专利名称：一种橡胶波纹管模型叠压制作设备及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种橡胶波纹管的生产设备以及利用此生产设备制作波纹管的方法， 特别是涉及一种通过模型叠压的方式生产橡胶波纹管的设备及其方法。
背景技术：
橡胶波纹管又叫橡胶隔膜套、橡胶伸缩套，主要且广泛用于作往复来回运动的长轴、长杆的隔离密封，如新型波纹管式阀杆密封阀门；隔膜套式杆式抽油机等。安装使用时， 波纹管的一端固定在静止不动的固定端，另一端固定在活动端，随长轴或长杆的往复移动， 波纹管(隔膜套、伸缩套)伸长或缩短，如无其它限制，最长时波纹几乎消失，最短时波纹折叠在一起，只要波纹管本身无损伤而产生泄漏，波纹管内外介质便无法泄漏。目前，橡胶波纹管的生产制造方法主要有三种A、模型法，B、真空吸附法，C、浸涂成型法。模型法模型法是橡胶波纹管生产制造模型法使用最早、最常见的方法，而且，最主要是采用如图5所示的卧式模型，少数情况下，当波纹管直径很大，而长度很短时，也有采用如图7所示的立式模型。其主要特征是橡胶波纹管外波纹卧式模型分别由上下模型形成，立式模型分别由左右两半圆模型形成。橡胶波纹管的内波纹均是由芯模形成，而为了能顺利脱模，芯模需采用多块组合而成。模型法生产制造的产品内部致密，适用性强，既可用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；即可用于软质、软硬度胶料的产品生产，也可用于硬质、高硬度胶料的产品生产，不需要特殊设备或特殊装置，也不需用溶剂浸泡和制备胶浆。不足之处是模型复杂，特别是芯模需要分成几块，如图6所示；模型制造精度要求高；装取模型操作难度大，稍有不慎就有可能造成模型损伤、损坏；产品内外存在很多分模线、分型线所产生的飞边，既不便于修除，也严重影响美观；更重要的不足之处是由于模型制造过程的公差的存在，结构的限制，容易造成橡胶波纹管壁厚厚薄不均勻，如图8所示为轴向偏移造成的壁厚厚薄不均勻，如图9所示为芯轴刚度不够产生挠性变形造成的壁厚厚薄不均勻。所以采用模型法生产制造橡胶波纹管时，橡胶波纹管壁厚δ不能太小(如不能小于2-5毫米)，长径比不能太大(L / A <5-10)，特别的当直径不大时，由于芯轴刚度不够产生挠性变形造成的壁厚厚薄不均勻，可能会产生局部穿孔(3=0)。而对于很长的波纹管，模型也需要很长，设备也需要很长，一般的设备就无法生产制造了。真空吸附法如图10所示，将胶料在挤出机上挤成胶管，将未硫化胶管套在能抽真空的芯模上(芯模中空，且接触胶料表面设置有可供抽真空的孔隙)，夹紧胶管两端，此时就可开始抽真空，在外面大气压力作用下，胶管紧紧吸附在芯模上。在整过硫化过程中应保持抽真空状态，其目的一是为了保持波纹管形状，二是将硫化时产生的气体不断抽出，以保证内部质量尽可能致密。橡胶波纹管的内波纹由芯模形成，橡胶波纹管外波纹是由于胶管在大气压力作用下产生吸附，在胶管外面产生一个平行于芯模内波纹的外波纹而形成的。 采用真空吸附法生产制造橡胶波纹管，模具单一，仅一个芯模，两个夹紧圈；操作简单方便， 模具使用寿命长；橡胶波纹管壁厚厚薄均勻，长径比和长度基本不会受限制。不足之处是由于吸附力仅仅来源于抽真空而产生的胶料里外两边的压差，相比模型法，此压差力很小， 所以，真空吸附成型时，一方面胶料应柔软，另一方面胶片厚度不能太厚，这样，就会限制一些诸如高硬度、高耐磨胶料及大壁厚波纹管应用真空吸附法生产制造；同样，由于压差力很小，真空吸附硫化时，无法有效的阻止一些物质的挥发和溢出，造成产品密度低，致密性较差，所以用此方法生产制造的产品，不能用于密封和隔离密封性能等级要求较高的介质和部位，如不能用于密封易燃、易爆、有毒、易腐蚀等高危流体介质可能产生外泄的部位，真空吸附法需要专门的抽真空装置和另外的硫化设施。浸涂成型法浸涂成型法仅仅只需要单个实心芯模(如图11)，将胶料制成一定浓度的胶浆，也可直接采购胶乳或液体橡胶进行配方，成型方法有浸胶法和涂胶法。浸胶法就是将芯模成型段完全浸入胶浆或胶液中，利用胶浆与芯模之间的粘附力浸挂上薄薄的一层胶浆，提起来缓慢滴干，如果要求壁厚较厚，可进行多次浸胶，直到达到所需要的壁厚；涂胶法就是采用漆刷涂刷或喷枪喷涂的方法将胶浆或胶液涂刷在芯模上，同样可以根据壁厚要求采用多次涂刷方式达到壁厚要求，干燥后再进行硫化即可以生产制造出所需要的橡胶波纹管。浸涂成型法模具单一，操作简便，模具使用寿命非常长，壁厚均勻性取决于浸胶和涂胶工艺和方法，需要特别指出的是采用浸涂成型法可以生产制造出壁厚很薄的橡胶波纹管 (如壁厚0. 1-0. 2毫米)，而且适合大批大量生产，典型代表如手术用橡胶手套，橡胶安全套等。相反采用此法要做到壁厚很厚却是得不偿失，即是说不适合做厚制品；需要使用溶剂； 仅能做柔软制品，不能做耐磨高硬度橡胶波纹管，不能用于密封和隔离密封性能等级要求较高的介质和部位，如不能用于密封易燃、易爆、有毒、易腐蚀等高危流体介质可能产生外泄的部位，无论是生产工艺还是生产设施都与通用产品不同。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的问题，提供一种橡胶波纹管模型叠压制作设备及其制作方法，该设备结构大为简化，模具高度大为降低，既可用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；即可用于软质、软硬度胶料的产品生产，也可用于硬质、高硬度胶料的产品生产。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种橡胶波纹管模型叠压制作设备， 包括上模、下模、中模和芯模，其中中模为中空柱状且上下开口的结构，上模和下模分别设置在中模的上下端开口位置，芯模穿过上模、中模的中空部位和下模，所述中模的中空部位设置有多片套在芯模上的圆环状的橡胶片和隔离片，橡胶片和隔离片上下间隔设置叠放在一起，其中橡胶片内圆与芯模外圆贴紧，橡胶片外圆与中模内圆贴紧，与芯模外圆贴紧的隔离片，其外圆与中模内圆间隔开一段距离，与中模内圆贴紧的隔离片，其内圆与芯模外圆间隔开一段距离。在上述方案中，所述与芯模外圆贴紧的隔离片和与中模内圆贴紧的隔离片相互间隔设置，且其中一部分隔离片与芯模外圆间隔的距离和另一部分隔离片与中模内圆间隔的距离是相同的。在上述方案中，所述多片橡胶片厚度一致且各部分厚薄均勻，所述多片隔离片厚度一致且各部分厚薄均勻。在上述方案中，所述隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。
在上述方案中，所述隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。在上述方案中，所述隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架， 且在所述隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。采用上述设备制作橡胶波纹管的制作方法，包括下列步骤
a、将下模、中模和芯模安装好；
b、将橡胶片和隔离片上下叠放、间隔设置套在芯模上，放入到中模内的中空部位；
c、安装上模，然后上下加压，并进行硫化，使每两片靠近的橡胶片在隔离片与中模内圆和芯模外圆间隔一段距离的位置进行硫化粘合；
d、取开中模，上模，退出芯模，并取出隔离片，即得橡胶波纹管。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置，以及将环状的骨架设置在隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置。从上述本发明的各项技术特征可以看出，其优点是利用该设备及方法生产的产品内部致密，可用于硬质、高硬度胶料的产品生产；在模具设计制造时，本发明实质上是将橡胶波纹管从按照波纹管的半展开形状和长度设计卧式模型，转换为按照波纹管最短的折叠形状设计为立式模型，所以模具结构大为简化，模具高度(卧式模型叫长度)大为降低(不到1 / 5 1 / 10)，适应性、适用性大为增加，既可用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；即可用于软质、软硬度胶料的产品生产，也可用于硬质、高硬度胶料的产品生产，不需要特殊设备或特殊装置，也不需用溶剂浸泡和制备胶浆，操作简单方便，模具使用寿命长； 橡胶波纹管壁厚厚薄均勻，长径比和长度基本不会受限制；本发明中隔离片的设置，其外圆和内圆与相应的模具的外圆和内圆相一致，减少了硫化加压成型时胶料的不稳定流动；本设备模具间隙小，刚度好，耐磨性好，减少了硫化加压成型时胶料的不稳定流动；在实际操作中，隔离片与中磨内圆或芯模外圆有适度的过盈，隔离片在硫化加压时具有足够的刚度和强度，以减少或抵御胶料微量流动所引发的隔离区域或粘合部位的随意变动，再次，隔离片在产品硫化好以后便于清除。
图1是本发明的结构示意图2是本发明安装骨架后的结构示意图3是本发明所制作的波纹管展开后的结构示意图4是本发明所制作波纹管安装骨架后展开的示意图5是现有技术模型法生产的卧式模型设备；
图6是图5中芯模的截面图7是现有技术模型法生产的立式模型设备；
图8是现有模型法生产中由于轴向偏移造成壁厚厚薄不均勻的示意图； 图9是现有模型法生产中由于芯轴刚度不够产生挠性变形造成的壁厚厚薄不均勻的示意图；图10是现有技术真空吸附法所用设备示意图； 图11是现有技术浸涂成型法所用设备示意其中附图标记1是上模2是下模3是中模
4是芯模 5是橡胶片 6是隔离片7是骨架。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明做进一步的说明
如图1-4所示本实施例为一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，包括上模、下模、中模和芯模，其中中模为中空柱状且上下开口的结构，上模和下模分别设置在中模的上下端开口位置，芯模穿过上模、中模的中空部位和下模，所述中模的中空部位设置有多片套在芯模上的圆环状的橡胶片和隔离片，橡胶片和隔离片上下间隔设置叠放在一起，其中橡胶片内圆与芯模外圆贴紧，橡胶片外圆与中模内圆贴紧，与芯模外圆贴紧的隔离片，其外圆与中模内圆间隔开一段距离，与中模内圆贴紧的隔离片，其内圆与芯模外圆间隔开一段距离。在上述方案中，所述与芯模外圆贴紧的隔离片和与中模内圆贴紧的隔离片相互间隔设置，且其中一部分隔离片与芯模外圆间隔的距离和另一部分隔离片与中模内圆间隔的距离是相同的。在上述方案中，所述多片橡胶片厚度一致且各部分厚薄均勻，所述多片隔离片厚度一致且各部分厚薄均勻。在上述方案中，所述隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。在上述方案中，所述隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。在上述方案中，所述隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架， 且在所述隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架。采用上述设备制作橡胶波纹管的制作方法，包括下列步骤
a、将下模、中模和芯模安装好；
b、将橡胶片和隔离片上下叠放、间隔设置套在芯模上，放入到中模内的中空部位；
c、安装上模，然后上下加压，并进行硫化，使每两片靠近的橡胶片在隔离片与中模内圆和芯模外圆间隔一段距离的位置进行硫化粘合；
d、取开中模，上模，退出芯模，并取出隔离片，即得橡胶波纹管。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置。上述方法的步骤b中包括将环状的骨架设置在隔离片与芯模外圆间隔一定距离的位置，以及将环状的骨架设置在隔离片与中模内圆间隔一定距离的位置。具体功能和原理解释为如图1所示，本发明首先继承了现有模型法的优点，产品内部致密，可用于硬质、高硬度胶料的产品生产，而且本发明创造性的将设备设计为隔离片内、外交替布置，橡胶片(即胶料)叠加垂直加压方式形成。同时，本发明在设备模具设计制造时，是将橡胶波纹管从按照波纹管的半展开形状和长度设计卧式模型，转换为按照波纹管最短的折叠形状设计为立式模型，所以模具结构大为简化，模具高度(卧式模型叫长度)
6大为降低(不到1 / 5 1 / 10)，适应性、适用性大为增加，既可用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；即可用于软质、软硬度胶料的产品生产，也可用于硬质、高硬度胶料的产品生产，不需要特殊设备或特殊装置，也不需用溶剂浸泡和制备胶浆；操作简单方便，模具使用寿命长；橡胶波纹管壁厚厚薄均勻，长径比和长度基本不会受限制。采用本设备及其方法生产制造橡胶波纹管需要强调的是本发明中隔离片的作用隔离片的作用，顾名思义就是隔离作用，分离作用，隔断作用，即有隔离片的部位，隔离片两边的胶料既不发生胶料之间的自粘，也不发生胶料与隔离片之间的互粘，而无隔离片的部位就是我们希望粘合得亲密无间之处；隔离片与橡胶不能发生热硫化粘合反应，为了保证粘合或隔离部位处于有效控制，隔离片厚薄均勻，外圆或内圆尺寸准确，并使隔离片与芯模外圆或中模内圆有适度的过盈，隔离片在硫化加压时具有足够的刚度和强度，减少或抵御胶料微量流动所引发的隔离区域或粘合部位的随意变动；隔离片在产品硫化好以后便于清除。进一步的方案中，未硫化的橡胶胶片(及橡胶片)厚薄均勻一致，同时外圆和内圆与相应的模具的外圆和内圆相一致，以便尽量减少硫化加压成型时胶料的不稳定流动。在本设备中，模具间隙小，刚度好， 耐磨性好，能保证减少硫化加压成型时胶料的不稳定流动。如图2所示，采用此设备及方法可以在外圆处或内圆处，或内外圆两处均加上骨架，使得硫化后波纹管成为外圆带骨架的橡胶波纹管，或者内圆带骨架的橡胶波纹管，或者内、外圆均带骨架的橡胶波纹管，这样更能保证橡胶波纹管在往复伸缩时，橡胶波纹管紧贴着外圆移动，或者橡胶波纹管紧贴着内圆移动，或者橡胶波纹管紧贴着内、外圆移动，以避免紊流产生的波动造成橡胶波纹管缠绕而发生损坏。在上述图3和4中，如果橡胶是纯胶，就是纯胶橡胶波纹管，如果将橡胶变换成夹布胶片，则制作成夹布橡胶波纹管。本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
权利要求
1.一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，包括上模(1)、下模(2)、中模(3)和芯模(4)，其中中模(3)为中空柱状且上下开口的结构，上模(1)和下模(2)分别设置在中模(3)的上下端开口位置，芯模(4)穿过上模(1)、中模(3)的中空部位和下模(2)，其特征在于所述中模 (3)的中空部位设置有多片套在芯模(4)上的圆环状的橡胶片(5)和隔离片(6)，橡胶片(5) 和隔离片(6)上下间隔设置叠放在一起，其中橡胶片(5)内圆与芯模(4)外圆贴紧，橡胶片 (5)外圆与中模(3)内圆贴紧，与芯模(4)外圆贴紧的隔离片(6)，其外圆与中模(3)内圆间隔开一段距离，与中模(3)内圆贴紧的隔离片(6)，其内圆与芯模(4)外圆间隔开一段距离。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，其特征在于，所述与芯模(4)外圆贴紧的隔离片(6)和与中模(3)内圆贴紧的隔离片(6)相互间隔设置，且其中一部分隔离片(6)与芯模(4)外圆间隔的距离和另一部分隔离片(6)与中模(3)内圆间隔的距离是相同的。
3.根据权利要求1或2所述的一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，其特征在于，所述多片橡胶片(5)厚度一致且各部分厚薄均勻，所述多片隔离片(6)厚度一致且各部分厚薄均勻。
4.根据权利要求1或2所述的一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，其特征在于，所述隔离片(6)与中模(3)内圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架(7)。
5.根据权利要求1或2所述的一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，其特征在于，所述隔离片(6)与芯模(4)外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架(7)。
6.根据权利要求4所述的一种橡胶波纹管模型叠压制作设备，其特征在于，所述隔离片(6)与芯模(4)外圆间隔一定距离的位置设置有环状的骨架(7)。
7.采用上述设备制作橡胶波纹管的制作方法，其特征在于包括下列步骤a、将下模(2)、中模(3)和芯模(4)安装好；b、将橡胶片(5)和隔离片(6)上下叠放、间隔设置套在芯模(4)上，放入到中模(3) 内的中空部位；c、安装上模(1)，然后上下加压，并进行硫化，使每两片靠近的橡胶片(5)在隔离片(6) 与中模(3)内圆和芯模(4)外圆间隔一段距离的位置进行硫化粘合；d、取开中模(3)，上模(1)，退出芯模(4)，并取出隔离片(6)，即得橡胶波纹管。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于步骤b中包括将环状的骨架(7)设置在隔离片(6)与中模(3)内圆间隔一定距离的位置。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于步骤b中包括将环状的骨架(7)设置在隔离片(6)与芯模(4)外圆间隔一定距离的位置。
10.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于步骤b中包括将环状的骨架(7)设置在隔离片(6)与芯模(4)外圆间隔一定距离的位置。
全文摘要
本发明为一种橡胶波纹管模型叠压制作设备及其制作方法，涉及一种橡胶波纹管的生产设备以及利用此生产设备制作波纹管的方法。目的是解决现有技术存在的问题，技术方案为包括上模、下模、中模、芯模，以及在中模的内部中空部位，芯模的外圆上套有间隔设置的橡胶片和隔离片，隔离片与中模以及芯模之间设计有空隙，便于橡胶片相互交错粘结在一起，形成波纹管。该设备结构大为简化，模具高度大为降低，既可用于单件小批生产，也可用于大批大量生产；即可用于软质、软硬度胶料的产品生产，也可用于硬质、高硬度胶料的产品生产。
文档编号B29L16/00GK102366983SQ20111035612
公开日2012年3月7日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者周永国, 徐大萍, 袁军, 贺松涛, 赵长金 申请人:四川新为橡塑有限公司