專利名稱:加肋管的生產(chǎn)設備及制造方法
本發(fā)明介紹一種加肋管的生產(chǎn)設備，這種加肋管由塑性材料制成并具有光滑的內(nèi)表面。該設備由一個芯子、一個擠壓套筒及許多金屬型模所組成，芯子包括園柱心軸、錐心軸及模芯等三個部分。沿著設備的運行方向看去，錐心軸的位置在園柱心軸的后面，模芯基本上是一根等直徑軸，它的位置在錐心軸的后面。擠壓套筒包圍在園柱心軸的四周，它與芯子一起為材料提供了一個噴料口。金屬型模圍繞在擠壓套筒的芯子的周圍，它們沿著環(huán)形軌道運行，在金屬型模的內(nèi)表面上開有許多凹槽，以便能在管子上壓出肋來，冷卻劑輸送到與噴料口隔開一定距離的模芯端部，以便使該部分冷卻。本發(fā)明還涉及一種加肋管的制造方法。
關于硬壁加肋管的生產(chǎn)設備和制造方法，已經(jīng)有過多種方案，但是，由于他們各自存在的某些主要缺點，沒有一種設備和制造方法能夠在工業(yè)中使用，英國書1，431，796公開了一種擠壓造型的方法，該方法的特點是它主要利用擠壓機來產(chǎn)生一個較低的造型壓力;聯(lián)邦德國書2，362，444和1，233，128、法國書7，315，485公開了一種注射造型的方法，該方法的特點是它有一個密閉的造型小空間，該空間經(jīng)常處于高壓狀態(tài);從芬蘭書60，825和聯(lián)邦德國書2，709，395可以了解到一些壓力造型的方法，它們的特點是有一個敞開的造型空間，該方法一方面用擠壓機產(chǎn)生壓力，另一方面又利用芯子的錐形擴大部分(即錐心軸)和金屬型模的推力。從加拿大書1，172，813我們還可以了解到，在雙壁波紋管的制造技術中，也有關類似的等直徑模芯。
與本說明書一開始所公開的設備相對應的結構，可以從歐洲書0，005，104(美國書4，365，948)了解到，該說明書中圖6給出了一種用擠壓造型方法操作的設備，它可以制造出具有光滑內(nèi)表面及波紋外表面的硬壁塑料管。該圖表明模芯的冷卻方法是冷卻劑只配置在模芯的末端，而在模芯的前部則不加冷卻，并且該模芯是等直徑的。
上述各種制造方法的主要缺點在于它們很難生產(chǎn)出肋寬很窄的管子，而從使用的觀點看，這種管子卻是最好的。為了使金屬型模內(nèi)表面上的深而窄的凹槽能被材料所充滿，必須使用很高的壓力，這就要求設備具有很高的強度。當采用如聚氯乙稀這樣的硬塑料而不加任何軟化劑時，這些問題就變得更加嚴重了。
另一個主要問題是管子內(nèi)表面的表面光潔度，表面光潔度受下列諸因素的損害模壓空間內(nèi)所產(chǎn)生的氣泡;軟化狀態(tài)下由于高剪切速度引起的裂紋;由于材料的層狀結構所形成的不均度及冷裂;內(nèi)表面可能粘附在模芯上以及由于材料的不均勻冷卻而導致在材料內(nèi)部形成的氣泡和凹陷等。由于這些原因，以前在工業(yè)上使用上述方法一直不可能制造出高質(zhì)量的加肋管。
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)加肋管的設備和制造方法，使用該種設備和制造方法，可以生產(chǎn)出具有完整肋條和光滑內(nèi)表面的管子。本發(fā)明所述設備的特點是在錐心軸與模芯后段之間的模芯前段中，裝有用來加熱前段的加熱裝置，并且模芯前段的直徑沿材料運動方向稍有增大。
在本發(fā)明所述設備中，模芯的前段被加熱，并且它的直徑朝后段方向稍有增大。當管子在模芯區(qū)內(nèi)被加熱時，塑性物質(zhì)或塑性材料也同時被迫擠入金屬型模，并非?？煽康爻錆M金屬模的所有凹槽，這樣管子的內(nèi)表面就變得十分光滑。本發(fā)明所述結構所具有的這種有益作用的產(chǎn)生原因可能是在錐心軸區(qū)域內(nèi)，由于擠壓力的作用而使材料充滿金屬型模的凹槽之后，金屬型模就立即開始冷卻該材料，使材料開始收縮，由于不同冷卻速度和材料收縮所引起的各種缺陷都可以由在金屬型模的凹槽中所產(chǎn)生的較高的末端壓力所防止，因此模壓材料的形狀就可以精確地與金屬型模及模芯的表面相符合。末端壓力與擠壓力的大小無關，可以通過改變加熱效應來調(diào)整其大小，模芯的長度對末端壓力也有影響。
加熱裝置可以只放在模芯前段的某一部分中，但從工作效果考慮，把加熱裝置放在模芯前段的全長內(nèi)是有利的，基于同樣的原因，模芯前段直徑最好是均勻地增大。
本說明書中所說的模芯，是指芯子的一個部分，它的直徑基于上是不變的，管子內(nèi)表面尺寸就由它的直徑所確定。顯然，模芯的直徑不能有較大的變化，因此在已有設備中，模芯都有固定的直徑，或朝末端方向上其直徑尺寸有少量減少，以便受冷收縮的管子不致粘附在模芯上。本發(fā)明中，模芯前段的直徑沿運行方向只作了少量增大，其末端直徑只比開始端的直徑大0.2%～2%最好是大1%。
為了使模芯前段在管子模壓時起到預期的作用，它必須足夠長，在本發(fā)明中，模芯前段沿設備軸線方向上的長度是管子外徑尺寸的10%～100%，最好是50%左右。
由于末端壓力的作用，材料與模芯之間存在著很大的摩擦力，我們可以采用在模芯表面加上適當?shù)乃苄苑雷o涂層例如硼化處理的辦法來消除由于摩擦力引起的各種有害影響。也可使用某種潤滑劑或者在模芯的某部位上開一個很淺的螺旋形凹槽(或若干個軸向凹槽)，該凹槽可以防止材料很快地粘附在模芯表面上等辦法來消除摩擦力的有害影響。
本發(fā)明還涉及一種加肋管的制造方法，這種加肋管是由塑性材料制造的，并且具有光滑的內(nèi)表面。處于塑性狀態(tài)的某種材料，被擠入一個環(huán)形的模壓空間中，該空間由擠壓套筒的端面和設備的芯子外表面及圍繞在擠壓套筒及芯子周圍的金屬型模的內(nèi)腔表面所構成。設備的芯子包括園柱心軸、錐心軸及基本上是等直徑的模芯等三部分。金屬型模沿著設備的運行方向運動，其內(nèi)表面上開有為形成加肋管所需要的凹槽，已被模壓成管子的材料，由金屬型模及模芯后段來冷卻。
本發(fā)明所述方法的特征在于被模壓成管子的材料內(nèi)表面，在前段處受到加熱;管子的內(nèi)表面直徑在模芯前段的范圍內(nèi)稍有增大。
下面我們結合附圖更詳細地介紹本發(fā)明的一個最佳實施例，其中圖1為加肋管生產(chǎn)設備的全視圖，圖2為該設備放大了的局部縱向斷面圖。
圖1所示的設備由兩個金屬型模1及2組成，金屬型模1及2沿著環(huán)形軌道運動，他們在導軌3所在的位置相會合，并且在此區(qū)域形成一個園柱形模子。與擠壓機5的擠壓頭相連的擠壓套筒4伸進園柱形模中。我們從圖1還可以看到，已加工成形的管子7從園柱形模的另一端伸出來的情況。
圖2為該設備中參與管子模壓成形的那部分零件的更詳細的斷面圖。園柱心軸8處于該設備的中心線位置上，它是一根具有相同直徑的直軸，其一部分伸到擠壓套筒4的里面，錐心軸9的位置在園柱心軸8的后面，它全部落在擠壓套筒4的外面，模芯10基本上是等直徑軸，它位于錐心軸9的后面。園柱心軸8、錐心軸9及模芯10三個部分連在一起形成了該設備的芯子。
擠壓套筒4和園柱心軸8之間的空間，形成了環(huán)形噴料口11，模壓材料(例如塑性材料)通過此處進入由擠壓套筒4、金屬型模1、2、園柱心軸8及錐心軸9所形成的模壓空間12。為了獲得外部帶肋的管子，在金屬型模的內(nèi)表面上開有相互間隔一定距離的環(huán)形凹槽13，塑性材料在此處被擠入槽中形成肋。
模芯10是由前段14和后段15兩個相連的部分組成，前段和后段之間被一個園周凹槽16隔開，潤滑劑(例如空氣)可以經(jīng)過凹槽輸送到模芯的后段15的表面上。做在后段15內(nèi)的冷卻裝置17(如圖中所示)使液體冷卻劑通過后段15的內(nèi)部，這樣后段15的表面冷卻，進而也使模壓管的內(nèi)表面得到冷卻，因此當管子7從設備上取下來時，能保持它的形狀不變。
從凹槽16起，后段15的直徑逐漸略有減少，因此直徑D1比D2約大1%。雖然在附圖中為了清楚起見，放大了這個錐度，實際上該錐度是十分平緩的。
本發(fā)明中位于錐心軸9及凹槽16之間的模芯前段的直徑，在向著凹槽16的方向上稍有增大，并且在這一部分裝有加熱裝置。
圖中直徑D3是前段14與錐心軸9相鄰接部分，D4是前段14與凹槽16相鄰接部分，從D3開始到D4，前段14的直徑均勻地增大，故直徑D4比D3約大1%～2%，實踐證明，盡管直徑增大量很小，但卻具有很大的重要性，此外，在前段的全長上都裝有加熱裝置，該裝置在附圖中用數(shù)字18表示。
前段14的長度是管子外徑的10%～100%，最好是50%，后段15的長度是管子外徑的50%～200%。
為冷卻管子的外表面，金屬型模1、2中也裝有冷卻裝置(圖中未示出)。
附圖中所示的設備以下列方式工作，用于成形的擠壓材料(例如塑性材料)，通過擠壓套筒4和園柱心軸8之間的噴料口11輸送到模壓空間12中。由于錐心軸9的作用，迫使該材料向外運動，從而充滿金屬型模的凹槽13以及金屬型模與芯子之間的空腔中，這樣，被迫進入凹槽13中的材料就形成了管子的肋，而留在金屬型模與芯子之間的材料則形成了管壁。
當材料與金屬型模1、2相接觸時，就開始冷卻而與模芯最靠近的那部分材料，由于在模芯前段14處受到上述加熱裝置18的加熱，則仍然保持塑性狀態(tài)，在模芯前段14處，由于材料受到加熱以及此處的直徑逐漸增大所起的作用，模壓材料可以很好地充入所有凹槽13中，并且非常均勻，同時也可使管子的內(nèi)表面十分光滑。
管子通過凹槽16之后，由于受到冷卻裝置17的作用，管子內(nèi)表面也開始冷卻，材料逐漸變硬，因而當管子從設備上取下時，能保持它的形狀不變。在冷卻過程中，管子會發(fā)生收縮，為了防止管子粘附在模芯上，模芯后段的直徑在朝向末端的方向上應有一個小錐度，同時還應把潤滑劑輸送到位于凹槽16后面的模芯后段的外表面上。
與上述情況不同，模芯前段只需在部分長度上裝有加熱裝置18，如果模芯表面不需要加潤滑劑的話，凹槽16也可以不開，此外還應注意到，為了清楚起見，附圖中模芯前段14表面的傾斜度已經(jīng)被放大了。
權利要求
1.一種加肋管生產(chǎn)設備，這種加肋管由塑性材料制成并具有光滑的內(nèi)表面，該設備有一個芯子，一個擠壓套筒及許多金屬型模所組成，芯子包括園柱心軸8、錐心軸9及模芯10等三個部分，沿著設備的運行方向看去，錐心軸的位置在園柱心軸的后面，模芯基本上是一根等直徑軸，它的位置在錐心軸的后面，擠壓套筒4包圍在園柱心軸的四周，它與芯子一起為材料提供了一個噴料口，金屬型模1，2圍繞在擠壓套筒和芯子的周圍，它們沿著環(huán)形軌道運行，在金屬型模的內(nèi)表面上開有許多凹槽13，以便在管子7上壓出肋來，冷卻裝置17輸送冷卻劑到與噴料口隔開一定距離的模芯后段15處，以便使該部分冷卻，本發(fā)明所述設備的特征在于在錐心軸9與模芯后段15之間的模芯前段14中，裝有用來加熱前段的加熱裝置18，并且前段14有直徑D3、D4沿材料運動方向稍有增大。
2.根據(jù)權利要求
1所述的生產(chǎn)設備，其特征在于模芯前段14的全長上均裝有加熱裝置18。
3.根據(jù)權利要求
1中所述的生產(chǎn)設備，其特征在于模芯前段的直徑D3、D4基本上是均勻增大的。
4.根據(jù)權利要求
1或3中所述的生產(chǎn)設備，其特征在于模芯前段直徑D3到D4的增加量為0.2%～2%，最好為1%左右。
5.根據(jù)權利要求
1中所述的生產(chǎn)設備，其特征在于前段14沿設備軸線方向上的長度是管子外徑尺寸的10%～100%，最好是50%左右。
6.根據(jù)權利要求
1中所述的生產(chǎn)設備，其特征在于模芯10的外表面進行了硼化處理，或在該表面上開一個螺旋槽，或開若干個沿模芯軸向伸展的凹槽。
7.一種加肋管的制造方法，該加肋管是塑性材料制成的并有光滑的內(nèi)表面，處于塑性狀態(tài)的某種材料，被擠入一個環(huán)形的模壓空間12中，該空間由擠壓套筒4的端面和設備的芯子外表面及圍繞在擠壓套筒和芯子周圍的金屬型模1、2的內(nèi)表面所構成，設備的芯子包括園柱心軸8、錐心軸9及基本上是等直徑的模芯10等三部分，金屬型模1、2沿著設備的運行方向運動，在其內(nèi)表面上開有為形成加肋管所需要的凹槽，已被模壓成管子的材料由金屬型模1、2及模芯后段來冷卻，本發(fā)明所述的制造方法其特征在于被模壓成管子的材料內(nèi)表面在前段14處受到加熱，管子的內(nèi)表面直徑在模芯前段范圍內(nèi)稍有增大。
8.根據(jù)權利要求
7中所述的制造方法，其特征在于內(nèi)表面直徑D3到D4的增加量為0.2%～2%，最好為1%左右。
專利摘要
一種加肋管的生產(chǎn)設備和制造方法，該設備在中心軸線上有一個芯子，從噴料口擠出來的可塑材料包圍在芯子的周圍。模芯基本上是等徑的，位于芯子的后端。管子外表面靠可沿軸向移動的金屬型模來成型。模芯后段內(nèi)裝有冷卻裝置。在已有設備中，金屬型模上的凹槽往往不能充滿，管子內(nèi)表面由于存在氣泡等缺陷而變粗糙。這些缺點可以通過采用裝有加熱裝置的模芯前段和把前段的外表面尺寸加工成沿著產(chǎn)品運行的方向稍有增大的辦法來避免。
文檔編號B29C47/86GK87100116SQ87100116
公開日1987年8月12日 申請日期1987年1月9日
發(fā)明者耶里·扎爾溫基拉, 英吉馬爾·卡爾森 申請人:尤波諾爾聯(lián)合股票公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan