CN218429943U - 一种pe管材用取向拉伸装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种PE管材用取向拉伸装置，包括外螺纹套管组件，在外螺纹套管组件上连接有锥体弧形扩胀头，锥体弧形扩胀头的端部连接支撑板和冷却套组件，锥体弧形扩胀头的圆弧上设有圆弧槽，圆弧槽上连通有出风微孔，在外螺纹连接套管的端部间隔设有出风通孔，支撑板上设有通气孔，在外螺纹套管组件内部还设有中心出风管，端部的空隙通过进风堵头进行密封，在外螺纹连接套管外还设置有可移动的风环。通过移动风环吹风和调节风量大小和对取向装置内部的冷却，以及对取向拉伸装置的前后移动，实现了对管坯取向扩张前、扩张取向后温度的有效控制，缩短了拉伸温度的控制时间，保证了对PE管材的径向和轴向的均匀拉伸，从而提高了管材强度。

Description

一种PE管材用取向拉伸装置

技术领域

本实用新型属于管材成型加工技术领域，具体涉及一种PE管材用取向拉伸装置。

背景技术

随着塑料管材的需求量大幅提高、塑料管材的应用领域也不断拓宽，各国对塑料管材的性能也提出了更高的要求，如节省材料，提高管材的各方面性能必将是塑料管材研究的一个重要方向。取向拉伸增强技术是近年发展的一种新的塑料管材生产技术，即在生产过程中将管材沿轴向和环向都进行拉伸取向，从而使管材轴向和环向的力学性能均得以增强。

在PE管材挤出成型取向拉伸过程中，最好在结晶开始熔融、分子链能够运动的温度下进行拉伸，因此，温度的控制对取向拉伸尤为重要，直接影响到管材的质量，现有技术对管材的轴向拉伸是容易实现的，但是取向拉伸装置通常为一个取向装置，生产一种规格管材，给生产更换管材规格带来了困难，从而影响了生产效率。传统的取向和冷却装置，大多是固定不动的，不能前后移动，冷却的最佳位置难以确定，对管坯的外冷却为自然冷却，在连续生产时产生的热量不能够及时被带走，冷却效果不佳。此外，内冷多采用介质为液体冷却，密封结构比较复杂，制作加工困难，现有的取向扩张装置对管材的扩胀由于自身结构的缺陷，冷却不均匀，不能保证管材整体扩胀的均匀性，使得拉伸后的管材存在壁厚不均匀，严重影响了管材的使用强度。

实用新型内容

针对上述问题情况，本实用新型提供一种PE管材用取向拉伸装置，解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种PE管材用取向拉伸装置，包括由多个外螺纹连接套管相互连接而成的外螺纹套管组件，在外螺纹套管组件上可移动地连接有锥体弧形扩胀头，锥体弧形扩胀头的一端连接有支撑板和冷却套组件，冷却套组件的端面通过螺纹堵头连接密封固定，锥体弧形扩胀头的圆弧上设置有相同间隔分布的圆弧槽，圆弧槽上连通有出风微孔，在外螺纹连接套管的端部间隔设置有出风通孔，支撑板上设置有通气孔，在外螺纹套管组件的内部还设置有中心出风管，中心出风管和外螺纹套管组件端部之间的空隙通过进风堵头进行密封，在外螺纹连接套管外还设置有可移动的风环。

作为进一步的技术方案，所述冷却套组件为过渡冷却套，在支撑板一侧的外螺纹套管组件上设置有堵头，锥体弧形扩胀头的端部连接着支撑板和过渡冷却套，锥体弧形扩胀头的头部设置有与外螺纹连接套管相配合的内螺纹，在外螺纹连接套管上通过旋转进行前进和后退。

作为进一步的技术方案，所述冷却套组件包括变径弧形扩胀头以及变径过渡冷却套，在变径弧形扩胀头的端部连接变径支撑板和变径过渡冷却套，变径支撑板上设置有通气孔，在支撑板和变径支撑板一侧的外螺纹套管组件上均设置有堵头。

作为进一步的技术方案，所述变径弧形扩胀头的圆弧上设有相同间隔分布的圆弧槽，圆弧槽上连通有出风微孔。

作为进一步的技术方案，所述相连的外螺纹连接套管之间通过内螺纹连接套管进行固定连接，多个外螺纹连接套管相互连接构成外螺纹套管组件，外螺纹套管组件的两端设置有内螺纹，一端的内螺纹与连接套管相连，另一端内螺纹用于连接进风堵头。

作为进一步的技术方案，所述外螺纹连接套管与中心出风管之间构成进风通道，进风通道与风源相连接，中心出风管的中心为出风通道。

作为进一步的技术方案，所述风环为移动式冷却风环，风环的侧面设置有进风管连接口，通过进风管与风机连接，风环上还设置有温度传感器，对管坯的温度进行监测。

作为进一步的技术方案，所述的出风微孔直径小于圆弧槽的开槽尺寸。

作为进一步的技术方案，所述装置的前端与挤出机连接，产生管坯，后端设置有牵引机，带动管坯移动，进行取向拉伸。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1) 通过风环的吹风和调节风量大小，使管坯的外表面冷却能控制的在最佳的温度位置节点上冷却，缩短了冷却时间，实现快速冷却，内冷却由来源鼓风机进行的取向装置内冷却，实现了双面冷却，冷却效果显著提高，弥补了用自然外冷却所造成的冷却不均匀的不足。

2）外螺纹连接套管使取向拉伸装置实现前后移动，使外冷却和内冷却对管坯取向扩张前、扩张取向后温度的有效控制，解决快速对PE管材取向拉伸温度控制难的问题。

3）通过内连接螺纹套管将相邻的外螺纹连接套管连接，使整体螺纹套管延长，使取向拉伸装置的移动范围更大，对管坯取向扩张前、扩张取向后温度的有更好效控制。

4)管坯通过弧形扩胀头时，管坯的内壁紧贴在取向拉伸弧形扩胀头的外壁移动，在管坯拉伸时与弧形扩胀头接触面积比较大，多道出风微孔设计，在管坯与取向拉伸装置的外径之间形成了一层冷却风膜，对管坯进一步冷却，缩短了拉伸温度时间，保证了对PE管材的径向和轴向的均匀拉伸，从而提高了管材强度。

5)取向拉伸装置根据不同的规格可更换的结构，将连接在锥体弧形扩胀头一端的过渡冷却套拆卸，安装上变径弧形扩胀头、变径支撑板和变径过渡冷却套，从而实现变径取向拉伸PE管材。

附图说明

图1为本实用新型的PE管材用取向拉伸装置结构示意图；

图2为图1的连接变径PE管材的取向拉伸装置结构示意图；

图3为本实用新型的锥体弧形扩胀头剖视结构示意图；

图4为图3中的出风微孔的局部放大图；

图5为本实用新型的外螺纹套管结构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为本实用新型的内螺纹连接套管的剖视结构示意图；

图8为图2连接变径弧形扩胀头的剖面结构示意图；

图中：1、风环；2、进风管连接口；3、锥体弧形扩胀头；4、支撑板；5、过渡冷却套；6、螺纹堵头；7、连接套管；8、外螺纹连接套管；9、出风通孔；10、内螺纹连接套管；11、出风微孔；12、圆弧槽；13、堵头；14、中心出风管；15、进风堵头；16、进风通道；17、出风通道；18、变径弧形扩胀头；19、变径支撑板；20、变径过渡冷却套；21、通气孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

如图1-2所示，一种PE管材用取向拉伸装置，包括由多个外螺纹连接套管8相互连接而成的外螺纹套管组件，在外螺纹套管组件上可移动地连接有锥体弧形扩胀头3，锥体弧形扩胀头3的端部连接有支撑板4和过渡冷却套5，过渡冷却套5的一端面均布设有2-6个的堵头螺纹孔，通过螺纹堵头6连接密封固定。锥体弧形扩胀头3的圆弧上设置有相同间隔分布的圆弧槽12，圆弧槽12上连通有出风微孔11；在外螺纹连接套管8的端部间隔设置有出风通孔9，支撑板上设置有通气孔21，在外螺纹套管组件的内部还设置有中心出风管14，中心出风管14和外螺纹套管组件端部之间的空隙通过进风堵头15进行密封，在外螺纹连接套管8外还设置有可移动的风环1。

为了使取向拉伸装置可以前后的移动，在外螺纹连接套管8的螺纹上连接着锥体弧形扩胀头3，所述锥体弧形扩胀头3端部具有内螺纹和外螺纹，其中内螺纹连接支撑板4，外螺纹连接过渡冷却套5可构成连接一体式，沿着外螺纹连接套管8的外螺纹旋转前移或后退，还可以组合锥体弧形扩胀头3和支撑板4连接为一体沿着外螺纹连接套管8的外螺纹旋转前移或后退。通过旋转构成连接的一体式取向拉伸装置进行前移或后退，从而使取向装置能够精确地控制管坯的各工艺参数。

所述两个外螺纹连接套管8之间通过内螺纹连接套管10进行固定连接，外螺纹连接套管8结构如图5和图6所示，内螺纹连接套管10两端具有内螺纹，其结构如图7所示，多个外螺纹连接套管8相互连接构成外螺纹套管组件，外螺纹套管组件的两端设置有内螺纹，一端的内螺纹与连接套管7相连，另一端内螺纹用于连接进风堵头15。所述的中心出风管14的中心设有通道，一端螺纹连接来源机头，另一端设有的凹台（图中未标出）与进风堵头15，凸台对进风堵头15起限位作用。

如图1-2所示，所述的风环1为移动式冷却风环，风环1设有2-6个进风管连接口2，进风管连接口2连接于进风软管上，进风软管再连接与风机出风口上，风环1上还设置有温度传感器，对管坯的温度进行监测。通过移动式冷却风环的调节吹风量的大小对管坯在取向拉伸时的温度进行控制，使管坯的外表面冷却在最佳的温度位置节点上冷却，实现了快速均匀冷却。同时，应注意风环大小应与管坯直径相适应，一般风环内径为机头直径的1.5-2.5倍。

如图1所示，由外螺纹连接套管8与中心出风管14构成进风通道16，进风通道16的内冷却风来源鼓风机的冷风，中心出风管14的中心为出风通道17，冷却风通过挤出机头设有的进风通道16进入锥体弧形扩胀头3内腔，穿过支撑板4设有的通气孔21后，到过渡冷却套5的内腔进行管坯冷却，直至充满整个管腔，然后通过出风通道17将连续的热风排出。通过调节鼓风机的吹风量的大小，实现外冷却和内冷却对管坯双面冷却的平衡。

本实用新型的外螺纹连接套管8的其一端部螺纹径向设有相同间隔3-8个出风通孔9，通过出风通孔9将冷却风通入到锥体弧形扩胀头3和过渡冷却套5型腔里。同时，通过内螺纹连接套管10连接的外螺纹连接套管8，可以实现更换不同规格的管材，其将过渡冷却套5拆卸，依次连接变径弧形扩胀头18、变径支撑板19、变径过渡冷却套20，便实现了变径后取向拉伸装置的前后移动。

如图3所示，锥体弧形扩胀头3的圆弧上设有相同间隔2-6并列圆弧槽12，每列圆弧槽12设有6-36个出风微孔，所述的出风微孔11见图4放大示意图，出风微孔11直径小于圆弧槽的开槽尺寸。由于锥体弧形扩胀头3为圆弧形，在管坯拉伸时与锥体弧形扩胀头3接触面积比较大，冷却效果比较好，同时，多道出风微孔11的设计起到对管坯进一步冷却，并且在管坯与取向拉伸装置的外径之间形成了一层冷却风膜，缩短了拉伸温度时间，保证了对PE管材的径向和轴向的均匀拉伸，从而提高了管材强度。

如图8所示，变径弧形扩胀头18的两端设有内螺纹，内螺纹的一端连接着锥体弧形扩胀头3，另一端连接着变径支撑板19和变径过渡冷却套20，所述的变径过渡冷却套20的端部平面上均布设有2-4个的螺纹堵头6。所述的变径弧形扩胀头18的圆弧上设有间隔相同2-6个圆弧槽12，每个圆弧槽12内设有6-38个出风微孔，出风微孔11的直径小于圆弧槽12，所述的多道出风微孔11起到对管坯作为进一步的技术方案冷却，缩短了拉伸温度时间。

本实用新型的PE管材用取向拉伸装置的实施过程及原理，如图1-2所示，实施时，物料从机头口模挤出管坯，管坯经过取向拉伸装置的内部进风通道16和外部风环1的吹风对管坯内外表面冷却，使管坯的内、外温控得到冷却平衡，并通过外螺纹连接套管8两端设有的内螺纹，一端连接有连接套管7，另一端带有出风通孔9的连接着内螺纹连接套管10，内螺纹连接套管10连接相邻的两个外螺纹连接套管8，组成外螺纹套管组件；所述外螺纹套管组件的另一端连接着进风堵头15，在支撑板4和变径支撑板19一侧的外螺纹套管组件上均设置有堵头13，起到密封和定位作用；冷却进风由进风通道16通过外螺纹连接套管8的出风通孔9以及支撑板4的通气孔21将风充满型腔，充满型腔后的冷却风通过中心出风管14的出风通道17与连接设置来源的机头出风口排出。所述中心出风管14，其端部设有卡槽（图中未标出），卡槽在进风堵头15和外螺纹连接套管8之间匹配连接构成进风通道16和出风通道17。

当需要更换不同管材规格时，将过渡冷却套5拆卸，依次连接变径弧形扩胀头18、变径支撑板19和变径过渡冷却套20，从而实现不同规格的变径取向拉伸PE管材。为了制得理想的高质量的取向拉伸管材，在拉伸取向过程中，温度、拉伸比、拉伸速度等工艺参数的控制非常重要。在控制对于管坯的取向拉伸通常在玻璃化转变温度Tg至熔融温度Tm之间进行，在给定的拉伸比和拉伸速度下，适当降低拉伸温度，分子伸展形变会增大，粘性会减小，有助于提高取向度，但温度过低会降低分子链段的活动能力，不利于取向，而过的高温度容易拉断。另外，取向拉伸之后的管材应迅速降温，以保持高分子链的定向程度。

本实用新型通过移动风环吹风和调节风量大小和对取向装置内外部的冷却，以及对取向拉伸装置的前后移动，实现了对管坯取向扩张前、扩张取向后温度的有效控制，解决了PE管材取向拉伸温度控制难的问题，弧形扩胀头径向设有多道出风微孔，管坯拉伸时与弧形扩胀头接触面积比较大，缩短了拉伸温度的控制时间，保证了对PE管材的径向和轴向的均匀拉伸，从而提高了管材强度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，包括由多个外螺纹连接套管（8）相互连接而成的外螺纹套管组件，在外螺纹套管组件上可移动地连接有锥体弧形扩胀头（3），锥体弧形扩胀头（3）的端部连接有支撑板（4）和冷却套组件，冷却套组件的端面通过螺纹堵头（6）连接密封固定，锥体弧形扩胀头（3）的圆弧上设置有相同间隔分布的圆弧槽（12），圆弧槽（12）上连通有出风微孔（11），在外螺纹连接套管（8）的端部间隔设置有出风通孔（9），支撑板（4）上设置有通气孔（21），在外螺纹套管组件的内部还设置有中心出风管（14），中心出风管（14）和外螺纹套管组件端部之间的空隙通过进风堵头（15）进行密封，在外螺纹连接套管（8）外还设置有可移动的风环（1）。

2.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述冷却套组件为过渡冷却套（5），在支撑板（4）一侧的外螺纹套管组件上设置有堵头（13），锥体弧形扩胀头（3）的端部连接着支撑板（4）和过渡冷却套（5），锥体弧形扩胀头（3）的头部设置有与外螺纹连接套管（8）相配合的内螺纹，在外螺纹连接套管（8）上通过旋转进行前进和后退。

3.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述冷却套组件包括变径弧形扩胀头（18）以及变径过渡冷却套（20），在变径弧形扩胀头（18）的端部连接变径支撑板（19）和变径过渡冷却套（20），变径支撑板（19）上设置有通气孔（21），在支撑板（4）和变径支撑板（19）一侧的外螺纹套管组件上均设置有堵头（13）。

4.根据权利要求3所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述变径弧形扩胀头（18）的圆弧上设有相同间隔分布的圆弧槽（12），圆弧槽（12）上连通有出风微孔（11）。

5.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述相连的外螺纹连接套管（8）之间通过内螺纹连接套管（10）进行固定连接，多个外螺纹连接套管（8）相互连接构成外螺纹套管组件，外螺纹套管组件的两端设置有内螺纹，一端的内螺纹与连接套管（7）相连，另一端内螺纹用于连接进风堵头（15）。

6.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述外螺纹连接套管（8）与中心出风管（14）之间构成进风通道（16），进风通道（16）与风源相连接，中心出风管（14）的中心为出风通道（17）。

7.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述风环（1）为移动式冷却风环，风环（1）的侧面设置有进风管连接口（2），通过进风管与风机连接，风环（1）上还设置有温度传感器，对管坯的温度进行监测。

8.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述的出风微孔（11）直径小于圆弧槽（12）的开槽尺寸。

9.根据权利要求1所述的一种PE管材用取向拉伸装置，其特征在于，所述装置的前端与挤出机连接，产生管坯，后端设置有牵引机，带动管坯移动，进行取向拉伸。

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