專利名稱：熱塑管成型裝置的冷卻塞或與塞有關(guān)方面的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模壓熱塑管的裝置，它使用了一個精壓塞來限制管的內(nèi)徑。本發(fā)明對于生產(chǎn)肋式管或雙壁管尤其有效。
本裝置是這樣的類型，熱塑材料在制管過程中被連續(xù)擠壓入環(huán)繞心軸的移動管形模壓通道，通過心軸下游的精壓塞擠壓成管的形狀。有時，當壓出物不易流滿模具時，上述寒可被加熱，從而增加了壓出物的流動性(例如在來自凹進部分底層吸力的影響之下)，使其易于流入模具的凹進部分。然而，更一般的情況是提供充分溶觸狀態(tài)下的壓出物以流滿模具。因此需要設置精壓塞以限制管的內(nèi)壁，以便把壓出物限定在一個合適的鑄塑腔中。
1982年12月28日公布的專利號為4，365，948的美國專利中，查普林(Chaplain)提出了一種限制管內(nèi)壁的簡單的精壓塞。通常希望對精壓塞進行某種溫度控制。在1985年10月8日公布的專利號為4，545，751的美國專利中，魯伯克(Lupke)描述了一種更復雜的裝置。在這一裝置中，精壓塞并不限定管的內(nèi)壁，但是用來分配空氣進入波紋管的內(nèi)部。加壓空氣是通過與擠壓噴口同心的中心部分傳輸?shù)摹Ｖ車臒峥諝獗晃?，中央的冷空氣離開該塞來與波紋管的內(nèi)部接觸，該塞向內(nèi)與管內(nèi)壁隔開。這種安排適合用于生產(chǎn)波紋管，但是冷卻溫度的范圍有限。這種安排對于生產(chǎn)肋式管不太適合，因為這時該塞將是與管的內(nèi)壁相接觸的塞，從而限制它進入鑄塑區(qū)。在這種情況下，在塞壁和管內(nèi)壁之間冷卻空氣不能被卸壓。1985年11月26日公布的魯伯克(Lupke)后來申請的美國專利中(專利號為4，555，230)公開了一種適于形成肋式管的冷卻塞。在這一專利中，魯伯克并沒有使用卸壓的冷卻空氣，但是在接近隨動塞的表面和內(nèi)部，設置了一個螺旋盤管，冷卻流體可以通過該盤管。
除了進入模具的型坯，生產(chǎn)無肋或無波紋的單平壁管的裝置還包括其溫度可以通過使用水套來調(diào)節(jié)。不用精壓塞來形成管的內(nèi)表面，但是可用氣體壓力或類似方法將管壓向外模具。由于一些變化的因素，比如管在凝固時不均勻的收縮，所形成的管的內(nèi)壁可能不完全均勻。然而，其優(yōu)點是可以高速生產(chǎn)這種管子。
還是這位發(fā)明人于1988年12月20在加拿大申請的專利(申請?zhí)枮?86，828)中公開了一種冷卻塞，塞的冷卻是通過進入塞中的氣體的等熵膨脹來進行的。這樣做有很多優(yōu)點，可將冷卻液體輸送到塞，冷卻程度可控制。但是，該專利申請并沒有談到在管內(nèi)壁上的有規(guī)律的凸起和壓痕問題。
在成形管中精壓塞用來使管的內(nèi)壁平滑，但是，在成形肋式管時，要得到平滑的內(nèi)壁會遇到一些問題。原因由于肋處和凹處不同的壁厚，對于熱塑材料需求量不同，因此，形成肋處的管壁比在兩肋之間的管壁部分(凹處)所需要的塑料材料多。由于塑料材料要作變化，裝置上模壓塊上的填注部位便產(chǎn)生應力。此外，在管子厚度變化處，比如在肋處和凹處，收縮時就會產(chǎn)生不均勻情況。
同一申請人于1988年9月16日的加拿大專利申請(申請?zhí)枮?77，653)中描述了在模具的塑料材料填充處使用一個儲存室。該室的目的是使壓力變化和應力減小。為此目的使用儲存室是十分有用的，但是在管的內(nèi)壁中仍有一些壓力變化。
這樣，在管的內(nèi)壁會形成小的波狀層，在肋之間的壓出物壓力較大，內(nèi)壁會向內(nèi)凸出，而對著肋的地方壓出物壓力較小，內(nèi)壁會形成凹處。當不使用儲存室時，這種影響便增強了。
當生產(chǎn)雙壁波紋管時，由于壓力是在波紋內(nèi)，因此還會碰到困難。如果壓力過低，內(nèi)壁會彎向波紋形成不希望的凹處。如果壓力太高，內(nèi)壁則從波紋向外彎曲形成不希望的凸處。
本發(fā)明的目的是改善模壓成型的熱塑料管內(nèi)壁的平滑度，特別是外表面帶有肋的管。
按照本發(fā)明，為成形無縫熱塑管提供的裝置有，為形成管的內(nèi)壁的精壓室;
負壓源;
上述負壓的管路裝置在上述塞中延伸，它又與上述塞的管的精壓表面聯(lián)通，這樣，負壓可加到成形的管的內(nèi)壁。
本發(fā)明還提供了成形無縫熱塑管內(nèi)壁的方法，包括通過精壓塞裝置在成形的管內(nèi)精壓內(nèi)壁，在上述室中，通過負壓聯(lián)通裝置把負壓加到成形的管的內(nèi)壁，從而對管的內(nèi)壁施加負壓。塞的精壓表面上最好有一條槽或數(shù)條槽，將負壓布遍其表面。
本發(fā)明的方法和裝置特別適合于應用在移動模具的管子模壓裝置上，特別是當該裝置用于成形肋式管或雙壁波紋管時。因為當用普通設備生產(chǎn)這類管子時，由于沿著模具的壓出物需求量不同，結(jié)果使這種管的內(nèi)壁缺陷更為顯著。本發(fā)明的裝置和方法同樣適于克服平壁管內(nèi)壁出現(xiàn)的缺陷。
加在精壓塞表面的負壓可以用來吸收冷卻水或其它液體，從塞的內(nèi)部，通過設置的一些孔把冷卻劑送至管精壓表面上。這樣的水或其它液體在成形的管的內(nèi)壁和塞之間的接觸面上起到潤滑或其它的目的。
下面參照附圖對本發(fā)明的實施例予以說明。


圖1為本發(fā)明裝置的擠壓噴口的剖視圖，該裝置在一個移動的模壓通道中模壓熱塑管，圖中顯示了按照本發(fā)明的模壓通道的一部分和一個冷卻塞;
圖2為擠壓裝置的部分剖視圖，該裝置包括按照本發(fā)明的精壓塞，該裝置用來成形單平壁管;
圖3為圖1中的冷卻塞的視圖;
圖4為按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的管材軸向剖開的簡圖，圖中顯示不平整的內(nèi)壁;
圖5是與圖4相似的簡圖，但具有所要求的內(nèi)壁的形狀。
參照附圖，特別是圖1，本裝置包括一對互補的上下模壓部件，每一模壓部件又包括相互鉸接的模壓塊16。
模壓塊16可以模壓各種所要求的管材。例如，模壓塊16可以模壓環(huán)形肋管或螺旋形肋管，雙壁管或其它形狀管材。然而，人們希望管的內(nèi)壁要平滑。
模壓部件可操作地定位于擠壓頭23，以便與擠壓機噴口可操作地匹配。擠壓機可以是通用型。如果需要的話，模壓部件也可以從擠壓頭23移開，便于人們對它進行維修或其它工作。
擠壓頭23包括一個軸向延伸的管狀部分26，該管狀部分由管狀件27所環(huán)繞，兩者之間留有空間。管狀件27的一個端部螺紋聯(lián)接著環(huán)形擠壓噴口24的一個外部件28。管狀部分26帶有擠壓噴口的一個內(nèi)部件29，它具有截頭錐體的形狀，并終于環(huán)形孔31，該孔與管27和部分26之間的環(huán)形空間32聯(lián)通。環(huán)形空間32又與擠壓機的輸出部(未示出)相聯(lián)通，這樣就可以使熱塑材料(例如聚氯乙烯)到達擠壓噴口24。
在擠壓噴口24的下游，擠壓頭23在管狀部分26的延伸部帶有一個大體上為圓柱狀的精壓塞46。該塞46有效地確定了正在離開擠壓噴口24而被模壓塊16所模壓而成的管的內(nèi)壁。特別是塞46將熱塑材料留滯在極壓塊16的凹處36中，從而使成品的管子外表面形成環(huán)形肋。
塞46的冷卻可通過壓縮的氣體，例如二氧化碳(正如上面描述過的加拿大專利申請，申請?zhí)枮?86，528，申請日為1988年12月20日)的等熵膨脹?；蛘哂闷渌Ｒ?guī)方法對塞46進行冷卻，例如，來自管路20的冷卻水通過在塞46內(nèi)部配置的、并在塞長度上延伸的通道25。返回的冷卻水可以通過管路21，或者通過管狀件26的中心部分53。塞46的冷卻的布置并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，這樣的冷卻布置可以有很多方案，使之盡可能的簡單。冷卻的布置也可以通過任何合宜的回流管路來完成。
冷卻塞46一般包括聯(lián)接在內(nèi)部件29一端的芯部45，芯部45的外表面有通道25，可以使冷卻液體(例如水)通過。芯部45有一軸向孔，它與擠壓頭23的延伸孔53相通。通道25可以是螺旋形或其它任何合宜的形狀。芯部45由套筒47包裹，以便將冷卻水限制在通道25中。套筒47的外表面總的來說是光滑的，以便使模具中管子的內(nèi)壁得到精壓。在套筒47帶有一條或數(shù)條通道28以便把負壓布遍在套筒47的外表面。圖3中介紹了通道28為一種螺旋通道的形式，它的橫截面比冷卻通道25的橫截面要小。事實上，通道25的寬度只有0.01英寸那么窄。其它形狀的通道也是可能的。通道28通過管路38與一單獨的負壓源(未顯示)聯(lián)通，管路38通入通道28和負壓入口39。管路38可以分路或不分路，這樣負壓可沿塞46加在各處。當它被分路時，在這種情況下每一分路將通向多個類似28的通道。每一條通道28最好位于應用負壓的下游冷卻開始的那一點，從而避免熱塑材料被吸入通道28中。當在塞46的下游端應用負壓而管路38又沒有分路，負壓在強度上的減少是逐漸向著上游端的。
在冷卻液體通道25(或在冷卻塞中的其它液體存儲器)與塞46的外表面之間設立小的聯(lián)通通道30是有利的。通過通道28，用負壓將少量的液體吸到塞的外面，從而對管壁起到可能的潤滑和/或平滑的作用。潤滑也可以利用像在前面所述的加拿大專利申請(申請?zhí)枮?86，528所描述的塞46的多孔的前部分來完成。當環(huán)形肋管(如加拿大專利申請，申請?zhí)枮?77，653，申請日為1988年9月16日)中所描述的那樣被成形時，如果管路38與緊挨在儲存室的下游的通道28儲存室開通是適宜的。
在常規(guī)操作中，內(nèi)壁被成形的趨勢正如圖3中放大的簡圖所示。當負壓應用到管的內(nèi)壁時，可以減輕管的每一條肋所對著的形成的壓痕37，這一點對于塑料易于流動的上游更為有效。
當使用如簡圖2中所示的常規(guī)單平壁管的成型裝置時，管50的冷卻(從擠壓頭51到圍繞精壓塞52)常常通過冷卻套53來完成。在這種情況下，通過管路54和表面通道55將負壓加于精壓塞52。在負壓應用的地方，管路54可以不分路，或如圖所示分為兩分路，或更多的分路，正如參閱圖1所討論的那樣。塞52一般設有液體通道57，作冷卻塞使用，通道57為讓來自管路56的冷卻液體通過。在這種情況下，正如上面說過的，通過類似于通道30的小的負壓通道58，冷卻液體被吸到表面，以便作為潤滑劑或其它目的。
生產(chǎn)單平壁管的內(nèi)部冷卻的精壓塞的裝置或其它常規(guī)裝置，在模型無須包含水套(例如水套53)。
也可以用簡單的沒有冷卻的模型代替。在某些情況下，外模型可以完全免去冷卻。
權(quán)利要求
1.成形無縫熱塑管的裝置，包括成形管內(nèi)壁的精壓塞，負壓源；在上述塞內(nèi)延伸的上述負壓的管路裝置還與上述塞的管精壓表面至少一個負壓口相聯(lián)通，從而可以使負壓加到成形的管的內(nèi)壁。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個為分配負壓的負壓分配通道設置在塞縱向開口的表面。
3.如權(quán)利要求1所述的移動模具型裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于塞是一個冷卻塞。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，塞包括冷卻裝置，所述的冷卻裝置至少部分在上述負壓口的上游。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，管路裝置分路以通向沿塞長度方向間置的多個負壓孔。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，塞包括一個液體通道或儲存室。
全文摘要
本發(fā)明涉及模壓熱塑管的裝置。該裝置可以是模壓單平壁管的裝置，或者是為模壓波紋管、肋式管或各種其它形狀(包括各種類型的雙壁管)的裝置。為精壓管內(nèi)徑的塞帶有將負壓加到管的內(nèi)部直徑的裝置，為的是平滑管的內(nèi)壁并使管的成型更快。該塞還作冷卻塞使用，還可設有聯(lián)通負壓到冷卻液體以便將液體吸到塞的表面的裝置，對進一步加速管的形成過程提供潤滑。
文檔編號B29C47/88GK1044253SQ90100219
公開日1990年8月1日 申請日期1990年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月16日
發(fā)明者曼夫里德·A·A·魯普克 申請人:曼夫里德·A·A·魯普克