一种pvc-o管材多级温控加工成型装置及其加工方法
【技术领域】
[0001]—种PVC-O管材多级温控加工成型装置及其加工方法，属于PVC-O管材的加工设备领域。
【背景技术】
[0002]双轴取向聚氯乙烯(PVC-O)是PVC管的最新进化形式，通过特殊的取向加工工艺制造的管材，一般是采用挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸，使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列，获得高强度、高韧性、高抗冲、抗疲劳的新型PVC管材，性能远优于普通PVC-U管材，研究开发PVC-O管材，可以大大节约原材料资源，降低成本，提高产品性能，具有明显的经济效益和社会效益。
[0003]PVC属于非结晶型的无定型塑料，由于分子中的氯具有较大的极性，因此呈刚性，玻璃化温度较高，没有明确的熔点。这种性能的管材，与其他结晶型的聚烯烃管材相比，较适合于进行双轴拉伸取向。PVC管材在成型过程中很容易进行单轴拉伸取向，即轴向拉伸取向，只要增加管材牵引和挤出的速比即可实现这种取向。但这种轴向拉伸取向对管材的性能来讲是毫无意义的，因为它虽然通过拉伸取向增加了管材取向的强度，但却降低了管材径向(即环向)的强度，这对于塑料管材，尤其是给水管材来说，是十分有害的，因为它会大大降低管材的液压爆破强度，这也是管材的质量标准中要规定管材的纵向回缩率一定要小于等于5%的原因。理想的拉伸取向应当是双向的，即双轴拉伸取向，通过双轴拉伸取向，既增加了管材的轴向强度，同时也增加了管材的径向(即环向)强度。也就是说，通过双轴拉伸取向，提高了管材的整体性能。在管材材料强度大大增加、管材原有液压爆破强度基础上，通过降低壁厚的方法节省原料，降低产品的成本。
[0004]现有技术，对PVC-O管材的轴向拉伸是容易实现的，但是径向(即环向)的拉伸的实现存在一定的技术问题，现有的径向扩张装置对管材的扩张由于自身结构的缺陷，不能保证管材整体扩张的均匀性，使得拉伸后的管材存在壁厚不均匀，管体容易变形等问题，严重影响了管材的使用强度。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种可在线生成管材的同时进行径向拉伸的、管材壁厚均匀、使用强度高的PVC-O管材多级温控加工成型装置及其加工方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该PVC-O管材多级温控加工成型装置，包括机架、下料挤出机构和管体成型机构，在所述机架上横向设有相连接的下料挤出机构和管体成型机构，下料挤出机构包括下料机构、搅拌机构和挤出机构，下料机构设置在搅拌机构作为进料端一端的上方，搅拌机构进料端连接动力机构，挤出机构设置在搅拌机构作为出料端的另一端，其特征在于:所述的搅拌机构包括搅拌筒和搅拌轴，搅拌筒出料端内侧固定有支撑出料板，并在支撑出料板外侧连接挤出机构，支撑出料板为套装在搅拌轴出料端并带有出料孔的圆盘；
挤出机构包括进料筒、初步成型管和初步成型轴，初步成型管内套装同轴设置的初步成型轴，进料筒筒体的外圈设有加热丝，所述初步成型轴上设有冷却丝，初步成型轴的出料端伸出初步成型管后连接管体成型机构，管体成型机构的进料口和出料口两端分别设有一组拖管机构，通过拖管机构将拖动成型的管体拖出。
[0007]所述的进料筒为锥形出口，锥形出口为截面呈梯形设置的锥形筒，锥形筒大口径端连通所述的搅拌筒内作为出料端的一端，小口径端连接初步成型管。
[0008]将下料挤出机构和管体成型机构顺序连接为一体，管材挤出生成之后直接进入拉伸工艺中去，下料、搅拌、挤出生成一气呵成，然后在管材初步生成的同时进行难度较大的径向拉伸，保证了管材整体扩张的均匀性，使得拉伸后的管材壁厚均匀，管体不易变形；管材的输出通过拖管机构拖出，整个成型、拉伸工艺一条生产线下即可高效率的完成，节省了中间环节的繁杂，简化了工艺过程，又保证了管材的质量。
[0009]在初步成型管内壁与初步成型轴之间的间隙行走初步成型的管材，并利用加热丝对管材进行缓慢加热，直至成型，更有利于管材壁厚的均匀性。
[0010]所述的搅拌轴轴向安装在横向放置的搅拌筒内，搅拌筒上环绕有加热丝，搅拌轴一端伸出搅拌筒外连接动力机构，另一端通过支撑出料板固定在搅拌筒内作为出料端的另一端。搅拌轴为蜗杆或绞龙。通过蜗杆或绞龙来实现物料的均匀搅拌，蜗杆或绞龙的转动速率可根据不同物料的密度进行自由调整。
[0011]所述的支撑出料板上环形均布多个出料孔，出料孔呈扇形设置。
[0012]所述的支撑出料板内设有引线孔，该引线孔与所述的出料孔相连通，初步成型轴内部中空且进料端部设有同样的引线孔，进料筒外的加热丝与初步成型轴上的冷却丝的线路依次经过初步成型轴内部、出料孔、引线孔后与外部电源相连。
[0013]所述的管体成型机构包括拉伸成型轴和拉伸成型管，拉伸成型管内同轴安装拉伸成型轴，且拉伸成型轴和拉伸成型管的口径按照成型管材的移动方向同比例逐渐增大，且拉伸成型管两端均设有一段连接进或出的成型管材的平直管体；拉伸成型轴上随轴直径的增大依次设有多段加热丝和冷却丝。
[0014]拉伸成型轴和拉伸成型管的口径按照成型管材的移动方向同比例逐渐增大，并在拉伸成型轴上设有加热丝和冷却丝，加热丝和冷却丝均可设置多组，实现对管材的缓慢加热和缓慢冷却，在缓慢加热的过程中实现对管材的缓慢拉伸，充分保证管材壁厚的均匀性，缓慢冷却又能保证拉伸后管材的使用强度。
[0015]优选的，管体成型机构两端设置的拖管机构，分别用于连接初步成型轴和拉伸成型轴的出料端，初步成型轴固定连接所述拉伸成型轴，所述拉伸成型轴出料端伸出拉伸成型管，拉伸成型轴进料端的平直管体处设有第三加热丝，逐渐增大的中部管体上设有至少一组第四加热丝，出料端的平直管体上设有第二冷却丝。
[0016]所述的拖管机构包括履带、带轮和支座，支座设有中空的内腔，其内腔中安装上下对称设置在初步成型轴或拉伸成型轴两侧的两组带轮，每组带轮至少设有两个，每组带轮均通过一条履带连接。
[0017]使用拖管机构实现管材的出料和向下一工序的递送，省去了人工或者其他机器出料的麻烦，和管材成型的各个工序良好的融为一体，实现在线生产的一体化。
[0018]所述的拉伸成型轴为中空的管体，且与初步成型轴内部相连通。
[0019]根据上述的一种PVC-O管材多级温控加工成型装置的管材成型工艺，其特征在于:包括以下步骤:
通过下料机构向搅拌机构内下料，由动力机构带动搅拌机构对物料进行搅拌，由支撑出料板的孔挤出，进入挤出成型机构的进料筒内；
由挤出成型机构加热、冷却，在初步成型管内壁与初步成型轴之间的间隙形成初步成型的管材，管材行走至初步成型管出料端口处时，通过初步成型轴上设置的冷却丝对管材进行缓慢降温冷却；
利用加热丝对管材进行缓慢加热，直至成型，更有利于管材壁厚的均匀性，挤出初步成型的管材；
初步成型的管材通过托管机构拖出并送入管体拉伸成型机构内，依次通过拉伸成型机构内多段加热丝进行缓慢加热，达到可拉伸加工的熔融状态，管材在管体拉伸成型机构内被缓慢拉伸，最终通过出料端的上设有的冷却丝进行冷却，成型；再次经过加热、冷却的过程，并在加热、冷却的过程中实现径向拉伸；
PVC-O管材径向拉伸加工完成，由另一组拖管机构拖出。
[0020]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是:
1、将下料挤出机构和管体成型机构顺序连接为一体，管材挤出生成之后直接进入拉伸工艺中去，下料、搅拌、挤出生成一气呵成，然后在管材初步生成的同时进行难度较大的径向拉伸，保证了管材整体扩张的均匀性，使得拉伸后的管材壁厚均匀，管体不易变形；管材的输出通过拖管机构拖出，整个成型、拉伸工艺一条生产线下即可高效率的完成，节省了中间环节的繁杂，简化了工艺过程，又保证了管材的质量。
[0021]2、拉伸成型轴和拉伸成型管的口径按照成型管材的移动方向同比例逐渐增大，并在拉伸成型轴上设有加热丝和冷却丝，加热丝和冷却丝均可设置多组，实现对管材的缓慢加热和缓慢冷却，在缓慢加热的过程中实现对管材的缓慢拉伸，充分保证管材壁厚的均匀性，缓慢冷却又能保证拉伸后管材的使用强度。
[0022]3、初步成型轴和拉伸成型轴的出料端均套装一组拖管机构，使用拖管机构实现管材的出料和向下一工序的递送，省去了人工或者其他机器出料的麻烦，和管材成型的各个工序良好的融为一体，实现在线生产的一体化。
【附图说明】
[0023]图1为PVC-O管材多级温控加工成型装置轴测图示意图。
[0024]图2为PVC-O管材多级温控加工成型装置俯视图示意图。
[0025]图3为PVC-O管材多级温控加工成型装置主视图剖视示意图。
[0026]图4为下料挤出机构与动力机构连接关系俯视图示意图。
[0027]图5为图4的B-B剖视示意图。
[0028]其中:1、电机 2、联轴器 3、轴承 4、搅拌机构 401、搅拌筒 402、搅拌轴403、支撑出料板 5、下料漏斗 6、第一加热丝 7、机架 8、第一冷却丝 9、挤出机构901、锥形出口 902、初步成型管903、初步成型轴10、管体成型机构1001、拉伸成型轴1002、拉伸成型管11、第二加热丝12、第二冷却丝13、第一拖管机构14、第二拖管机构15、履带16、带轮17、支座18、第三加热丝19、第四加热丝。
【具体实施方式】
[0029]图1~5是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~5对本发明做进一步说明。
[0030]参照附图1~5:—种PVC-O管材多级温控加工成型装置，包括动力机构、机架7、下料挤出机构和管体成型机构，机架7上横向设有相连接的下料挤出机构和管体成型机构，下料挤出机构包括下料机构、搅拌机构4和挤出机构9，下料机构设置在搅拌机构4作为进料端一端的上方，搅拌机构4进料端连接动力机构，挤出机构9设置在搅拌机构4作为出料端的另一端；挤出机构9连接管体成型机构；管体成型机构两端分别设有一组拖管机构，通过拖管机构将管体拖出。
[0031]下料机构包括下料漏斗5，下料漏斗5的下部连通搅拌机构4进料端。
[0032]搅拌机构4包括搅拌筒401和搅拌轴402，搅拌轴402轴向安装在横向放置的搅拌筒401内，搅拌轴402可为蜗杆或绞龙。搅拌筒401上环绕有第一加热丝6，搅拌轴402 —端伸出搅拌筒401外连接