專利名稱：制造塑料管的方法和實現(xiàn)這種方法的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造塑料管的方法和實現(xiàn)這種方法的裝置。
在轉(zhuǎn)動的具有水平軸線用作型模的金屬離心圓筒中用熱固性塑料制造塑料管是眾所周知的，熱固性塑料可以包含填充料，例如聚酯或與碳酸鈣混合的環(huán)氧樹脂、砂和玻璃纖維。在這種類型的裝置中，利用在離心圓筒中的來回運(yùn)動的桿使原料均勻分布，并按照預(yù)定的用途和根據(jù)需要的尺寸成形管壁的結(jié)構(gòu)。雖然熱固性反應(yīng)是一種放熱過程，但是為了保證這個過程正確地和按預(yù)定的方式進(jìn)行，在第一次將溫度為室溫的原料加入到溫度也是室溫的離心圓筒之后，要進(jìn)行加熱，這不僅是實用的，而且是必需的。普遍的作法是將熱空氣吹入到離心圓筒中去。因此從離心圓筒中吹出的空氣將從液態(tài)樹脂或催化劑中帶走氣態(tài)溶劑，按照新的環(huán)境調(diào)查結(jié)果和章程，需要用凈化裝置對這種排出的空氣進(jìn)行凈化。
本發(fā)明的塑料管制造方法便是用來解決這個問題的。在本發(fā)明中，不是凈化吹出的空氣，而是提出一種方法，根據(jù)這種方法，完全不吹入空氣，因而也就沒有排出的空氣。另一個優(yōu)點是，熱量可以回收，因而先前用來加熱空氣的能量可以省下來。本發(fā)明的方法的特征即在于，在第一次將原料加入處于室溫的離心圓筒之后，從外面用通過管路輸送的熱水噴淋離心圓筒，使其加熱，激發(fā)自身的放熱熱固過程，直到熱固過程開始放熱，然后，當(dāng)正在成形的管子的溫度又降低時，利用通過第二管路輸送的冷水，噴淋離心圓筒，使得冷水至少部分蒸發(fā)，以此冷卻離心圓筒。當(dāng)如此操作時，在制造工藝的開始階段付給冷水管路的熱量至少和從溫水管路中取出的熱量一樣大。
本發(fā)明還涉及實現(xiàn)這種方法的裝置。這種裝置至少具有一個軸向水平的用馬達(dá)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的用作型模的金屬離心圓筒，該圓筒用于制造基本上由包含玻璃纖維、砂以及可能含有填充料的硬塑料(duroplastic)構(gòu)成的管子，該裝置至少還具有將這些原料輸送到轉(zhuǎn)動的離心圓筒內(nèi)的輸送設(shè)備。它的特征在于，裝有由熱水管路和冷水管路構(gòu)成的加熱和冷卻設(shè)備，以及對每一個離心圓筒，有一個封閉該離心圓筒的外罩、噴淋設(shè)備、抽汽設(shè)備和回收水設(shè)備，噴淋設(shè)備用于將水噴淋在轉(zhuǎn)動的離心圓筒上，它配置在外罩的里面，抽出水蒸汽設(shè)備構(gòu)成于外罩上，回收水設(shè)備配置在離心圓筒的下面，它用于回收流過管子的水，噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備按照需要可以連接到兩個供水管路中的一個管路上。
下面參照


本發(fā)明的實施例。
在附圖中圖1示出本發(fā)明的裝置的原理示意圖;
圖2示出離心圓筒放大的示意前視圖;
圖3示出噴嘴的側(cè)視圖;
圖4示出噴嘴的前視圖。
在圖1所示的裝置中，具有六個軸向水平的可利用馬達(dá)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的金屬離心圓筒，這些圓筒在圖中僅示意示出，并用編號1至6表示。雖然這些圓筒可以具有完全不同的直徑，但是為了簡單起見，在圖中他們均被表示為具有相同的尺寸。為了更加清楚起見，在圖上沒有畫出這些圓筒的復(fù)雜的軸承和驅(qū)動部件，驅(qū)動部件是無級變速馬達(dá)。
從圖2可以清楚看到在每一個圓筒上的外罩，外罩完全封閉離心圓筒，并且圓筒6的外罩用編號16表示。從圖2還可清楚見到，該外罩可以由撐在5根支承軌條17上的一段不透水的纖維織品18構(gòu)成。配置在該外罩頂部的是兩根裝有噴頭26a的噴淋管26，它們一起構(gòu)成噴淋設(shè)備并通過共用閥門27與入口管道28相連接。如圖3和圖4所示，這些噴嘴26以眾所周知的方式設(shè)計，使得它們能夠產(chǎn)生噴射流26b，該噴射流26b基本上在一個平面上展開。噴嘴配置得使噴射流的平面沿平行于該離心圓筒6的軸線10延伸。入口管道28通過電動閥門35與冷水供水管道36連接，并通過電動閥門37與熱水供水管道38連接。由噴頭、供水管道和泵組成的噴淋設(shè)備的容量是使得它能夠根據(jù)塑料管的直徑每分鐘噴淋250至400升水。外罩16的下部分是16c，起著用于回收流過圓筒6的水的回收設(shè)備的作用?；厥账O(shè)備通過裝有電動閥門29的流放管道30與冷水回收管道31連接，并通過裝有電動閥門32的流放管道33與熱水回收管道34連接。
其它五個離心圓筒1至5的每個圓筒均以相同方式安裝噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備，并與冷水回收管道31、熱水回收管道34、冷水供水管36和熱水供水管38連接，因此沒有必要進(jìn)一步說明示于附圖中的這些零件。
冷水回收管道接通到第一冷水槽39，該冷水槽裝有溢流管40和可利用閥門41關(guān)閉的排水管42。裝有泵43的管44從第一冷水槽39連接到比第一冷水槽39大的第二冷水槽45。該冷水槽也裝有溢流管46和可利用閥門47關(guān)閉的排水管48。較大的第二冷水槽45通過泵49與冷水供水管36連接。使得所有上述的水槽、泵和管道構(gòu)成冷水管路，噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備可以通過相應(yīng)的閥門29和35連接到這條冷水管路上。
另外，還有類似的熱水管路。熱水回收管道34接通到第一熱水槽50，該熱水槽50裝有溢流管51和可利用閥門52關(guān)閉的排水管52。裝有泵54的管55從該第一熱水槽50連接到比第一熱水槽50大的第二熱水槽56。第二熱水槽56也裝有溢流管57和可利用閥門58關(guān)閉的排水管59。較大的第二熱水槽56通過泵60和熱交換器61與熱水供水管38連接，使得上述的兩個槽、兩個泵和相應(yīng)的管道構(gòu)成熱水管路，噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備可以通過相應(yīng)的閥門32和37連接到這條熱水管路上。
就需要而言，可以利用任何方法將熱量供給熱交換器61，例如可采用熱水或熱油。然而也可以在熱交換上安裝電熱棒。
當(dāng)冷水噴淋在灼熱的轉(zhuǎn)動型模上時，便在型模6和外罩16之間的空間產(chǎn)生水蒸汽，為了從這個空間抽走水蒸汽，還裝有抽氣管20，該抽氣管可以用閥門19關(guān)閉，并連接到裝有風(fēng)扇21的主抽氣管22上，該風(fēng)扇將水蒸氣抽到大氣中，當(dāng)然，將蒸氣冷凝在一個冷凝器中也是可以的。
在附圖中示出了各種其它的輔助設(shè)備和連接管，它們中的一些是用來向兩條管路供水，或者完全地或部分地將其排出來，或者使其彼此連通，另外一些是用來短路經(jīng)過噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備的管路。
當(dāng)然，不僅所有的電動閥門通過控制線(附圖中未示出)連接到中心程控裝置62(附圖中僅示意示出)，而且各種溫度傳感器和在水槽上的水位傳感器也通過相應(yīng)的導(dǎo)線連接到程控設(shè)備上，使得可以從上面讀出測量值。線路是如此設(shè)計，使得在沒有達(dá)到臨界值或超過臨界值時，線路或報警信號可以被觸發(fā)。另外，驅(qū)動離心圓筒的控制器和供應(yīng)原料的控制器也連接到程控設(shè)備上，使得可用程控設(shè)備來控制裝置。可以按照特定的要求，采用所謂“手動”控制，也可以按照預(yù)定的程序進(jìn)行控制。
在本發(fā)明的制造塑料管的方法中，按照眾所周知的配方，即按照待制造的塑料管壁的要求的組分，將包含例如碳酸鈣添加劑的樹脂、相應(yīng)的催化劑、砂和玻璃纖維，部分先后地，部分同時地加入到轉(zhuǎn)動的離心圓筒中，從而使制造的塑料管達(dá)到光滑的外表面。開始只加入樹脂和催化劑，然后再加入玻璃纖維和砂，使得它們至少部分地滲透到塑料中去，正常的情況是，應(yīng)形成若干相互連接層的結(jié)構(gòu)。
為了開始或加快在室溫下加入到溫度也是室溫的離心圓筒中的塑料的熱固性反應(yīng)，從前的習(xí)慣是將灼熱的空氣吹到離心圓筒內(nèi)。
而按照上述的裝置的本發(fā)明的方法則不是這樣，而是啟開相應(yīng)的閥門32和37，接通相關(guān)的循環(huán)泵51和60，將噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備與熱水管路接通。利用例如溫度70℃的熱水，使其噴淋離心圓筒6的外邊并沿其往下流，從而使該圓筒在約90秒的時間內(nèi)從20℃被加熱到例如60°-70℃的溫度。因為圓筒是用金屬，通常是用鐵制作的，因此導(dǎo)熱性很好，熱量傳送給了塑料。為了防止在膠化之前樹脂的外層部分變得太流動，使得玻璃纖維由于它的移動而變得高度集中，妨礙熱固性，對于塑料管的最外壁部分應(yīng)使用這種樹脂，這種樹脂的膠化時間僅為最內(nèi)壁所用樹脂膠化時間的10%至70%。在20℃的型模溫度時，這種樹脂具有3分鐘的膠化時間，在30℃的型模溫度時，膠化時間是5分鐘，而中層所用樹脂的膠化時間是三倍大，內(nèi)層樹脂的膠化時間是4-5倍大。利用較小比例的抑制劑或加入大量加速劑可以達(dá)到這一點。由于在膠化之后開始的放熱熱固過程，樹脂被加熱到80°-120°，因而離心圓筒也多少受到加熱。一當(dāng)熱固性過程變成放熱過程，即大約在構(gòu)成成型塑料管的物質(zhì)達(dá)到約70℃的溫度時，或者稍后一些，便關(guān)閉相應(yīng)的閥門37和32，使噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備與熱水管路分開。當(dāng)由放熱熱固過程在塑料管上產(chǎn)生的溫度重新下降時，啟開另外的閥門35和29，將水溫在15°至40°之間例如20℃的冷水管路連接到噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備，當(dāng)然也接通循環(huán)泵43和49，進(jìn)行冷卻。在冷卻期間，冷卻水最初被加熱到大約50℃的溫度，部分冷卻水被蒸發(fā)，因而釋放了型模上的熱量。利用這種冷卻方法，依賴于冷水的溫度，離心圓筒在5-10分鐘的時間內(nèi)便冷卻到50℃至20℃之間溫度。
當(dāng)需要的塑料管的組成原料已經(jīng)加入并且樹脂已經(jīng)凝固時，不用費(fèi)大力氣便可將塑料管從離心圓筒中拔出來，這是由于采用新的加熱和冷卻方式，離心圓筒的內(nèi)徑稍大于硬化的塑料管的外徑，而且，沿整個離心圓筒和塑料管的長度溫度是恒定的。另一個顯著的優(yōu)點在于，在放熱的熱固過程期間產(chǎn)生的熱量可以用來起動下一根管子的熱固性過程，為此使用了熱泵，該泵將從冷水槽45來的熱量送到熱水槽56，但是為了更清楚起見，在附圖中未示出該泵。如果不用任何熱泵，則必需用熱交換器61加熱在熱水管路中的水，根據(jù)熱水管路上水槽的保溫情況，不但在較長的操作停頓之后要加熱，而且在其余時間也要加熱。在冷水管路中的水一定要保持是冷的?；蛘弑仨氁萌我环N已知的方法使其冷卻，例如利用基于水蒸發(fā)原理的冷卻設(shè)備。
用新方法可以得到的第三個優(yōu)點是沒有環(huán)境污染。另外，成本問題也不能忽視，以前用于加熱空氣的能量大于現(xiàn)在用于操作兩條供水管路上的循環(huán)泵的能量，而且安裝供水管路的成本也在安裝熱空氣發(fā)生器和風(fēng)扇的成本費(fèi)之內(nèi)，總之，盡管減少操作成本不是沒有意義，但最終可使環(huán)境利益顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種將液體的可能包含填充料的熱固性樹脂、適當(dāng)?shù)拇呋瘎?、砂和玻璃纖維加入到作為型模的具有可旋轉(zhuǎn)的水平軸線的金屬離心圓筒中制作塑料管的方法，其特征在于，在第一次加入原料到溫度為室溫的離心圓筒之后，利用通過管路輸送的熱水從外邊噴淋離心圓筒，使其被加熱，激發(fā)自身的放熱熱固性反應(yīng)，一直噴淋到熱固過程成為放熱過程，然后，當(dāng)正成形管子的溫度又下降時，則利用第二管路提供的冷水噴淋離心圓筒，使得水至少部分地蒸發(fā)，以此冷卻離心圓筒。
2.一種如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對于被制造管的最外壁部分，應(yīng)用的樹脂其膠化時間為最內(nèi)壁部分所用樹脂膠化時間的10%至70%。
3.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述方法的裝置，該裝置至少具有一個有水平軸線的由馬達(dá)驅(qū)動轉(zhuǎn)動的作為型模的金屬離心圓筒和一個輸送設(shè)備，金屬圓筒用于制造主要由玻璃纖維、砂和硬塑料構(gòu)成的塑料管，輸送裝置用于將這些原料輸送到轉(zhuǎn)動的離心圓筒中，該裝置的特征在于，裝有具有熱水和冷水管路的加熱和冷卻設(shè)備，對于每一個離心圓筒有一個封閉該離心圓筒的外罩，噴淋設(shè)備配置在外罩內(nèi)，它用于用水噴淋轉(zhuǎn)動的離心圓筒，另外，還有抽汽設(shè)備和回收水設(shè)備，抽汽設(shè)備用于將外罩中產(chǎn)生的水蒸汽抽走，回收水設(shè)備配置在離心圓筒的下面，用于回收流過圓筒的水，噴淋設(shè)備和回收水設(shè)備可以按需要連接到兩條供水管路中的一條管路上。
4.一種如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，噴淋裝置包括許多噴頭，該噴頭產(chǎn)生一束基本上在一個平面上展開的射流，噴頭如此配置，使得射流的平面平行于離心圓筒的軸線展開。
5.一種如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，兩條供水管路的每一條供水管路具有較小的和較大的水槽，這些水槽按次序配置在有關(guān)的管路中。
6.一種如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所有水槽裝有溢流管和可以由閥門關(guān)閉的排水管。
7.一種如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，兩條管路中的每一條管路包括兩個泵，一個泵用于將水從小水槽抽到大水槽，另一個泵用于將大水槽的水送到噴淋設(shè)備。
8.一種如權(quán)利要求3至7中任何一條權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，為了將噴淋設(shè)備和回收設(shè)備按需要連接到兩條管路中的一條管路上，將裝置中這些部件中的每一個部件通過第一遙控閥連接到熱水管路上，通過第二遙控閥連接到冷水管路上，其特征還在于，有一個操作所有閥門的中心程控設(shè)備。
全文摘要
一種將液體樹脂、催化劑、砂和玻璃纖維加入到作為型模的離心圓筒中制造塑料管的方法，先有技術(shù)采用向圓筒內(nèi)吹入熱空氣來起動熱固性反應(yīng)，造成環(huán)境污染。本發(fā)明改進(jìn)的方法在于，起動熱固性反應(yīng)所需的熱量不再是向圓筒內(nèi)吹熱空氣，而是利用通過熱水管路傳輸?shù)臒崴?，噴淋離心圓筒的外邊，在放熱的熱固性反應(yīng)開始后，由于放熱反應(yīng)釋放的熱量，圓筒又升到開始的溫度。用冷水管路可達(dá)到進(jìn)一步冷卻，冷水管路可選擇地接通以噴淋離心圓筒。
文檔編號B29C41/04GK1093315SQ93103408
公開日1994年10月12日 申請日期1993年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月3日
發(fā)明者伯格·卡爾斯特朗, 拉爾夫·約斯特 申請人:郝巴斯工程公司