一種pvc-o管材生產線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種PVC?O管材生產線，包括沿牽伸方向依次設置的擠出機、定型箱、第一牽引機、加熱箱、擴張機構和第二牽引機，擠出機的機頭上設置有擠出模具，擴張機構包括噴淋箱和設置在噴淋箱進口的擴張體，擠出模具中部設置有第一壓力通道，擴張體內設置有第二壓力通道，第一壓力通道通過連接管道與第二壓力通道連接，第二壓力通道與擴張體的外表面貫通連接，第一壓力通道還與擠出模具外表面設置的壓力入口貫通連接。本實用新型能夠實現連續雙軸拉伸的生產效果，并且生產效率高，耗費勞動和能源少。
【專利說明】
一種PVC-O管材生產線
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及PVC管材制備領域，具體涉及一種PVC-O管材生產線。
【背景技術】
[0002 ] PVC-U管材的使用已有幾十年的歷史，在塑料管材中占有重要的地位。尤其是近年 來石油資源日趨緊張，PVC以其原料中58%來自海水的優勢而備受關注。
[0003] 如何進一步提高PVC管材的強度，包括機械強度和抗沖擊強度，對于節約資源，降 低產品成本，擴大管材的應用范圍，具有重要意義。
[0004] 以往對PVC管材的改性，一般采取共混改性。這種方法可大大提高管材的抗沖擊性 能，但會使產品成本上升，還會降低管材的機械強度。
[0005] PVC管材在成型過程中很容易進行單軸（即軸向）拉伸取向。只要增加管材牽引和 擠出的速比即可以實現這種取向。但這種軸向拉伸取向對管材的性能是毫無意義的，因為 它雖然通過拉伸取向增加了管材軸向的強度，但卻降低了管材徑向，即環向的強度。這對于 塑料管材，尤其是給水管來說是十分有害的。因為它會降低管材的液壓爆破強度。這也是管 材的質量標準中，要規定管材的縱向回縮率一定要小于或等于5%的原因。理想的拉伸取向 應當是雙向的。通過雙軸拉伸取向，既增加了管材的軸向強度，同時也增加了管材的徑向， 即環向強度。在管材材料強度大大增加的基礎上，可以用降低管材壁厚，但仍保持管材原有 液壓爆破強度的方法，來節省材料，降低產品的成本。
[0006] PVC-0最早是英國YorkshirelmperialPlastics(Uponor)在 1970年領先開發的，早 期都是采用"離線"（off-line)加工工藝(兩步加工法），把擠出成型和已經冷卻的PVC-U管 材段(厚料胚)在模具內通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現取向。試驗研究和實際應用 證明PVC-O雖具有非凡的性能，但是"離線"加工工藝生產速度低，設備投資高，很難推廣。后 來有專家提出：在擠出加工過程中"在線"（in-line)進行取向，連續生產PVC-O管，其生產工 藝為一步加工法，就是在管材擠出生產線上，把已經擠出成型的PVC-U管材(厚料胚)通過徑 向的擴張和軸向的拉伸實現雙軸取向，然后冷卻定型成為PVC-O管材。因此，"在線"雙軸取 向生產工藝如試驗成功，則可大大增強管材的機械強度和抗沖擊強度，在承受相等液壓的 條件下，大大降低了管材的壁厚，減輕了管材的質量，達到了節約資源，降低產品成本等效 果。
[0007] 盡管我國生產硬聚氯乙烯(PVC-U)管道已經有50年歷史，改性聚氯乙烯(PVC-M)近 年也迅速發展了起來。但我國對聚氯乙烯(PVC-O)管則還停留在理論研究階段。一些國內知 名的塑料管道企業也有這方面開發愿望，但至今還沒有商品化生產的雙軸取向聚氯乙烯 (PVC-0)管上市，英國、澳大利亞、美國、荷蘭、法國、日本等國家雖然走在前面，但方法各不 相同，且關鍵技術保密。
[0008] 因此迫切需要研發出一種生產效率較高，耗費勞動和能源較少的加工裝置，8卩"在 線"（in-1 ine)雙軸進行取向，連續生產PVC-O管。
【發明內容】
[0009] 本實用新型的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種PVC-O管材生產 線，本實用新型能夠實現連續雙軸拉伸的生產效果，并且生產效率高，耗費勞動和能源少。
[0010] 為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現：
[0011] -種PVC-O管材生產線，包括沿牽伸方向依次設置的擠出機、定型箱、第一牽引機、 加熱箱、擴張機構和第二牽引機，所述擠出機的機頭上設置有擠出模具，所述擴張機構包括 噴淋箱和設置在噴淋箱進口的擴張體，所述擠出模具中部設置有第一壓力通道，所述擴張 體內設置有第二壓力通道，所述第一壓力通道通過連接管道與第二壓力通道連接，所述第 二壓力通道與擴張體的外表面貫通連接，所述第一壓力通道還與擠出模具外表面設置的壓 力入口貫通連接。
[0012] 進一步的，所述定型箱與第一牽引機之間還設置有預加熱裝置，所述預加熱裝置 包括升降推車，所述升降推車的升降平臺表面設置有安裝底板和電氣箱，所述安裝底板的 兩個側邊對稱并向上彎折設置，所述側邊上設置有加熱部件，所述加熱部件與電氣箱連接。
[0013] 進一步的，所述安裝底板與升降平臺之間設置有隔離箱，所述安裝底板與側邊之 間的夾角為35-55度，所述安裝底板與側邊之間還設置有軸連機構，所述軸連機構上設置有 旋轉阻尼器。
[0014] 進一步的，所述擠出模具由分流部、分流架、過渡部和口模部依次連接組成，所述 分流架表面均勻設置有若干流道，所述壓力入口設置在相鄰兩個流道之間的分流架上，所 述第一壓力通道設置在引流模芯上，所述引流模芯穿過過渡部和口模部設置。
[0015] 進一步的，所述定型箱包括真空箱體，所述真空箱體的入口上設置有真空定型套， 所述真空箱體的出口上均設置有封口套，所述封口套材質為橡膠，并且中心設置有圓形開 孔，所述圓形開孔的直徑小于管材直徑，所述真空箱體內部設置有噴淋系統，所述噴淋系統 與供液栗連接，所述供液栗與液體加熱裝置連接，所述真空箱體還與真空栗連接，所述真空 栗底部與能夠沿前后左右四個方向移動的移動機構連接。
[0016] 進一步的，所述加熱箱包括加熱爐體，所述加熱爐體內表面上設置有加熱組件，所 述加熱爐體設置在加熱外框內，所述加熱外框與加熱爐體之間設置有隔熱保護層，所述加 熱框固定設置在移動平臺上，所述移動平臺底部與升降機構連接，所述移動平臺位于加熱 爐體的進口和出口側邊上均設置有管體托輪，所述管體托輪與升降定位機構連接，所述加 熱框位于加熱爐體的出口一側還設置有固定環，所述固定環沿圓周表面均勻設置有若干熱 電偶，所述固定環通過水平移動定位機構固定在加熱框頂部。
[0017] 進一步的，所述擴張體包括中心拉桿，所述中心拉桿表面依次套設有第一椎體、第 二椎體和定型套并通過兩端的兩個螺母鎖固，所述第二壓力通道設置在中心拉桿內部，所 述第二椎體和定型套表面還設置有與第二壓力通道配合出氣的出氣槽。
[0018] 進一步的，所述第二椎體和定型套之間還設置有連接體，所述連接體材質為聚四 氟乙烯，所述中心拉桿上設置有限位塊。
[0019] 進一步的，所述第一壓力通道、第二壓力通道、連接管道和壓力入口的數量均為3， 三個所述第二壓力通道分別與相對應的第一椎體的外表面、第二椎體的外表面以及定型套 的外表面貫通連接。
[0020]進一步的，所述第二牽引機一側沿牽伸方向上還依次設置有切割機和擴口裝置。 [0021 ]本實用新型的有益效果是：
[0022] 本生產線采用將PVC-U管材擠壓制備后直接用加熱的水進行真空定型，然后再次 加熱，對PVC-U管材進行軸向拉伸和徑向拉伸，使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規整排列， 獲得高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞等優異性能，本裝置采用的擴張體具有便于拉伸，穩定 性高，一方面能夠使管材強度增加100%，另一方面又減少50%原材料的消耗，可以大大節 約原材料資源，降低成本，提高產品性能，具有明顯的經濟效益和社會效益。
[0023] 上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳 細說明如后。本實用新型的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本實用新型實施例技術中的技術方案，下面將對實施例技術描 述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型 的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據 這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
[0026] 圖2是本實用新型的預加熱裝置部分結構示意圖；
[0027] 圖3是本實用新型的擠出模具部分結構示意圖；
[0028] 圖4是本實用新型的定型箱部分結構示意圖；
[0029] 圖5是本實用新型的加熱箱部分結構示意圖；
[0030] 圖6是本實用新型的擴張體部分結構示意圖；
[0031 ]圖7是本實用新型的擴張體的截面結構示意圖；
[0032]圖8是本實用新型第一壓力通道與第二壓力通道之間的連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0034]參照圖1和圖8所示，一種PVC-O管材生產線，包括沿牽伸方向依次設置的擠出機1、 定型箱2、第一牽引機3、加熱箱4、擴張機構5和第二牽引機6,擠出機的機頭上設置有擠出模 具7,擴張機構包括噴淋箱51和設置在噴淋箱進口的擴張體52,擠出模具中部設置有第一壓 力通道71，擴張體內設置有第二壓力通道521，第一壓力通道通過連接管道8與第二壓力通 道連接，第二壓力通道與擴張體的外表面貫通連接，第一壓力通道還與擠出模具外表面設 置的壓力入口 72貫通連接。
[0035]參照圖2所示，定型箱與第一牽引機之間還設置有預加熱裝置9,預加熱裝置包括 升降推車91，升降推車的升降平臺96表面設置有安裝底板92和電氣箱93,安裝底板的兩個 側邊94對稱并向上彎折設置，側邊上設置有加熱部件95,加熱部件與電氣箱連接。其采用升 降推車的形式制備，具有較強的便捷性，方便調整位置，易于使用。兩個側邊彎折設置并安 裝加熱部件，使得熱量可以直接朝向管體下部輻射導熱，結構簡單可靠，加熱效果好。
[0036] 安裝底板與升降平臺之間設置有隔離箱97,安裝底板與側邊之間的夾角為35-55 度，呈V型結構托設并安置在管道下方，為管體外壁下部加熱，該角度區間能夠適應大部分 不同尺寸管材的使用，無需調整角度，可直接使用。
[0037] 安裝底板與側邊之間還設置有軸連機構，軸連機構上設置有旋轉阻尼器，保證各 個角度均能調節，便于不同管徑制備時的需要，操作方便快捷。
[0038] 參照圖3所示，擠出模具由分流部73、分流架74、過渡部75和口模部76依次連接組 成，分流架表面均勻設置有若干流道77，壓力入口設置在相鄰兩個流道之間的分流架上，第 一壓力通道設置在引流模芯78上，引流模芯穿過過渡部和口模部設置。在擠出模具的表面 引入氣源，通過中心導向出去，不影響擠出模具的正常擠出，并向氣源從外部引入到內部 中，安全可靠。其多段組合能夠保證模具的制備簡單化也便于后期維護維修。
[0039] 參照圖4所示，定型箱包括真空箱體21，真空箱體的入口上設置有真空定型套22， 真空箱體的出口上均設置有封口套23,封口套材質為橡膠，并且中心設置有圓形開孔，圓形 開孔的直徑小于管材直徑，這樣通過自身彈性能夠很好的包裹管子，實現對真空箱體的密 封，也能夠將噴淋水阻擋在真空箱體內，防止附著在管體外壁上帶出箱體，真空箱體內部設 置有噴淋系統24，噴淋系統與供液栗25連接，供液栗與液體加熱裝置26連接，加熱裝置將水 加熱到60度，然后被水栗抽取噴淋，該溫度下定型的管道外形較圓，也具有較好的強度和韌 性等，利于管材的再加溫效果，保證材料活性，起到輔助拉伸效果，真空箱體還與真空栗27 連接，真空栗底部與能夠沿前后左右四個方向移動的移動機構28連接。
[0040] 定型箱在真空狀態下降溫，水份在該真空的狀態下能夠迅速蒸發，蒸發的同時也 迅速帶走了管材上的熱量，從而實現了迅速冷卻的目的，使得定型箱長度極大的縮小，減少 占地面積。在起始擠出時，需要人工對管材進行牽引，所以擠出機與真空定型箱之間需要留 存一定的空間，通過移動機構將定型箱整體移動，待牽引結束后，即可復位正常工作，操作 方便快捷，并且省力。
[0041 ]參照圖5所示，加熱箱包括加熱爐體41，加熱爐體為空心圓柱結構，加熱朝向中心 軸線，加熱均勻，加熱爐體內表面上設置有加熱組件42,加熱組件由若干均勻設置的陶瓷加 熱片組成，技術成熟加熱穩定，并且能夠實現單獨控制，形成分區，以保證部分區域溫度的 可調控性，保證管材加熱均勻。加熱爐體設置在加熱外框43內，加熱外框與加熱爐體之間設 置有隔熱保護層44,防止熱量擴散，具有節能效果，并且避免熱量灼傷操作人員，加熱框固 定設置在移動平臺45上，移動平臺底部與升降機構46連接，移動平臺位于加熱爐體的進口 和出口側邊上均設置有管體托輪47,管體托輪與升降定位機構48連接，使得管體托輪能夠 上下移動，能夠適應不同管徑的管子的制備使用，通用性好。
[0042]加熱框位于加熱爐體的出口一側還設置有固定環49,固定環沿圓周表面均勻設置 有若干熱電偶491，固定環通過水平移動定位機構492固定在加熱框頂部，，這樣通過環狀結 構套設在管子四周測溫，能夠清楚的反應管子的加熱情況，通過檢測參數來控制加熱組件， 實現加熱穩定，加熱高效率等優點，并且水平移動定位機構的設置使得。
[0043]參照圖6和圖7所示，擴張體包括中心拉桿522,中心拉桿表面依次套設有第一椎體 523、第二椎體524和定型套525并通過兩端的兩個螺母鎖固，第二壓力通道設置在中心拉桿 內部，第二椎體和定型套表面還設置有與第二壓力通道配合出氣的出氣槽526。每個出氣槽 均與第二壓力通道貫通，出氣槽朝向管道牽引方向設置，由于此部屬于從小徑擴張到大徑 的中間過程，管道被擴張時，反力大，因此通過出氣槽將管道沿擴張體表面少接觸，或者做 到懸浮，使得牽引機在牽引時，不會存在較大的阻力，軸向拉伸順暢度提高，且內部氣壓大， 保證徑向拉伸效果，提高生產速度。
[0044] 本擴張體采用在本體內開設可以通氣壓的氣道，通過氣道將氣壓釋放在被擴張的 管道內壁和擴張體之間，使得擴張力度可調節，管道內壁與擴張體之間的接觸力度也可調 節，保證拉伸時的穩定性。其中，第一椎體包括直行過渡段和錐型過渡段，為管道被擴張前， 提供一個適當的壓力以適應后面快速的擴張。
[0045] 第二椎體和定型套之間還設置有連接體527,其降低了第二椎體和定型套之間的 連接難度，提高密封性能，降低制備難度，連接體材質為聚四氟乙烯，中心拉桿上設置有限 位塊528，使得整體安裝方便可靠，也便于拆卸安裝。
[0046]第一壓力通道、第二壓力通道、連接管道和壓力入口的數量均為3,三個第二壓力 通道分別與相對應的第一椎體的外表面、第二椎體的外表面以及定型套的外表面貫通連 接，其數量與中心拉桿表面套設部件一致，用以實現每個部分的單獨供氣壓，便于單獨調 整，根據每個部分氣壓的不同，可方便的調整成品性能，起到不同壓力下拉伸的好處，提高 強度和韌性，也便于提高生產速度。
[0047]第二牽引機一側沿牽伸方向上還依次設置有切割機10和擴口裝置11，能夠直接得 到成品，做到一體化生產。
[0048]取正常生產時得到的成品作為樣品檢測，并與普通PVC-O管進行數據對比，數據如 下：
[0049] DPVC-O管與PVC-U管原料節省對比圖
[0051 ] 2)PVC-0管與PVC-U管其它性能比較：
[0052] 1、密度比較:PVC-O管與PVC-U管基本相同；
[0053] 2、拉伸性能:PVC-O管比PVC-U管軸向增長約28%，環向增長約55% ;
[0054] 3、沖擊抗力：PVC-O管比PVC-U管提高約400% (落錘沖擊試驗PVC-U為64NM，80NM破 壞；而PVC-O可達300NM);
[0055] 4、彎曲性能:與PE相似，遠超過PVC-U，抗地基沉降能力增強；
[0056] 5、低溫性能:-20°C以下管材仍具有相當好的韌性；
[0057] 3)拉伸前后尺寸對比圖：
[0059] 本實用新型能夠快速穩定的將生產的PVC-U管材進行軸向拉伸和徑向拉伸，使管 材中的PVC長鏈分子在雙軸向規整排列，獲得高強度、高韌性、高抗沖、抗疲勞等優異性能。 一方面強度增加100%，另一方面減少50%原材料的消耗，可以大大節約原材料資源，降低 成本，提高產品性能，具有明顯的經濟效益和社會效益。
[0060] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新 型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因 此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理 和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權項】
1. 一種PVC-O管材生產線，其特征在于:包括沿牽伸方向依次設置的擠出機、定型箱、第 一牽引機、加熱箱、擴張機構和第二牽引機，所述擠出機的機頭上設置有擠出模具，所述擴 張機構包括噴淋箱和設置在噴淋箱進口的擴張體，所述擠出模具中部設置有第一壓力通 道，所述擴張體內設置有第二壓力通道，所述第一壓力通道通過連接管道與第二壓力通道 連接，所述第二壓力通道與擴張體的外表面貫通連接，所述第一壓力通道還與擠出模具外 表面設置的壓力入口貫通連接。2. 根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述定型箱與第一牽引 機之間還設置有預加熱裝置，所述預加熱裝置包括升降推車，所述升降推車的升降平臺表 面設置有安裝底板和電氣箱，所述安裝底板的兩個側邊對稱并向上彎折設置，所述側邊上 設置有加熱部件，所述加熱部件與電氣箱連接。3. 根據權利要求2所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述安裝底板與升降平 臺之間設置有隔離箱，所述安裝底板與側邊之間的夾角為35-55度，所述安裝底板與側邊之 間還設置有軸連機構，所述軸連機構上設置有旋轉阻尼器。4. 根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述擠出模具由分流部、 分流架、過渡部和口模部依次連接組成，所述分流架表面均勻設置有若干流道，所述壓力入 口設置在相鄰兩個流道之間的分流架上，所述第一壓力通道設置在引流模芯上，所述引流 模芯穿過過渡部和口模部設置。5. 根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述定型箱包括真空箱 體，所述真空箱體的入口上設置有真空定型套，所述真空箱體的出口上均設置有封口套，所 述封口套材質為橡膠，并且中心設置有圓形開孔，所述圓形開孔的直徑小于管材直徑，所述 真空箱體內部設置有噴淋系統，所述噴淋系統與供液栗連接，所述供液栗與液體加熱裝置 連接，所述真空箱體還與真空栗連接，所述真空栗底部與能夠沿前后左右四個方向移動的 移動機構連接。6. 根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述加熱箱包括加熱爐 體，所述加熱爐體內表面上設置有加熱組件，所述加熱爐體設置在加熱外框內，所述加熱外 框與加熱爐體之間設置有隔熱保護層，所述加熱框固定設置在移動平臺上，所述移動平臺 底部與升降機構連接，所述移動平臺位于加熱爐體的進口和出口側邊上均設置有管體托 輪，所述管體托輪與升降定位機構連接，所述加熱框位于加熱爐體的出口一側還設置有固 定環，所述固定環沿圓周表面均勻設置有若干熱電偶，所述固定環通過水平移動定位機構 固定在加熱框頂部。7. 根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述擴張體包括中心拉 桿，所述中心拉桿表面依次套設有第一椎體、第二椎體和定型套并通過兩端的兩個螺母鎖 固，所述第二壓力通道設置在中心拉桿內部，所述第二椎體和定型套表面還設置有與第二 壓力通道配合出氣的出氣槽。8. 根據權利要求7所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述第二椎體和定型套 之間還設置有連接體，所述連接體材質為聚四氟乙烯，所述中心拉桿上設置有限位塊。9. 根據權利要求7所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述第一壓力通道、第二 壓力通道、連接管道和壓力入口的數量均為3,三個所述第二壓力通道分別與相對應的第一 椎體的外表面、第二椎體的外表面以及定型套的外表面貫通連接。10.根據權利要求1所述的一種PVC-O管材生產線，其特征在于:所述第二牽引機一側沿 牽伸方向上還依次設置有切割機和擴口裝置。
【文檔編號】B29L23/00GK205553261SQ201620239497
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月28日
【發明人】曹衛忠, 陸衛祥
【申請人】張家港市斯維達機械有限公司