CN209832563U - 一种pe管材真空定径挤出系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PE管材真空定径挤出系统，包括挤出机头、真空定径箱以及管内整平机构；挤出机头包括机头外壳、外表面通过连接柱固定连接于机头外壳内表面的分流锥以及与机头外壳相连的口模和与口模相适配的芯模；管内整平机构包括整平头、微型电机以及用于连接整平头和微型电机的传动杆。本实用新型设置的管内整平机构可以对真空定径过程中的管材内表面进行一定程度的整平，防止内部褶皱缺陷的产生。
Description
技术领域
本实用新型涉及PE管材生产设备领域，具体涉及一种PE管材真空定径挤出系统。
背景技术
PE是聚乙烯，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。PE的生产加工是一项综合性很强的技术，涉及到高分子化学、高分子物理、界面理论、塑料机械、塑料加工模具、配方设计原理及工艺控制等方面。其中挤出过程和真空定径工艺是PE生产中十分关键的两个工序，挤出过程主要用到的是挤出机，定径过程用到的是定径套或真空定径箱。
挤出过程的目的是是热熔材料预成型，初步形成一个管状结构，在定径过程的主要目的是为了获得精确的几何尺寸，以及为了使塑料沿管壁被压的密实。热熔材料由挤出机挤出后其管径要求大于成品尺寸，然后在真空定径箱或真空定径套中进行尺寸的调节，此过程中尺寸会缩小，由于管材外表面的光滑度由定径套决定，但是其内表面的光滑度只能寄希望于真空定径过程中温度、速度以及压力等各工艺参数的相互配合，而这些参数都是变化的，一旦控制不好，便会出现内表面褶皱的缺陷，PE管材内表面褶皱会使其在使用过程中积累残余物质，长期使用会发生管道堵塞，尤其是小尺寸PE管。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种PE管材真空定径挤出系统，其设置的管内整平机构可以对真空定径过程中的管材内表面进行一定程度的整平，防止内部褶皱缺陷的产生。
本实用新型为达到上述目的，所采用的技术方案如下：
一种PE管材真空定径挤出系统，包括挤出机头、真空定径箱以及管内整平机构；与挤出机头连接的挤出机为该行业常用的双螺杆挤出机，其具体结构为本领域公知常识，且并非发明要点，在此不做赘述。
所述挤出机头包括机头外壳、外表面通过连接柱固定连接于所述机头外壳内表面的分流锥以及与所述机头外壳相连的口模和与所述口模相适配的芯模；所述机头外壳与所述分流锥之间形成流道；所述机头外壳内部围绕所述流道开设有螺旋状的冷却风道；所述冷却风道的进气孔开设于所述机头外壳的下侧；所述冷却风道的出气孔开设于所述机头外壳的上侧；优选的，所述流道分为三个阶段，第一阶段为锥筒形，第二阶段为直筒型；第三阶段为与第一阶段相对的锥筒形。设置成三个阶段主要是为了延长热熔材料的路径，有利于成型。连接柱设置于分流锥外表面，因此会分布在流道中，且在流道的第一阶段设置数量最多，第二阶段减少，第三阶段最少，这是由于挤出机挤出的热熔材料在第一阶段还未定型，流过连接柱之后依然能合流成为连续相，但是在第二、三阶段，由于其经过冷却开始初步成型，若设置过多连接柱，其重新合流为连续相的能力减弱。
所述真空定径箱包括真空定径机构和冷却机构；所述真空定径机构包括与所述口模相对设置的定径头、线性连接且槽宽依次增加的第一定径套、第二定径套、第三定径套和包裹所述第一定径套、第二定径套、第三定径套的真空箱；所述定径头内开设有导水孔；所述真空箱外部设置有冷却水箱；所述冷却水箱与管材外表面之间为导热金属层；定径套长度越长，对于管材定径越有利，其外观质量越好，但是如定径套长度过长，则会增大牵引力和管材的内应力，因此本实用新型采用三段式定径套，第一定径套、第二定径套、第三定径套均采用真空槽结构，第一定径套靠近入口位置，槽宽比较小，为1～1.5mm，且排布得比较密集，由于此时管子刚开始冷却，温度高，比较软，若槽宽太大会使管子表面吸进其中，而影响到外观质量。随着管子逐渐被冷却变硬，第二定径套、第三定径套的槽宽逐渐加大，槽间距也可逐渐大。三段式的定径套既能保证定径套有足够的长度，也不至于使牵引力增加过多。现有技术中，从真空定径箱出来的管材需要进行水冷，为防止水流压力对管材的外观造成影响，一般采用喷淋的方式，且水流量较小，但是这种冷却方式，冷却效果欠佳，本实用新型的冷却水箱中充满冷却水，将管材全部穿过冷却水箱，从而提高了冷却效果，为避免水压对管材的外观造成影响，冷却水箱采用双层空腔结构，内部为导热金属层，即导热金属层与冷却水箱的外壳形成密封空腔，既保证了冷却效果，也能避免水压对管材产生影响。
所述管内整平机构包括设置于所述第二定径套内部中心处，用于对管材内表面进行整平的整平头、固定设置于所述芯模端部的微型电机以及用于连接所述整平头和微型电机的传动杆。由于管内整平机构自挤出机头延伸至真空定径箱，为了防止传动杆过长产生振动，挤出机头和真空定径箱的间距不宜过大，但是又由于管材在进入真空定径箱之前需要进行足够的冷却，因此，冷却风道就需要发挥其冷却作用。且整平头在第二定径套在开始发挥作用，通过低速转动对管材内部进行一定程度的整平，而且低速转动也能防止振动的产生，整平头的直径根据管材的内径要求设置。
作为本实用新型的进一步改进，为使挤出的管材质量达到最佳，挤出机头内的所述流道的截面逐渐缩小。
作为本实用新型的进一步改进，为了提高挤出过程中的冷却效果，所述冷却风道为双螺旋结构，所述冷却风道的进气孔和出气孔设置于同一端。
作为本实用新型的进一步改进，所述冷却水箱的进水口开设于冷却水箱下侧；所述冷却水箱的出水口开设于冷却水箱上侧。
作为本实用新型的进一步改进，所述导水孔倾斜设置，使导水孔中的水便于分布于定径套的真空槽中，并由真空槽渗透到与管材的接触面上，形成水膜。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型设置了管内整平机构，在微型电机的带动下进行低速转动，整平头在转动过程中对经过第二定径套的管材内表面进行摩擦整平，减小了管材在直径突然缩小的过程中发生的内部褶皱缺陷。此外，为减小摩擦阻力，整平头采用减摩材料聚酰胺。由于整平结构的设置需要使真空定径箱与挤出机头的距离缩短，因此，预冷却系统双螺旋状冷却风道需要与挤出机头部分集成设置，既保证了冷却效果，也减小了真空定径箱与挤出机头的距离。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图；
附图中：1-挤出机头；101-机头外壳；102-分流锥；103-口模；104-芯模；105-连接柱；106-冷却风道；107-出气孔；108-进气孔；109-流道；2-真空定径箱；201-第一定径套；202-第二定径套；203-第三定径套；204-真空箱；205-冷却水箱；206-定径头；207-导水孔；208-导热金属层；209-真空阀；210-进水口；211-出水口；3-管内整平机构；301-微型电机；302-传动杆；303-整平头。
具体实施方式
下面对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如附图1所示，本实用新型包括挤出机头1、真空定径箱2以及管内整平机构3；
所述挤出机头包括机头外壳101、外表面通过连接柱105固定连接于所述机头外壳101内表面的分流锥102以及与所述机头外壳101相连的口模103和与所述口模103相适配的芯模104；所述机头外壳101与所述分流锥102之间形成流道109；所述机头外壳101内部围绕所述流道109开设有螺旋状的冷却风道106；所述冷却风道106的进气孔108开设于所述机头外壳101的下侧；所述冷却风道106的出气孔107开设于所述机头外壳101的上侧；所述流道109分为三个阶段，第一阶段为锥筒形，第二阶段为直筒型；第三阶段为与第一阶段相对的锥筒形。设置成三个阶段主要是为了延长热熔材料的路径，有利于成型。连接柱105设置于分流锥102外表面，因此会分布在流道109中，且在流道109的第一阶段设置数量最多，第二阶段减少，第三阶段最少，这是由于挤出机挤出的热熔材料在第一阶段还未定型，流过连接柱105之后依然能合流成为连续相，但是在第二、三阶段，由于其经过冷却开始初步成型，若设置过多连接柱，其重新合流为连续相的能力减弱。
所述真空定径箱2包括真空定径机构和冷却机构；所述真空定径机构包括与所述口模103相对设置的定径头206、线性连接且槽宽依次增加的第一定径套201、第二定径套202、第三定径套203和包裹所述第一定径套201、第二定径套202、第三定径套203的真空箱204；所述定径头206内开设有导水孔207；所述真空箱204外部设置有冷却水箱205；所述冷却水箱205与管材外表面之间为导热金属层208；本实用新型采用三段式定径套，第一定径套201、第二定径套202、第三定径套203均采用真空槽结构，第一定径套201靠近入口位置，槽宽比较小，为1～1.5mm，且排布得比较密集，由于此时管子刚开始冷却，温度高，比较软，若槽宽太大会使管子表面吸进其中，而影响到外观质量。随着管子逐渐被冷却变硬，第二定径套202、第三定径套203的槽宽逐渐加大，槽间距也逐渐大。
所述管内整平机构3包括设置于所述第二定径套202内部中心处，用于对管材内表面进行整平的整平头303、固定设置于所述芯模104端部的微型电机301以及用于连接所述整平头303和微型电机301的传动杆302。由于管内整平机构3自挤出机头1延伸至真空定径箱2，为了防止传动杆302过长产生振动，挤出机头1和真空定径箱2的间距不宜过大，但是又由于管材在进入真空定径箱2之前需要进行足够的冷却，因此，冷却风道就需要发挥其冷却作用。且整平头303在第二定径套在开始发挥作用，通过低速转动对管材内部进行一定程度的整平，而且低速转动也能防止振动的产生，整平头的直径根据管材的内径要求设置。
挤出机头1内的所述流道109的截面逐渐缩小。所述冷却风道106为双螺旋结构，所述冷却风道106的进气孔108和出气孔107设置于同一端；所述冷却水箱205的进水口210开设于冷却水箱205下侧；所述冷却水箱205的出水口211开设于冷却水箱205上侧；所述导水孔207倾斜设置，使导水孔207中的水便于分布于定径套的真空槽中，并由真空槽渗透到与管材的接触面上，形成水膜。
本实用新型的工作过程如下：
热熔材料自挤出机进入挤出机头1右端，经过分流锥102分流，进入流道109中，分别经过流道109的三个阶段，形成的管壁逐渐缩小，此过程中需要绕过连接柱105后合流，与此同时，持续向进气孔108中通冷空气，冷却空气由进气孔108通过双螺旋状的冷却风道106后自出气孔107排出，实现在挤出过程中对管材进行预冷却，最终在口模103和芯模104的作用下使管材初步定型，初定型后的管材直径稍大于标准尺寸。管材进入定径头206，然后管径逐渐缩小至标准尺寸，进入第一定径套201中，与此同时，导水孔207中通入冷却水经过三个定径套的真空槽进行布水，在三个定径套的内表面形成水膜，从而对管材进行冷却和润滑，三个定径套的真空度通过真空阀209进行调控，然后管材进入第二定径套202，与此同时，整平头303经过微型电机301的驱动，在传动杆302的带动下进行低速转动，从而对管材内部进行整平，管材继续前进，经过第三定径套203后进入导热层内部，与此同时，通过进水口210持续向冷却水箱205中通冷水，对管材进行再次冷却，冷却水经出水口211排出。
所述第一定径套201、第二定径套202以及第三定径套203的结构均为现有技术，其区别仅在于槽宽，在此不再赘述。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出。
Claims (5)
1.一种PE管材真空定径挤出系统，其特征在于，包括挤出机头(1)、真空定径箱(2)以及管内整平机构(3)；
所述挤出机头包括机头外壳(101)、外表面通过连接柱(105)固定连接于所述机头外壳(101)内表面的分流锥(102)以及与所述机头外壳(101)相连的口模(103)和与所述口模(103)相适配的芯模(104)；所述机头外壳(101)与所述分流锥(102)之间形成流道(109)；所述机头外壳(101)内部围绕所述流道(109)开设有螺旋状的冷却风道(106)；所述冷却风道(106)的进气孔(108)开设于所述机头外壳(101)的下侧；所述冷却风道(106)的出气孔(107)开设于所述机头外壳(101)的上侧；
所述真空定径箱(2)包括真空定径机构和冷却机构；所述真空定径机构包括与所述口模(103)相对设置的定径头(206)、线性连接且槽宽依次增加的第一定径套(201)、第二定径套(202)、第三定径套(203)和包裹所述第一定径套(201)、第二定径套(202)、第三定径套(203)的真空箱(204)；所述定径头(206)内开设有导水孔(207)；所述真空箱(204)外部设置有冷却水箱(205)；所述冷却水箱(205)与管材外表面之间为导热金属层(208)；
所述管内整平机构(3)包括设置于所述第二定径套(202)内部中心处，用于对管材内表面进行整平的整平头(303)、固定设置于所述芯模(104)端部的微型电机(301)以及用于连接所述整平头(303)和微型电机(301)的传动杆(302)。
2.根据权利要求1所述的一种PE管材真空定径挤出系统，其特征在于，挤出机头(1)内的所述流道(109)的截面逐渐缩小。
3.根据权利要求1所述的一种PE管材真空定径挤出系统，其特征在于，所述冷却风道(106)为双螺旋结构，所述冷却风道(106)的进气孔(108)和出气孔(107)设置于同一端。
4.根据权利要求1所述的一种PE管材真空定径挤出系统，其特征在于，所述冷却水箱(205)的进水口(210)开设于冷却水箱(205)下侧；所述冷却水箱(205)的出水口(211)开设于冷却水箱(205)上侧。
5.根据权利要求1所述的一种PE管材真空定径挤出系统，其特征在于，所述导水孔(207)倾斜设置。
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Effective date of registration: 20210809 Address after: 065700 Baozhuang village, west of Jingkai highway, Bazhou City, Langfang City, Hebei Province Patentee after: Hebei Pengjie Cable Co.,Ltd. Address before: 071800 Shuangtang Xiang Shuangtang Cun, Xiong County, Baoding City, Hebei Province Patentee before: Hebei Ruida Cable Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20191224 |