抽水泵和供电模块的接线端连接，所述信号发射模块用于将信号处理模块发送的指令信号同步发送至控制中心。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，通过PE管材穿过具有水冷降温功能的制备装置进行全方位均匀降温冷却，可保证PE管材各个方向的收缩变形均匀，使得生产出的成品PE管材质地均匀且同心度高。
附图说明
图1为本发明的制备方法示意图；
图2为本发明的制备装置示意图；
图3为本发明的A区域示意图；
图4为本发明的控制模组示意图。
图中：1、箱体；11、通孔；12、支撑腿架；13、隔板；14、第一液位传感器；15、环形框；16、循环泵；17、进水管；18、转接头；19、出水管；2、集液组件；21、集水盒；22、第二液位传感器；23、抽水泵；24、单向阀；3、加液泵；31、吸水管；32、加液管；33、喷淋盘；4、第一温度传感器；41、供电模块；42、网格板；43、冷凝管；5、第二温度传感器；6、控制模组；61、信号处理模块；62、信号接收模块；63、调整模块；64、信号发射模块。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种增强耐划性能的改性PE管，由低密度聚乙烯50份、聚丙烯10份、高密度聚乙烯10份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、润滑填料5份和抗氧剂2份制备而成；
所述润滑填料的制备方法包括以下步骤：
1)：称取20份白炭黑、5份有机膨润土、3份二硫化钼、1份三甲氧基硅烷、0.3份氧化铝；
2)：在氮气保护下，向反应釜中依次加入白炭黑、二硫化钼和三甲氧基硅烷，搅拌20-30min后加入有机膨润土和氧化铝，继续搅拌10-20min得到混合湿料；
3)：将混合湿料加入真空干燥机中，在40-60℃的环境中干燥40-60min后通过研磨粉碎得到20-30目的润滑填料；
所述抗氧剂为为三亚磷酸酯、四季戊四醇酯、双季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
参阅图1，一种增强耐划性能的改性PE管的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：物料配比混合，将物料通过分别称重的方式进行配比混合，混合后的物料经过搅拌后备用；
步骤二：物料加热挤出，对挤出机进行预热并清理螺杆，将物料通过多组加热模组进行主机加热，通过螺杆传动将加热后的熔融状态的物料挤出，在挤出机的出料口安装与设计尺寸适配的模具后挤出PE管材；
步骤三：降温冷却成型，步骤二挤出的PE管材通过具有水冷降温功能的制备装置进行水冷降温塑性，加快PE管材的冷却成型，使得PE管材表面硬度提高，形成PE管材的最终尺寸和截面形状；
步骤四：干燥定型下料，经过步骤三冷却成型后的PE管材通过吹风管除去表面残留的水滴后完成最终定型，干燥后的PE管材通过主动收卷的下料机完成下料，并可实现持续稳定进行PE管材的生产；
步骤五：管材切分入库，通过下料机收集的PE管材根据具体设计长度进行管材切分，根据不同尺寸长度进行分类存放。
参阅图2和图3，一种增强耐划性能的改性PE管的制备装置，包括箱体1、集液组件2、温控组件和循环组件，所述箱体1的底部固定安装有支撑腿架12，所述通孔11两侧设置有一对通孔11，两侧所述通孔11位于同一水平线上，两侧所述通孔11之间贯穿设置有PE管材，所述箱体1的两侧安装有集液组件2，所述集液组件2用于采集从通孔11流出的水流并将水流导入箱体1内底部，所述箱体1内固定安装有隔板13，所述隔板13为水平设置，所述隔板13与箱体1的底部之间安装有循环组件，所述循环组件两侧设置有温控组件，所述温控组件位于隔板13与箱体1的底部之间，所述温控组件用于对集液组件2导入箱体1内的水流进行温度调节，所述循环组件用于将经过温控组件降温后的水流导出至隔板13顶部，所述隔板13与箱体1内顶部之间设置有水流，通过PE管材的主动移动，实现对PE管材进行降温定型。
所述集液组件2包括集水盒21、抽水泵23和单向阀24，所述箱体1的两侧固定安装有集水盒21，所述集水盒21的开口端在垂直方向上低于通孔11，箱体1内的水流对PE管材降温的同时通过通孔11源源不断流出，所述箱体1的底部两侧固定安装有抽水泵23和单向阀24，所述抽水泵23的输入端与集水盒21的底部连通，所述抽水泵23的输出端与单向阀24的输入端连接，所述单向阀24的输出端与箱体1的底部连通，可将通过通孔11流出的水流通过抽水泵23重新输入箱体1内进行冷却以实现循环利用的作用。
所述集水盒21内在垂直方向上内嵌安装有若干组第二液位传感器22，相邻所述第二液位传感器22在垂直方向上的距离相等，所述第二液位传感器22用于采集集水盒21内水流的液位信号并将信号发送至控制模组6，所述控制模组6固定安装在箱体1的底部，通过控制模组6对抽水泵23的反馈调节，实现从通孔11流出的水流全部回流至箱体1内。
所述温控组件包括供电模块41、网格板42和冷凝管43，所述隔板13与箱体1的底部之间安装有若干组网格板42，所述网格板42上安装有冷凝管43，所述箱体1的底部安装有供电模块41，所述冷凝管43的接线端安装在供电模块41上，通过第二温度传感器5对供电模块41输出功率的调节，可实现调节冷凝管43的制冷效果，所述箱体1内在水平方向上等距安装有若干组第一温度传感器4，所述第一温度传感器4用于采集箱体1内水流的温度信号并将信号发送至控制模组6，通过控制模组6对供电模块41和循环组件的反馈调节，可实现保证箱体1内的水流温度保持在工艺要求范围内。
所述循环组件包括循环泵16、转接头18和出水管19，所述箱体1的底部与隔板13之间安装有环形框15，环形框15与箱体1和隔板13围成一个密闭的空腔，所述环形框15内设置有安装在箱体1底部的循环泵16，所述循环泵16两侧的输入端安装有进水管17，所述进水管17远离循环泵16的一端与隔板13底部的水流连通，所述隔板13上固定安装有转接头18，所述转接头18的输入端与循环泵16的输出端通过导流管连接，所述转接头18两侧和顶部的输出端安装有出水管19，通过出水管19可将降温后的水流均匀导入隔板13顶部，所述导流管上贯穿安装有第二温度传感器5，所述第二温度传感器5用于采集导流管内的水流温度信号并将信号发送至控制模组6，通过控制模组6对温控组件和循环泵16的调节，可实现对水流降温并对水流的循环速度进行提升。
所述箱体1内侧壁内嵌安装有第一液位传感器14，所述第一液位传感器14位于隔板13与箱体1内底部之间，所述第一液位传感器14用于采集隔板13与箱体1内底部之间水流的液位信号并将信号发送至控制模组6，当隔板13与箱体1内底部之间水流的液位低于第一液位传感器14时，需要对箱体1内进行补液并增大集液组件2的输入功率。
所述箱体1的顶部固定安装有加液泵3，所述加液泵3上两侧的输入端连接有吸水管31，所述吸水管31位于箱体1内的一端在垂直方向上低于通孔11，可将从出水管19排出的冷水吸入加液泵3内，所述加液泵3的顶部输入端连接有加液管32，当需要对箱体1内进行补液时，通过加液管32外接外部水源对箱体1内的水流重量进行及时补充，保证箱体1内对PE管材降温定型的效率，所述箱体1内顶部固定安装有喷淋盘33，所述喷淋盘33与加液管32的输出端连通，可实现出水管19和喷淋盘33对PE管材的底部和顶部进行同时水冷，可保证PE管材降温的环境均匀，使得PE管材整体截面平整。
参阅图4，所述控制模组6包括信号处理模块61、信号接收模块62、调整模块63和信号发射模块64，所述信号接收模块62用于接收第一温度传感器4、第二温度传感器5、第一液位传感器14和第二液位传感器22发送的信号并将信号发送至信号处理模块61，所述信号处理模块61在对信号接收模块62发送的信号进行处理后向调整模块63和信号发射模块64发送反馈指令，所述调整模块63与加液泵3、循环泵16、抽水泵23和供电模块41的接线端连接，通过对加液泵3、循环泵16、抽水泵23和供电模块41的输出功率进行调节，保证箱体1内水流温度保持在设计范围内，所述信号发射模块64用于将信号处理模块61发送的指令信号同步发送至控制中心，可方便技术人员实时掌握装置的运行状况。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种增强耐划性能的改性PE管，其特征在于：由低密度聚乙烯50份、聚丙烯10份、高密度聚乙烯10份、聚甲基丙烯酸甲酯5份、润滑填料5份和抗氧剂2份制备而成；
所述润滑填料的制备方法包括以下步骤：
1)：称取20份白炭黑、5份有机膨润土、3份二硫化钼、1份三甲氧基硅烷、0.3份氧化铝；
2)：在氮气保护下，向反应釜中依次加入白炭黑、二硫化钼和三甲氧基硅烷，搅拌20-30min后加入有机膨润土和氧化铝，继续搅拌10-20min得到混合湿料；
3)：将混合湿料加入真空干燥机中，在40-60℃的环境中干燥40-60min后通过研磨粉碎得到20-30目的润滑填料；
所述抗氧剂为为三亚磷酸酯、四季戊四醇酯、双季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种的混合物。
2.一种增强耐划性能的改性PE管的制备方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
步骤一：物料配比混合，将物料通过分别称重的方式进行配比混合，混合后的物料经过搅拌后备用；
步骤二：物料加热挤出，对挤出机进行预热并清理螺杆，将物料通过多组加热模组进行主机加热，通过螺杆传动将加热后的熔融状态的物料挤出，在挤出机的出料口安装与设计尺寸适配的模具后挤出PE管材；
步骤三：降温冷却成型，步骤二挤出的PE管材通过具有水冷降温功能的制备装置进行水冷降温塑性；
步骤四：干燥定型下料，经过步骤三冷却成型后的PE管材通过吹风管除去表面残留的水滴后完成最终定型，干燥后的PE管材通过主动收卷的下料机完成下料；
步骤五：管材切分入库，通过下料机收集的PE管材根据具体设计长度进行管材切分，根据不同尺寸长度进行分类存放。
3.一种增强耐划性能的改性PE管的制备装置，包括箱体(1)、集液组件(2)、温控组件和循环组件，其特征在于：所述箱体(1)的底部固定安装有支撑腿架(12)，所述通孔(11)两侧设置有一对通孔(11)，两侧所述通孔(11)位于同一水平线上，两侧所述通孔(11)之间贯穿设置有PE管材，所述箱体(1)的两侧安装有集液组件(2)，所述集液组件(2)用于采集从通孔(11)流出的水流并将水流导入箱体(1)内底部，所述箱体(1)内固定安装有隔板(13)，所述隔板(13)为水平设置，所述隔板(13)与箱体(1)的底部之间安装有循环组件，所述循环组件两侧设置有温控组件，所述温控组件位于隔板(13)与箱体(1)的底部之间，所述温控组件用于对集液组件(2)导入箱体(1)内的水流进行温度调节，所述循环组件用于将经过温控组件降温后的水流导出至隔板(13)顶部，所述隔板(13)与箱体(1)内顶部之间设置有水流。
4.根据权利要求3所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述集液组件(2)包括集水盒(21)、抽水泵(23)和单向阀(24)，所述箱体(1)的两侧固定安装有集水盒(21)，所述集水盒(21)的开口端在垂直方向上低于通孔(11)，所述箱体(1)的底部两侧固定安装有抽水泵(23)和单向阀(24)，所述抽水泵(23)的输入端与集水盒(21)的底部连通，所述抽水泵(23)的输出端与单向阀(24)的输入端连接，所述单向阀(24)的输出端与箱体(1)的底部连通。
5.根据权利要求4所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述集水盒(21)内在垂直方向上内嵌安装有若干组第二液位传感器(22)，相邻所述第二液位传感器(22)在垂直方向上的距离相等，所述第二液位传感器(22)用于采集集水盒(21)内水流的液位信号并将信号发送至控制模组(6)，所述控制模组(6)固定安装在箱体(1)的底部。
6.根据权利要求5所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述温控组件包括供电模块(41)、网格板(42)和冷凝管(43)，所述隔板(13)与箱体(1)的底部之间安装有若干组网格板(42)，所述网格板(42)上安装有冷凝管(43)，所述箱体(1)的底部安装有供电模块(41)，所述冷凝管(43)的接线端安装在供电模块(41)上，所述箱体(1)内在水平方向上等距安装有若干组第一温度传感器(4)，所述第一温度传感器(4)用于采集箱体(1)内水流的温度信号并将信号发送至控制模组(6)。
7.根据权利要求6所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述循环组件包括循环泵(16)、转接头(18)和出水管(19)，所述箱体(1)的底部与隔板(13)之间安装有环形框(15)，所述环形框(15)内设置有安装在箱体(1)底部的循环泵(16)，所述循环泵(16)两侧的输入端安装有进水管(17)，所述进水管(17)远离循环泵(16)的一端与隔板(13)底部的水流连通，所述隔板(13)上固定安装有转接头(18)，所述转接头(18)的输入端与循环泵(16)的输出端通过导流管连接，所述转接头(18)两侧和顶部的输出端安装有出水管(19)，所述导流管上贯穿安装有第二温度传感器(5)，所述第二温度传感器(5)用于采集导流管内的水流温度信号并将信号发送至控制模组(6)。
8.根据权利要求7所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述箱体(1)内侧壁内嵌安装有第一液位传感器(14)，所述第一液位传感器(14)位于隔板(13)与箱体(1)内底部之间，所述第一液位传感器(14)用于采集隔板(13)与箱体(1)内底部之间水流的液位信号并将信号发送至控制模组(6)。
9.根据权利要求8所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述箱体(1)的顶部固定安装有加液泵(3)，所述加液泵(3)上两侧的输入端连接有吸水管(31)，所述吸水管(31)位于箱体(1)内的一端在垂直方向上低于通孔(11)，所述加液泵(3)的顶部输入端连接有加液管(32)，所述箱体(1)内顶部固定安装有喷淋盘(33)，所述喷淋盘(33)与加液管(32)的输出端连通。
10.根据权利要求9所述的一种增强耐划性能的改性PE管及其制备方法和制备装置，其特征在于：所述控制模组(6)包括信号处理模块(61)、信号接收模块(62)、调整模块(63)和信号发射模块(64)，所述信号接收模块(62)用于接收第一温度传感器(4)、第二温度传感器(5)、第一液位传感器(14)和第二液位传感器(22)发送的信号并将信号发送至信号处理模块(61)，所述信号处理模块(61)在对信号接收模块(62)发送的信号进行处理后向调整模块(63)和信号发射模块(64)发送反馈指令，所述调整模块(63)与加液泵(3)、循环泵(16)、抽水泵(23)和供电模块(41)的接线端连接，所述信号发射模块(64)用于将信号处理模块(61)发送的指令信号同步发送至控制中心。
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