CN117901338A - 一种用于钢丝管管端密封的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钢丝管管端密封的装置及方法，属于钢丝管加工技术领域，包括同轴设置的注塑成型模具和加热模具，加热模具可沿注塑成型模具轴向往复移动；所述注塑成型模具包括相对设置的第一模具体和第二模具体，第一模具体和第二模具体均具有空腔，第一模具体和第二模具体的空腔在轴向上均包括依次邻接设置的第一半圆腔、封口环腔体、第二半圆腔，封口环腔体为变径结构。

Description

一种用于钢丝管管端密封的装置及方法

技术领域

本发明属于钢丝管加工技术领域，具体涉及一种用于钢丝管管端密封的装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

钢丝网骨架聚乙烯复合管(以下简称“钢丝管”)是以聚乙烯为基体，以粘接树脂包覆处理后的钢丝左右连续螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，用粘结树脂将增强体和基体，通过熔融复合成型的复合管材。

因钢丝管特殊的复合结构，在管材正常使用过程中需对管端进行密封处理。

常规管端采用热熔对接的方式，使用封口环将端面的钢丝层与胶层密封起来，但因封口工序为人工操作，封口质量受人为因素影响较大；且钢丝与聚乙烯线膨胀系数不同，在管材生产完成后及运行期间温差产生的应力容易使钢丝将封口环顶开破坏封口环导致密封失效，水通过封口环进入钢丝层与胶层中，造成管材“穿水”破坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于钢丝管管端密封的装置及方法，该装置可以在钢丝管端形成与钢丝管为一体的密封接头，解决钢丝管管端密封失效的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种用于钢丝管管端密封的装置，包括同轴设置的注塑成型模具和加热模具，加热模具可沿注塑成型模具轴向往复移动；所述注塑成型模具包括相对设置的第一模具体和第二模具体，第一模具体和第二模具体均具有空腔，第一模具体和第二模具体的空腔在轴向上均包括依次邻接设置的第一半圆腔、封口环腔体、第二半圆腔，封口环腔体为变径结构。

作为进一步的技术方案，所述第一模具体固定设置，第二模具体可往复移动以靠近或远离第一模具体；所述第一模具体通过固定连接板与固定板固定连接，固定板两端还固定设置连接杆，连接杆沿第一模具体的径向设置，连接杆另一端与滑动板滑动连接，滑动板通过滑动连接板与第二模具体固定连接。

作为进一步的技术方案，所述固定连接板两端固定设置导向定位杆，滑动连接板两端与导向定位杆对应位置开设通孔，导向定位杆端部可穿入滑动连接板的通孔中以定位导向。

作为进一步的技术方案，所述第一半圆腔、第二半圆腔的径向尺寸均小于封口环腔体的径向尺寸；在钢丝管置入注塑成型模具夹紧时，第一半圆腔与钢丝管外侧贴合，第二半圆腔与加热模具外侧贴合。

作为进一步的技术方案，所述封口环腔体包括连接为一体的锥形变径腔和第三半圆腔，锥形变径腔与第一半圆腔相连接，第三半圆腔和第二半圆腔相连接，锥形变径腔的径向尺寸由与第一半圆腔连接端至与第三半圆腔连接端逐渐增大。

作为进一步的技术方案，所述第一模具体侧部设置注料孔，注料孔位于第一模具体空腔中间位置

作为进一步的技术方案，所述加热模具包括连接为一体的第一加热盘和第二加热盘，第一加热盘的径向尺寸小于第二加热盘的径向尺寸，第一加热盘侧面和第二加热盘端面均设置电阻丝，电阻丝在第一加热盘和第二加热盘均以环形布置。

作为进一步的技术方案，所述第一加热盘的径向尺寸小于钢丝管的内径尺寸，第二加热盘的径向尺寸大于钢丝管的外径尺寸，在加热模具与钢丝管配合时，第一加热盘置入钢丝管内与钢丝管内壁贴合，第二加热盘置于钢丝管端部与钢丝管端部贴合，对钢丝管内壁和钢丝管端部均进行加热；第一加热盘端部设置为锥形结构。

作为进一步的技术方案，所述加热模具和液压缸连接，液压缸带动加热模具往复移动；第二模具体的移动方向与加热模具的移动方向相垂直。

第二方面，本发明还提供了一种用于钢丝管管端密封的方法，采用如上所述的装置，包括以下步骤：

将待加工的钢丝管放置在第一模具体和第二模具体之间，控制钢丝管管端与注塑成型模具端面的距离，钢丝管由第一半圆腔侧进入；

使第二模具体移动与第一模具体夹紧钢丝管；

加热模具移动并由第二半圆腔侧进入注塑成型模具，加热模具与钢丝管内壁及端面接触，将钢丝管内壁与端面进行加热至熔融状态；

加热模具向远离注塑成型模具方向移动设定距离，封口环腔体和加热模具、钢丝管之间形成闭合腔体，向闭合腔体进行注射PE料；

保压设定时间后，加热模具向远离注塑成型模具方向移动，第二模具体远离第一模具体，钢丝管管端密封加工完成，取出钢丝管；

钢丝管管端形成注塑封口环，注塑封口环与钢丝管外层、钢丝管内层形成一体结构，注塑封口环包覆于钢丝管管端及外侧壁。

上述本发明的有益效果如下：

本发明的装置，其在注塑成型模具中设置封口环腔体，在钢丝管置入后，由加热模具对钢丝管端和内壁进行加热融化，而后在注塑成型模具注塑形成封口环，封口环与钢丝管形成一体，不会出现密封失效的问题，且整个装置采用液压驱动的方式实现一系列动作，操控简单易实现。

本发明的方法，改变了传统管端密封方式，采用电热熔+二次模压注塑工艺，因为钢丝管内层壁厚较厚，内壁及端面采用电熔加热的方式使此部分的聚乙烯料达到熔融状态，后采用二次模压注塑的方法形成封口环，封口环与钢丝管内外层一体注塑成型，保证了钢丝管管端与水完全隔绝开，不会出现“穿水”问题，解决钢丝管管端存在的密封失效问题，保证了产品稳定性，同时改进后的密封方式增加了管端密封面宽度可实现管材直接对焊连接，解决了钢丝管无法直接对焊连接的行业难题。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明注塑成型模具侧视结构图；

图2是本发明用于钢丝管管端密封的装置主视结构图；

图3是本发明加热模具放大图；

图4是本发明注塑成型模具夹紧状态示意图；

图5是本发明用于钢丝管管端密封的装置置入钢丝管的示意图；

图6是本发明用于钢丝管管端密封的装置加热模具与钢丝管配合加热的示意图；

图7是本发明用于钢丝管管端密封的装置加热模具后退至与模具封口环腔体平齐示意图；

图8是本发明用于钢丝管管端密封的装置向注塑成型模具中注射PE料示意图；

图9是本发明用于钢丝管管端密封的装置加热模具退出注塑成型模具的示意图；

图10是本发明形成的钢丝管封口结构；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、钢丝管外层；2、钢丝层；3、钢丝管内层；4、钢丝管；5、注塑封口环；6、固定板；7、滑动板；8、连接杆；9、固定连接板；10、第一模具体；11、导向定位杆；12、滑动连接板；13、第二模具体；14、液压缸；15、加热模具；16、注料孔；17、电阻丝；18、第一半圆腔；19、封口环腔体；20、第二半圆腔；21、第一加热盘；22、第二加热盘。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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在本发明的具体含义。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出一种用于钢丝管管端密封的装置，其包括加热模具15、液压缸14和注塑成型模具，加热模具15和液压缸14连接，液压缸14带动加热模具15往复移动，在注塑成型模具内对钢丝管管端进行加热，而后对钢丝管管端注塑密封。

注塑成型模具与加热模具15相对设置，加热模具15可在加热时移动至注塑成型模具内，或在加热后移出注塑成型模具。

其中，注塑成型模具为分体式，注塑成型模具包括相对设置的第一模具体10和第二模具体13，第一模具体10固定设置，第二模具体13可往复移动以靠近第一模具体10夹紧钢丝管，或远离第一模具体10释放钢丝管。

需要说明的是，第二模具体13的移动方向与加热模具15的移动方向相垂直。加热模具15沿注塑成型模具轴向移动，第二模具体13沿注塑成型模具径向移动。

具体的，第一模具体10与固定连接板9固定连接，固定连接板9与固定板6固定连接，固定板6两端还固定设置连接杆8，连接杆8沿第一模具体10的径向设置(也即，第二模具体的移动方向设置)，连接杆8另一端与滑动板7滑动连接，滑动板7与滑动连接板12固定连接，滑动连接板12与第二模具体13固定连接，滑动板7采用液压驱动，即，滑动板7可与液压元件连接，使滑动板7在连接杆8上往复移动，带动第二模具体13和第一模具体10的夹紧与张开。

本实施例中，第一模具体10、固定连接板9、固定板6通过螺纹连接固定，固定板6和连接杆8也可通过螺纹连接固定；第二模具体13、滑动连接板12、滑动板7通过螺纹连接固定，滑动板7与连接杆8连接处开设通孔，供连接杆8穿过。

固定连接板9两端固定设置导向定位杆11，导向定位杆11端部设置导向定位块，滑动连接板12两端与导向定位块对应位置开设通孔，导向定位杆11端部的导向定位块可穿入滑动连接板12的通孔中，在注塑成型模具的夹紧与张开过程中，导向定位杆11为滑动连接板12起定位导向作用。

第一模具体10和第二模具体13均具有空腔，空腔在轴向上看为半圆形槽形结构，第一模具体10和第二模具体13对接后，二者的空腔配合形成完整的腔体，钢丝管置入腔体中夹紧。

第一模具体10和第二模具体13的空腔在轴向上包括依次邻接设置的第一半圆腔18、封口环腔体19、第二半圆腔20，第一半圆腔18、第二半圆腔20的径向尺寸均小于封口环腔体19的径向尺寸；在钢丝管置入注塑成型模具夹紧时，第一半圆腔18与钢丝管外侧贴合，第二半圆腔20与加热模具15外侧贴合。

封口环腔体19为变径结构，其包括连接为一体的锥形变径腔和第三半圆腔，锥形变径腔与第一半圆腔18相连接，第三半圆腔和第二半圆腔20相连接，锥形变径腔的径向尺寸由与第一半圆腔18连接端至与第三半圆腔连接端逐渐增大，锥形变径腔的径向尺寸最小端大于第一半圆腔18、第二半圆腔20的径向尺寸，锥形变径腔的径向尺寸最大端与第三半圆腔的径向尺寸相同。在钢丝管置入注塑成型模具后，在封口环腔体19处注塑形成管端密封结构。

第一模具体10侧部设置注料孔16，注料孔16位于第一模具体10空腔中间位置，以向注塑成型模具中注料。

其中，加热模具15沿注塑成型模具轴向布置，加热模具15和注塑成型模具同轴设置，加热模具15为整体式结构。加热模具15设置于注塑成型模具第二半圆腔20侧。

液压缸14为加热模具15的驱动装置，可保证加热模具15沿注塑成型模具轴向往复移动。

加热模具15为阶梯形圆盘结构，其包括连接为一体的第一加热盘21和第二加热盘22，第一加热盘21的径向尺寸小于第二加热盘22的径向尺寸，第一加热盘21和第二加热盘22形成阶梯式结构，第一加热盘21侧面和第二加热盘22端面均设置电阻丝17，电阻丝在第一加热盘和第二加热盘均以环形布置，第二加热盘端面的电阻丝设置在超出第一加热盘21的径向端面上，由此，在加热模具15的阶梯式结构两垂直面上均设置电阻丝17，用于钢丝管内壁及钢丝管端部加热。

第一加热盘21的径向尺寸小于钢丝管4的内径尺寸，第二加热盘22的径向尺寸大于钢丝管4的外径尺寸，在加热模具15与钢丝管4配合时，第一加热盘21置入钢丝管内与钢丝管内壁贴合，第二加热盘22置于钢丝管端部与钢丝管端部贴合，对钢丝管内壁和钢丝管端部均进行加热。

为了便于加热模具15进入钢丝管内，在第一加热盘21端部设置为锥形结构，更容易进入钢丝管，且不会对钢丝管端造成损伤。

本发明的另一种典型的实施方式中，提出一种用于钢丝管管端密封的方法，其采用如上所述的装置，如图5-图9所示，包括以下步骤：

将待加工的钢丝管4放置在第一模具体10和第二模具体13之间，控制钢丝管管端与模具端面的距离，钢丝管4由注塑成型模具的第一半圆腔18侧进入；

启动液压站带动滑动板7沿注塑成型模具径向移动，第二模具体13靠近第一模具体10，第一模具体10和第二模具体13夹紧钢丝管；

启动液压缸14带动加热模具15沿注塑成型模具轴向移动，加热模具15向靠近注塑成型模具方向移动，且加热模具15部分置入钢丝管内部，加热模具15由注塑成型模具第二半圆腔20侧进入，加热模具15与钢丝管内壁及端面接触：第一加热盘和钢丝管内壁接触，第二加热盘和钢丝管端面接触；

启动加热模具15的电源，使电阻丝17工作，将钢丝管内壁与端面进行加热至熔融状态；

启动液压缸14带动加热模具15沿注塑成型模具轴向移动，加热模具15向远离注塑成型模具方向移动，保证加热模具15垂直面与注塑成型模具内壁齐平，即，第二加热盘22和封口环腔体19端部平齐，封口环腔体19和加热模具15、钢丝管4之间形成闭合腔体；

启动注塑机从注料孔16处向闭合腔体进行注射PE料；

保压一定时间后，启动液压缸14带动加热模具15沿注塑成型模具轴向移动，加热模具15向远离注塑成型模具方向移动，启动液压站带动滑动板7沿注塑成型模具径向移动，第二模具体13远离第一模具体10，管端密封加工完成(如图9所示成品)，取出钢丝管。

通过上述装置和方法对钢丝管管端进行密封后，钢丝管4的结构包括钢丝管外层1、钢丝管内层3，钢丝管外层1、钢丝管内层3之间设置钢丝层2，整个钢丝管4管端设置注塑封口环5，注塑封口环5与钢丝管外层1、钢丝管内层3形成一体结构，注塑封口环5包覆于钢丝管管端及外侧壁。

与现有技术在钢丝管管端设置PE封口环相比，经过本发明密封后的钢丝管管端与水完全隔绝开，不会出现“穿水”问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于钢丝管管端密封的装置，其特征是，包括同轴设置的注塑成型模具和加热模具，加热模具可沿注塑成型模具轴向往复移动；所述注塑成型模具包括相对设置的第一模具体和第二模具体，第一模具体和第二模具体均具有空腔，第一模具体和第二模具体的空腔在轴向上均包括依次邻接设置的第一半圆腔、封口环腔体、第二半圆腔，封口环腔体为变径结构。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述第一模具体固定设置，第二模具体可往复移动以靠近或远离第一模具体；所述第一模具体通过固定连接板与固定板固定连接，固定板两端还固定设置连接杆，连接杆沿第一模具体的径向设置，连接杆另一端与滑动板滑动连接，滑动板通过滑动连接板与第二模具体固定连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征是，所述固定连接板两端固定设置导向定位杆，滑动连接板两端与导向定位杆对应位置开设通孔，导向定位杆端部可穿入滑动连接板的通孔中以定位导向。

4.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述第一半圆腔、第二半圆腔的径向尺寸均小于封口环腔体的径向尺寸；在钢丝管置入注塑成型模具夹紧时，第一半圆腔与钢丝管外侧贴合，第二半圆腔与加热模具外侧贴合。

5.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述封口环腔体包括连接为一体的锥形变径腔和第三半圆腔，锥形变径腔与第一半圆腔相连接，第三半圆腔和第二半圆腔相连接，锥形变径腔的径向尺寸由与第一半圆腔连接端至与第三半圆腔连接端逐渐增大。

6.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述第一模具体侧部设置注料孔，注料孔位于第一模具体空腔中间位置。

7.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述加热模具包括连接为一体的第一加热盘和第二加热盘，第一加热盘的径向尺寸小于第二加热盘的径向尺寸，第一加热盘侧面和第二加热盘端面均设置电阻丝，电阻丝在第一加热盘和第二加热盘均以环形布置。

8.如权利要求7所述的装置，其特征是，所述第一加热盘的径向尺寸小于钢丝管的内径尺寸，第二加热盘的径向尺寸大于钢丝管的外径尺寸，在加热模具与钢丝管配合时，第一加热盘置入钢丝管内与钢丝管内壁贴合，第二加热盘置于钢丝管端部与钢丝管端部贴合，对钢丝管内壁和钢丝管端部均进行加热；第一加热盘端部设置为锥形结构。

9.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述加热模具和液压缸连接，液压缸带动加热模具往复移动；第二模具体的移动方向与加热模具的移动方向相垂直。

10.一种用于钢丝管管端密封的方法，其特征是，采用如权利要求1-9任一项所述的装置，包括以下步骤：

将待加工的钢丝管放置在第一模具体和第二模具体之间，控制钢丝管管端与注塑成型模具端面的距离，钢丝管由第一半圆腔侧进入；

使第二模具体移动与第一模具体夹紧钢丝管；

加热模具移动并由第二半圆腔侧进入注塑成型模具，加热模具与钢丝管内壁及端面接触，将钢丝管内壁与端面进行加热至熔融状态；

加热模具向远离注塑成型模具方向移动设定距离，封口环腔体和加热模具、钢丝管之间形成闭合腔体，向闭合腔体进行注射PE料；

保压设定时间后，加热模具向远离注塑成型模具方向移动，第二模具体远离第一模具体，钢丝管管端密封加工完成，取出钢丝管；

钢丝管管端形成注塑封口环，注塑封口环与钢丝管外层、钢丝管内层形成一体结构，注塑封口环包覆于钢丝管管端及外侧壁。