複合管制造設備及製造工藝的製作方法
2023-07-16 13:12:16
專利名稱：複合管制造設備及製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及複合管Composite pipe的製造設備及製造工藝，尤其是能夠使塑料管與金屬管緊密結合的製造設備及製造工藝。
上述複合管是指由塑料管和金屬管相間構成2層或3層構造的管。
利用
圖1的製造系統框圖把現有技術中的複合管制造系統詳細說明如下內部塑料管成形設備由以下部分所組成。擠塑機擠出成形內部塑料管Ip的塑料管擠出成形部分1，用冷卻機把擠出成形的內部塑料管Ip冷卻的冷卻部分2，用拉伸機把冷卻後的內部塑料Ip伸長的拉伸部分3，用卷取機把拉伸機伸長的內部塑料管Ip繞在卷輥上的卷取部分4等。
金屬管的成形設備由以下部分組成，把卷取輥上的內部塑料管Ip輸送到金屬管成形設備之塑料管供給部分5，把內層塑料管Ip提供給金屬管成形部分的過程中，在內層塑料管Ip外表面塗敷粘合劑，以及把繞在卷輥上的金屬帶Ms輸送到金屬管成形設備，以在內層塑料管Ip外表面形成金屬管的金屬帶Ms供給部分6，用壓力輥R把金屬帶供給部分6輸送來的金屬帶Ms逐漸捲曲的金屬帶Ms捲曲部分7，上述被捲曲的金屬帶進一步彎曲最終在內層塑料管Ip外周形成金屬管Mp的金屬管成形部分8等。
現有的複合管制造系統還有如下組成部分，為了使經過金屬管Mp成形部分8在內層塑料管Ip外周形成的金屬管能夠與內層塑料管Ip外表面緊密結合，利用切條機把金屬帶Ms兩側端面切削的部分9，把經過切削部分9切削過的金屬帶Ms兩端面對接並進行對接焊的焊接部分10，利用擠塑機在經過焊接部分10成形的金屬管Mp外表面擠出成形外層塑料管的外層塑料管成形部分11，把通過外層塑料管成形部分11獲得的複合管Cp卷繞在卷輥上的複合管卷取部分等。
上述的複合管Cp具有內層塑料管Ip，金屬管Mp和外層塑料管Op所構成的3層結構。
綜上所述，圖3表示的現有複合管Cp製造過程是利用壓力輥R把金屬帶Ms逐漸捲曲最終形成金屬管，用壓力輥R捲曲成形後的金屬管Mp使它與內層塑料管Ip外表面貼緊，但是貼緊狀態不穩定以及由此帶來的外層塑料管Op成形不夠理想會降低複合管Cp的成品率。
另外，金屬管Mp成形時，要使捲曲後的金屬帶Ms兩側端面對接，然後對接縫處實施對接焊。為了提高對接性，金屬帶兩側端面要進行切削加工，為此需要增加切削部分。切削時產生的切屑將影響外層塑料管Op的成形過程，使外層塑料管Op和金屬管Mp不能緊密貼合而產生廢品。
本發明為了解決現有技術的上述問題，設計了具有如下組成部分的複合管制造設備。
把擠塑機擠出成形的內層塑料管和在內層塑料管外表面形成金屬管所需的金屬帶輸送入金屬管模具內的成形槽中，使其逐漸捲曲成圓形截面，在內層塑料管外部形成金屬管層的金屬管成形部分；對金屬管接縫處實施對接焊，使其成為有縫金屬管，以保持由上述金屬管成形部分形成於內層塑料管外表面金屬管形狀的焊接部分；拉伸金屬管適當縮小其內徑，使經過上述焊接部分實施對接焊後形成之金屬管能夠與內層塑料管緊密結合的金屬管拉伸部分；利用擠塑機在經過上述拉伸過程而緊密貼合於內層塑料管外表面之金屬管外表面擠出成形外層塑料管的外層塑料管成形部分。
由上述部分組成的製造設備，能夠保證複合管的內層塑料管與金屬管緊密結合，防止廢品發生，同時簡化設備結構以達到提高生產率的目的。
本發明的工藝過程如下把劑塑機擠出成形的內層塑料管和在內層塑料管外周表面形成金屬管所需的金屬帶輸送入金屬管成形模具內的成形槽中，使其逐漸捲曲成圓形斷面，在內層塑料管外部形成金屬管層的金屬管成形過程；為了保持由上述金屬管成形部件形成於內層塑料管外表面之金屬管的形狀，由焊接部件對金屬管接縫處實施對接焊使其成為有縫金屬管的焊接過程；為使經過上述焊接部分實施對接焊後形成之金屬管能夠與內層塑料管緊密結合，拉伸金屬管以適當縮小其內徑的金屬管拉伸過程；利用擠塑機在經過上述拉伸過程而緊密貼合於內層塑料管外表面之金屬管外表面擠出成形外層塑料管的外層塑料管成形過程。
以上工藝過程為特徵的複合管制造工藝，能夠保證複合管的內層塑料管與金屬管緊密結合。
下面結合附圖，對根據本發明的複合管制造設備及製造工藝進行詳細地說明。
圖1現有技術中複合管制造系統框圖；圖2複合管橫向剖面圖；圖3現有複合管制造系統金屬管成形部分的示意圖；圖4A，圖4B，圖4C是圖3沿A-A,B-B,C-C線的剖面圖；圖5本發明的複合管制造系統框圖；圖6本發明的金屬管成形模具縱向剖面圖；圖7A，圖7B，圖7C是圖6沿A-A,B-B,C-C線的剖面圖；圖8本發明的金屬管成形過程中，利用壓力輥使金屬帶接縫處均勻的示意圖；圖9拉伸部分中的模具部件縱向剖面圖；圖10圖9中點劃線部分的放大圖；圖11本發明的金屬拉伸部件軸測圖；圖12圖10沿A-A線的剖面圖；圖13表示拉伸部分中的潤滑油路和洗滌槽的剖面圖；圖14本發明的複合管制造工藝流程圖；下面對圖紙上主要部分進行說明。107金屬管成形部分；108焊接部分；109金屬管拉伸部分；202拉伸模具體；203,204,205拉伸套；206支撐部件；208,209拉伸套導向圓弧面；Ip內層塑料管；Ms金屬帶；Mp金屬管；Op外層塑料管；PR壓力輥；根據附圖5，對本發明的製造設備的構成及其作用詳細說明如下。
內層塑料管Ip成形部分101內層塑料管Ip由擠塑機擠出成形，它用於隔離與空氣的接觸，以防止後述金屬管Mp的氧化及損傷，所採用的材料是交連聚乙烯或高密度聚乙烯之一。
固化部分或冷卻部分102用固化機冷卻、固化，由上述內層塑料管成形部分101形成內層塑料管Ip表面粘接劑A的部分。
拉伸部分103由固化部分102固化後的內層塑料管Ip經拉伸機拉伸的部分。
卷取部分104把拉伸部分103拉伸過的內層塑料卷繞在卷輥上的部分。
內層塑料管供給或輸送部分105把由卷取部分104卷繞在卷輥上的內層塑料管Ip輸送到金屬管成形機的部分。
金屬帶供給或輸送部分106用內層塑料管輸送部分105輸送內層塑料管的過程中，在其外表面塗敷粘合劑的同時為了在塗有粘合劑的內層塑料管外表面形成金屬管，把卷繞在卷輥上的金屬鋁帶Ms伸展開並與內層塑料管Ip一起輸送到金屬管成形機的部分。
金屬管成形部分107由金屬帶輸送部分106送來的金屬帶Ms通過金屬管成形模具D內的成形槽201逐漸彎曲成圓形截面最終包住內層塑料管外周表面而形成金屬管Mp的部分。
焊接部分108為了使由上述金屬管成形部分107形成的金屬管Mp保持其形狀，把彎曲後的金屬帶Ms兩側端面對接並實施對接焊的部分，但是經過焊接後的金屬管Mp還不是與內層塑料管Ip緊密結合的狀態。
金屬管Mp拉伸部分109為使內層塑料管Ip與金屬管Mp緊密結合，拉伸金屬管Mp以使其內徑縮小的部分。
外層塑料管成形部分110經過拉伸部分109，內層塑料管外周表面與金屬管內表面緊密結合，然後利用擠塑機在經過拉伸部分與內層塑料管Ip緊密結合的金屬管Mp外表面擠出塑料形成外層塑料管Op的部分。
卷取部分111把經過外層塑料管成形部分110形成的複合管Cp卷繞在卷輥上的部分。
上述外層塑料管Op材料選擇交連聚氯乙烯或高密度聚氯乙烯之一種。
另外，為了便於焊接，應該使經過金屬管成形部分107在內層塑料管Ip外周表面形成金屬管Mp的金屬帶兩側端面對接均勻，因此需要在實施焊接以前利用壓力輥把金屬帶對接縫加壓補正。
為保證金屬管Mp緊密結合於內層塑料管Ip表面，使金屬管Mp通過拉伸模具202伸長的拉伸部分109構成及作用如下。
如圖6所示，金屬管Mp是通過金屬管成形模具D成形後再經過焊接部分108而形成，在拉伸部分109經焊接後的金屬管Mp，通過拉伸套202的過程中由牽引履帶牽引並通過設置在拉伸模具內孔的拉伸套伸長。
在拉伸模具202內，依次設置第1拉伸套203，第2拉伸套204和第3拉伸套205，金屬管依次通過拉伸套的拉伸孔伸長，與內層塑料管外表面緊密結合而形成複合管。
第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的拉伸孔203＇,204＇,205＇的直徑依次減小，而第1拉伸套203，第2拉伸套204和第3拉伸套205分別設有凸臺203＇,204＇,205＇嵌入安裝於拉伸模具體202內的支撐部件206的凹槽中。
拉伸套外形為環形，其內孔用於通過金屬管並使其伸長。為使金屬管通過拉伸套內孔伸長，金屬管與拉伸套的拉伸孔之間應該有一定的摩擦力，為此拉伸孔表面由碳素材料構成。
為了防止上述支撐部件206脫離拉伸模具體202，用固定螺栓207把支撐部件與拉伸模具體202連結起來。
如圖10所示，第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的拉伸孔前端面作成圓弧面208，模具體內孔與拉伸套的交接面也作成圓弧面209，以利於金屬管Mp的導入。
如圖13所示，為了防止金屬管Mp在通過拉伸套的過程中受損傷，由潤滑油泵210通過加工於拉伸模具體202內的潤滑油路210＇，向通過模具體202內孔和拉伸套的金屬管表面提供潤滑油，潤滑油路210＇在模具體202內孔表面形成環形油槽，該環形油槽迎向金屬管Mp通過方向的拐角處也作成圓弧面211，以利於金屬管Mp導入。
另外，模具體202上設有供應洗滌液的洗滌泵212和洗滌孔213，用於去除金屬管Mp表面的潤滑油。
下面說明本發明的製造工藝。
圖14是本發明的複合管制造工藝流程框圖，圖中「S」表示各工藝階段的英文單詞「STEP」的詞頭。
第1階段S1是形成內層塑料管Ip並把卷繞在卷輥上的內層塑料管Ip輸送到金屬管成形過程107，第1階段的主要工序如下。內層塑料管成形過程101，本過程是由擠塑機擠出塑料形成內層塑料管Ip的過程；冷卻過程102，本過程是利用冷卻機把由內層塑料管成形工序101所形成的內層塑料管Ip以及塗敷於其表面的粘合劑A一起冷卻的過程；拉伸過程103，用拉伸機把冷卻過的內層塑料管Ip包括粘合劑拉伸的過程；卷取過程104，利用卷取機把經上述過程後的內層塑料管Ip卷繞在卷輥上的過程。
第2階段S2是把卷輥上的金屬帶Ms伸展開並輸送到金屬管Mp成形過程107的金屬帶輸送階段。
第3階段S3是金屬管Mp成形階段，本階段經過如下過程；如圖6所示，把輸送到的內層塑料管Ip和經過金屬帶輸送階段送來的金屬帶Ms一起送入金屬管成形模具D，金屬帶通過金屬管模具成形槽201的過程中逐漸捲曲成圓形截面，並包住內層塑料管Ip表面形成金屬管Mp。
第4階段S4是金屬管焊接階段；為了使經過上述金屬管成形過程107捲曲成形的金屬管Mp保持其形狀，在本階段對捲曲成形的金屬帶Ms兩側端面即金屬管接縫處實施對接焊。
由上述階段所形成的金屬管Mp和內層塑料管Ip外周表面還不是緊密結合的狀態，為此金屬管Mp需要經過拉伸階段S5伸長並縮小其內徑，以達到金屬管Mp內表面與內層塑料管Ip外周表面緊密結合之目的。
金屬管的拉伸階段S5的詳細過程如下。
如圖6所示，通過成形模具D成形並經焊接工序108焊接過的金屬管Mp，將由牽引履帶牽引並通過設置於拉伸模具202內的拉伸套內孔(如圖9)。而拉伸部件由第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205所組成，它們依次設置於拉伸模具體內，當金屬管Mp依次通過這些拉伸套內孔時，將被延伸並縮小其內徑而緊密結合在內層塑料管Mp表面形成複合管。為了防止通過拉伸套的金屬管Mp表面受損傷，用潤滑泵對金屬管表面進行潤滑。
上述的第1拉伸套203，第2拉伸套204，第3拉伸套205的內孔徑依次減少，因此金屬管Mp經過這些拉伸套時被延伸，其直徑也逐漸縮小與內層塑料管Ip表面緊密結合。
第6階段是洗滌階段S6。在本階段，利用洗滌泵和洗滌孔213把洗滌劑送到金屬管表面，以去除金屬管拉伸階段S5附著在金屬管表面的潤滑油。
第7階段是外層塑料管成形階段S7。經過拉伸階段，金屬管和內層塑料管緊密結合，接著利用擠塑機在金屬管外周表面擠出成形外層塑料管Op，從而製成複合管Cp。
經上述各個階段獲得的複合管通過加熱爐融化塗敷在內部的粘合劑，更緊密地連結塑料管和金屬管。
第8階段是把經過上述外層塑料管成形工序110而製成的複合管Cp卷繞成卷捆或切斷成一定長度的卷取或切斷階段S8。
如上所述，本發明的複合管制造設備，不僅結構簡單，而且金屬管和塑料管能夠緊密結合，保證成形後的複合管之品質。又因為製造設備結構簡單，因此降低了設備成本，而且安裝調試簡便易行。
另外，因為本發明的複合管制造工藝簡單，所以能夠提高生產率和降低廢品率。
權利要求
1．一種複合管制造設備，包括，把擠塑機成形並卷繞在卷輥上的內層塑料管(Ip)和卷繞在卷輥上的金屬帶(Ms)提供給金屬管成形機的供給部分，和由上述供給部分提供的金屬帶(Ms)被成形模具捲曲並包住內層塑料管(Ip)而形成金屬管(Mp)的金屬管成形部分；為保證由上述金屬管成形部分形成的金屬管(Mp)保持原形而對金屬帶(Ms)的兩側端面實施對接焊的焊接部分；為了使由上述焊接部分成形的金屬管(Mp)能夠與內層塑料管(Ip)緊密結合，利用牽引履帶使金屬管通過拉伸套(202)伸長的金屬管拉伸部分；由上述拉伸部分伸長的金屬管(Mp)與內層塑料管(Ip)緊密結合的狀態下，利用擠塑機在金屬管(Mp)外周表面擠出成形外層塑料管的外層塑料管成形部分。
2．根據權利要求1所述的一種複合管制造設備，其特徵在於，由上述金屬管成形部分形成金屬管(Mp)時，為了使金屬帶(Ms)兩側端面對接均勻，利用壓力輥對接縫處施加壓力。
3．根據權利要求1或2所述的複合管制造設備，其特徵在於，上述金屬管拉伸部分是由依次設置在拉伸模具體(202)內孔，拉伸孔(203＇),(204＇),(205＇)的直徑(D1),(D2),(D3)依次減少的第1拉伸套(203)，第2拉伸套(204)，第3拉伸套(205)所構成的。
4．一種複合管制造工藝，包括如下步驟，把擠塑機成形並卷繞在卷輥上的內層塑料管(Ip)和卷繞在卷輥上的金屬帶(Ms)輸送給金屬管成形機的供給階段；上述輸送階段提供的金屬帶(Ms)被成形模具捲曲並包住內層塑料管(Ip)而形成金屬管(Mp)的金屬管成形階段；為保證由上述金屬管成形階段形成的金屬管(Mp)保持原形而對金屬帶(Ms)的兩側端面實施對接焊的焊接階段；為了使由上述焊接階段成形的金屬管(Mp)能夠與內層塑料管(Ip)緊密結合，利用牽引履帶使金屬管通過拉伸套(202)伸長的金屬管拉伸階段；經過上述拉伸階段伸長的金屬管(Mp)與內層塑料管(Ip)緊密結合的狀態下，利用擠塑機在金屬管(Mp)外表面擠出成形外層塑料管的外層塑料管成形部分。
全文摘要
複合管制造設備及製造工藝。內層塑料管和帶狀金屬一起送入金屬管成形模具中,帶狀金屬連續通過逐漸接近圓形的金屬模具內腔,最終包住內層塑料管外表面而形成金屬管層,該過程的設備稱為金屬管成形部分。對金屬管接縫處實施對接焊使其成為有縫金屬管的焊接部分。拉伸金屬管以適當縮小其內徑,該過程的設備稱為金屬管拉伸部分。利用擠塑機在緊密貼合於內層塑料管表面之金屬管外表面擠出成形外層塑料管,該過程的設備稱為外層塑料管成形部分。
文檔編號B29K705/00GK1219466SQ98123118
公開日1999年6月16日 申請日期1998年12月7日 優先權日1997年12月9日
發明者樸三雨 申請人:海普拉精密工業(株)