一种管材挤出成型系统的制作方法

1.本发明属于管材生产技术领域，具体公开了一种管材挤出成型系统。


背景技术：

2.塑料管材是塑料制品中极为常见的产品，管材因具有质量轻、耐腐蚀、节省原料、安装方便快捷、使用寿命长、流体阻力小、抗沉降等优点,近年来在排水、排污、农田水利灌溉等领域得到了广泛应用。现有的管材生产线包括进料-挤出成型-冷却-牵引-切割-扩口-入库等工序，在管材从原料到成品的过程中，对颗粒状的原料配比好之后，进行加热至融化，融化的原料进入挤出成型设备中用过挤出初次成型，再对成型的管材进行冷却固化，固化后的管材需要进行牵引输送，并按照尺寸要求进行切割和扩孔等加工，得到的成品管材再进行存放。
3.在管材的挤出成型后进行冷却过程中，是直接采用水冷或其他方式冷却至所需的温度，此过程因为冷却太快，因冷却太快会使管材收缩不均匀，导致管材上小坑小麻点，严重影响管材成品的质量。
4.在管材的进行初步冷却后行牵引工序中，通常采用牵引设备进行。牵引管材由于需要拖动从挤出成型后的管材，即牵引管材的长度较长，需要的牵引力较大，耗费大量电能；且管材的牵引过程中，因管材的长度，以及牵引设备与管材的接触为平面等，可能引起管材弯曲变形等，造成管材精度受影响。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种管材挤出成型系统，以解决管材的挤出成型生产过程中，容易造成管材质量差、精度低的问题。
6.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种管材挤出成型系统，包括依次设置的混料机、挤出成型机、冷却设备、牵引设备、切割设备和扩孔设备；所述冷却设备包括预冷单元和冷却单元，所述预冷单元包括冷却套，所述冷却套中间为管材的冷却区，冷却套内设有环形的冷却腔，所述冷却套上设有进水管和出水管；所述冷却单元包括水槽，所述水槽上方设有对管材进行喷淋冷却的喷淋结构，所述进水管与水槽连通；
7.所述牵引设备包括安装架、牵引结构和驱动结构，所述牵引结构为三组，所述牵引结构包括支撑架和传送链，所述支撑架固定于安装架上，所述支撑架上设有多个传送链轮，所述传送链轮上套置有传送链；所述传送链的一段对准管材用于牵引管材，所述传送链的远离传送链轮的一侧排布有用于传送管材的牵引件，所述驱动结构用于驱动传送链轮转动；所述牵引件上朝向管材的一侧设有多个吸孔，所述牵引件连接与吸孔连通的充气阀，所述支撑架上靠近冷却设备一端设有用于对充气阀放气的真空结构。
8.本基础方案的工作原理在于：在管材的挤出成型生产过程中，可采用本系统完成相应的生产，可将配好的原料依次通过混料机、挤出成型机、冷却设备、牵引设备、切割设备和扩孔设备进行加工，获得管材成品。
9.冷却设备使用时，先通过喷淋结构喷出冷水，冷水喷淋进入水槽中，通过水泵可将水槽中的水通过进水管泵入冷却腔中，并经过出水管流出冷却腔。由于冷却腔位于冷却套内成圆环形，冷却腔中的水可给冷却套形成一个冷却环境，通过挤出成型机挤出的初步成型的管材先进入冷却区进行预冷，然后再进入冷却单元通过喷淋的冷却水进行冷却。因为冷却腔内通入的水槽中冷却过管材的水，预冷单元的冷却温度会使用高于冷却单元的冷却温度；管材从预冷单元到冷却单元温度依次升高，从而实现对成型的管材逐步降温冷却，进而使管材冷却过程降温速度放缓，避免管材成型后因冷却太快导致管材收缩不均匀，出现小坑小麻点等，整个冷却过程可以确保了成型管材的质量。
10.管材经过冷却后进入牵引设备中牵引传送，通过驱动机构驱动传送链轮转动，带动传送链转动，由于传送链的一段对准管材用于牵引管材，传送链的远离传送链轮的一侧排布有用于传送管材的牵引件，通过牵引件与管材外壁对准牵引管材，此过程中牵引件牵引管材通过牵引件对管材的摩擦力和抵紧力，为了避免管材在牵引过程中变形，抵紧力不能设置过大，但靠摩擦力进行牵引则牵引耗能较大。为了减小耗能，本方案中在牵引件设置了吸孔和充气阀，充气阀通过真空结构进行放气，从而使充气阀内部为负压，通过吸孔牵引件可吸附在管材上对管材进行牵引，随着管材牵引出牵引设备，充气阀逐渐充气，通过吸孔可方阿奎对管材的吸附，便于牵引件随传送链继续传送。
11.本基础方案的有益效果在于：
12.1、本方案中冷却设备采用预冷对管材冷却过程的进行逐步冷却，使管材的冷却过程温度降低有一个缓冲过程，避免管材成型后因冷却太快导致管材收缩不均匀，出现小坑小麻点等，整个冷却过程可以确保了成型管材的质量。
13.2、本方案中冷却单元所采用的逐渐降温方式，使用了冷却管材所吸收的能量，无需额外能耗设备来设置冷却设备的降温梯度，大大节省了能量。
14.3、本方案中牵引设备通过三组牵引结构进行牵引，所牵引的过程中通过牵引件与管材外壁的摩擦力，以及牵引件表面的吸孔对管材的负压吸力，来带动管材的牵引过程，减少了管材牵引过程所需的能耗，同时吸孔的吸附力通过充气阀控制，随着管材的牵引过程会自动放开，也不会影响管材的整个牵引过程。
15.4、本方案中牵引设备对管材的牵引过程，是通过牵引件对管材外部的摩擦力、吸力和抵紧力实现的，在管材周向上的吸力和抵紧力相互抵消可使周向的作用力平衡，不会引起管材的弯曲变形，也就避免了管材在牵引过程中精度受损。
16.与现有技术相比，本系统能够顺利对管材生产制造，且整个生产过程中，通过冷却设备的逐渐冷却保证了管材的质量，通过牵引设备牵引过程中的用力确保了管材在牵引过程中不发生变形，进而保证了管材成本的进度。
17.进一步，所述冷却腔的横截面呈圆环型，所述冷却腔靠近挤出成型机的一端的横截面积，直径小于冷却腔靠近牵引设备一端的横截面积；所述水槽内设有支块，所述进水管的下方固定于支块上，所述进水管内设有单吸式泵轮，所述单吸式泵轮设有转轴，所述转轴伸出进水管外部，所述转轴上位于管材的下方设有水轮。
18.冷却腔此设置，可进一步使冷却套从挤出成型机到牵引设备的方向，冷却温度是从高到低的，进而对管材的冷却是逐渐进行冷却的，冷却温度是逐渐降低的状态，进一步保证了管材的质量。同时通过单吸式泵轮的设置，能够以喷淋下来的水作为动力驱动水轮的
转动带动单吸式泵轮转动，持续将水槽中的水泵入冷却腔中，使预冷单元的无需其他驱动机构驱动。
19.进一步，所述水槽两端设置有支架，所述支架上沿垂直于管材的方向滑动设有限速板，所述限速板中间呈向上弯曲的弧形，限速板的两端向上翘起；所述喷淋结构位于限速版上方，所述限速板中部设有多条用于漏水的条口，所述支架上设有驱动限速板滑动的往复结构。
20.喷淋结构所喷出的冷却水先到限速板上，暂时存入限速板的凹槽内，再经过条口漫出流到管材上对管材进行冷却。限速板的设置缓冲了冷却水落下的冲击力，从而避免在冷却水对管材冷却过程中，冲击管材使其造成变形，进一步保证了管材的质量。通过滑动机构带动限速板沿垂直于管材的方向水平往复滑动，可使冷却水模拟喷淋的效果落下对管材进行冷却，冷却效果更佳。
21.进一步，所述往复结构包括支轴和圆柱凸轮，所述转轴上设有主动轮，所述支轴转动固定于支架上，所述支轴上设有从动轮，所述主动轮和从动轮之间设有传送带，所述圆柱凸轮与支轴固定连接，所述限速板上设有连杆，所述连杆的端部与圆柱凸轮滑动连接。
22.转轴通过水轮带动转动，主动轮随之转动，通过传送带可带动从动轮和支轴随之转动，与支轴连接的圆柱凸轮将会随之转动，在圆柱凸轮对连杆的带动下，可驱动限速板往复移动。
23.进一步，所述驱动结构包括电机、主齿轮、从齿轮、传动杆、减速器，所述电机固定于安装架上，所述安装架上转动设有从动轴，所述电机的输出轴上设有主齿轮，从动轴上固定有与主齿轮啮合的从齿轮，所述减速器固定于支撑架上，所述传动杆连接与从动轴与减速器之间，所述减速器与传送链轮连接。
24.通过电机带动主齿轮转动，主齿轮将会带动从齿轮和从动轴转动，随之带动传动杆转动，转动杆通过减速器带动传送链轮转动，进而使传送链传送对管材进行牵引。此结构的设置整体较简单，能够同时同步带动三组牵引结构对管材进行牵引。
25.进一步，所述充气阀包括气囊和型腔，所述气囊为球形的非弹性气囊，所述气囊位于型腔内，所述气囊上设有直径小于1mm的放气孔。
26.气囊在经过真空结构之后，其中的空气会经过放气孔放出，非弹性的球形的气囊在出真空结构后，会经过放气孔逐渐进气，使其内部充气不在为负压状态，型腔的设置则便于气囊在传送过程中进出真空结构内进行抽气。气囊的整个过程则便于牵引件对管材的吸附放开。
27.进一步，所述放气孔为多个且直径小于0.1mm。使气囊能够缓慢恢复充气状态。
28.进一步，所述传动杆包括与从动轴连接的第一传动杆和与减速器连接的第二传动杆，所述第一传动杆上设有与第二传动杆连接的y型接头。便于传动杆对转动的传动。
附图说明
29.图1为本发明一种管材挤出成型系统实施例的示意图；
30.图2是冷却设备的结构示意图；
31.图3是限流板横向示意图；
32.图4是牵引设备的示意图；
33.图5是牵引结构的示意图；
34.图6是牵引件和充气阀的示意图。
具体实施方式
35.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
36.说明书附图中的附图标记包括：混料机1、挤出成型机2、冷却设备3、牵引设备4、切割设备5、扩孔设备6、冷却套30、冷却区301、冷却腔302、出水管31、进水管32、单吸式泵轮321、转轴322、水轮323、支块324、喷淋结构33、水槽34、支架35、限速板36、连杆361、条口362、主动轮37、从动轮371、支轴372、传送带373、圆柱凸轮38、安装架40、支撑架41、传送链轮42、传送链43、牵引件44、吸孔441、充气阀45、气囊451、放气孔452、型腔453、真空结构46、电机47、主齿轮471、从动轴472、从齿轮473、传动杆474、减速器475。
37.如图1所示，一种管材挤出成型系统，包括依次设置的混料机1、挤出成型机2、冷却设备3、牵引设备4、切割设备5和扩孔设备6，能够将原料依次通过上述设备加工获得管材成品。
38.如图2所示，冷却设备3包括预冷单元和冷却单元，预冷单元包括冷却套30，冷却套30中间为管材的冷却区301，冷却套30内设置了环形的冷却腔302，冷却腔302的横截面呈圆环型，冷却腔302靠近挤出成型机2的一端的横截面积，直径小于冷却腔302靠近牵引设备4一端的横截面积，使冷却区301的温度是从高到低的，进而对管材的冷却是逐渐进行冷却的。冷却套30上设置了进水管32和出水管31，进水管32设置在右侧下方，出水管31设置在左侧上方，便于使水流充满冷却腔302且循环起来。
39.冷却单元包括水槽34，水槽34上方设置了对管材进行喷淋冷却的喷淋结构33。水槽34两端设置有支架35，支架35上沿垂直于管材的方向滑动设置了限速板36，如图3所示，限速板36中间呈向上弯曲的弧形，限速板36的两端向上翘起，其横向呈w结构。喷淋结构33位于限速版上方，限速板36中部设置了多条用于漏水的条口362，限速板36用于承接喷淋结构33落下的冷却水，冷却水将从条口362漫出掉落冷却管材。
40.进水管32与水槽34连通，水槽34内设置了支块324，进水管32的下方固定于支块324上，进水管32内设置了单吸式泵轮321，单吸式泵轮321设置了转轴322，转轴322伸出进水管32外部，转轴322上位于管材的下方设置了水轮323。通过落在管材上冷却管材的水流落入水槽34的水流作用力，可驱动水轮323转动，转轴322和单吸式泵轮321随之转动，将水槽34内的冷却水泵入冷却腔302中再次利用起来。
41.支架35上设置了驱动限速板36滑动的往复结构，本实施中往复结构包括支轴372和圆柱凸轮38，转轴322上设置了主动轮37，支轴372转动固定于支架35上，支轴372上设置了从动轮371，主动轮37和从动轮371之间设置了传送带373，圆柱凸轮38与支轴372固定连接，限速板上设置了连杆361，连杆361的端部与圆柱凸轮38滑动连接，圆柱凸轮38的转动同样利用水流作用力来实现。
42.如图4、图5所示，本实施例中牵引设备4包括安装架40、牵引结构和驱动结构，牵引结构为三组，牵引结构包括支撑架41和传送链43，支撑架41固定于安装架40上，支撑架41上设置了多个传送链轮42，传送链轮42上套置有传送链43；传送链43靠近安装架40中心的一段对准管材用于牵引管材，传送链43的远离传送链轮42的一侧排布有用于传送管材的牵引
件44，驱动结构用于驱动传送链轮42转动。
43.如图4所示，本实施例中驱动结构包括电机47、主齿轮471、从齿轮473、传动杆474、减速器475，电机47固定于安装架40上，安装架40上转动设置了从动轴472，电机47的输出轴上设置了主齿轮471，从动轴472上固定有与主齿轮471啮合的从齿轮473，减速器475固定于支撑架41上，传动杆474连接与从动轴472与减速器475之间，减速器475与传送链轮42连接。为了更好的传递转动作用，本实施例中传动杆474包括与从动轴472连接的第一传动杆474和与减速器475连接的第二传动杆474，第一传动杆474上设置了与第二传动杆474连接的y型接头。
44.如图6所示，牵引件44上朝向管材的一侧设置了多个吸孔441，牵引件44连接与吸孔441连通的充气阀45，支撑架41上靠近冷却设备3一端设置了用于对充气阀45放气的真空结构46。本实施例中充气阀45包括气囊451和型腔453，气囊451为球形的非弹性气囊451，气囊451位于型腔453内，气囊451上设置了直径小于1mm的放气孔452，本实施例中放气孔452优选为四个且直径小于0.1mm。
45.具体实施过程如下：在需要生产管材时，可将原料依次通过混料机1、挤出成型机2、冷却设备3、牵引设备4、切割设备5和扩孔设备6进行加工，获得管材成品。
46.在冷却设备3使用时，先通过喷淋结构33喷出冷水，冷水喷淋进入水槽34中，水流作用力驱动水轮323转动，转轴322和单吸式泵轮321随之转动，通过单吸式泵轮321转动，可持续将水槽34中的水泵入冷却腔302中，在冷却腔302内充满水后，水将从出水管31流出。冷却腔302中的水可给冷却套30形成一个冷却环境，通过挤出成型机2挤出的初步成型的管材先进入冷却区301进行预冷，然后再进入冷却单元通过喷淋的冷却水进行冷却。喷淋结构33落下的冷却水将被限速板36承接，冷却水将从条口362漫出掉落冷却管材，避免在冷却水对管材冷却过程中，冲击管材使其造成变形。管材从预冷单元到冷却单元温度依次升高，从而实现对成型的管材逐步降温冷却，进而使管材冷却过程降温速度放缓，避免管材成型后因冷却太快导致管材收缩不均匀，出现小坑小麻点等，整个冷却过程可以确保了成型管材的质量。
47.管材经过冷却后进入牵引设备4中牵引传送，通过驱动机构驱动传送链轮42转动，具体的通过电机47带动主齿轮471转动，主齿轮471将会带动从齿轮473和从动轴472转动，随之带动传动杆474转动，转动杆通过减速器475带动传送链轮42转动。传送链轮42转动带动传送链43转动，由于传送链43的一段对准管材用于牵引管材，传送链43的远离传送链轮42的一侧排布有用于传送管材的牵引件44，通过牵引件44与管材外壁对准牵引管材，此过程中牵引件44牵引管材通过牵引件44对管材的摩擦力和抵紧力实现，为了避免管材在牵引过程中变形，抵紧力不能设置过大，但靠摩擦力进行牵引则牵引耗能较大。
48.为了减小耗能，本方案中在牵引件44设置了吸孔441和充气阀45，充气阀45中的气囊451通过真空结构46进行放气，从而使充气阀45内部为负压，通过吸孔441牵引件44可吸附在管材上对管材进行牵引，随着管材牵引出牵引设备4，充气阀45逐渐充气，通过吸孔可方放开对管材的吸附，便于牵引件44随传送链43继续传送。
49.以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本
发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。