专利名称：一种芯层发泡塑料管、生产工艺及其专用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刚性管材，特别是一种芯层发泡塑料管材，专门用于制造该管材的工艺方法，以及实施该生产工艺专门涉及的模具。
目前，生产芯层发泡塑料管的工艺是采用共挤法，即选用两种不同的材料(一种是形成管子内、外壁的不发泡材料，另一种是形成发泡芯层的材料)，采用两台挤出机，通过共挤机头挤出，外冷却定型等工艺生产出芯层发泡塑料管。这种芯层发泡管的结构特点是内、外壁由不发泡材料形成不发泡层，内、外壁之间是发泡层，这种结构类似三层复合管，而不完全是一体化的芯层发泡塑料管；另外，共挤法工艺必须采用两种材料和两台主机，投资大，工艺复杂，且产品质量难以控制。如，因共挤是相当于进行三层管子复合，工艺上很难控制三层壁厚很均匀，出现内壁不光滑等缺陷；再者，该工艺无法实现内冷却，只能进行单纯的外冷却定型，也使造成内壁产生不光滑，而且冷却效果差，挤出速度不能太高，同时很难保证内孔圆度。
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种内、外壁与发泡芯层结合为一体的塑料管材。为此，提供一种生产该芯层发泡塑料管材的工艺方法，以及实现上述工艺方法专门设计的模具。
本发明的目的主要是根据塞路克发泡原理，采用成形管内外壁同时冷却定型，从而生产出内、外壁与芯层发泡层为一体化的塑料管材。该管材的结构特点为外壁的外表面，内壁的内表面由于直接接触冷却介质，散热最快，形成的是完全不发泡层；外壁由外向里，内壁由里向外，由于散热呈梯度衰减，至完全发泡层为零，因而外壁由外向里至完全发泡层，内壁由里向外至完全发泡层，有一个逐次递增发泡的发泡层。这种发泡群的递次分布，使内、外壁和芯层一体化。
专用于制造这种管材的具体工艺过程为将混配好的物料投入挤出机，物料从挤出模具挤出后，在牵引机的牵引下进入内定型模和定型台上的真空外定型模中，内、外定型模同时通水冷却，芯层发泡塑料管成型后，进行后冷却处理，即可定尺切割，包装入库。
实现上述工艺的关键在于采用专用模具，在物料挤出和发泡时，实现管子的内壁冷却。这种专用模具是由专门为此设计的内定型模和改进的挤出模组成，其中内定型模的定径套主体的外表面与固定在其上的外套内表面形成封壁空间，外套是由良好传热性能的材料制成，沿定径套主体的轴线插入主体的冷却水进水管与封闭空间的进水口贯通，出水管则与其出水口贯通；由主体、付体、口模、分流锥、分流梭和芯棒组成的挤出模，其芯棒上开有轴线中心通孔，冷却水管从中穿过，分别与一个固定在分流梭上的联接器的冷却水出口和回水口连接，联接器上的通孔分别与分流梭上冷却水和回水通孔贯通，从而在挤出模和内定型模之间形成了封闭的冷却水循环系统，实现了通过内定型模的外套使管子内壁得到冷却。
这种管子结构的发泡群由于存在递次发泡层，使管子的内、外壁与发泡芯层一体化，而且管壁强度和保温、隔音效果明显高于已有的管材；另外，生产这种管材所采用的工艺方法和专用模具，实现了一种原料，一台主机生产出芯层发泡管，投资节省50％以上，并且工艺简单易控、产品质量稳定、挤出产量较高。
以下将结合本发明一个实施例的附图对本发明做进一步详细的描述。
图1为本发明芯层发泡管管壁结构示意图；图2为本发明生产工艺流程图；图3为本发明专用模具剖视图。
参见图1。外壁(51)和内壁(52)为完全不发泡层，外壁由外向里，内壁由里向外，为一个逐次递增发泡的发泡层(53)和(54)，中间部分为完全发泡层(55)，这种发泡群为递次分布，使内、外壁和芯层一体化。
参见图2。首先将PVC和发泡剂等辅料混配好，开启单螺杆或双螺杆挤出机，加热模具，温度达到规定要求后，将物料投入挤出机，物料从挤出模具挤出后，在牵引机的牵引下进入内定型模和定型台上的真空外定型模中，内、外定型模通水冷却，管子定型、发泡成型，芯层发泡塑料管成型后，进行后冷却处理，然后定尺切割，包装入库即可。
参见图3。定型模(34)定径套主体(25)的外表面为螺旋线状凹槽(35)，它与固定在其上的金属外套(22)内表面形成螺旋线状封壁空间，在定径套主体的两端各设置一个O型橡胶密封圈，以防水的泄漏，沿定径套主体的轴线插入的冷却水进水管(36)与凹槽(35)右端的进水口(37)贯通，套在进水管(36)上的出水管(20)则与其出水口(39)贯通，在进、出水管的端口处设有密封圈(23)和(21)，这种结构有利于冷却水的循环，使外套的外表面得到较好的冷却效果，由主体(2)、付体(12)、口模(15)、分流锥(4)、分流梭(10)和芯棒(13)组成的挤出模，其分流尖(1)通过双头螺柱(3)固定在分流锥上，并通过内六角螺钉(5)固定在分流梭上的固定板(6)与分流梭(10)连接为一体，内六角螺钉(32)将分流梭与芯棒固定在一起，口模(15)由锁帽(14)与付体(12)固定连接，并由内六角螺钉将主体(2)、分流梭(10)和付体(12)固定连接为一体，芯棒(13)上开有孔径大于出水管外径的通孔(40)，管子(36)、(20)从中穿过，分别与一个固定在分流梭(10)上的联接器(33)的冷却水出口(41)和回水口(42)连接，联接器上的由钻孔和封水螺钉(11)构成的出水通孔(43)，以及进水通孔(未标出)，分别与插入分流梭上冷却水通孔中的管子(未标出)和回水通孔中的管子(9)贯通，从而在挤出模和内定型模之间形成了封闭的冷却水循环系统，实现了通过内定型模的外套使管子内壁得到冷却。
由于挤出模为加热模，为了避免其对冷却水管路的影响，在定型模(34)和挤出模的芯棒(13)之间固定设置一个定径套支架(19)，支架的隔热垫(16)支撑管子(20)，使管子(20)与支架(19)之间形成空气隔热层，支架通过密封环(17)和锁紧螺母(18)固定在芯棒(13)上，管子(20)的另一端由锁紧螺母(27)将其固定在联接器(33)上，与芯棒(13)形成空气层。管子(9)由端口处的隔热定位环(8)和锁紧螺母(7)将其定位，与通孔形成隔热空气层。从而达到水循环系统与挤出模隔离的目的。
权利要求
1.一种具有内、外壁和发泡芯层的塑料管材，其特征在于外壁(51)和内壁(52)为完全不发泡层，外壁由外向里，内壁由里向外，为一个逐次递增发泡的发泡层(53)和(54)，中间部分为完全发泡层(55)，这种发泡群为递次分布，使内、外壁和芯层一体化。
2.一种专用于制造权利要求1所述管材的工艺方法，其特征在于将混配好的一种物料投入一台挤出机中，物料从挤出模具挤出后，在牵引机的牵引下进入内定型模和定型台上的真空外定型模中，内、外定型模通水冷却，管子定型、发泡，然后进入后冷却处理。
3.根据权利要求2所述的工艺方法，其特征在于混配的主料为聚氯乙烯、聚乙烯。
4.一种实现权利要求2所述工艺方法的专用模具，它是由主体(2)、付体(12)、口模(15)、分流锥(3)、分流梭(10)和芯棒(13)组成的挤出模和内定型模(34)构成，内定型模的定径套主体(25)的外表面与固定在其上的外套(22)内表面形成封闭腔(35)，沿定径套主体的轴线插入的冷却水进水管(36)与封闭空间的进水口(37)贯通，出水管(20)则与其出水口(39)贯通；芯棒(13)上开有通孔(40)，冷却水管从中穿过，分别与一个固定在分流梭(10)上的联接器的冷却水出口和回水进口连接，联接器上的通孔(41)和(42)分别与分流梭上的冷却水和回水通孔(9)贯通。
5.根据权利要求4所述的专用模具，其特征在于内定型模(34)定径套主体(25)的外表面为螺旋线状凹槽(35)，它与固定在其上的金属外套(22)内表面形成螺旋线状封闭腔。
6.根据权利要求5所述的专用模具，其特征在于沿定径套主体的轴线插入的冷却水进水管(36)与凹槽(35)右端的进水口(37)贯通，套在进水管(36)上的出水管(20)则与其出水口(39)贯通。
7.根据权利要求7所述的专用模具，其特征在于在定径套主体的两端各设置一个O型橡胶密封圈，在进、出水管的端口处也各设有密封圈(23)和(21)。
8.根据权利要求4或7所述的专用模具，其特征在于芯棒(13)上开有孔径大于出水管外径的通孔(40)，管子(36)、(20)从中穿过，分别与一个固定在分流梭(10)上的联接器(33)的冷却水出口(41)和回水进口(42)连接，联接器上的由钻孔和封水螺钉(11)构成的出水通孔(43)，以及进水通孔(未标出)，分别与插入分流梭上冷却水通孔中的管子(未标出)和回水通孔中的管子(9)贯通。
9.根据权利要求8所述的专用模具，其特征在于在定型模(34)和挤出模的芯棒(13)之间固定设置一个定径套支架(19)，支架的隔热垫(16)支撑管子(20)，使管子(20)与支架(19)之间形成空气隔热层，支架通过密封环(17)和锁紧螺母(18)固定在芯棒(13)上，管子(20)的另一端由锁紧螺母(27)将其固定在联接器(33)上，与芯棒(13)形成空气层，管子(9)由端口处的隔热定位环(8)和锁紧螺母(7)将其定位，与通孔形成隔热空气层。
10.根据权利要求9所述的专用模具，其特征在于分流尖(1)通过双头螺柱(3)固定在分流锥上，并通过内六角螺钉(5)固定在分流梭上的固定板(6)与分流梭(10)连接为一体，内六角螺钉(32)将分流梭与芯棒固定在一起，口模(15)由锁帽(14)与付体(12)固定连接，并由内六角螺钉将主体(2)、分流梭(10)和付体(12)固定连接为一体。
全文摘要
本发明公开一种芯层发泡塑料管材，以及专门用于制造该管材的工艺方法和专用的模具。该管子的外壁(51)和内壁(52)为完全不发泡层，外壁由外向里，内壁由里向外，为一个逐次递增发泡的发泡层(53)和(54)，中间部分为完全发泡层(55)。该结构管材的管壁强度和保温、隔音效果明显高于已有的管材；另外，生产这种管材所采用的工艺方法投资节省50％以上，并且工艺简单易控，产品质量稳定，挤出产量较高。
文档编号B29D23/00GK1141235SQ9511057
公开日1997年1月29日 申请日期1995年7月27日 优先权日1995年7月27日
发明者袁本海, 孙思功, 王斌 申请人:王斌, 袁本海