[发明专利]一种管材双向拉伸取向增强装置及方法

说明书

本发明公开一种管材双向拉伸取向增强装置及方法，所述装置包括管坯模具、第一芯管、第二芯管以及扩张头组件，管坯模具包括支架模、口模以及芯模，口模和芯模固定在支架模上，形成管坯容腔，第一芯管和第二芯管安装在支架模上，位于芯模内部，在第二芯管后端设置有外螺纹，螺纹连接有扩张头组件，扩张头组件后方设置有牵引机，带动管坯容腔内的管坯移动。通过在现有常规生产线增设本发明装置实现管材的双向拉伸增强；通过调节压缩空气、移动风环吹风和冷却循环风量大小，以及扩张头的位置、空腔数量，可以控制管坯取向扩张前、扩张取向后温度，对于工艺调试获取较好的增强效果提供了必要的选择，可适应不同的物料、规格的管材取向增强。

技术领域

本发明属于塑料管成型加工领域，具体涉及一种管材双向拉伸取向增强装置及方法。

背景技术

在塑料管领域，双向拉伸增强是个重要的研究和应用领域，其可明显增强管道拉伸性能和冲击强度等，可用于降本增效或提升管材耐压，常见的有PVC-O管道。目前的技术中，如CN102205637B一种双向拉伸聚氯乙烯管材生产设备及工艺，CN106366502B一种离线双向拉伸聚氯乙烯管材的制备方法及装置公开的双向拉伸取向的工艺，都是先将管材挤出冷却定形，然后再加热同时双向拉伸，之后冷却定形。此种方法，工艺步骤和控制点多，容易导致生产线占地长，尺寸性能波动大精度低，设备投入多而能耗高。专利CN205033611U一种一步法制备双轴取向塑料管材的工艺方法及设备，其双向拉伸依靠真空装置将管材外壁吸附在模腔内表面，由于真空度有限，拉伸增强程度也有限，并且开机时管坯头部难以牵引，停机时清料困难。因此需要研究一种新型的双向拉伸增强装置及方法。

发明内容

针对上述问题情况，本发明提供一种管材双向拉伸取向增强装置及方法，其采用一步法成型，在模具挤出时对管坯控温，然后通过扩张头双向拉伸并冷却，再进入定径套进行常规管材制造流程，解决上述传统工艺需要管材冷却定形后再加热拉伸的工艺复杂、设备投入大等问题以及拉伸增强程度有限的缺陷。本发明采用一步法成型，方便调试工艺，操作便捷，拉伸取向效果好。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种管材双向拉伸取向增强装置，分为模具段、直管段、扩口段三部分，包括管坯模具、第一芯管、第二芯管以及扩张头组件，所述管坯模具包括支架模、外部的口模以及内部的芯模，口模和芯模分别通过螺纹结构固定在支架模上，形成管坯容腔，第一芯管和第二芯管安装在支架模上，均位于芯模内部，第一芯管设置在第二芯管的内部，第一芯管的末端齐平或者超出第二芯管的末端，在第二芯管后端预定位置处设置有外螺纹，螺纹连接有扩张头组件，扩张头组件后方设置有牵引机，带动管坯容腔内的管坯移动。

作为进一步的技术方案，支架模的中支架数量大于等于4个，支架上设置有径向通孔，分别用作压缩空气入口、冷却风入口以及冷却风出口，在芯模安装一侧的支架模端面开设有第一连通孔、第二连通孔以及第三连通孔，第一连通通孔的一端与用作压缩空气入口的径向通孔相连通，另一端连通于芯模和第二芯管外表面之间的空腔；第二连通孔的一端与用作冷却风入口的径向通孔相连通，另一端与第一芯管的内腔相连通；第三连通孔的一端与用作冷却风出口的径向通孔相连通，另一端与第一芯管和第二芯管之间的空腔相连通。

作为进一步的技术方案，所述口模和芯模的数量为分别为多级，口模和口模之间以及芯模和芯模之间通过螺丝进行相互固定连接，口模上设置有调节管坯壁厚均匀度的调节螺钉。

作为进一步的技术方案，各个芯模内表面设置有绝热材料。

作为进一步的技术方案，末端的芯模长度伸出末端的口模外，末端芯模伸出口模的部分外径逐渐缩小，第二芯管对应此处的外径扩大到小于等于未伸出口模段的芯模的外径，形成局部凹陷，用于压缩空气从模具段出来从局部凹陷处进入管坯容腔内表面与末端的芯模外表面之间，形成空气膜。