Pvc管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括：上料機、擠出機、擠出模具、真空冷卻定型箱、牽引機、無屑切割機和管材堆放架，擠出模具安裝在擠出機的出管口，其中，在擠出模具與真空機之間，設(shè)置有拉伸膨脹模具，通過拉伸膨脹模具，可對擠出方法生產(chǎn)的PVC-U管材在線進行軸向拉伸和徑向擴張，使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規(guī)整排列，從而獲得一種高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞的聚氯乙烯PVC-O管材，生產(chǎn)PVC-O管材，不僅在材料性能上遠優(yōu)于普通PVC-U管材，而且可在提高管材性能的同時節(jié)約原材料資源，由此降低了產(chǎn)品的成本，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
【專利說明】PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于PVC管材生產(chǎn)加工設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線。

【背景技術(shù)】
[0002]PVC塑料管材作為化學(xué)建材的重要組成部分，以其優(yōu)越的性能，衛(wèi)生、環(huán)保、低耗等為廣大用戶廣泛接受，隨著PVC管材需求量的增加，人們在不斷地致力于改進生產(chǎn)技術(shù)和方法以使塑料管材具有更高更好的性能，一些生產(chǎn)PVC管材的廠家，由于技術(shù)、設(shè)備等原因仍采用間歇式或離線拉伸方法生產(chǎn)PVC-O管材，存在著速度低、成本高的缺陷。其中，“離線”拉伸方法中的PVC-O管材拉伸擴張技術(shù)最早是英國領(lǐng)先開發(fā)的，后有澳大利亞、法國生產(chǎn)，但他們采用的都是“離線”加工的兩步工藝法，是把擠出成型的PVC-U管材，在生產(chǎn)線外的模具內(nèi)通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現(xiàn)拉伸取向，這種“離線”加工工藝雖然能夠提高并能改變PVC管材的力學(xué)性能，但主要局限性是擠出速度低和單位產(chǎn)出的投資費用高。由于料胚管周圍厚度和溫度的差異，自由膨脹的公差難以控制，為了達到溫度精確、均勻的條件，所需循環(huán)時間長。因此，“離線”加工工藝生產(chǎn)速度低，設(shè)備投資高，難以進行廣泛性的推廣。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種能夠提高PVC管材的力學(xué)性能，且生產(chǎn)率高，并能在提高管材性能的同時達到節(jié)省原材料、降低成本的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線。
[0004]實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是:該生產(chǎn)線包括:上料機、擠出機、擠出模具、真空冷卻定型箱、牽引機、無屑切割機和管材堆放架，擠出模具安裝在擠出機的出管口，在擠出模具與真空冷卻定型箱之間設(shè)置有拉伸膨脹模具，該模具是由套管支架、定徑模套管、定型套和可膨脹塞組成，其中，定徑模套管套裝在擠出的管坯上，其內(nèi)孔與管坯的外徑配合接觸，在定徑模套管內(nèi)孔的前端嵌裝有與管坯外徑相配合的定型套，在定徑模套管內(nèi)孔的中部設(shè)有配放在管坯內(nèi)的可膨脹塞，在定徑模套管的外部設(shè)有套管支架。
[0005]所述可膨脹塞為具有圓滑球面的椎體狀，其小頭端通過牽引線與擠出模具內(nèi)的模具芯軸連接。
[0006]所述可膨脹塞為不銹鋼制件。
[0007]按照上述方案制成的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，其有益效果是:
[0008](I)通過設(shè)置的拉伸膨脹模具，對擠出方法生產(chǎn)的PVC-U管材在線進行軸向拉伸和徑向擴張，使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規(guī)整排列，從而獲得一種高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞的聚氯乙烯(PVC-O)管材，生產(chǎn)PVC-O管材，不僅在材料性能上遠優(yōu)于普通PVC-U管材，而且在提高管材性能的同時可節(jié)約原材料資源，由此降低成本，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0009](2)對PVC-U管材進行徑向擴張和軸向拉伸，除了增強管材的力學(xué)性能和減小管材壁厚之外，也可使材料的透明度、光潔度、阻透性、熱收縮性得到改善，同時也增大了管材的徑向和軸向方向的光、熱、聲的傳導(dǎo)性。
[0010](3)對PVC-U管材進行徑向擴張和軸向拉伸，一方面可以提高PVC管材性能，另一方面可以減少PVC材料的消耗，由于PVC-O管材的壁厚較薄。按照GB/T 10002.1-2006中規(guī)定的給水用PVC-U管材標準和國際標準IS016422-2006規(guī)定的輸水用PVC-O管枯部分規(guī)格產(chǎn)品壁厚的比較，PVC-O管材比PVC-U管材可減少壁厚35%-40%，大大節(jié)約了材料，降低了成本。
[0011](4 )經(jīng)過本生產(chǎn)線生產(chǎn)的PVC-O管材，是把由常規(guī)擠出方法生產(chǎn)的PVC-U管材的長鏈分子進行取向，在加工中增大了管材的直徑，使分子在徑向膨脹時帶來強度和韌度兩個物理性能的實質(zhì)性改善，并且在沖擊強度方面提高了 10倍多，所以PVC-O管材的設(shè)計應(yīng)力可高達28MPa和32MPa，由于較高的設(shè)計應(yīng)力，增加了韌性和強度，方便了管材的搬運和鋪設(shè)。而且擴張拉伸后的管材與普通管材相比，I m長的PVC-O管材可節(jié)省投入33%-44%，價格可提高10%-15%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1中拉伸膨脹模具的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]參看圖1、圖2，本實用新型的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括:上料機1、擠出機2、擠出模具3、真空冷卻定型箱5、牽引機6、無屑切割機7和管材堆放架8，圖中標號9a為管坯，標號9為成型管材，所述擠出模具3安裝在擠出機2的出管口，在擠出模具3與真空冷卻定型箱5之間設(shè)置有拉伸膨脹模具4，該模具是由定徑模套管4-1、定型套4-2、可膨脹塞4-3、牽引線4-4和套管支架4-5組成，其中，定徑模套管4_1套裝在擠出的管坯9a上，定徑模套管4-1的內(nèi)孔與管坯9a的外徑配合接觸，在定徑模套管4-1內(nèi)孔的前端嵌裝有與管坯9a外徑相配合的定型套4-2，定徑模套管4-1內(nèi)孔的中部設(shè)有配放在管坯9a內(nèi)的可膨脹塞4-3，在定徑模套管4-1的外部設(shè)有套管支架4-5 ;所述可膨脹塞4-3采用圓滑球面的椎體狀，為不銹鋼制件，可膨脹塞4-3的小頭端通過牽引線4-4與擠出模具3內(nèi)的模具芯軸(圖中未示)連接。
[0015]本實用新型的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，其生產(chǎn)流程:原料+助劑配制一混合—輸送上料一螺桿擠出機一擠出模具一拉伸膨脹模具一真空冷卻定型箱一履帶牽引機一無屑切割機一管材堆放架一成品檢測包裝。整條生產(chǎn)線上的設(shè)備除了增加的拉伸膨脹模具夕卜，其余均為公知設(shè)備，其生產(chǎn)工藝方法也按常規(guī)方法，具體工藝步驟如下:
[0016](I)原料混合:是將PVC穩(wěn)定劑、增塑劑、抗氧化劑等其它輔料，按比例、工藝先后加入高速混合機內(nèi)，經(jīng)物料與機械自摩擦使物料升溫至設(shè)定工藝溫度，經(jīng)冷混機將物料降至40?50度，然后加入到擠出機的上料斗；
[0017](2)擠出機部分:該機裝有定量加料裝置，使擠出量與加料量能夠匹配，確保制品穩(wěn)定擠出。由于螺桿擠出機中錐形螺桿的特點，加料段具有較大的直徑，對物料的傳熱面積和剪切速度比較大，有利于物料的塑化，計量段螺桿直徑小，減少了傳熱面積和對熔體的剪切速度，使熔體能在較低的溫度下擠出。螺桿在機筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，將PVC混合料塑化后推向機頭，從而達到壓實、熔融、混煉均化；并實現(xiàn)排氣、脫水之目的。加料裝置及螺桿驅(qū)動裝置采用變頻調(diào)速，可實現(xiàn)同步調(diào)速；
[0018](3)擠出模具部分:經(jīng)壓實、熔融、混煉均化的PVC，由后續(xù)物料經(jīng)擠出機螺桿推向擠出模具，擠出厚壁管坯；
[0019](4)拉伸膨脹模具:擠出的厚壁管坯在拉伸膨脹模具的作用下，完成徑向擴張，并在履帶牽引機的配合下，完成對厚壁管坯的軸向拉伸；
[0020](5)由真空冷卻定型箱對拉伸擴張后的管材進行冷卻，、定型，真空冷卻定型水箱上裝有供定型和冷卻的真空系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)，并在真空定型水箱上裝有前后移動裝置和左右、聞低調(diào)節(jié)手動裝置；
[0021](6)牽引機用于連續(xù)、自動地將已冷卻變硬的成型管材從機頭處引出來，變頻調(diào)速；
[0022](7)無屑切割機:由行程開關(guān)根據(jù)要求長度控制后，對成型管材進行無屑自動切害I]，并延時翻架，實行流水生產(chǎn)，切割機以定長開關(guān)信號為指令，完成切割全過程，在切割過程中與成型管材運行保持同步，切割過程由電動和氣動驅(qū)動完成，
[0023](8)成型管材堆放架:堆放架上裝有翻料架，其翻料動作由氣缸通過氣路控制來實現(xiàn)，翻料架設(shè)有一個限位裝置，當切割鋸切斷成型管材后，成型管材繼續(xù)輸送，經(jīng)延時后，氣缸進入工作，實現(xiàn)翻料動作，達到卸料目的。卸料后經(jīng)延時數(shù)秒自動復(fù)位，等待下一循環(huán)；
[0024](9)將翻料架卸下的成型管材進行成品檢測包裝。
[0025]工作原理:從擠出機擠出的厚壁管坯在伸出機外時，直接進入拉伸膨脹模具的定徑模套管內(nèi)，由壓縮空氣進行調(diào)整定徑，并借助加熱段內(nèi)部氣體壓力及利用定徑模套管內(nèi)的可膨脹塞進行徑向擴脹，然后在牽引機的作用下，牽引拉伸，最后冷卻定型，即完成管坯的徑向擴張和軸向拉伸成型。軸向拉伸是由牽引裝置控制的，因此減少了管材厚度和所需的擴張力，另外通過改變拉伸比，可以生產(chǎn)出壁厚不同的管材，生產(chǎn)線可以在不停機的情況下，從12級管變到16級管，用該生產(chǎn)線生產(chǎn)出的PVC-O管材產(chǎn)品，在彈性模量、沖擊強度、疲勞強度和斷裂強度方面都得到了提高，由此提高了管材的整體性能，并且在提高管材性能的同時節(jié)約原材料資源，降低了產(chǎn)品的成本。
【權(quán)利要求】
1.一種PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線包括:上料機、擠出機、擠出模具、真空冷卻定型箱、牽引機、無屑切割機和管材堆放架，擠出模具安裝在擠出機的出管口，其特征在于:在擠出模具與真空冷卻定型箱之間設(shè)置有拉伸膨脹模具，該模具是由套管支架、定徑模套管、定型套和可膨脹塞組成，其中，定徑模套管套裝在擠出的管坯上，其內(nèi)孔與管坯的外徑配合接觸，在定徑模套管內(nèi)孔的前端嵌裝有與管坯外徑相配合的定型套，在定徑模套管內(nèi)孔的中部設(shè)有配放在管坯內(nèi)的可膨脹塞，在定徑模套管的外部設(shè)有套管支架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，其特征在于:所述可膨脹塞為具有圓滑球面的椎體狀，其小頭端通過牽引線與擠出模具內(nèi)的模具芯軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PVC管材改性在線連續(xù)生產(chǎn)線，其特征在于:所述可膨脹塞為不銹鋼制件。
【文檔編號】B29C69/02GK203994736SQ201420489091
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】張旭, 馮海波, 馮玉洋, 馮玉冉, 楊飛, 呂曉東, 王明來, 張中河 申請人:南陽森源塑膠有限公司