技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及塑料桶成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
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大容量塑料桶使用方便、經(jīng)濟耐用，可用叉車直接裝卸，并可以碼垛儲存。桶體便于清洗，可多次重復使用，節(jié)約能源，利于環(huán)境保護。由于其結(jié)構(gòu)合理，材料強度較高，可靠性好，抗意外跌落和重載堆疊性能優(yōu)異，能夠滿足化學危險品的裝運要求。一般在桶體的上平面設(shè)計兩個排液口，排放液體時可以保證內(nèi)外氣壓平衡，排放方便、迅速、徹底、安全?，F(xiàn)有技術(shù)中，這種大容量塑料桶采用中空吹塑模具成型方法制造，它的大體加工過程為：將擠出機擠出的、尚處于高溫軟化狀態(tài)的管狀塑料型坯放入成型模具內(nèi)，用氣針向型坯內(nèi)通入高壓空氣，利用氣體壓力使型坯沿模腔變形，然后出針、開模，最終形成產(chǎn)品。

在桶體的制造過程中，出針是關(guān)鍵的步驟之一。在實際生產(chǎn)中，經(jīng)常由于出針效果不佳而使產(chǎn)品報廢。由于桶體對密封性的要求，在桶口內(nèi)側(cè)需要設(shè)計有細螺紋，螺紋的形成主要是通過氣針的連續(xù)動作來實現(xiàn)的。在氣針完成螺紋成型的過程中，其主要工作流程為：首先，由下吹機構(gòu)帶動氣針運動到指定位置并通入高壓空氣；然后，由上方模頭擠出的軟化狀態(tài)的管狀塑料型坯喂入模具，當型坯罩住氣針頭部足夠深度時將左右模閉合，此時，氣針螺紋與模具下方進氣口相扣合，在合模力的擠壓下形成具有內(nèi)螺紋的桶口；最后，停止供氣并微開模具，減小氣針螺紋與型坯之間的摩擦，氣針旋轉(zhuǎn)退出而脫離型坯，在整個制造過程中，型坯的溫度會長時間保持在200℃以上，高溫使型坯處于軟化狀態(tài)，桶口處的型坯會與氣針螺紋緊密粘合，所以在氣針的旋轉(zhuǎn)退出過程中很容易造成型坯細螺紋的損壞。由于型坯材料在60℃以下才具有較好的塑性，因此，大部分工廠的一般做法是在出針前等待20—40分鐘，當溫度降到接近100℃時再完成出針的動作。但是這樣不僅無法達到較好的出針效果，同時又大大地降低了生產(chǎn)效率。因此，這就對氣針的冷卻性能提出了較高的要求。

氣針是高壓空氣的輸出端，其工作時的動作包括周向旋轉(zhuǎn)和軸向位移，加之各種傳感器的安放，都給氣針內(nèi)部的水路循環(huán)冷卻設(shè)計帶來了困難。氣針內(nèi)部需要通水、通電、通氣，而且其運動復雜，必須做到水、電、氣隔離。

因此，需要提出一種更能夠滿足使用需要的用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種冷卻性能更好、出針效果更佳的用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)，用于向桶坯內(nèi)通氣和保證桶口內(nèi)螺紋的降溫與成型，其包括：吹氣桿，吹氣桿外依次套設(shè)有絞牙套、隔水套及氣針外套，所述絞牙套包括絞牙套桿體和絞牙套筒體，所述絞牙套筒體套裝在所述絞牙套桿體的一端，在絞牙套筒體和絞牙套桿體之間預留有第一間隙，所述隔水套一端插設(shè)在所述第一間隙中，并與所述第一間隙之間形成u型通道，所述隔水套和所述絞牙套桿體之間形成第二間隙，所述隔水套和所述氣針外套之間形成第三間隙，所述氣針外套上開設(shè)有第一進水孔和第一出水孔，流體由所述第一進水孔流入，沿所述第二間隙進入所述u型通道和第三間隙，自所述第一出水孔流出，所述絞牙套和所述氣針外套、所述隔水套和氣針外套之間均設(shè)置有密封圈，所述絞牙套的上端外圓設(shè)置有第一螺紋，用以完成塑料桶桶口內(nèi)壁螺紋的成型，所述氣針外套的外圓設(shè)置有第二螺紋。

在所述隔水套及所述絞牙套外圓上均開設(shè)有第一凹槽，密封圈裝設(shè)在所述第一凹槽中。

所述密封圈為格萊圈。

所述絞牙套、隔水套及氣針外套依次焊接于所述吹氣桿外圓。

所述氣針外套和所述絞牙套之間采用充點防松。

所述第一進水孔和所述第一出水孔均設(shè)置有多個，且多個所述第一進水孔和第一出水孔分別設(shè)置在所述氣針外套的兩個徑向切平面上。

所述u型通道的通流截面面積為350mm²。

所述氣針結(jié)構(gòu)安裝在氣針底座上，所述氣針底座上分別開設(shè)有第二進水孔和第二出水孔，氣針底座內(nèi)壁還開設(shè)有進水槽和出水槽，所述第二進水孔與所述進水槽連通，所述第二出水孔與所述出水槽連通，在進水槽和出水槽兩端分別設(shè)置有第二凹槽，在所述第二凹槽中裝設(shè)有格萊圈，將所述進水槽和出水槽隔離，所述氣針底座內(nèi)部嵌裝有花鍵軸，花鍵軸的外圓上設(shè)置有第一花鍵，所述吹氣桿一端的端部穿過所述花鍵軸并延伸至所述花鍵軸的下方，所述隔水套下端設(shè)置在花鍵軸上端，在花鍵軸上端設(shè)置有第三凹槽，所述第三凹槽與所述第三間隙連通，且第三凹槽上開設(shè)有第三出水孔，所述第三出水孔與所述第一出水孔連通，氣針底座上還設(shè)置有連接座，連接座內(nèi)壁設(shè)置有第三螺紋，與所述氣針外套的外圓設(shè)置的第二螺紋相配合。

所述花鍵軸上套設(shè)有從動齒輪，所述從動齒輪內(nèi)孔壁開設(shè)第二花鍵，所述第一花鍵和第二花鍵相配合，套裝于電機軸上的主動齒輪與所述從動齒輪相嚙合，驅(qū)動所述從動齒輪轉(zhuǎn)動。

所述吹氣桿通過螺栓固接于所述花鍵軸。

所述絞牙套上端開設(shè)的第一螺紋的螺距等于所述連接座上設(shè)置第三螺紋的螺距，二者的進給量相等。

兩個相鄰所述第二凹槽之間的距離大于或者等于所述第二螺紋的總行程。

本發(fā)明一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)的有益效果：實踐表明，這種氣針結(jié)構(gòu)能夠保證桶口螺紋處的冷卻要求，使出針效果達到最佳；同時，消除了工藝之間的等待時間，大大地提高了生產(chǎn)效率。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的剖視圖；

圖3為吹氣桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的剖視圖；

圖5為絞牙套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的剖視圖；

圖7為隔水套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為圖7的剖視圖；

圖9為氣針外套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9的剖視圖；

圖11為氣針底座的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12為圖11的剖視圖；

圖13為花鍵軸的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14為從動輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖15為一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)作業(yè)過程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖16為u型通道橫截面不同尺寸的溫度曲線；

圖中：1-吹氣桿，2-絞牙套，3-隔水套，4-氣針外套，5-絞牙套桿體，6-絞牙套筒體，7-第一間隙，8-第二間隙，9-第三間隙，10-第一進水孔，11-第一出水孔，12-第一凹槽，13-密封圈，14-充點防松，15-第一螺紋，16-第二螺紋，17-氣針底座，18-第二進水孔，19-第二出水孔，20-進水槽，21-出水槽，22-第二凹槽，23-格萊圈，24-花鍵軸，25-第一花鍵，26-連接座，27-第三螺紋，28-從動齒輪，29-第二花鍵，30-第三凹槽，31-第三出水孔。

具體實施方式：

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

根據(jù)圖1～圖16所示，一種用于塑料桶成型的氣針結(jié)構(gòu)，用于向桶坯內(nèi)通氣和保證桶口內(nèi)螺紋的降溫與成型，所述氣針結(jié)構(gòu)為裝配件，由四個構(gòu)件組成，其具體包括：用來將高壓空氣導入桶坯的吹氣桿1，所述吹氣桿1外依次套設(shè)有絞牙套2、隔水套3及氣針外套4，上述四個構(gòu)件之間通過軸肩定位，在構(gòu)件之間的連接處使用密封圈13隔水，并通過焊接的方式使得上述四個構(gòu)件成為一個整體的氣針結(jié)構(gòu)，這四個構(gòu)件均為回轉(zhuǎn)體，可直接用不銹鋼無縫鋼管車削加工而成。

所述絞牙套2包括絞牙套桿體5和絞牙套筒體6，所述絞牙套筒體6套裝在所述絞牙套桿體5的一端，在絞牙套筒體6和絞牙套桿體5之間預留有第一間隙7，所述隔水套3一端插設(shè)在所述第一間隙7中，并與所述第一間隙7之間形成u型通道，所述隔水套3和所述絞牙套桿體5之間形成第二間隙8，所述隔水套3和所述氣針外套4之間形成第三間隙9，所述氣針外套4上開設(shè)有第一進水孔10和第一出水孔11，流體由所述第一進水孔10流入，沿所述第二間隙8進入所述u型通道和第三間隙9，自所述第一出水孔11流出，用以保證氣針結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水流循環(huán)流動，實現(xiàn)散熱功能，本氣針結(jié)構(gòu)冷卻使用的原理屬于一種表面式換熱器，表面式換熱器是將溫度不同的兩種流體在被壁面分開的空間里流動，通過壁面的導熱和流體在壁表面的對流而達到使一種流體降溫的目的；在所述隔水套3及所述絞牙套2外圓上均開設(shè)有第一凹槽12，密封圈13裝設(shè)在所述第一凹槽12中，使得所述絞牙套2和所述氣針外套4、所述隔水套3和氣針外套4之間均通過密封圈13進行密封，避免水流逸出，且在本實施例中，具體可采用格萊圈作為密封圈，在所述氣針外套4和所述絞牙套2之間還采用充點防松14，所述絞牙套2的上端外圓設(shè)置有第一螺紋15，用以完成塑料桶桶口內(nèi)螺紋的成型，所述氣針外套4的外圓設(shè)置有第二螺紋16。

進一步地，所述第一進水孔10和所述第一出水孔11均設(shè)置有多個，形成第一進水孔群和第一出水孔群，作為氣針結(jié)構(gòu)內(nèi)部循環(huán)水出入的通道，且多個所述第一進水孔10和第一出水孔11分別設(shè)置在所述氣針外套4的兩個徑向切平面上。

所述氣針結(jié)構(gòu)安裝在氣針底座17上，所述氣針底座17上分別開設(shè)有第二進水孔18和第二出水孔19，氣針底座內(nèi)壁還開設(shè)有進水槽20和出水槽21，所述第二進水孔18與所述進水槽20連通，所述第二出水孔19與所述出水槽21連通，在進水槽20和出水槽21兩端分別設(shè)置有第二凹槽22，在所述第二凹槽22中裝設(shè)有格萊圈23，將所述進水槽20和出水槽21隔離，兩個相鄰所述第二凹槽22之間的距離大于或者等于所述第二螺紋16的總行程，使得氣針外套4在進行軸向運動時，第一進水孔10和第一出水孔11的移動距離小于或者等于兩個格萊圈23之間的距離，即第一進水孔10和第一出水孔11始終在兩個格萊圈23之間運動，從而起到了密封作用，保證了進出水良好的循環(huán)，所述氣針底座17內(nèi)部嵌裝有花鍵軸24，花鍵軸24的外圓上設(shè)置有第一花鍵25，所述吹氣桿1一端的端部穿過所述花鍵軸24并延伸至所述花鍵軸24的下方，且在本實施例中，所述隔水套3下端設(shè)置在花鍵軸24上端，在花鍵軸24上端設(shè)置有第三凹槽30，所述第三凹槽30與所述第三間隙9連通，且第三凹槽30上開設(shè)有第三出水孔31，所述第三出水孔31與所述第一出水孔11連通，氣針底座上還設(shè)置有連接座26，連接座26內(nèi)壁設(shè)置有第三螺紋27，與所述氣針外套4的外圓設(shè)置的第二螺紋16相配合，在所述花鍵軸24上套設(shè)有從動齒輪28，所述從動齒輪28內(nèi)孔壁開設(shè)第二花鍵29，所述第一花鍵25和第二花鍵29相配合，套裝于電機軸上的主動齒輪與所述從動齒輪28相嚙合，主動齒輪驅(qū)動所述從動齒輪28轉(zhuǎn)動，在氣針結(jié)構(gòu)作業(yè)過程中，首先由主動齒輪帶動從動齒輪28轉(zhuǎn)動，然后從動齒輪28通過相配合的第一花鍵25和第二花鍵29帶動所述花鍵軸24轉(zhuǎn)動，花鍵軸24帶動通過螺栓固接于其上的吹氣桿1轉(zhuǎn)動，進而花鍵軸24帶動氣針結(jié)構(gòu)完成旋轉(zhuǎn)運動，同時，通過氣針外套4與連接座26之間相配合的第二螺紋16和第三螺紋27，在氣針完成旋轉(zhuǎn)運動的過程中，還可以實現(xiàn)氣針結(jié)構(gòu)軸向的運動，且由于從動齒輪28與花鍵軸24之間是通過第一花鍵25和第二花鍵29相配合，它們彼此在旋轉(zhuǎn)過程中可以實現(xiàn)軸向相對運動，而不會限制花鍵軸24相對從動齒輪28進行上下的運動，也保證了氣針結(jié)構(gòu)沿螺紋路徑運動時不會發(fā)生干涉。

進一步地，所述絞牙套2上端開設(shè)的第一螺紋16的螺距等于所述連接座26上設(shè)置第三螺紋27的螺距，二者的進給量相等，使得氣針結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動不會損壞桶口的螺紋。

且在對塑料桶的桶口螺紋進行成型時，以流道(即所述u型通道)的通流截面面積為優(yōu)化參數(shù)，對所述氣針結(jié)構(gòu)進行流體及熱耦合場分析。以100mm²的通流截面面積為初始值，100mm²為步長，對氣針結(jié)構(gòu)的冷卻效率進行迭代分析。求解后分別以u型通道的橫截面面積為100mm²、200mm²、300mm²、400mm²在氣針螺紋上取同一點繪制時間——溫度曲線，繪制得到的曲線如圖16所示。氣針的冷卻時間為240s，當流道的通流截面面積增大到400mm²時，觀測點的溫度降到60℃以下，達到了氣針的冷卻要求。因此，通過增大流道的通流截面面積來增加水的流量可以有效的提高氣針的冷卻效率。又由于氣針的尺寸限制，故采用通流截面面積為350mm²的流道作為氣針的冷卻水路。

最后應(yīng)該說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當中。