專利名稱：一種芯層發(fā)泡塑料管、生產(chǎn)工藝及其專用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剛性管材，特別是一種芯層發(fā)泡塑料管材，專門用于制造該管材的工藝方法，以及實施該生產(chǎn)工藝專門涉及的模具。
目前，生產(chǎn)芯層發(fā)泡塑料管的工藝是采用共擠法，即選用兩種不同的材料(一種是形成管子內(nèi)、外壁的不發(fā)泡材料，另一種是形成發(fā)泡芯層的材料)，采用兩臺擠出機(jī)，通過共擠機(jī)頭擠出，外冷卻定型等工藝生產(chǎn)出芯層發(fā)泡塑料管。這種芯層發(fā)泡管的結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)、外壁由不發(fā)泡材料形成不發(fā)泡層，內(nèi)、外壁之間是發(fā)泡層，這種結(jié)構(gòu)類似三層復(fù)合管，而不完全是一體化的芯層發(fā)泡塑料管；另外，共擠法工藝必須采用兩種材料和兩臺主機(jī)，投資大，工藝復(fù)雜，且產(chǎn)品質(zhì)量難以控制。如，因共擠是相當(dāng)于進(jìn)行三層管子復(fù)合，工藝上很難控制三層壁厚很均勻，出現(xiàn)內(nèi)壁不光滑等缺陷；再者，該工藝無法實現(xiàn)內(nèi)冷卻，只能進(jìn)行單純的外冷卻定型，也使造成內(nèi)壁產(chǎn)生不光滑，而且冷卻效果差，擠出速度不能太高，同時很難保證內(nèi)孔圓度。
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)存在的缺陷，提供一種內(nèi)、外壁與發(fā)泡芯層結(jié)合為一體的塑料管材。為此，提供一種生產(chǎn)該芯層發(fā)泡塑料管材的工藝方法，以及實現(xiàn)上述工藝方法專門設(shè)計的模具。
本發(fā)明的目的主要是根據(jù)塞路克發(fā)泡原理，采用成形管內(nèi)外壁同時冷卻定型，從而生產(chǎn)出內(nèi)、外壁與芯層發(fā)泡層為一體化的塑料管材。該管材的結(jié)構(gòu)特點為外壁的外表面，內(nèi)壁的內(nèi)表面由于直接接觸冷卻介質(zhì)，散熱最快，形成的是完全不發(fā)泡層；外壁由外向里，內(nèi)壁由里向外，由于散熱呈梯度衰減，至完全發(fā)泡層為零，因而外壁由外向里至完全發(fā)泡層，內(nèi)壁由里向外至完全發(fā)泡層，有一個逐次遞增發(fā)泡的發(fā)泡層。這種發(fā)泡群的遞次分布，使內(nèi)、外壁和芯層一體化。
專用于制造這種管材的具體工藝過程為將混配好的物料投入擠出機(jī)，物料從擠出模具擠出后，在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入內(nèi)定型模和定型臺上的真空外定型模中，內(nèi)、外定型模同時通水冷卻，芯層發(fā)泡塑料管成型后，進(jìn)行后冷卻處理，即可定尺切割，包裝入庫。
實現(xiàn)上述工藝的關(guān)鍵在于采用專用模具，在物料擠出和發(fā)泡時，實現(xiàn)管子的內(nèi)壁冷卻。這種專用模具是由專門為此設(shè)計的內(nèi)定型模和改進(jìn)的擠出模組成，其中內(nèi)定型模的定徑套主體的外表面與固定在其上的外套內(nèi)表面形成封壁空間，外套是由良好傳熱性能的材料制成，沿定徑套主體的軸線插入主體的冷卻水進(jìn)水管與封閉空間的進(jìn)水口貫通，出水管則與其出水口貫通；由主體、付體、口模、分流錐、分流梭和芯棒組成的擠出模，其芯棒上開有軸線中心通孔，冷卻水管從中穿過，分別與一個固定在分流梭上的聯(lián)接器的冷卻水出口和回水口連接，聯(lián)接器上的通孔分別與分流梭上冷卻水和回水通孔貫通，從而在擠出模和內(nèi)定型模之間形成了封閉的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)了通過內(nèi)定型模的外套使管子內(nèi)壁得到冷卻。
這種管子結(jié)構(gòu)的發(fā)泡群由于存在遞次發(fā)泡層，使管子的內(nèi)、外壁與發(fā)泡芯層一體化，而且管壁強(qiáng)度和保溫、隔音效果明顯高于已有的管材；另外，生產(chǎn)這種管材所采用的工藝方法和專用模具，實現(xiàn)了一種原料，一臺主機(jī)生產(chǎn)出芯層發(fā)泡管，投資節(jié)省50％以上，并且工藝簡單易控、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、擠出產(chǎn)量較高。
以下將結(jié)合本發(fā)明一個實施例的附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1為本發(fā)明芯層發(fā)泡管管壁結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖；圖3為本發(fā)明專用模具剖視圖。
參見圖1。外壁(51)和內(nèi)壁(52)為完全不發(fā)泡層，外壁由外向里，內(nèi)壁由里向外，為一個逐次遞增發(fā)泡的發(fā)泡層(53)和(54)，中間部分為完全發(fā)泡層(55)，這種發(fā)泡群為遞次分布，使內(nèi)、外壁和芯層一體化。
參見圖2。首先將PVC和發(fā)泡劑等輔料混配好，開啟單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)，加熱模具，溫度達(dá)到規(guī)定要求后，將物料投入擠出機(jī)，物料從擠出模具擠出后，在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入內(nèi)定型模和定型臺上的真空外定型模中，內(nèi)、外定型模通水冷卻，管子定型、發(fā)泡成型，芯層發(fā)泡塑料管成型后，進(jìn)行后冷卻處理，然后定尺切割，包裝入庫即可。
參見圖3。定型模(34)定徑套主體(25)的外表面為螺旋線狀凹槽(35)，它與固定在其上的金屬外套(22)內(nèi)表面形成螺旋線狀封壁空間，在定徑套主體的兩端各設(shè)置一個O型橡膠密封圈，以防水的泄漏，沿定徑套主體的軸線插入的冷卻水進(jìn)水管(36)與凹槽(35)右端的進(jìn)水口(37)貫通，套在進(jìn)水管(36)上的出水管(20)則與其出水口(39)貫通，在進(jìn)、出水管的端口處設(shè)有密封圈(23)和(21)，這種結(jié)構(gòu)有利于冷卻水的循環(huán)，使外套的外表面得到較好的冷卻效果，由主體(2)、付體(12)、口模(15)、分流錐(4)、分流梭(10)和芯棒(13)組成的擠出模，其分流尖(1)通過雙頭螺柱(3)固定在分流錐上，并通過內(nèi)六角螺釘(5)固定在分流梭上的固定板(6)與分流梭(10)連接為一體，內(nèi)六角螺釘(32)將分流梭與芯棒固定在一起，口模(15)由鎖帽(14)與付體(12)固定連接，并由內(nèi)六角螺釘將主體(2)、分流梭(10)和付體(12)固定連接為一體，芯棒(13)上開有孔徑大于出水管外徑的通孔(40)，管子(36)、(20)從中穿過，分別與一個固定在分流梭(10)上的聯(lián)接器(33)的冷卻水出口(41)和回水口(42)連接，聯(lián)接器上的由鉆孔和封水螺釘(11)構(gòu)成的出水通孔(43)，以及進(jìn)水通孔(未標(biāo)出)，分別與插入分流梭上冷卻水通孔中的管子(未標(biāo)出)和回水通孔中的管子(9)貫通，從而在擠出模和內(nèi)定型模之間形成了封閉的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)了通過內(nèi)定型模的外套使管子內(nèi)壁得到冷卻。
由于擠出模為加熱模，為了避免其對冷卻水管路的影響，在定型模(34)和擠出模的芯棒(13)之間固定設(shè)置一個定徑套支架(19)，支架的隔熱墊(16)支撐管子(20)，使管子(20)與支架(19)之間形成空氣隔熱層，支架通過密封環(huán)(17)和鎖緊螺母(18)固定在芯棒(13)上，管子(20)的另一端由鎖緊螺母(27)將其固定在聯(lián)接器(33)上，與芯棒(13)形成空氣層。管子(9)由端口處的隔熱定位環(huán)(8)和鎖緊螺母(7)將其定位，與通孔形成隔熱空氣層。從而達(dá)到水循環(huán)系統(tǒng)與擠出模隔離的目的。
權(quán)利要求
1.一種具有內(nèi)、外壁和發(fā)泡芯層的塑料管材，其特征在于外壁(51)和內(nèi)壁(52)為完全不發(fā)泡層，外壁由外向里，內(nèi)壁由里向外，為一個逐次遞增發(fā)泡的發(fā)泡層(53)和(54)，中間部分為完全發(fā)泡層(55)，這種發(fā)泡群為遞次分布，使內(nèi)、外壁和芯層一體化。
2.一種專用于制造權(quán)利要求1所述管材的工藝方法，其特征在于將混配好的一種物料投入一臺擠出機(jī)中，物料從擠出模具擠出后，在牽引機(jī)的牽引下進(jìn)入內(nèi)定型模和定型臺上的真空外定型模中，內(nèi)、外定型模通水冷卻，管子定型、發(fā)泡，然后進(jìn)入后冷卻處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝方法，其特征在于混配的主料為聚氯乙烯、聚乙烯。
4.一種實現(xiàn)權(quán)利要求2所述工藝方法的專用模具，它是由主體(2)、付體(12)、口模(15)、分流錐(3)、分流梭(10)和芯棒(13)組成的擠出模和內(nèi)定型模(34)構(gòu)成，內(nèi)定型模的定徑套主體(25)的外表面與固定在其上的外套(22)內(nèi)表面形成封閉腔(35)，沿定徑套主體的軸線插入的冷卻水進(jìn)水管(36)與封閉空間的進(jìn)水口(37)貫通，出水管(20)則與其出水口(39)貫通；芯棒(13)上開有通孔(40)，冷卻水管從中穿過，分別與一個固定在分流梭(10)上的聯(lián)接器的冷卻水出口和回水進(jìn)口連接，聯(lián)接器上的通孔(41)和(42)分別與分流梭上的冷卻水和回水通孔(9)貫通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的專用模具，其特征在于內(nèi)定型模(34)定徑套主體(25)的外表面為螺旋線狀凹槽(35)，它與固定在其上的金屬外套(22)內(nèi)表面形成螺旋線狀封閉腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的專用模具，其特征在于沿定徑套主體的軸線插入的冷卻水進(jìn)水管(36)與凹槽(35)右端的進(jìn)水口(37)貫通，套在進(jìn)水管(36)上的出水管(20)則與其出水口(39)貫通。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的專用模具，其特征在于在定徑套主體的兩端各設(shè)置一個O型橡膠密封圈，在進(jìn)、出水管的端口處也各設(shè)有密封圈(23)和(21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或7所述的專用模具，其特征在于芯棒(13)上開有孔徑大于出水管外徑的通孔(40)，管子(36)、(20)從中穿過，分別與一個固定在分流梭(10)上的聯(lián)接器(33)的冷卻水出口(41)和回水進(jìn)口(42)連接，聯(lián)接器上的由鉆孔和封水螺釘(11)構(gòu)成的出水通孔(43)，以及進(jìn)水通孔(未標(biāo)出)，分別與插入分流梭上冷卻水通孔中的管子(未標(biāo)出)和回水通孔中的管子(9)貫通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的專用模具，其特征在于在定型模(34)和擠出模的芯棒(13)之間固定設(shè)置一個定徑套支架(19)，支架的隔熱墊(16)支撐管子(20)，使管子(20)與支架(19)之間形成空氣隔熱層，支架通過密封環(huán)(17)和鎖緊螺母(18)固定在芯棒(13)上，管子(20)的另一端由鎖緊螺母(27)將其固定在聯(lián)接器(33)上，與芯棒(13)形成空氣層，管子(9)由端口處的隔熱定位環(huán)(8)和鎖緊螺母(7)將其定位，與通孔形成隔熱空氣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的專用模具，其特征在于分流尖(1)通過雙頭螺柱(3)固定在分流錐上，并通過內(nèi)六角螺釘(5)固定在分流梭上的固定板(6)與分流梭(10)連接為一體，內(nèi)六角螺釘(32)將分流梭與芯棒固定在一起，口模(15)由鎖帽(14)與付體(12)固定連接，并由內(nèi)六角螺釘將主體(2)、分流梭(10)和付體(12)固定連接為一體。
全文摘要
本發(fā)明公開一種芯層發(fā)泡塑料管材，以及專門用于制造該管材的工藝方法和專用的模具。該管子的外壁(51)和內(nèi)壁(52)為完全不發(fā)泡層，外壁由外向里，內(nèi)壁由里向外，為一個逐次遞增發(fā)泡的發(fā)泡層(53)和(54)，中間部分為完全發(fā)泡層(55)。該結(jié)構(gòu)管材的管壁強(qiáng)度和保溫、隔音效果明顯高于已有的管材；另外，生產(chǎn)這種管材所采用的工藝方法投資節(jié)省50％以上，并且工藝簡單易控，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，擠出產(chǎn)量較高。
文檔編號B29D23/00GK1141235SQ9511057
公開日1997年1月29日 申請日期1995年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月27日
發(fā)明者袁本海, 孫思功, 王斌 申請人:王斌, 袁本海