一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的制作方法

1.本发明涉及塑料成型领域，具体涉及一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置。


背景技术：

2.等压成型利用高压流体以相同压力向各处传递，使软袋模具胀大或缩小，使停留在软袋模具与成型模壁之间的高分子物料缓慢而均匀地受压，从而使高分子物料成为料坯，这种方法常用于聚四氟乙烯的预成型。
3.现有技术中，有利用等静压技术加工聚四氟乙烯管材的装置，如申请号为202021599452.3的中国专利就公开了一种聚四氟乙烯管道及管件衬里的等压成型制备装置，将橡胶套套于支撑管外壁，且支撑管的外壁上分布有进水孔，用于水流进入支撑管对橡胶套加压，在该装置中，支撑管虽然对橡胶套起到支撑作用，但由于粉料具有一定的流动性，在填充过程中，进入橡胶套和管道外模之间的粉料会顶压橡胶套局部向支撑管上的进水孔处凸起，导致橡胶套形变不均匀，影响管材的成型质量。


技术实现要素：

4.本发明提供一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置，以解决现有等压成型装置中粉料填充时导致橡胶套局部形变的问题。
5.本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置采用如下技术方案：一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置，包括外筒、加压机构和成型机构，外筒竖直设置；成型机构包括驱动件、定型筒和弹性胶筒，定型筒安装于外筒内，定型筒由多个弧形挡板绕外筒轴线围合而成，定型筒具有收缩形态和舒张形态，定型筒在收缩形态下，多个弧形挡板的侧边密封贴合，使得定型筒呈封闭的圆柱形；定型筒在舒张形态下，相邻两个弧形挡板之间具有间隙；多个弧形挡板在驱动件的驱动下绕外筒轴线同步转动；弹性胶筒套于定型筒外，且在初始状态下弹性胶筒与处于收缩形态的定型筒外圆周完全贴合，使得物料均匀分布于弹性胶筒与外筒之间；加压机构用于向定型筒内注入液体或气体使定型筒内压力增加，定型筒在内部压力增加至预设值时从收缩形态转变为舒张形态，进而使具有压力的液体或气体从相邻两个弧形挡板之间的间隙通过并加压于弹性胶筒。
6.进一步地，成型机构还包括下转盘，下转盘位于外筒内且在驱动件的驱动下绕外筒的轴线沿第一转向转动；下转盘上设置有多个滑轨，多个滑轨绕外筒的轴线均匀分布，每个滑轨均为弧形且两端分别为内端和外端，滑轨的内端沿第二转向且向远离外筒轴线的方向延伸至滑轨的外端，其中，第二转向与第一转向相反；每个弧形挡板滑动安装于一个滑轨，且弧形挡板可随下转盘转动；弧形挡板位于滑轨的内端时，定型筒处于收缩形态，弧形挡板离开滑轨的内端并沿滑轨向靠近滑轨的外端滑动时，定型筒处于舒张形态。
7.进一步地，成型机构还包括上转盘，上转盘位于外筒内且下转盘上方，上转盘随下转盘同步绕外筒的轴线转动；上转盘、下转盘和定型筒限定出压力腔，上转盘上设置有阀门组件，阀门组件调节压力腔进口的大小，进而控制加压机构向压力腔内注入液体或气体的
速度；上转盘转速越快，阀门组件使压力腔的进口越大。
8.进一步地，阀门组件包括多个阀板和多个弹簧，多个阀板绕外筒的周向均匀分布，且每个阀板与上转盘通过一个弹簧连接；多个阀板在弹簧的作用下向外筒的轴线靠拢并在多个阀板的中心限定出压力腔的进口，多个阀板在上转盘转动的离心作用下向远离外筒的轴线方向移动，使得压力腔的进口增大。
9.进一步地，弧形挡板的靠近外筒轴线的一面为内侧面，弧形挡板的背离外筒轴线的一面为外侧面，弧形挡板的水平方向的两侧边分别为第一侧边和第二侧边，且沿第一转向，第一侧边位于第二侧边的前侧；每个弧形挡板的第二侧边均设置有第一斜面，第一斜面从第二侧边的中部延伸至弧形挡板的外侧面，且第一斜面与弧形挡板的外侧面的夹角为锐角；每个弧形挡板的第一侧边均设置有第二斜面，第二斜面从第一侧边的中部延伸至弧形挡板的外侧面，且第二斜面与弧形挡板的外侧面的夹角为钝角；定型筒处于收缩状态时，相邻两个弧形挡板的第一斜面和第二斜面完全贴合。
10.进一步地，弧形挡板的第二侧边还设置有第三斜面，第三斜面从第二侧边的中部延伸至弧形挡板的内侧面，且第三斜面与弧形挡板的内侧面的夹角为锐角；每个弧形挡板的第一侧边均设置有第四斜面，第四斜面从第一侧边的中部延伸至弧形挡板的内侧面，且第四斜面与弧形挡板的内侧面的夹角为钝角；第一斜面和第二斜面完全贴合时，第三斜面和第四斜面完全贴合，阻碍弧形挡板进一步向靠近外筒轴线方向靠拢。
11.进一步地，成型机构还包括固定环、第一锁紧环和第二锁紧环，固定环和第一锁紧环均位于定型筒上方，且固定环与外筒固定，第一锁紧环位于固定环的内侧且下方，弹性胶筒的上端位于第一锁紧环与固定环之间，且第一锁紧环和固定环通过螺栓固定从而夹紧弹性胶筒的上端；外筒内设置有凸台，凸台和第二锁紧环均位于定型筒下方，第二锁紧环位于凸台的内侧且上方，弹性胶筒的下端位于第二锁紧环与凸台之间，且第二锁紧环和凸台通过螺栓固定从而夹紧弹性胶筒的下端。
12.进一步地，固定环的下端面与定型筒的上端面在竖直方向上具有预设距离，凸台的上端面与定型筒的下端面在竖直方向上具有预设距离，其中预设距离为弹性胶筒在初始状态下的厚度。
13.进一步地，一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置还包括启闭盘，凸台、弹性胶筒、外筒和固定环限定出物料腔，固定环与外筒之间预留有与物料腔连通的进料口，物料填充物料腔后，启闭盘安装于固定环和外筒之间封堵进料口，且启闭盘的下端面与固定环的下端面平齐。
14.进一步地，驱动件为电机。
15.本发明的有益效果是：本发明的聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置利用定型筒对弹性胶筒进行支撑，且在初始状态下，定型筒处于收缩形态且呈封闭的圆柱形，弹性胶筒与定型筒的外圆周完全贴合，使得物料均匀分布于弹性胶筒与外筒之间，且避免弹性胶筒在物料的挤压下产生局部形变；在加压机构使定型筒内压力增加至预设值时，定型筒从收缩形态转变至舒张形态，相邻两个弧形挡板之间产生间隙，液体或气体从相邻两个弧形挡板之间的间隙通过并加压于弹性胶筒，且弧形挡板始终在驱动件的驱动下转动使得液体或气体的压力均匀作用于弹性胶筒。
16.进一步地，在定型筒处于收缩状态期间，定型筒与弹性胶筒之间的摩擦阻力使得
下转盘和上转盘的转速均较慢，进而使阀门组件的多个阀板受到的离心力作用较小，限定出的进口较小，从而使加压机构向压力腔内缓慢加压，多个弧形挡板缓慢沿滑轨相互远离，避免多个弧形挡板突然相互远离打开间隙造成弹性胶筒局部压力骤增；在定型筒转换至舒张形态时，由于弧形挡板产生了向远离外筒轴线方向的移动，使得弧形挡板与弹性胶筒之间从面接触转变至线接触，定型筒与弹性胶筒之间的摩擦阻力减小，进而使下转盘和上转盘的转速增加，阀门组件限定出的进口增大，从而使加压机构向压力腔增压的速度加快，提高对物料的压力成型效率。
17.进一步地，弧形挡板在绕外筒轴线沿第一转向转动时，第一斜面与弧形挡板外侧面形成的锐角、第二斜面与弧形挡板外侧面形成的钝角对弹性胶筒的表面产生的刮擦作用均较弱，弧形挡板向远离外筒轴线方向的移动时，第一斜面与弧形挡板外侧面形成的锐角、第二斜面与弧形挡板外侧面形成的钝角均与弹性胶筒脱离接触，避免其对弹性胶筒产生刮擦；在弧形挡板向滑轨的内端移动过程中，相邻两个弧形挡板沿第一斜面相互靠拢，避免将弹性胶筒夹入两个弧形挡板之间。
18.进一步地，固定环的下端面与定型筒的上端面在竖直方向上具有预设距离，凸台的上端面与定型筒的下端面在竖直方向上具有预设距离，其中预设距离为弹性胶筒在初始状态下的厚度，进而避免弧形挡板向远离外筒轴线方向移动时与凸台、固定环相互作用挤压弹性胶筒。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例整体结构示意图。
21.图2为本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例整体结构剖视图。
22.图3为图2中a处放大示意图。
23.图4为图2中b-b向剖视图且定型筒收缩状态示意图。
24.图5为本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例中定型筒舒张状态时弹性胶筒形变示意图。
25.图6为本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例中定型筒舒张状态示意图。
26.图7为本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例中弧形挡板结构示意图。
27.图中：100、外筒；110、凸台；200、启闭盘；300、加压机构；400、成型机构；410、驱动件；420、定型筒；421、弧形挡板；422、第一连接板；423、第一安装柱；424、第二连接板；425、第二安装柱；426、第一斜面；427、第二斜面；428、第三斜面；429、第四斜面；430、弹性胶筒；440、下转盘；450、上转盘；451、连杆；452、第二滑轨；460、阀门组件；461、阀板；462、弹簧；
470、固定环；480、第一锁紧环；490、第二锁紧环。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置的实施例，如图1至图7所示，包括外筒100、加压机构300和成型机构400，外筒100竖直设置；成型机构400包括驱动件410、定型筒420和弹性胶筒430，驱动件410为电机；定型筒420安装于外筒100内，定型筒420由多个弧形挡板421绕外筒100轴线围合而成，定型筒420具有收缩形态和舒张形态，定型筒420在收缩形态下，多个弧形挡板421的侧边密封贴合，使得定型筒420呈封闭的圆柱形；定型筒420在舒张形态下，弧形挡板421向远离外筒100轴线方向移动，使得相邻两个弧形挡板421之间具有间隙；多个弧形挡板421在驱动件410的驱动下绕外筒100轴线同步转动；弹性胶筒430套于定型筒420外，且在初始状态下弹性胶筒430与处于收缩形态的定型筒420外圆周完全贴合，由于定型筒420呈圆柱形，使得物料均匀分布于弹性胶筒430与外筒100之间，且避免弹性胶筒430在物料的挤压下产生局部形变；加压机构300用于向定型筒420内注入液体或气体使定型筒420内部压力增加，定型筒420在其内部压力增加至预设值时从收缩形态转变为舒张形态，进而使具有压力的液体或气体从相邻两个弧形挡板421之间的间隙通过并加压于弹性胶筒430；且弧形挡板421始终在驱动件410的驱动下转动使得液体或气体的压力均匀作用于弹性胶筒430。
30.在本实施例中，成型机构400还包括下转盘440，下转盘440位于外筒100内且在驱动件410的驱动下绕外筒100的轴线沿第一转向转动；下转盘440上设置有多个第一滑轨（图中未示出），多个第一滑轨绕外筒100的轴线均匀分布，每个第一滑轨均为弧形且两端分别为内端和外端，第一滑轨的内端沿第二转向且向远离外筒100轴线的方向延伸至第一滑轨的外端，其中，第二转向与第一转向相反；每个弧形挡板421滑动安装于一个第一滑轨，且弧形挡板421可随下转盘440转动；具体地，弧形挡板421的下端设置有第一连接板422和第一安装柱423，连第一连接板422与弧形挡板421固定连接，第一安装柱423固定于连接板下侧，且第一安装柱423滑动安装于第一滑轨并与第一滑轨始终不脱离，由于第一滑轨从其内端向远离外筒100轴线方向延伸至其外端，使得第一安装柱423可随下转盘440同步沿第一转向转动；第一安装柱423位于第一滑轨的内端时，定型筒420处于收缩形态，第一安装柱423离开第一滑轨的内端并沿第一滑轨向靠近第一滑轨的外端滑动时，定型筒420处于舒张形态。
31.在本实施例中，成型机构400还包括上转盘450，上转盘450位于外筒100内且下转盘440上方，上转盘450随下转盘440同步绕外筒100的轴线转动；具体地，上转盘450和下转盘440之间通过竖直设置的多个连杆451连接；上转盘450、下转盘440和定型筒420限定出压力腔，上转盘450上设置有阀门组件460，阀门组件460调节压力腔进口的大小，进而控制加
压机构300向压力腔内注入液体或气体的速度；上转盘450转速越快，阀门组件460使压力腔的进口越大。为使弧形挡板421的移动更稳定，上转盘450的下侧面设置有与第一滑轨在竖直方向上重合的第二滑轨452，且在弧形挡板421的上端同样设置有与第一连接板422结构相同且在竖直方向上重合的第二连接板424，以及与第一安装柱423结构相同且在竖直方向上重合的第二安装柱425，第二安装柱425滑动安装于第二滑轨452且与第二滑轨452始终不脱离。
32.在本实施例中，阀门组件460包括多个阀板461和多个弹簧462，多个阀板461绕外筒100的周向均匀分布，且每个阀板461与上转盘450通过一个弹簧462连接；多个阀板461在弹簧462的作用下向外筒100的轴线靠拢并在多个阀板461的中心限定出压力腔的进口，多个阀板461在上转盘450转动的离心作用下向远离外筒100的轴线方向移动，使得压力腔的进口增大。
33.在本实施例中，弧形挡板421的靠近外筒100轴线的一面为内侧面，弧形挡板421的背离外筒100轴线的一面为外侧面，弧形挡板421的水平方向的两侧边分别为第一侧边和第二侧边，且沿第一转向，第一侧边位于第二侧边的前侧；每个弧形挡板421的第二侧边均设置有第一斜面426，第一斜面426从第二侧边的中部延伸至弧形挡板421的外侧面，且第一斜面426与弧形挡板421的外侧面的夹角为锐角；每个弧形挡板421的第一侧边均设置有第二斜面427，第二斜面427从第一侧边的中部延伸至弧形挡板421的外侧面，且第二斜面427与弧形挡板421的外侧面的夹角为钝角；定型筒420处于收缩状态时，相邻两个弧形挡板421的第一斜面426和第二斜面427完全贴合。且弧形挡板421在绕外筒100轴线沿第一转向转动时，第一斜面426与弧形挡板421外侧面形成的锐角、第二斜面427与弧形挡板421外侧面形成的钝角对弹性胶筒430的表面产生的刮擦作用均较弱。并且由于弧形挡板421持续转动，弧形挡板421从滑轨的外端向滑轨的内端滑动时，相邻两个弧形挡板421沿第一斜面426相互靠拢，避免将弹性胶筒430夹入两个弧形挡板421之间。
34.在本实施例中，弧形挡板421的第二侧边还设置有第三斜面428，第三斜面428从第二侧边的中部延伸至弧形挡板421的内侧面，且第三斜面428与弧形挡板421的内侧面的夹角为锐角；每个弧形挡板421的第一侧边均设置有第四斜面429，第四斜面429从第一侧边的中部延伸至弧形挡板421的内侧面，且第四斜面429与弧形挡板421的内侧面的夹角为钝角；第一斜面426和第二斜面427完全贴合时，第三斜面428和第四斜面429完全贴合，阻碍弧形挡板421进一步向靠近外筒100轴线方向靠拢。
35.在本实施例中，成型机构400还包括固定环470、第一锁紧环480和第二锁紧环490，固定环470和第一锁紧环480均位于定型筒420上方，且固定环470与外筒100固定，第一锁紧环480位于固定环470的内侧且下方，弹性胶筒430的上端位于第一锁紧环480与固定环470之间，且第一锁紧环480和固定环470通过螺栓固定从而夹紧弹性胶筒430的上端；外筒100内设置有凸台110，凸台110和第二锁紧环490均位于定型筒420下方，第二锁紧环490位于凸台110的内侧且上方，弹性胶筒430的下端位于第二锁紧环490与凸台110之间，且第二锁紧环490和凸台110通过螺栓固定从而夹紧弹性胶筒430的下端。
36.在本实施例中，固定环470的下端面与定型筒420的上端面在竖直方向上具有预设距离，凸台110的上端面与定型筒420的下端面在竖直方向上具有预设距离，其中预设距离为弹性胶筒430在初始状态下的厚度，进而避免弧形挡板421向远离外筒100轴线方向移动
时与凸台110、固定环470相互作用挤压弹性胶筒430。
37.在本实施例中，一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置还包括启闭盘200，凸台110、弹性胶筒430、外筒100和固定环470限定出物料腔，固定环470与外筒100之间预留有与物料腔连通的进料口，物料填充物料腔后，启闭盘200安装于固定环470和外筒100之间封堵进料口，且启闭盘200的下端面与固定环470的下端面平齐。
38.本发明的一种聚四氟乙烯管材衬里的等压成型装置在初始状态下，定型筒420处于收缩状态，每个弧形挡板421均位于第一滑轨和第二滑轨452的内端，相邻两个弧形挡板421的侧边贴合，多个弧形挡板421围合呈封闭的圆柱形，弹性胶筒430与处于收缩形态的定型筒420外圆周完全贴合，使得物料进入物料腔后在物料腔内均匀分布，且在物料进入物料腔的过程中，驱动件410通过下转盘440带动定型筒420转动，定型筒420转动时产生的震动促使物料腔内的物料分布更均匀。物料在物料腔内完成填充后，装上启闭盘200使物料腔封闭，并启动加压机构300向压力腔内充入液体或气体使定型筒420内压力增加，而由于定型筒420的多个弧形挡板421的外侧面与弹性胶筒430完全贴合，在定型筒420处于收缩状态期间，定型筒420与弹性胶筒430之间的摩擦阻力使得下转盘440和上转盘450的转速均较慢，进而使阀门组件460的多个阀板461受到的离心力作用较小，限定出的进口较小，从而使加压机构300向压力腔内缓慢加压，多个弧形挡板421缓慢沿滑轨相互远离，避免多个弧形挡板421突然相互远离打开间隙造成弹性胶筒430局部压力骤增。
39.随着压力腔内压力增加至预设值，多个弧形挡板421在压力腔内液体或气体的作用下沿第一滑轨和第二滑轨452相互远离，每个弧形挡板421均沿第一滑轨从第一滑轨的内端向第一滑轨的外端滑动，在移动过程中，弧形挡板421相对于下转盘440沿第二转向转动并向远离外筒100轴线方向移动，相邻两个弧形挡板421之间的第一斜面426和第二斜面427错开形成间隙，液体或气体进入定型筒420与弹性胶筒430之间对弹性胶筒430施加压力；由于弧形挡板421产生了向远离外筒100轴线方向的移动，使得弧形挡板421与弹性胶筒430之间从面接触转变至线接触，定型筒420与弹性胶筒430之间的摩擦阻力减小，进而使下转盘440和上转盘450的转速增加，阀门组件460限定出的进口增大，从而使加压机构300向压力腔增压的速度加快，提高对物料的压力成型效率。且在液体或气体进入弹性胶筒430和定型筒420之间后，定型筒420持续在驱动件410的驱动下转动，将液体或气体的压力均匀传递至弹性胶筒430。
40.弧形挡板421向远离外筒100轴线方向的移动时，第一斜面426与弧形挡板421外侧面形成的锐角、第二斜面427与弧形挡板421外侧面形成的钝角均与弹性胶筒430脱离接触，避免其对弹性胶筒430产生刮擦。压力成型完成后，关闭加压机构300，并将压力腔内的液体或气体释放，多个弧形挡板421在弹性胶筒430恢复形变的作用下沿第一滑轨收拢，直至第一斜面426与第二斜面427完全贴合且弧形挡板421滑动至第一滑轨的内端；在弧形挡板421向第一滑轨的内端移动过程中，相邻两个弧形挡板421沿第一斜面426相互靠拢，避免将弹性胶筒430夹入两个弧形挡板421之间。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。