專利名稱：高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝及其專用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多層復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，特別是一種在無(wú)縫金屬管內(nèi)、外壁上分別復(fù)合有高分子塑料層的復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，以及生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的一種專用模具。
背景技術(shù)：
為了克服鋼管不耐蝕以及塑料管強(qiáng)度差、壽命短等不足，各種金屬與塑料的復(fù)合管及其生產(chǎn)方法相繼被研究、開(kāi)發(fā)出來(lái)。其中，鋁塑復(fù)合管因鋁質(zhì)的延展性好，質(zhì)較輕軟，加工工藝較之鋼鐵方便，經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)倍受人們關(guān)注，并逐步應(yīng)用于家庭居室或食品行業(yè)等中、低壓飲用水的輸送管道。
目前的鋁塑復(fù)合管多在塑料內(nèi)管的外周粘復(fù)上一圈鋁箔，然后再在其外復(fù)合上一層塑料外管。該生產(chǎn)工藝雖較為簡(jiǎn)便，因其中的鋁管實(shí)際為搭接成圈的鋁片，故該鋁塑復(fù)合管存在著管件強(qiáng)度欠高，防暴耐壓性能較差等不足。為了改善該生產(chǎn)工藝的不足，有人還在鋁箔(片)圈接處采用超聲波焊接方法將其搭接連接。這雖然使鋁箔連成了管狀，但超聲波焊接機(jī)的設(shè)備投資費(fèi)用較大，且管件強(qiáng)度等尚不足。
另一方面，現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)復(fù)合形式的管材，其上膠、擠出等工序普遍采用單付模具分別實(shí)現(xiàn)一種加工工序，并在生產(chǎn)流水線上得以整合。本申請(qǐng)人曾于1999年就有關(guān)復(fù)合管的生產(chǎn)工藝等申請(qǐng)了名為“鋁塑復(fù)合管的生產(chǎn)工藝及其專用拉管機(jī)”的發(fā)明專利(99123237.2)，它主要是在塑料內(nèi)管外涂膠，插入鋁管后，加溫并穿經(jīng)擠壓拉模，拔管拉伸，再在其外分別涂膠和塑料外層，即制成產(chǎn)品。但是，生產(chǎn)工藝不甚合理、生產(chǎn)設(shè)備費(fèi)用較高，操作不甚方便等。并且由于加工管材或者以先加溫，熱拉伸的生產(chǎn)工藝來(lái)完成，這種熱拉伸對(duì)金屬管的損傷較大，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致于均勻度較差，抗暴率低等缺陷發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝合理，各層在基本一致的工況下迅速?gòu)?fù)合，整體結(jié)合牢固，不易分離，內(nèi)應(yīng)力小，質(zhì)量較高的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明同時(shí)還提供一種操作方便，生產(chǎn)設(shè)備成本較低，生產(chǎn)效率較高的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理，造價(jià)較低，操作方便，生產(chǎn)效率高，擠壓復(fù)合效果較好的高分子復(fù)合管的模具。
本發(fā)明的上述發(fā)明目的主要通過(guò)下述技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的。其中，高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，包括有下述生產(chǎn)步驟a、在塑料內(nèi)管的表面涂上一層熱熔膠，并插入與其相配的無(wú)縫金屬管內(nèi)；b、將塑料內(nèi)管以及套于其外的金屬管一并在拉模器中進(jìn)行縮徑、拉伸；c、對(duì)縮徑、拉伸后的管體進(jìn)行加溫；d、再在金屬管的外壁表面上膠；e、在其外側(cè)復(fù)合一層塑料外管層；f、在牽引的過(guò)程中冷卻成型。
本發(fā)明的較佳方案是金屬管上膠，并在其外側(cè)復(fù)合上塑料外管層的工藝過(guò)程在0.6秒至6秒的時(shí)間內(nèi)完成。使塑料內(nèi)管與金屬管復(fù)合和金屬管與塑料外管復(fù)合幾乎在同一時(shí)間和基本相同的溫度等工況條件下完成各層的復(fù)合，使之各層更為彼此融合，內(nèi)應(yīng)力較小。
為了進(jìn)一步提高復(fù)合管的整體結(jié)合的性能，該塑料內(nèi)管由專用的模具現(xiàn)場(chǎng)制作，即所述的塑料內(nèi)管在上膠前還經(jīng)過(guò)加溫、模具定型和冷卻的工序；且所述對(duì)縮徑、拉伸的復(fù)合胚管進(jìn)行高頻加溫，同時(shí)在熱膨脹的金屬管表面上膠，并在其外管上復(fù)合有塑料外壁。這樣，可以避免了采用外購(gòu)的內(nèi)管與其相結(jié)合的金屬?gòu)?fù)合管結(jié)合不甚牢固的問(wèn)題。
作為優(yōu)選，所述的包括高頻加溫在內(nèi)至在金屬管表面上膠、并在其外包覆上塑料外管的工序在短于20秒的時(shí)間內(nèi)完成。該塑料外管的工序包括塑料外管的冷卻。使塑料內(nèi)管與金屬管復(fù)合和金屬管與塑料外管復(fù)合幾乎在同一時(shí)間和基本相同的溫度等工況條件下完成各層的復(fù)合，使之各層更為彼此融合，內(nèi)應(yīng)力較小。
作為優(yōu)選，所述的復(fù)合管在牽引的過(guò)程中冷卻成型；然后再在其外壁上進(jìn)行噴碼、自動(dòng)切割、檢驗(yàn)、包裝。
作為優(yōu)選，所述塑料內(nèi)管加溫至80℃-135℃時(shí)進(jìn)行上膠；所述金屬管為無(wú)縫鋁管，并在加溫至130℃-270℃的場(chǎng)合中在其外周進(jìn)行上膠，形成所述的塑料外壁。
為了更好的實(shí)施本發(fā)明上述生產(chǎn)工藝，對(duì)其生產(chǎn)設(shè)備可作一些必要的改良。尤其是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備之一的高分子復(fù)合管的專用模具可專門作如下改良所述的芯模系由內(nèi)芯模和設(shè)于其外的中芯模構(gòu)成，且兩者與外模之間的一端部設(shè)有環(huán)形布置的內(nèi)注塑嘴和外注塑嘴；且設(shè)于所述中芯模一端的內(nèi)進(jìn)料口與所述的內(nèi)注塑嘴相溝通，而設(shè)于所述外模上的外進(jìn)料口與所述的外注塑嘴相溝通。一般地，所述的內(nèi)芯模和中芯模的型腔的形狀與被加工管的截面形狀相似，且設(shè)置于管體外，所述的內(nèi)注塑嘴、外注塑嘴分別呈錐狀環(huán)道布置于被加工管的周圍。
作為優(yōu)選，所述內(nèi)注塑嘴的內(nèi)端設(shè)有與所述內(nèi)進(jìn)料口相溝通的內(nèi)過(guò)渡環(huán)槽；所述外注塑嘴的內(nèi)端設(shè)有與所述外進(jìn)料口相溝通的外過(guò)渡環(huán)槽；并在所述的外模的前端設(shè)有控制圈，在所述控制圈外設(shè)有壓圈，并在所述外模的前端設(shè)有若干調(diào)節(jié)螺栓。以提高注塑或注膠料工作過(guò)程的穩(wěn)定、均勻性。此外，內(nèi)芯模旁設(shè)置有環(huán)狀的加熱體，加熱后的金屬管芯(或復(fù)合管芯)即可直接進(jìn)入模腔，在適度高溫的狀態(tài)中迅速進(jìn)行復(fù)合成型。
因此，本發(fā)明具有工藝合理，專用模具操作方便，生產(chǎn)設(shè)備的投入費(fèi)用較少，效率較高，工藝流程緊湊，同時(shí)可充分地利用現(xiàn)有的生產(chǎn)資源，所生產(chǎn)的復(fù)合管產(chǎn)品各層在較短時(shí)間內(nèi)近似的溫度下迅速?gòu)?fù)合，使之強(qiáng)度高，內(nèi)應(yīng)力小等特點(diǎn)。
同時(shí)，為了使生產(chǎn)的復(fù)合管產(chǎn)品的質(zhì)量較高，本申請(qǐng)人專門設(shè)計(jì)了生產(chǎn)復(fù)合管的專用的模具和對(duì)復(fù)合管拉伸機(jī)的改良。其中，所述的生產(chǎn)復(fù)合管的專用模具具有結(jié)構(gòu)合理，布置緊湊，能使塑料內(nèi)管與金屬管復(fù)合和金屬管與塑料外管復(fù)合幾乎在同一時(shí)間和基本相同的溫度等工況條件下完成各層的復(fù)合，使之各層更為彼此融合，內(nèi)應(yīng)力較小，模具所占空間小，操作方便，一模多用，調(diào)節(jié)復(fù)合管各層壁厚或管徑的結(jié)構(gòu)較為方便等特點(diǎn)，是一種較為理想的復(fù)合管的成形模具。所述的復(fù)合管拉伸機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，操作方便，所加工復(fù)合管的整體質(zhì)量較高，外徑均一，擠壓效果好，并能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，方便地調(diào)節(jié)被加工復(fù)合管的不同長(zhǎng)度和口徑等特點(diǎn)。尤其適用于細(xì)長(zhǎng)形鋁塑復(fù)合管的拉伸、擠壓復(fù)合成型的前部分工序。


附圖1是本發(fā)明的一種生產(chǎn)復(fù)合管的流程示意圖；附圖2是本發(fā)明的另一種生產(chǎn)復(fù)合管的流程示意圖；附圖3是本發(fā)明的一種多層復(fù)合管的專用模具整體結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；附圖4是本實(shí)用新型的一種拉伸機(jī)的機(jī)架小車及傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5是本實(shí)用新型的一種拉模定型架的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖6是本實(shí)用新型的一種變徑模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例1本發(fā)明中用到的機(jī)械設(shè)備有擠塑機(jī)、熱熔機(jī)、自動(dòng)切割機(jī)等均可采用公知機(jī)械，其中主要機(jī)械設(shè)備之一的高分子復(fù)合管的拉管機(jī)和專用模具則由申請(qǐng)人專門研制、改良而成。其中，多層復(fù)合管的專用模具的結(jié)構(gòu)如附圖3所示，其長(zhǎng)度、寬度、高度為160×120×100mm，該模具由外模4和設(shè)于其內(nèi)的芯模組成，其中，芯模系由內(nèi)芯模2和設(shè)于其外的中芯模3構(gòu)成，且兩者與外模4之間的一端部分別設(shè)有環(huán)形布置的內(nèi)注塑嘴32和外注塑嘴42。內(nèi)芯模2和中芯模3的型腔的形狀與被加工管的截面形狀相似，且設(shè)置于管體外，內(nèi)注塑嘴32、外注塑嘴42分別呈錐狀環(huán)道布置于被加工管的周圍。中芯模3一端的內(nèi)進(jìn)料口31通過(guò)內(nèi)過(guò)渡環(huán)槽33與內(nèi)注塑嘴32相溝通，外模4上的外進(jìn)料口41經(jīng)外過(guò)渡環(huán)槽43與外注塑嘴42相溝通。內(nèi)芯模2旁設(shè)置有環(huán)狀的加熱體8，加熱后的金屬管芯(或復(fù)合管芯)即可直接進(jìn)入模腔，在適度高溫的狀態(tài)中迅速進(jìn)行復(fù)合成型。外模4的前端設(shè)有控制圈5，在控制圈5外設(shè)有壓6圈，并在外模4的前端設(shè)有若干調(diào)節(jié)螺栓7?？刂迫?主要是控制復(fù)合管子的外徑，調(diào)節(jié)外層管壁的厚度及其偏差。具體控制形式可多樣，例如，可在所述控制圈的內(nèi)側(cè)設(shè)有置于壓圈6與外模4之間的環(huán)狀凸體，調(diào)節(jié)螺栓7設(shè)置于其外側(cè)；并在控制圈5的內(nèi)側(cè)設(shè)有與所述中芯模前端錐度相適配的腔體?？刂迫Φ膬?nèi)側(cè)表面的光滑度以及與中芯模前端錐度適配的好壞直接影響到復(fù)合管外徑的光潔度和圓度等質(zhì)量。為制得產(chǎn)品各層不同的厚度，中芯模前端部的內(nèi)徑略小于控制圈的內(nèi)徑，且略大于內(nèi)芯模的內(nèi)徑。
在生產(chǎn)過(guò)程中，可采用外購(gòu)的交聯(lián)聚丙烯制成塑料內(nèi)管，經(jīng)過(guò)清潔預(yù)處理，牽引進(jìn)入自動(dòng)上膠裝置，接著經(jīng)過(guò)加溫120℃自動(dòng)上膠，插入金屬管內(nèi)，在常溫狀態(tài)下由自動(dòng)拉伸機(jī)進(jìn)行自動(dòng)拉伸、縮管，其中，自動(dòng)拉伸機(jī)的工作過(guò)程為經(jīng)調(diào)速電機(jī)15啟動(dòng)，帶動(dòng)減速器16驅(qū)動(dòng)鏈輪13帶動(dòng)主鏈條向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，將小車鏈鉤于主鏈條相接，小車鉗口將自動(dòng)鉗住金屬管，同時(shí)向順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，到固定長(zhǎng)度點(diǎn)，小車輪碰到限位開(kāi)關(guān)，自動(dòng)停車，同時(shí)啟動(dòng)調(diào)速電機(jī)25，驅(qū)動(dòng)蝸輪減速機(jī)24，帶動(dòng)輔鏈條，使小車鏈輪18向逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，小車輪子碰到限位開(kāi)關(guān)時(shí)，重復(fù)上述過(guò)程(參見(jiàn)圖4)。拉模定型架的功能是將從上道工序下來(lái)的金屬管套入調(diào)直導(dǎo)向套22內(nèi)，并進(jìn)入變徑模口，由小車鉗口鉗住金屬管，進(jìn)行冷拉，達(dá)到金屬管調(diào)直、縮徑，使金屬管內(nèi)壁與高分子材料上的膠層緊密配合。變徑模具23由外套26和硬合金剛的變徑拉模27組成，連同設(shè)于其內(nèi)的導(dǎo)向套22、固定圈21構(gòu)成一體(參見(jiàn)附圖5和圖6)。它可根據(jù)產(chǎn)品要求，隨時(shí)調(diào)換模具規(guī)格，只需將上述各部件更換成相應(yīng)規(guī)格即可。再經(jīng)過(guò)加溫240℃，進(jìn)入專用模具，使內(nèi)管外壁與金屬管內(nèi)壁粘沾，使兩者結(jié)構(gòu)的較為緊密，該內(nèi)復(fù)合管以大約每秒100毫米的均速?gòu)?fù)合，進(jìn)行高頻加溫至120℃左右，高頻加溫階段所需時(shí)間為6秒，選用美國(guó)進(jìn)口的FA3190粘結(jié)劑從內(nèi)進(jìn)料口31注入復(fù)合模具中，經(jīng)內(nèi)過(guò)渡環(huán)槽33后，均勻地從環(huán)狀的內(nèi)注塑嘴32中均布于金屬管壁外，緊接著熔化的交聯(lián)聚丙烯經(jīng)外進(jìn)料口41和外過(guò)渡環(huán)槽43，由環(huán)狀的外注塑嘴42較為均勻地直接涂置于所述粘結(jié)劑層的外側(cè)，外管復(fù)合階段所需時(shí)間為6秒，使上述各層在基本相近的溫度條件和同一時(shí)間下迅速進(jìn)行融合(參見(jiàn)附圖1)。由此制得的金屬?gòu)?fù)合管經(jīng)冷卻后、牽引即可。
實(shí)施例2所需的機(jī)械設(shè)備同實(shí)施例1，其工藝過(guò)程如附圖2所示。內(nèi)管選用聚丙烯或交聯(lián)聚丙烯材料，對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，經(jīng)過(guò)4段加溫后，進(jìn)入模具定型，形成所需的內(nèi)管，再經(jīng)冷卻，通過(guò)機(jī)械設(shè)備之一的高分子復(fù)合管的拉管機(jī)牽引，接下來(lái)的生產(chǎn)步驟、工藝條件等參見(jiàn)實(shí)施例1。當(dāng)完成實(shí)施例1的所述步驟后，對(duì)所制成的高分子復(fù)合管進(jìn)行噴碼，然后進(jìn)入自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行自動(dòng)切割，工作人員對(duì)該高分子復(fù)合管檢驗(yàn)、包裝，最后把該高分子復(fù)合管進(jìn)庫(kù)存放。
權(quán)利要求
1.一種高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于它包含有下述生產(chǎn)步驟a、在塑料內(nèi)管的表面涂上一層熱熔膠，并插入與其相配的無(wú)縫金屬管內(nèi)；b、將塑料內(nèi)管以及套于其外的金屬管一并在拉模器中進(jìn)行縮徑、拉伸；c、對(duì)縮徑、拉伸后的管體進(jìn)行加溫；d、再在金屬管的外壁表面上膠；e、在其外側(cè)復(fù)合一層塑料外管層；f、在牽引的過(guò)程中冷卻成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的金屬管上膠，并在其外側(cè)復(fù)合上塑料外管層的工藝過(guò)程在0.6秒至6秒的時(shí)間內(nèi)完成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的塑料內(nèi)管在上膠前還經(jīng)過(guò)加溫、模具定型和冷卻的工序；且所述對(duì)縮徑、拉伸的復(fù)合胚管進(jìn)行高頻加溫，同時(shí)在熱膨脹的金屬管表面上膠，并在其外管上復(fù)合有塑料外壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的包括高頻加溫在內(nèi)至在金屬管表面上膠、并在其外包覆上塑料外管的工序在短于20秒的時(shí)間內(nèi)完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的復(fù)合管在牽引的過(guò)程中冷卻成型；然后再在其外壁上進(jìn)行噴碼、自動(dòng)切割、檢驗(yàn)、包裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述塑料內(nèi)管加溫至80℃-135℃時(shí)進(jìn)行上膠；所述金屬管為無(wú)縫鋁管，并在加溫至130℃-270℃的場(chǎng)合中在其外周進(jìn)行上膠，形成所述的塑料外壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述塑料內(nèi)管加溫至80℃-135℃時(shí)進(jìn)行上膠；所述金屬管為無(wú)縫鋁管，并在加溫至130℃-270℃的場(chǎng)合中在其外周進(jìn)行上膠，形成所述的塑料外壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述塑料內(nèi)管加溫至80℃-135℃時(shí)進(jìn)行上膠；所述金屬管為無(wú)縫鋁管，并在加溫至130℃-270℃的場(chǎng)合中在其外周進(jìn)行上膠，形成所述的塑料外壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子復(fù)合管的專用模具，包括外模和設(shè)于其內(nèi)的芯模，其特征在于所述的芯模系由內(nèi)芯模(2)和設(shè)于其外的中芯模(3)構(gòu)成，且兩者與外模之間的一端部設(shè)有環(huán)形布置的內(nèi)注塑嘴(32)和外注塑嘴(42)；且設(shè)于所述中芯模(3)一端的內(nèi)進(jìn)料口(31)與所述的內(nèi)注塑嘴(32)相溝通，而設(shè)于所述外模(4)上的外進(jìn)料口(32)與所述的外注塑嘴(33)相溝通。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高分子復(fù)合管的專用模具，其特征是在所述內(nèi)注塑嘴(32)的內(nèi)端設(shè)有與所述內(nèi)進(jìn)料口(31)相溝通的內(nèi)過(guò)渡環(huán)槽(33)；所述外注塑嘴(42)的內(nèi)端設(shè)有與所述外進(jìn)料口(41)相溝通的外過(guò)渡環(huán)槽(43)；并在所述的外模(4)的前端設(shè)有控制圈(5)，在所述控制圈(5)外設(shè)有壓圈(6)，并在所述外模(4)的前端設(shè)有若干調(diào)節(jié)螺栓(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子復(fù)合管的生產(chǎn)工藝及其專用模具，生產(chǎn)工藝包含有下述生產(chǎn)步驟在塑料內(nèi)管的表面涂上一層熱熔膠，并插入與其相配的無(wú)縫金屬管內(nèi)；將塑料內(nèi)管以及套于其外的金屬管一并在拉模器中進(jìn)行縮徑、拉伸；對(duì)縮徑、拉伸后的管體進(jìn)行加溫；再在金屬管的外壁表面上膠；在其外側(cè)復(fù)合一層塑料外管層；在牽引的過(guò)程中冷卻成型。而所述的專用生產(chǎn)模具，它包括外模和設(shè)于其內(nèi)的芯模，所述的芯模系由內(nèi)芯模和設(shè)于其外的中芯模構(gòu)成，且兩者與外模之間的一端部設(shè)有環(huán)形布置的內(nèi)注塑嘴和外注塑嘴。
文檔編號(hào)B29C63/18GK1575962SQ03144049
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者馬林遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:馬林遠(yuǎn)