CN113858582A - 塑料管材挤出模具及塑料管材生产工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管材加工制造的技术领域，尤其是涉及一种塑料管材挤出模具，塑料管材挤出模具包括中空设置的外模和设置在外模内部的芯模，外模和芯模之间留有间隙并形成型腔；型腔的一端为外模和芯模的入料端，型腔的另一端为外模和芯模的出料端；外模的出料端上开设有若干条第一冷却流道，每条第一冷却流道均螺旋环绕在外模上；由外模入料端至外模出料端，若干条第一冷却流道的螺旋圈数依次增加。本申请还涉及一种塑料管材生产工艺，包括熔融、塑形、保压、冷却。在第一冷却流道的作用下，模具在工作时，外模上会形成若干个不同温度的区域，从而逐级对管材进行冷却，防止管材产生骤冷的现象，从而保证管材成型的质量。

Description

塑料管材挤出模具及塑料管材生产工艺

技术领域

本申请涉及管材加工制造的技术领域，尤其是涉及一种塑料管材挤出模具及塑料管材生产工艺。

背景技术

目前，PE管、CPVC管、UPVC管、PP-R管等塑料管材通常由挤出机加工而成。挤出机在加工塑料管材时，首先会先将原料熔融，随后将原料通入挤出模具中，挤出模具即可对原料塑形并冷却，从而使塑料原料成型为管材。

由于塑料管材在挤出模具中时温度较高，因此，当管材直接移出模具后，管材在外部空气的作用下会迅速冷却，这种“骤冷”的现象会导致管材内部存在应力。并且由于管材的快速冷却，会导致管材的直径与标准直径之间存在较大的偏差，影响管材的质量。

发明内容

为了保证管材的加工质量，本申请提供一种塑料管材挤出模具及塑料管材生产工艺。

第一方面，本申请提供的一种塑料管材挤出模具，采用如下技术方案：

一种塑料管材挤出模具，包括中空设置的外模和设置在外模内部的芯模，所述外模和芯模之间留有间隙并形成型腔；所述型腔的一端为外模和芯模的入料端，所述型腔的另一端为外模和芯模的出料端；

所述外模的出料端上开设有若干条第一冷却流道，若干条所述第一冷却流道沿外模的长度方向分布，每条所述第一冷却流道均螺旋环绕在外模上；由外模入料端至外模出料端，若干条第一冷却流道的螺旋圈数依次增加。

通过采用上述技术方案，若干个第一冷却流道的圈数逐渐增加，使得外模上不同位置处的冷却效果不同，因此模具在工作时，外模上会形成若干个不同温度的区域，从而逐级对管材进行冷却，防止管材产生骤冷的现象，从而保证管材成型的质量。

优选的，所述外模包括第一模体和若干个沿第一模体长度方向并列分布的第二模体；所述第二模体呈环状设置并且固定在第一模体上；所述第二模体的内壁与第一模体的内壁齐平；

所述第一冷却流道位于第二模体上，并且若干条所述第一冷却流道与若干个第二模体一一对应。

通过采用上述技术方案，多个第二模体能够进行拆卸和安装，因此工作人员能够改变第二模体的数量，从而增加模具上不同温度区域的数量，已达到更好的冷却效果，保证管材的成型质量。

优选的，相邻两个第二模体之间以及第一模体和第二模体之间均设置有隔热垫。

通过采用上述技术方案，隔热垫能够将相邻两个第二模体隔开，从而降低相邻两个第二模体之间的热量传递，提升第二模体对管材的冷却效果。

优选的，所述第一模体的端部设置有若干个第一保持架，所述第一保持架沿第一模体长度方向设置，并且若干个所述第一保持架环绕第一模体的周向分布；所述第二模体位于多个第一保持架内侧；所述第一保持架的一端还设置有用于固定第二模体的第一固定环。

通过采用上述技术方案，第二模体能够直接安装在第一保持架上，以便于工作人员对第二模体进行快速安装或拆卸，便于工作人员操作。

优选的，相邻两个第一保持架之间均留有间隙并向成第一导向槽，所述第二模体上设置有与第一导向槽嵌合的第一导向块；所述第一冷却流道的入口和出口均位于第一导向槽内部。

通过采用上述技术方案，第一导向槽和第一导向块能够保证第二模体的稳定性，从而保证管材的成型质量。

优选的，所述芯模包括固定在外模上的第三模体和若干个第四模体；所述第四模体呈环形设置并且所述第四模体的外侧壁与第三模体的外侧壁齐平；若干个所述第四模体沿第三模体长度方向并列分布并且均固定在第三模体上；

每个所述第四模体上均开设有第二冷却流道，所述第二冷却流道螺旋环绕在第四模体上；若干条第二冷却流道与若干条第一冷却流道一一对应；由芯模的入料端至芯模的出料端，若干条第二冷却流道的螺旋圈数依次增加。

通过采用上述技术方案，第四模体和第二模体对应设置，使得管材的外部和内部同时进行冷却，从而有效提升管材冷却的均匀性，保证管材的成型质量。

优选的，所述第三模体的一端固定有若干个第二保持架，若干个所述第二保持架沿第三模体的周向分布；

相邻两个第二保持架之间均留有间隙并形成第二导向槽，所述第四模体套设在若干个第二保持架上；所述第四模体上设置有与第二导向槽嵌合的第二导向块；所述第二冷却流道的入口和出口均位于第二导向槽内部。

通过采用上述技术方案，工作人员能够快速将第四模体安装在第二保持架上，因此模具具有较高的使用便利性。同时第二导向槽和第二导向块之间配合能够有效提升第四模体的稳定性，从而保证管材的成型质量。

优选的，所述第三模体的一端设置有安装法兰，所述安装法兰环绕在第三模体的周侧，所述安装法兰与外模连接；所述安装法兰上开设有与型腔连通的入料口。

通过采用上述技术方案，第三模体能够快速安装在外模上，因此模具具有便于组装、使用便捷度高的优点。并且工作人员能够通过更换第三模体的直径来改变型腔的大小，从而盖面管材的直径和厚度，因此模具具有较为广泛的适用范围。

优选的，所述第三模体上开设有物料槽，所述物料槽环绕设置在第三模体的周侧。

通过采用上述技术方案，物料槽能够储存原料，使得原料能够首先填充在物料槽中，并在挤出机的压力作用下继续填充在型腔内，从而保证管材的顺利成型，防止管材上存在裂缝，保证管材的成型质量。

另一方面，本申请提供一种塑料管材生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融，将原料加热并使原料处于熔融状态；

S2、塑形，将原料注入模具中，使原料成型为管材；

S3、保压，保压时间大于10秒；

S4、冷却，在对管材进行冷却时，沿管材的移动方向依次设置若干个温度区间，并且若干个温度区间的温度沿管材移动的方向依次降低，从而对管材进行逐级降温；相邻两个温度区间之间的温差小于5摄氏度。

通过采用上述技术方案，通过对管材缓慢冷却，既能够保证管材的冷却效果，又能够保证管材的成型质量。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1．在第一冷却流道和第二冷却流道的作用下，模具在工作时，型腔内部会形成若干个不同温度的区域，从而对管材进行逐级冷却，防止管材产生骤冷的现象，既能够保证管材的冷却效果，又能够保证管材的成型质量；

2.工作人员能够通过改变第二模体和第四模体的数量，从而改变模具内部温度区域的数量，从而使模具适用于不同类型的管材，有效提升模具使用的便利性，提升使用范围，降低使用成本。

附图说明

图1是本申请实施例中塑料管材挤出模具的结构示意图；

图2是塑料管材挤出模具的剖视图；

图3是用于展示第一保持架的结构示意图；

图4是用于展示第二模体与第一保持架之间连接关系的示意图；

图5是第一保持架以及第二模体的剖视图；

图6是用于展示第一冷却流道的结构示意图；

图7是芯模的爆炸结构示意图；

图8是第二保持架和第四模体的剖视图；

图9是用于展示第四模体与第二保持架之间连接关系的示意图；

图10是用于展示第二冷却流道的结构示意图。

附图中标记：1、外模；11、第一模体；12、固定法兰；13、第一保持架；131、第一导向槽；14、第二模体；141、第一导向块；142、第一冷却流道；15、第一固定环；16、第一锁紧螺栓；2、芯模；21、第三模体；211、物料槽；22、安装法兰；221、入料口；23、第二保持架；231、第二导向槽；24、第四模体；241、第二导向块；242、第二冷却流道；25、第二固定环；26、第二锁紧螺栓；3、隔热垫。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本发明作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种塑料管材挤出模具。参照图1和图2，塑料管材挤出模具包括中空管状设置的外模1和位于外模1内部的芯模2。外模1包括第一模体11，第一模体11的一端设置有固定法兰12，固定法兰12能够固定在挤出机上，从而将塑料管材挤出模具整体固定在挤出机上。内模包括设置在第一模体11内部的第三模体21。第三模体21的一端固定有安装法兰22，安装法兰22位于第三模体21的周侧并与第三模体21一体成型。安装法兰22通过螺栓固定在第一模体11上。

参照图1和图2，第一模体11和第三模体21之间留有间隙并形成型腔，安装法兰22上开设有与型腔内部连通的入料口221。入料口221所在位置为塑料管材挤出模具的入料端，同样为外模1和芯模2的入料端。熔融状态下的塑料原料能够直接通过入料口221进入型腔内部，从而在型腔内部成型为管材。

参照图2，第三模体21沿其周向开设有物料槽211，并且物料槽211位于第三模体21靠近安装法兰22的一端。因此，原料进入型腔时，首先会填注在物料槽211中，随后原料在挤出机的压力下再进入至型腔中。

参照图2和图3，第一模体11远离固定法兰12的一端设置有若干个第一保持架13，第一保持架13沿第一模体11长度方向设置，并且若干个第一保持架13环绕第一模体11的周向均匀分布。第一保持架13呈弧形板状设置，相邻两个第一保持架13留有间隙并形成第一导向槽131。

参照图4和图5，第一保持架13内侧设置有若干个第二模体14。第二模体14呈环状设置，若干个第二模体14沿第一模体11长度方向并列分布，第二模体14的周侧设置有与第一导向槽131嵌合的第一导向块141，第一导向块141能够沿第一导向槽131移动，使得第二模体14能够安装至第一保持架13内侧；相邻两个第二模体14之间以及第一模体11和第二模体14之间均设置有隔热垫3，使得若干个第二模体14之间相互独立。

参照图3和图5，第一保持架13的端部设置有第一固定环15，第一固定环15通过第一锁紧螺栓16固定在第一保持架13上，并且第一固定环15的内侧延伸至第一保持架13内部并与第二模体14抵接，使得第一固定环15能够对安装在第一保持架13中的第二模体14进行固定。

第二模体14和隔热垫3的内壁与第一模体11的内壁齐平，以防止管材在注塑成型时产生形变，从而保证管材的加工质量；

参照图5和图6，每个第二模体14上均开设有第一冷却流道142，第一冷却流道142螺旋环绕在第二模体14上。沿管材的移动方向，若干个第一冷却流道142的螺旋圈数依次增加一圈。因此，第二模体14的冷却效果随着第一冷却流道142螺旋圈数的增加而提升，使得型腔内部形成若干个温度依次降低的温度区域，从而对管材进行逐级冷却。

参照图4和图5，第一冷却流道142的入口和出口均贯穿第一导向块141并位于第一导向槽131内部，以便于外接冷却液的输入管道和输出管道。

第二模体14所在的位置为模具的出料端，同样为外模1和芯模2的出料端。成型后的管材能够从出料端顺利排出。

参照图7和图8，第三模体21背向安装法兰22的一端一体成型有若干个第二保持架23，第二保持架23同样设置为弧形板，第二保持架23沿第三模体21长度方向设置，若干个第二保持架23沿第三模体21的周向分布。相邻两个第二保持架23之间均留有间隙并形成第二导向槽231。

参照图7和图8，第二保持架23上套设有若干个第四模体24，第四模体24呈环状设置，并且若干个第四模体24沿第三模体21长度方向并列分布。若干个第四模体24与若干个第二模体14一一对应，每个第四模体24均位于与之相对应的第二模体14内部。

参照图7和图8，第四模体24内壁上设置有与第二导向槽231嵌合的第二导向块241，第二导向块241能够沿第二导向槽231滑动，从而使第四模体24安装在第二保持架23。第二保持架23远离第三模体21的一端设置有第二固定环25，第二固定环25通过第二锁紧螺栓26固定在第二保持架23上，第二固定环25的外周缘与第四模体24抵接，从而对第四模体24进行固定。

参照图7和图8，相邻两个第四模体24以及第四模体24和第三模体21之间同样设置有隔热垫3，第四模体24的外侧壁与第三模体21的外侧壁齐平，以保证管材成型的质量。

参照图9，每个第四模体24上均开设有第二冷却流道242，第二冷却流道242的入口和出口均贯穿第二导向块241并位于第二导向槽231内部，以便于工作人员外接冷却液的输入管道和输出管道。

参照图9和图10，第二冷却流道242螺旋环绕在第四模体24上，并且一个第四模体24上第二冷却流道242的螺旋圈数和与之对应的第二模体14上第一冷却流道142的螺旋圈数相同。因此，沿原料的移动方向，若干个第四模体24的冷却效果依次提升，从而提升对原料管材的冷却效果。

本申请实施例中塑料管材挤出模具的实施原理为：将模具固定在挤出机的出料口，熔融的原料在挤出机的作用下通过入料口221进入至型腔内部，并在型腔内成型为管材。

管材成型后依次经过若干个第二模体14和第四模体24之间的空隙，第二模体14和第四模体24对管材进行逐级冷却，从而完成管材的加工。

本申请还公开一种塑料管材生产工艺，包括以下步骤：

S1、熔融，将原料加热并使原料处于熔融状态；

S2、塑形，将原料注入模具中，使原料成型为管材；

S3、保压，原料在第一模体11和第三模体21之间时，第一模体11和第三模体21即可对管材进行保压，保证管材的成型质量。保压时间大于10秒；

S4、冷却，模具在对管材进行冷却时，模具内部沿管材的移动方向依次形成若干个温度区间，并且若干个温度区间的温度沿管材移动的方向依次降低，从而对管材进行逐级降温；相邻两个温度区间之间的温差小于5摄氏度。作为优选，本申请实施例中相邻两个温度区间的温差为5摄氏度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种塑料管材挤出模具，其特征在于：包括中空设置的外模(1)和设置在外模(1)内部的芯模(2)，所述外模(1)和芯模(2)之间留有间隙并形成型腔；所述型腔的一端为外模(1)和芯模(2)的入料端，所述型腔的另一端为外模(1)和芯模(2)的出料端；

所述外模(1)的出料端上开设有若干条第一冷却流道(142)，若干条所述第一冷却流道(142)沿外模(1)的长度方向分布，每条所述第一冷却流道(142)均螺旋环绕在外模(1)上；由外模(1)入料端至外模(1)出料端，若干条第一冷却流道(142)的螺旋圈数依次增加。

2.根据权利要求1所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述外模(1)包括第一模体(11)和若干个沿第一模体(11)长度方向并列分布的第二模体(14)；所述第二模体(14)呈环状设置并且固定在第一模体(11)上；所述第二模体(14)的内壁与第一模体(11)的内壁齐平；

所述第一冷却流道(141)位于第二模体(14)上，并且若干条所述第一冷却流道(142)与若干个第二模体(14)一一对应。

3.根据权利要求2所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：相邻两个第二模体(14)之间以及第一模体(11)和第二模体(14)之间均设置有隔热垫(3)。

4.根据权利要求2所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述第一模体(11)的端部设置有若干个第一保持架(13)，所述第一保持架(13)沿第一模体(11)长度方向设置，并且若干个所述第一保持架(13)环绕第一模体(11)的周向分布；所述第二模体(14)位于多个第一保持架(13)内侧；所述第一保持架(13)的一端还设置有用于固定第二模体(14)的第一固定环(15)。

5.根据权利要求4所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：相邻两个第一保持架(13)之间均留有间隙并向成第一导向槽(131)，所述第二模体(14)上设置有与第一导向槽(131)嵌合的第一导向块(141)；所述第一冷却流道(142)的入口和出口均位于第一导向槽(131)内部。

6.根据权利要求1所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述芯模(2)包括固定在外模(1)上的第三模体(21)和若干个第四模体(24)；所述第四模体(24)呈环形设置并且所述第四模体(24)的外侧壁与第三模体(21)的外侧壁齐平；若干个所述第四模体(24)沿第三模体(21)长度方向并列分布并且均固定在第三模体(21)上；

每个所述第四模体(24)上均开设有第二冷却流道(242)，所述第二冷却流道(242)螺旋环绕在第四模体(24)上；若干条第二冷却流道(242)与若干条第一冷却流道(142)一一对应；由芯模(2)的入料端至芯模(2)的出料端，若干条第二冷却流道(242)的螺旋圈数依次增加。

7.根据权利要求6所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述第三模体(21)的一端固定有若干个第二保持架(23)，若干个所述第二保持架(23)沿第三模体(21)的周向分布；

相邻两个第二保持架(23)之间均留有间隙并形成第二导向槽(231)，所述第四模体(24)套设在若干个第二保持架(23)上；所述第四模体(24)上设置有与第二导向槽(231)嵌合的第二导向块(241)；所述第二冷却流道(242)的入口和出口均位于第二导向槽(231)内部。

8.根据权利要求6所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述第三模体(21)的一端设置有安装法兰(22)，所述安装法兰(22)环绕在第三模体(21)的周侧，所述安装法兰(22)与外模(1)连接；所述安装法兰(22)上开设有与型腔连通的入料口(221)。

9.根据权利要求6所述的塑料管材挤出模具，其特征在于：所述第三模体(21)上开设有物料槽(211)，所述物料槽(211)环绕设置在第三模体(21)的周侧。

10.一种使用权利要求1-9中任意一项所述塑料管材挤出模具的塑料管材生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、熔融，将原料加热并使原料处于熔融状态；

S2、塑形，将原料注入模具中，使原料成型为管材；

S3、保压，保压时间大于10秒；

S4、冷却，在对管材进行冷却时，沿管材的移动方向依次设置若干个温度区间，并且若干个温度区间的温度沿管材移动的方向依次降低，从而对管材进行逐级降温；相邻两个温度区间之间的温差小于5摄氏度。

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