專利名稱：對(duì)生產(chǎn)帶有環(huán)形肋管材的設(shè)備或有關(guān)設(shè)備的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有環(huán)形肋的熱塑管材的設(shè)備。該設(shè)備是這樣一種型式，熱塑材料的管材連續(xù)不斷被擠壓入管形模具孔道。該管狀模具孔道由一對(duì)模具組件的同時(shí)相互咬合的模塊所限定。每一模具部件的模塊被驅(qū)動(dòng)沿前進(jìn)段運(yùn)動(dòng)，模塊限定了組合式模塊的孔道，然后又沿返程段返回。模塊有模面，它包括模壓管材肋的溝槽和模壓管材溝槽的凸脊。美國專利號(hào)3，981，663于1976年9月21日公布了格德P.H.盧波克的專利申請(qǐng)，美國專利號(hào)4，712，993于1976年9月21日公布了莫佛瑞德A.A.盧波克的專利申請(qǐng)，公開了這樣一種設(shè)備。
在這些已知設(shè)備中，環(huán)形擠壓孔是由一個(gè)噴嘴和圓錐形緊軸所限定，該緊軸同心安置在噴嘴內(nèi)，并聯(lián)接到下游柱體或擠壓套管上。其作用是引導(dǎo)熔融的熱塑材料流向模腔，并使管內(nèi)形成平滑的內(nèi)表面。這種設(shè)備在美國專利說明書3，998，579中已作了介紹。套管放置在離噴嘴相當(dāng)遠(yuǎn)的下游，其結(jié)果是模壓空間為噴嘴所限制，緊軸和套管有一個(gè)盈余的容積。在這些已知設(shè)備的使用中，熱塑材料被過度冷卻，因此變得太粘稠以致不能流入模塊的肋的溝槽。通過提高材料的溫度也不易避免這個(gè)問題，因?yàn)檫@樣做有使材料燒灼的危險(xiǎn)。聚氯乙烯(PVC)是形成管材的一種十分有用的熱塑材料，如果溫度提高的太多，這種材料將會(huì)碎裂。
為避免產(chǎn)生這種問題的試驗(yàn)中，有人建議把擠壓孔的軸向延伸減小到這樣一個(gè)程度，使它小于在模塊兩個(gè)鄰近環(huán)形溝槽之間的距離，即擠壓孔的軸向長度小于成品管兩個(gè)環(huán)形肋之間的空間。這個(gè)措施避免了與使用大的模壓容積相關(guān)的冷卻及流動(dòng)問題。但是，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于塑料材料要求的變化，又引起了另一個(gè)問題。這個(gè)變化是由于肋和溝槽要求不同厚度的管壁引起的。因此，需要相當(dāng)數(shù)量的熱塑材料來充滿模塊的環(huán)形溝槽以便在管材上形成肋。而在模塊的凸脊處需要少量材料來形成管材的比較薄的管壁的溝槽。這就要求十分精確地控制塑料材料的流動(dòng)，而這是很難實(shí)現(xiàn)的。既使流動(dòng)情況令人滿意，由于塑料材料變化的要求，在模塊填充處會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)應(yīng)力。
人們已經(jīng)在試圖減小塑料材料臨界狀態(tài)的流動(dòng)，并減小由于模壓材料要求變化而產(chǎn)生的壓力應(yīng)力的變化。
按照本發(fā)明，提供了一種擠壓無縫塑料管材的方法，這種管材具有徑向壁厚，并且沿著這種管材的長度方向是變化的。這種方向包括按預(yù)定速率將熱塑材料擠壓到收集室，這個(gè)收集室有一個(gè)開口面，為的是自此將上述塑料材料排到軸向前邊的模具，這個(gè)模具有一個(gè)軸向隔開，徑向向外延伸的溝槽。改變上述收集室的有效容積，用以補(bǔ)償熱塑材料變化的要求，這個(gè)要求是由上述變化的徑向壁厚引起的。
按照本發(fā)明，也提供了用于生產(chǎn)熱塑管材的設(shè)備，這種管材有環(huán)形實(shí)心肋，它們被溝槽彼此間隔地分開。該設(shè)備包括一對(duì)互補(bǔ)的模具組件，每一組件包括一個(gè)互相鉸接的模塊的環(huán)形鏈，該模塊與另一個(gè)模具組件的模塊一起被同步驅(qū)動(dòng)，并且沿前進(jìn)段運(yùn)動(dòng)和沿返程段返回。模塊相互配合成對(duì)沿著上述前進(jìn)段運(yùn)動(dòng)，提供了一個(gè)軸向前進(jìn)管狀模具孔道，它帶有波紋壁，該波紋壁由模塊的模具限定的表面交錯(cuò)的凸脊和溝槽所限定。擠壓裝置安置在模具孔道的入口，用以擠壓熱塑材料的管，以及朝上述波紋壁向外推動(dòng)上述管的裝置。本發(fā)明的改進(jìn)在于收集室對(duì)上述波紋壁提供開口，上述收集室被安置來接收來自擠壓裝置的熱塑材料，并將上述熱塑材料注入上述模具孔道。
用于改變上述收集室有效容積的裝置，用來補(bǔ)償熱塑材料在溝槽中模壓管的肋和在凸脊上模壓管的溝槽時(shí)的不同的要求。
下面將通過例子，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的幾種實(shí)施例給以說明。


圖1為可以采用的通用設(shè)備的側(cè)視圖;
圖2是圖1所示設(shè)備在通用擠壓噴嘴部位的詳細(xì)剖視圖;
圖3是放大細(xì)節(jié)的設(shè)備剖視圖，包括本發(fā)明的一個(gè)在肋式管模壓溝槽起端的實(shí)施例;
圖4是與圖3在肋式管模壓肋條的起端設(shè)備相似的剖視圖;
圖5是放大了細(xì)節(jié)的設(shè)備側(cè)視圖，包括本發(fā)明在肋式管模壓溝槽起端的另一個(gè)實(shí)施例。
圖6是與圖5相似的設(shè)備在肋式管模壓肋條起端的剖視圖;
圖7是設(shè)備細(xì)節(jié)部分放大的剖視圖，包括本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例。
參照附圖，特別是圖1，可見設(shè)備包括滑架10，它支持一對(duì)互補(bǔ)的上、下模具組件14和15。每一模具組件14和15包括一互相鉸接的模塊16的環(huán)鏈。模具組件14進(jìn)一步包括一對(duì)橫向間隔配置的循環(huán)輸送鏈(圖中只示出了其中一個(gè)，由參考編號(hào)17表示)，組件14的每一個(gè)模塊16在這些鏈的相對(duì)的鏈節(jié)間橫向延伸。同樣，模具組件15進(jìn)一步包括一對(duì)循環(huán)輸送鏈(圖中只示出了其中一個(gè)，由參考編號(hào)18表示)，組件15每一個(gè)模塊16在這對(duì)鏈(包括鏈18)的相對(duì)的鏈節(jié)間橫向延伸。鏈繞著驅(qū)動(dòng)鏈輪19和20而被傳輸，驅(qū)動(dòng)裝置(未示出)被連接到至少一個(gè)鏈輪19和至少一個(gè)鏈輪20上，來驅(qū)動(dòng)操作組件14和15的模塊16以同步沿向前段運(yùn)動(dòng)和沿返程段返回。組件14和15的模塊16共同成對(duì)沿向前段運(yùn)動(dòng)來限定軸向延伸的管形模具孔道。
通過滑架10，模具組件14和15可以進(jìn)行定位操作，確定對(duì)正擠壓頭23的位置。擠壓頭23被可操作地連接到擠壓機(jī)的噴嘴。擠壓機(jī)可以是通用型。如果需要，模具組件14和15可以通過滑架10從擠壓頭23移開，以便提供擠壓頭23的入口。
擠壓頭23包括軸向延伸管形部分26，它被管狀件27間隔環(huán)繞，它的一個(gè)端部螺紋聯(lián)接支承一個(gè)環(huán)形擠壓噴嘴的外部件28。管形部分26帶有擠壓噴嘴的內(nèi)部件29，該噴嘴帶有截頭圓錐體表面25。在內(nèi)部件29和外部件28之間是環(huán)形通道30，這個(gè)通道一般是截頭圓錐的形式，并中止于環(huán)形孔口31，它在管狀件27和部件25的管狀部分26之間與環(huán)形空間32連通。環(huán)形空間32與擠壓機(jī)(未畫出)噴嘴連通，以便熱塑材料，例如聚氯乙烯，通過由部件28和29形成的擠壓噴嘴。
在擠壓噴嘴24的下游，擠壓頭23帶有一個(gè)普通圓柱形柱塞46，該柱塞有外表面48。柱塞46可以有效地使熱塑材料離開擠壓噴嘴24，通過模塊16使之被模壓。特別是柱塞46迫使熱塑材料進(jìn)入模塊16的溝槽36，以便在成型管的外表面形成環(huán)狀肋。柱塞46下游部是一個(gè)冷卻柱塞47，它是管形的，可以通過任何常規(guī)裝置加以冷卻以幫助熱塑料管的放置。
當(dāng)柱塞46的外表面48與模具孔道的內(nèi)直徑近乎一致，模塊的凸脊通過又沒有形成過大的壓力時(shí)，很難提供熱塑材料的有效的流動(dòng)，從而有效地充滿這些溝槽。本發(fā)明的一個(gè)重要特性是使壓力變化平穩(wěn)的保證裝置。這個(gè)壓力變化發(fā)生在相當(dāng)于管材肋的溝槽36和相當(dāng)于管材溝槽的凸脊37之間的模壓中。
圖3和圖4出示了一種平穩(wěn)壓力變化的實(shí)施例。柱塞40的外表面48提供了環(huán)形間段50。這個(gè)間段通過通路52與一個(gè)液壓流體或氣動(dòng)流體源51相連接。在液壓或氣動(dòng)流體51與熱塑材料53之間的界面有效地形成一個(gè)可移動(dòng)壁，因此，間段50的有效尺寸對(duì)于熱塑材料是可變的。
在運(yùn)行中，當(dāng)模塊16在一個(gè)形成成形管的溝槽的位置，即用熔融的熱塑材料充滿柱塞46和凸脊37之間的空間，通過間段50和通道52而作用在液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)的背壓將是高的，并傾向于通過通道52將流體推回去，如圖3中箭頭A所示。因此，圖3是表示模塊16的凸脊37的通道的起始狀態(tài)，模塊16是沿箭頭B所示的方向移動(dòng)的。熱塑材料的壓力建立并迫使液壓流體沿著箭頭A所示的方向運(yùn)動(dòng)，從而有效地?cái)U(kuò)大了間段50。隨著模塊16進(jìn)一步前進(jìn)到圖4所示的位置，塑料材料54的壓力在溝槽36到達(dá)它時(shí)，其壓力下降。通過在通道52中流體的流動(dòng)，這個(gè)壓力降由液壓或氣動(dòng)系統(tǒng)作了補(bǔ)償，流體按箭頭C的方向進(jìn)入間段50，并在塑料材料53上施加壓力使之流入溝槽36′。當(dāng)模塊按箭頭B的方向前進(jìn)時(shí)，這個(gè)循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。
圖5和圖6表示了一個(gè)不同的實(shí)施例，該實(shí)施例用于平穩(wěn)壓力變化。在這個(gè)實(shí)施例中，擠壓噴嘴24的外部件28具有一個(gè)可滑動(dòng)的分離環(huán)狀尖頭件56，該尖頭件連接到部件28上并通過彈簧58施加偏壓向前移動(dòng)。在運(yùn)行時(shí)，熱塑材料54充滿溝槽36，從而在管上形成肋，熱塑材料54的壓力被降低，尖頭件56隨著彈簧58的延伸被定位在一個(gè)向前的位置，如圖6所示。當(dāng)模塊16按箭頭B所示的方向前邊，熱塑材料54的壓力增加，迫使尖頭件56后退并壓迫彈簧88。這樣，噴嘴塊16的有效前進(jìn)速率比在凸脊37區(qū)域的實(shí)際前進(jìn)速率要大。此時(shí)，尖頭件56的實(shí)際移動(dòng)導(dǎo)致間段50的尺寸實(shí)際的變化。當(dāng)另一個(gè)溝槽36″到達(dá)熱塑材料34時(shí)，尖頭件56上的壓力降低，彈簧58延伸，模塊16的有效前進(jìn)速率減少，給槽36″充滿熱塑材料的時(shí)間。
在圖3～圖6的實(shí)施例中，柱塞46的外表面48表現(xiàn)為平滑的表面以保證成型管的平滑的內(nèi)表面。另外，凸脊37和溝槽36的表面也作為平滑的表面。然而，凸脊37和溝槽36的表面可以裝飾有圖案。例如，這種加上的圖案可以是在凸脊37上裝飾環(huán)形溝槽的附加加強(qiáng)構(gòu)造，以便在成型管的溝槽內(nèi)產(chǎn)生環(huán)形的突起。
圖7出示了一種略有不同的實(shí)施例，但與圖3實(shí)施例和圖4實(shí)施例有一些類似。圖7的實(shí)施例在柱塞46的表面48有一些螺旋狀通道60。當(dāng)模塊16的凸脊37通過時(shí)，熱塑材料被壓迫進(jìn)入通道60，這些通道與凸脊37和鄰近的溝槽36都連通。這樣，當(dāng)模塊16的一個(gè)凸脊37經(jīng)過擠壓孔32時(shí)，熱塑材料可以在通道60中流動(dòng)，使凸脊37和一個(gè)鄰近下游溝槽36之間的壓力平衡。當(dāng)一個(gè)溝槽36通過孔32時(shí)，從通道60有一個(gè)回流進(jìn)入溝槽36。
權(quán)利要求
1.擠壓無縫塑料管材(34)的方法，該塑料管沿其長度有被溝槽相互間隔開的環(huán)形實(shí)心肋，該方法包括按預(yù)定速率將熱塑材料(53)擠壓入一個(gè)軸向前進(jìn)的模具孔道，該孔道有為模壓上述肋的徑向向外延伸的溝槽(36)，這些溝槽被模壓溝槽的凸脊(37)軸向相互分隔，其特征在于，從擠壓口將熱塑材料擠壓入收集室(50)，該室對(duì)溝槽和凸脊有一開口面，從這里注入上述塑料材料，改變上述收集室(50)的有效容積可補(bǔ)償在溝槽(36)中模壓管材的肋和在凸脊(37)模壓管材的溝槽時(shí)，熱塑材料變化的要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過上述收集器(50)有效容積的變化來保持上述熱塑材料(53)預(yù)定的壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過移動(dòng)壁(56)來改變上述收集室(50)的容積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，上述收集室(50)的上述壁(56)是隨上述熱塑材料(53)壓力的變化而移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，上述收集室(50)的上述壁(56)被作用在該處的一個(gè)力向內(nèi)偏壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，上述收集室(50)的上述壁(56)通過至少一個(gè)壓縮彈簧(58)被向內(nèi)偏壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在上述收集室(50)內(nèi)將液壓或氣動(dòng)壓力施加于熱塑材料(53)來變化上述熱塑材料(53)的量。
8.生產(chǎn)熱塑管材(34)的設(shè)備，該管材具有被溝槽相互間隔分開的環(huán)狀實(shí)心肋，該設(shè)備包括一對(duì)互補(bǔ)的模具部件(14，15)，每一個(gè)部件包括互相鉸接的模塊(16)的環(huán)鏈，該模塊與另一個(gè)模具部件的模塊(16)一起被同步驅(qū)動(dòng)，并且沿向前段運(yùn)動(dòng)和沿返程段返回，模塊(16)相互配合成對(duì)沿著上述向前段運(yùn)動(dòng)來提供一個(gè)軸向前進(jìn)的管形模具孔道，這個(gè)孔道具有波紋壁，該波紋壁由在模塊限定的模面中的交錯(cuò)的凸脊(37)和溝槽(36)所限定，為擠壓熱塑材料(53)的管，擠壓裝置安裝在模具孔道的入口，向外朝上述波紋壁推動(dòng)上述管(27)的裝置，其特征在于，收集室(50)對(duì)上述波紋壁提供開口，上述室(50)位于從擠壓裝置(23)接受熱塑材料(53)，并把上述熱塑材料(53)注入上述模具孔道的位置，為改變上述收集室(50)的有效容積以補(bǔ)償在溝槽(36)中模壓管的肋和在凸脊(37)上模壓管的溝槽熱塑材料(53)變化要求的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，上述收集室(50)在成型柱塞(46)中，是作為一個(gè)徑向向外開口的環(huán)狀溝槽，并用于擠壓裝置下游的上述管而被形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，改變上述收集室(50)的有效容積的裝置包括至少一個(gè)在上述柱塞(46)中的流體通道(52)，該通道以預(yù)定的壓力對(duì)從上述開口面移開位置的上述收集室(50)提供流體。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，上述收集室(50)被一個(gè)可移動(dòng)壁(56)限定，這個(gè)壁可移動(dòng)來改變收集室(50)的有效容積。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，可移動(dòng)壁(56)包括軸向可移動(dòng)環(huán)形套管(56)，上述套管的軸向移動(dòng)改變了上述收集室(50)的容積。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備還包括偏壓裝置(58)，它軸向向前推動(dòng)環(huán)狀套管(56)來保持容納在上述收集室(50)內(nèi)的熱塑材料(53)的預(yù)定壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于上述偏壓裝置包含多個(gè)間隔分開的軸向延伸壓縮彈簧(58)，被安置在上述噴嘴(23)和上述套管(56)之間朝上述收集室(50)推動(dòng)上述套管。
15.生產(chǎn)熱塑管材(34)的設(shè)備，該管材具有由溝槽相互隔開間設(shè)置的環(huán)形實(shí)心肋，該設(shè)備包括一對(duì)互補(bǔ)的模具部件(14，15)，每一部件又包括互相鉸接的模塊(16)的環(huán)鏈，該模塊與另一個(gè)模具部件的模塊(16)被同步驅(qū)動(dòng)，并且沿向前段運(yùn)動(dòng)，和沿返程段返回，模塊(16)相互配合成對(duì)沿著上述向前段運(yùn)動(dòng)，以提供一個(gè)軸向前進(jìn)管狀模具孔道，該孔道有波紋壁，該波紋壁由在模塊(16)的限定模面中的交錯(cuò)凸脊(37)和溝槽(36)所限定，擠壓裝置(23)安置于模具孔道入口以便擠壓熱塑材料(53)的管，為朝著上述波紋管向外推動(dòng)上述管材的裝置，其特征在于，收集室(50)為上述波紋管提供開口，上述收集室被安置來接受來自擠壓裝置(23)的熱塑材料(53)，將上述熱塑材料(53)流注到上述模具孔道，上述室在管材的成型柱塞(46)中至少包括一個(gè)螺旋狀通道(60)，上述通道按通向一個(gè)以上的溝槽(36)來設(shè)置的。
全文摘要
本發(fā)明涉及模壓帶有環(huán)形實(shí)心肋熱塑管材的設(shè)備。該設(shè)備是這樣的類型，管形模具被共同運(yùn)動(dòng)相互嚙合的一對(duì)模具部件的模塊所限定。用于管材的環(huán)形擠壓孔延伸進(jìn)入模具孔道，管材環(huán)繞緊軸被擠壓。本發(fā)明提供一個(gè)收集室，它是在擠壓噴嘴區(qū)域，為在該處建立壓力差而設(shè)置的。因此，收集室的有效容積可以補(bǔ)償熱塑材料由于徑向壁厚變化而引起的變化要求。
文檔編號(hào)B29C47/88GK1041131SQ8910711
公開日1990年4月11日 申請(qǐng)日期1989年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月16日
發(fā)明者曼夫瑞德·A·A·魯波克 申請(qǐng)人:曼夫瑞德·A·A·魯波克