抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置及方法与流程

本发明涉及缆绳制造，具体为抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置及方法。

背景技术：

1、通过在高分子量聚乙烯原料中添加抗紫外线剂、光稳定剂等，提前将抗老化功能组分均匀分散在基体中，以提高缆绳的抗紫外线耐老化性能，被广泛应用在船舶系留缆绳和‌拖轮拖缆等。

2、将熔融后的物料送入专用挤出机，并在高温下熔融挤出，通过喷丝板形成初生纤维，初生纤维直接进入水浴冷却固化，之后用萃取剂脱除纤维中残留的溶剂，避免溶剂残留影响纤维力学性能，初生纤维固化后再通过多级热拉伸工序-‌卷绕收丝-‌加捻合股-‌多股合绳等加工生产形成缆绳。‌

3、公告号为cn206855986u的专利申请，公开了一种超高分子量聚乙烯挤出棒材的冷却定型装置，其旨在使得挤出的超高分子量聚乙烯棒材不会扭曲变形，保证挤出的棒材品质。

4、综合现有技术，存在以下问题：

5、高分子量聚乙烯在挤出后，需要对其进行冷却，以使高分子量聚乙烯呈固型呈条状，以便于后续拉伸并制作缆绳，但是挤出的高分子量聚乙烯通常直接排至冷却液中，易因温差导致高分子量聚乙烯出现断裂或裂纹等状况，或使冷却液的温度呈梯度变化，以进行逐级降温，但是冷却液具有流动性，设置不同温度的冷却液需要多个冷却池储放，占据较大空间，且高分子量聚乙烯需要在不同温度的冷却液中进出，增加断裂或裂纹的概率，影响后续拉伸等加工使用，从而影响缆绳的制造，参考上述申请文件，其也仅是将成型的板材直接投入冷却液中，存在一定的不足，为解决上述问题，提出抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置及方法。

技术实现思路

1、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置，包括喷嘴、固定设在喷嘴底部且呈间隔排布的成形管和冷却池，还包括间隔设置在喷嘴底部且位于成形管外侧的第一辅助机构和设置在冷却池内的第二辅助机构，第一辅助机构包括：

2、安装筒，固定设于喷嘴的底部，且位于成形管的外侧，安装筒的内壁固定设有第一筒体，第一筒体的底部固定设有第二筒体，第一筒体、第二筒体和成形管呈同轴设计；

3、导孔，开设于第一筒体和第二筒体的中心处，第一筒体的内部开设有第一环形槽，第一环形槽的内壁直径从靠近第二筒体至远离第二筒体的方向逐渐减小；

4、第二环形槽，开设于第二筒体的内部，第二环形槽的内壁直径从靠近第一筒体至远离第一筒体的方向逐渐减小，以使气体吹向第二筒体的中心处。

5、进一步的，所述第一筒体的顶部与成形管的底部呈密封设计，以限制原料经成形管和第一筒体之间外漏，导孔的内壁直径与成形管的内壁直径相同；

6、所述第一环形槽和第二环形槽均位于导孔的外侧，第二环形槽的内壁底部延伸至第二筒体外。

7、进一步的，所述第一辅助机构还包括：

8、第一导管，固定设于安装筒的外壁，且延伸至第一环形槽内，第一导管位于安装筒外的一端外壁设置有第一阀体；

9、半环形箱，固定设于第一筒体的内部，半环形箱的顶部两侧均固定设有第二导管，两个第二导管均延伸至第一环形槽内，半环形箱的内壁固定设有延伸至第一筒体外的第三导管，第三导管的外壁设置有第二阀体。

10、进一步的，所述第一辅助机构还包括：

11、第四导管，固定设于第二筒体的外壁，且延伸至第二环形槽内，以对第二环形槽内输送气体，第四导管的外壁设置有第三阀体。

12、进一步的，所述第二辅助机构包括：

13、安装框，固定设于冷却池的两侧内壁，安装框的侧壁固定设有辅助板，辅助板的顶部开设有间隔排布的冷却孔，且冷却孔与导孔呈同轴设计；

14、第一转轴，转动设于辅助板的侧壁，第一转轴的侧壁固定套设有第一转筒；

15、第二转轴，转动设于辅助板的侧壁，第二转轴的侧壁固定套设有第二转筒，第二转筒和第一转筒均呈间隔排布，且呈上下平行排布，第二转筒和第一转筒的侧壁均延伸至冷却孔内，且与冷却孔的内壁呈动密封设计。

16、进一步的，所述第二辅助机构还包括：

17、导流槽，开设于辅助板的底部，且位于相邻两个冷却孔之间，导流槽的内侧壁套设有活塞块，活塞块的侧壁与导流槽的内侧壁呈动密封设计；

18、活塞杆，铰接于活塞块的顶部，且活塞杆的侧壁直径小于导流槽的内壁直径，活塞杆的顶部设有环体，环体与活塞杆呈垂直设置。

19、进一步的，所述第二辅助机构还包括：

20、安装槽，开设于辅助板的内部，且呈间隔排布，安装槽与导流槽连通，安装槽的内侧壁转动设有第三转轴，第三转轴的侧壁固定套设有连接件，连接件的侧壁下端固定设有第四转轴，第四转轴的侧壁与环体的内壁转动连接，以使活塞块沿导流槽的内壁上下往复移动；

21、旁通孔，开设于导流槽的两侧内壁，两个旁通孔分别与相邻的冷却孔连通。

22、进一步的，所述第一转轴和第二转轴的侧壁分别固定套设有第一齿轮和第二齿轮，且第一齿轮和第二齿轮啮合；

23、所述冷却池的外壁固定设有伺服电机，以用于驱动第一转轴转动。

24、进一步的，所述冷却池的两侧内壁转动设有第一辊体和第二辊体，第二辊体位于冷却池远离第二辅助机构的一侧上端，第一辊体位于辅助板的底部，且与冷却孔错开。

25、本发明还提供了抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置的使用方法，采用所述的抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置，该方法包括以下步骤：

26、s1：原料经喷嘴的成形管排至导孔内，以将原料挤压呈条状排出，在此过程中，通过第一辅助机构对位于第一筒体内的原料呈梯度变化进行冷却；

27、s2：原料呈条状排出后，通过第一辅助机构限制排出的条状原料粘连，且使条状原料进入冷却池内

28、s3：条状原料进入冷却池内后进行冷却成型，并通过第二辅助机构进行辅助冷却。

29、本发明提供了抗紫外线耐老化船用缆绳高分子量聚乙烯成形装置及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

30、1、本发明通过使冷却液相对于原料逆流冷却，以对原料进行梯度降温冷却，降低原料快速冷却导致调整原料崩断的概率，提高原料成型的稳定性，且使冷却液上流过程中在第一筒体径向方向的冷却液减少，从而使冷却液受原料温度变化快，以更加贴近原料的温度，在原料不断下料的过程中，进一步降低对原料快速冷却而崩断损坏条状原料的概率，便于后续加工使用。

31、2、本发明通过使气体吹向第二筒体的中心处，从而限制条状原料经导孔排出后向四处偏移，从而降低相邻条状原料相互粘连的概率。

32、3、本发明使条状原料通过冷却池内的冷却液对其进行再次冷却降温，以使条状原料固型，避免粘连的同时便于后续拉伸，且通过第二辅助机构增加冷却孔内冷却液的扰动，以使与条状原料接触后的冷却液流动至别处，且使未与条状原料接触的冷却液流动至条状原料处，从而提高对条状原料冷却的效率。

33、4、本发明通过使经成形管排出的原料向下流动，并在向下流动的过程中对原料进行梯度降温冷却，以使条状原料初步固型，除此之外，在初步固型后转向水平输送，减少原料排出后转向水平输送导致原料粘连的状况，便于后续加工，且通过第一转筒和第二转筒提高条状原料向下传输的稳定性。

34、5、本发明通过第一辅助机构在原料未进入冷却池前进行初步冷却，减少因温度骤降造成条状原料崩断的情况，提高缆绳加工的稳定性，且采用梯度降温的方式进行初步冷却，进一步降低条状原料崩断的概率。