CN1791503A - 用于制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置。当热塑管通过使用该装置制造时，形成由挤出头(1)，被挤出到模制管道(4)中的第一软管(2)和被挤出到第一软管(2)中的第二软管(5)限定的近似环形的空间(A)。本发明设想将空间(A)连接到压缩气体储存器(24)，使得在空间(A)中的压力变化通过该压缩气体容器被减弱。

Description

用于制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置
                               技术领域
本发明涉及一种用于制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置。
                               技术背景
这种类型的装置例如可从DE10110064A1获知。该装置具有若干在通路上引导的模具，这些模具形成一个模制管道，该模制管道至少在第一部分中具有波纹状的模制壁和至少在第二部分中具有与连接套管对应的套管凹口。该装置的挤出头具有用于将第一软管挤出到模制管道中的第一挤出模和设置在模制管道中模具移动方向的下游用于挤出第二软管的第二挤出模。第一气槽设置在两个挤出模之间并连接到第一压缩气体控制装置，该装置用于通过从第一气槽的口中排出的压缩气体在两个软管之间的空间中产生压力p1或p2。在模制管道的模具移动方向第二挤出模下游向外开口的第二气槽连接到第二压缩气体控制装置，从而在第二软管的内侧上通过从第二气槽的中排出的压缩气体产生超过大气压力的压力p3。两个压缩气体控制装置以开环或闭环的方式通过控制装置控制。
利用该装置，第一软管被挤出到管道中。在模制管道的第一部分中，使第一软管成为波纹形状，在模制管道的第二部分中，第一软管被扩大而形成连接套管。第二软管被挤出到第一软管中并压靠第一软管的波谷，形成包括外管以及与外管熔合的内管的复合管。当使第一软管成为波纹形状且第二软管挤出到第一软管中时，两个管之间的空间受到超出大气压力的压力p1的作用(两个软管之间的空间以下称作空间A)。压力p1被设定为这样一个水平，即，在波谷处被熔合在一起的软管冷却后，内管不会在这些点之间向内或向外弯曲。目的是软管冷却之后在该处形成大气压力。此外，压力p1产生第一软管的波纹形状。
如果第一软管在第二部分中扩大从而形成连接套管，则在空间A中建立压力p2。压力p2不能太小，否则第一软管将不会扩大，或不会充分地扩大从而形成连接套管。另一方面，如果压力p2太大，第一软管在挤出时受到拉伸，使得它在开始形成连接套管的地方具有较薄的壁厚，而在连接套管的末端具有较厚的壁厚。
在第二软管挤出到已经扩大从而形成连接套管的第一软管中期间，第二软管从内侧受到超出大气压力的压力p3的作用并压靠第一软管。结果，可以确保达到两个软管在连接套管区域中的整个表面区域上的熔合。
一旦连接套管已经由两个软管形成，且第二软管被再次挤出，在第一软管的下一个第一部分压靠第一软管的波谷，空间A就再一次受到压力p1的作用。
压力p1，p2和p3的闭环或开环控制具有特殊意义，因为内软管的弯曲和/或连接套管壁厚的不规则性可以通过适当设定压力而被最大程度地避免。就上述装置来说，空间A所受到的压力p1和p2的闭环控制尤其被证明是困难的。该空间处于受挤出头和两个软管限制的情况中，意图是第一软管不是抵靠波纹模制壁就是抵靠套管凹口。由于套管凹口的直径大于波纹模制壁的直径，空间A的容积就取决于模制过程中的各个阶段。因此，该容积在连接套管制造开始的时候和结束的时候是变化的。尤其在大管径的情况下，空间A的容积改变对压力p1和p2的影响将达到这样的程度，即为了维持这些压力必须对压力控制提出非常高的要求。
此外，空间A中的温度也影响该处的压力。该温度取决于提供到空间A并从空间A中去除的热量。该热量反过来也取决于热量经由其传递的空间A的表面面积。因此，在第一部分(波纹)和第二部分中模具的不同形状也影响空间A中的压力。
                                发明内容
因此，本发明的目的是以这样的方式改进用于制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置，即，在模制管道的第一部分中，在软管冷却期间避免内管的弯曲，在模制管道的第二部分中，第一软管能达到令人满意的扩大从而形成连接套管。
根据本发明，这个目的通过权利要求1的特征实现。在此情况中，压力控制器通过连接到用于气体交换的附加的压缩气体储存器的压缩气体管线而连接到所述第一气槽。因此压缩气体储存器可以经由压缩气体管线以及经由第一气槽与空间A相通。例如如果由于空间A的容积增加而使其压力下降，那么在空间A和压缩气体储存器之间立即达到压力均衡，该作用减小了空间A中的压力下降。这样就可以以简单的方法最大程度地避免在空间A中不希望有的压力梯度，否则不得不通过压缩气体控制装置使其均衡，然而其包括更复杂得多的闭环控制。根据本发明，压力在一个完整系统中以闭环或开环的方式受到控制，该系统的容积基本由空间A的容积和压缩气体储存器的容积所组成。这样就导致在空间A中的压力分布平衡，尤其能避免双壁型管的内壁中不希望的弯曲。
在优选实施例中，压缩气体储存器被形成为分离的容器。因此，带有常规的气流横截面的压缩气体管线可以被用于压缩气体控制装置到第一气槽的连接，压缩气体容器的尺寸确定在空间A中压力变化减小的程度。附加的压缩气体储存器也可以通过加宽压缩气体管线的气流横截面而形成，至少在压缩气体管线的局部区域中加宽。
分离的容器最好通过T型套管连接到压缩气体管线。这样就使在本技术领域中已知的装置被以简单的方法修改，因为设置在该处的压缩气体管线被切断并且带有压缩气体容器的T型套管被插接在该处。
压缩气体容器可拆卸地被连接到T型套管。因此就可以例如在装置的试验状态中以简单的方法分析分离的容器的尺寸对于管壁质量的影响，从而确定用于加工的最佳容器容积。
压缩气体容器可以包括两条供应管线且与压缩气体管线串联连接。也可以将压缩气体容器并联连接到压缩气体管线，也就是说将压缩气体容器通过旁路管连接到压缩气体管线。
在优选实施例中，压缩气体储存器被设置在第一气槽附近。这种类型的排列使压缩气体储存器和空间A之间的气流阻力最小，因此在压缩气体储存器和空间A之间可以发生快速压力均衡。
压缩气体控制装置最好具有一个压力表，该压力表被设置在压缩气体储存器的上游。因此，压力表不直接检测压缩气体容器或储存器和空间A之间的压力均衡，而仅仅检测整个系统的压力，该系统的容积如上文所述基本由压缩气体储存器的容积和空间A的容积组成。
安全阀可以被连接在压缩气体控制装置和第一气槽之间。该阀最好被形成为弹簧起动阀，在特定压力下被关闭。因此可以避免例如如果压缩气体控制装置发生故障的话在空间A中出现不被允许的过高压力。
在第一部分中的相应于被制造管子的管直径的模制壁的外直径可以大于500mm，最好大于800mm。特别是在粗大管子的情况中，已经证实使用根据本发明的压缩气体储存器是有利的。因为管直径变得更大，当从连接套管的制造转换到波纹管壁的制造或从波纹管壁的制造转换到连接套管的制造时，空间A的容积的减少或增加也变得更大。由于管直径变得更大，当在连接套管的制造和波纹管壁的制造之间转换时，空间A的传热表面面积的减少或增加也变得更大。
在优选实施例中，储存器的容积大于10公升(标准公升)。容积最好大于20公升。为了使包括压缩气体储存器、气体压力管线、第一气槽和空间A的被控制系统的动作不是太缓慢，在优选实施例中，压缩气体储存器的容积小于50公升。最好该容积也可以小于40公升。
此外，用于在第二软管的内侧上产生压力p3的压缩气体控制管线可以包括压力控制器，该压力控制器经由被连接到用于气体交换的附加的第二压缩气体储存器的压缩气体管线连接到第二气槽。
                                附图说明
本发明基于附图中描绘的实施例被更详细地阐述，其中：
图1所示的是在连接套管制造之前，经由本发明装置的挤出部分的纵剖面图；
图2所示的是在将第二软管挤出到扩大成连接套管的第一软管中期间，经由挤出头和模制管道部分的纵剖面图；
图3示意性地显示压力p1、p2和p3的控制；和
图4所示的是带有压缩气体储存器的压缩气体控制装置的示意图。
                              具体实施方式
图1和2显示在各个工艺步骤中的本发明的装置的挤出头1。在图1描绘的步骤中，第一软管2通过挤出头1的第一挤出模3挤出到模制管道4的第一部分中并且使其形成波纹形状。第二软管5通过挤出头1的第二挤出模6挤出到第一软管2中并且压靠第一软管2的波谷7。用于第二软管5的校准心轴8设置在制造方向上挤出头1的下游。
当第一软管2被形成波纹形状且第二软管5被压靠第一软管2的波谷7并与其熔合时，两个软管2和5之间的空间A受到超出大气压力的压力p1。该压力通过设置在挤出头1上两个挤出模3和6之间的第一气槽9中排出的压缩气体而产生。
压力p1被设定成两个软管2和5冷却之后在两个软管之间的中间空间10中建立大气压力，使得第二软管在与第一软管2的波谷7连接的点上没有任何弯曲。必须确保在图1描绘的处理步骤中压缩气体连续流入空间A以保持压力p1，因为充满压力p1的中间空间10从空间A抽取压缩气体。
图2所示的是挤出头1的第二挤出模6已经到达模制管道4的套管凹口11，同时第一软管仍然被挤出到套管凹口11中的状态。在两个软管2和5之间的空间A中接着存在基本不变的小于p1的压力p2。利用压力p2，第一软管2在其全部表面区域压靠套管凹口11。
如图2中显示，压力p2被设定成使得从第一挤出模3中挤出的第一软管2向着套管凹口11提升，但并不膨胀到存在过度拉伸的程度，过度拉伸会导致在套管凹口11的开始端和中间区域中软管2的壁厚度变薄以及因此在生产方向远端的套管凹口11的末端造成热塑材料堆积，并因此而使壁厚度增大。
为了使第二软管5和已经被扩大形成连接套管的第一软管2有效熔合，在图2描绘的处理状态中，第二软管5从内侧经由第二气槽12受到超过大气压力的压力p3的作用。压力p3被设定成能确保第二软管5和第一软管2的最佳熔合。
如果图1和2相比较，很清楚的是取决于工艺处理的步骤，空间A的容积不同并且在工艺处理期间变化。热量经由其传递的空间A的表而区域的尺寸也在工艺处理的过程中改变。容积的改变和传热表面区域的尺寸改变都影响空腔A中的压力。然而，作为结果引起的压力改变被根据本发明的压力储存器中的压力缓冲削弱或被部分地均衡。
图3所示的是连接到第一气槽9和第二气槽12的压缩气体控制装置13和14借助于随时间变化对压缩气体控制装置13和14进行切换用的控制装置15对压力p1、p2和p3的控制。
用于产生压力p1、p2和p3的压缩气体经由压缩气体馈入口16提供到压缩气体控制装置13和14。压缩气体控制装置13通过使来自第一气槽9口的气体进入空间A产生压力p1和压力p2，同时所设置的压缩气体控制装置14用于产生压力p3，第二软管5通过来自第二气槽12中的压缩气体从内侧受到压力p3的作用。压缩气体管线26将压缩气体控制装置13连接到第一气槽。
控制装置15随时间变化地对压缩气体控制装置13和14进行切换。借助在此没有被进一步描述的装置，控制装置15经由信号提供线17接收信号，以此信号为基础，压力p1、p2和p3取决于与挤出头相关的成形管道的位置可随时间变化地被设定。这样就使压缩气体控制装置取决于模制管道的相对位置设定p1、p2和p3的具体压力值。
在图4中描绘了随时间变化切换压力p1、p2和p3用的压缩气体控制装置13和14的实施例。设定压力p1、p2和p3所需的压缩气体经由压缩气体馈入口16提供。压缩气体经由分支管连接到压力控制器18和19。在压力控制器18和19的下游，来自压力控制器的气体的压力分别通过压力表20和21测量，并被指示给在压力控制器18和19内部的起动单元(在图4中没有详细描绘)。如图4显示，由于起动单元借助由压缩气体馈入口16提供的压缩气体进行工作且工作在较低压力值下，因此需要减压器23和24。
压缩气体容器24设置在压力控制器18和压力表20下游，其通过T套管25连接到压缩气体管线26。压缩气体管线26将压力控制器18连接到第一气槽9。
在本文描绘的实施例的情况中，压缩气体控制装置经由压力控制器18控制包括压缩气体管线26、容器24、第一气槽9和空间A的系统中的压力。在压缩气体容器24和空间A中的压力大致相等，因为两者彼此相通，没有任何明显的气流阻力。因此，在空间A中的压力变化通过压缩气体容器中的压力缓冲减弱。因此这种类型的减弱有利于压力p1和p2的适当控制，因此有利于带有连接套管的双壁型管的制造。
                       附图标记
1  挤出头
2  第一软管
3  第一挤出膜
4  模制管道
5  第二软管
6  第二挤出膜
7  波谷
8  校准心轴
9  第一气槽
10 中间空间
11 套管凹口
12 第二气槽
13 压缩气体控制装置
14 压缩气体控制装置
15 控制装置
16 压缩气体馈入口
17 信号提供线
18 压力控制器
19 压力控制器
20 压力表
21 压力表
22 减压器
23 减压器
24 压缩气体容器
25  T套管
26  压缩气体管线
A   软管2和5之间的空间

Claims (14)

1、一种用于制造带有连接套管的双壁型热塑管的装置，包括
A)模制管道(4)，其由在通道上引导的至少一个模具系列形成，模制管道(4)至少在第一部分中具有波纹状模制壁，至少在第二部分中具有与连接套管对应的套管凹口(11)，
B)配备有挤出头(1)的挤出装置，挤出头(1)具有用于将第一软管(2)挤出到模制管道(4)中的第一挤出模(3)和在模制管道(4)中模具移动方向下游设置的用于挤出第二软管(5)的第二挤出模(6)，
C)设置在两个挤出模(3)和(6)之间的第一气槽(9)，和在模制管道(4)的模具移动方向上第二挤出模(6)下游向外开口的第二气槽(12)，
D)压缩气体控制装置(13)，该装置连接到第一气槽(9)，用于通过从第一气槽(9)的口中排出的压缩气体在两个软管(2、5)之间的空间(A)中产生压力p1或p2，该压缩气体控制装置(13)包括压力控制器(18)，
E)压缩气体控制装置(14)，该装置连接到第二气槽(12)，用于通过从第二气槽(12)的口中排出的压缩气体在第二软管(5)的内侧上产生超过大气压力的压力p3，
F)用于控制压缩气体控制装置(13)和(14)的控制装置(15)，
其特征在于，压力控制器(18)经由压缩气体管线(26)连接到第一气槽(9)，压缩气体管线(26)连接到用于气体交换的附加的压缩气体储存器(24)。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，压缩气体储存器(24)被形成为分离的压缩气体容器(24)。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，压缩气体储存器(24)通过至少在压缩气体管线(26)的局部区域中扩大气流横截面形成。
4、如权利要求2所述的装置，其特征在于，分离的压缩气体容器(24)通过T型套管(25)连接到压缩气体管线(26)。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于，压缩气体容器(24)可拆卸地连接到T型套管(25)。
6、如权利要求2所述的装置，其特征在于，压缩气体容器(24)包括两个供应管线并与压缩气体管线(26)串联。
7、如权利要求2所述的装置，其特征在于，压缩气体容器(24)包括两个供应管线并与压缩气体管线(26)并联。
8、如权利要求1至7的任何一项所述的装置，其特征在于，压缩气体储存器(24)被设置在第一气槽(9)的附近。
9、如权利要求1至8的任何一项所述的装置，其特征在于，压缩气体控制装置(13)具有设置在压缩气体储存器(24)上游的压力计(20)。
10、如权利要求1至9的任何一项所述的装置，其特征在于，在压缩气体控制装置(13)和第一气槽(9)之间连接有安全阀。
11、如权利要求1至10的任何一项所述的装置，其特征在于，在第一部分中的模制壁(4)的外直径大于500mm，最好大于800mm。
12、如权利要求1至11的任何一项所述的装置，其特征在于，压缩气体储存器(24)的容积大于10公升，最好大于20公升。
13、如权利要求1至12的任何一项所述的装置，其特征在于，压缩气体储存器(24)的容积小于60公升，最好小于50公升。
14、如权利要求1至13的任何一项所述的装置，其特征在于，压缩气体控制装置(14)包括压力控制器(19)，该压力控制器(19)经由连接到用于气体交换的附加的第二压缩气体储存器的压缩气体管线连接到第二气槽(12)。
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