[发明专利]一种胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及管材挤出成型技术领域，特别涉及一种胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法及设备。

背景技术

高分子材料的拉伸取向过程是材料在玻璃化温度与熔融温度之间的温度下，在外力的作用下，分子从无序排列到有序排列的过程。高分子链由于实现了有序排列，材料由各向同性转变为各向异性，即材料沿分子取向方向的强度大幅增加。利用高分子材料的取向特点，对管材进行双向拉伸，能够同时提高管材的环向强度和轴向强度，实现管材综合性能的提高。

目前，双向拉伸管的制造技术分为两大类：两步加工法和一步加工法。

两步加工法又称离线(off-line)工艺或分批(In batch)工艺，其特点是将挤出厚料胚和双向拉伸取向分两步进行。取向是将挤出成型并已经冷却的管材段(厚料胚)放在模具内，通过加热和加压膨胀到要求尺寸来实现的。

一步加工法又称在线(in-line)工艺。是在管材挤出生产线上，把已经挤出成型的管材(厚料胚)连续地通过径向的扩张和轴向的拉伸实现双轴取向，然后冷却定型成为双向拉伸管材。

两步加工法开发较早，设备和工艺比较简单，可以达到较大的取向效果，容易达到优良的性能，可生产的产品范围较宽，但是传统的两步加工法生产效率较低，耗费劳动和能源较多。而一步加工法是近年来开发的，生产效率较高，耗费劳动和能源较少，但是设备及工艺都比较复杂、拉伸比调节难度大、且产品的应用范围有一定限制。同时，在两步法和一步法加工过程中，聚合物管胚都是在较大的取向之后，直接冷却定型形成双向拉伸管材，在这一过程中，聚合物分子链的取向得到最大效果的保存，但是也会造成双向拉伸管材存在比较大的内应力，影响管材的最终使用效果。

针对目前一步加工的双向拉伸挤管方法及设备存在的适用范围小、拉伸比调节难度大、存在内应力大等问题，开发一种新的基于内外压力平衡的管胚胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法及设备具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种管胚尺寸可调、产品适用范围较广的胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述方法的胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型设备。

本发明的技术方案为：一种胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型方法，基于内外压平衡，先利用进风管和冷风风环之间形成的内外冷空气压力差，使管胚径向扩张并实现径向拉伸比可调，再对管胚进行轴向拉伸，实现连续制备双轴向拉伸管。

所述管胚进行轴向拉伸之前，通过改变进风管内的冷空气压力来调节管胚径向扩张时形成的膜泡直径，通过壁厚调节组件调节管胚轴向拉伸形成的管壁厚度，通过冷却调节组件调节管胚轴向拉伸时的冷却段长度。

本发明一种用于上述方法的胀-微缩式双轴向拉伸管连续成型设备，包括壁厚调节组件、冷却调节组件和吹胀组件，吹胀组件包括芯棒、口模基体、进气管和冷风风环，芯棒设于口模基体中，芯棒与口模基体之间形成熔体流道，冷风风环设于熔体流道的出口外周，进气管设于芯棒中部，进气管的出风端位于熔体流道的出口内侧；吹胀组件的一侧设有壁厚调节组件，吹胀组件的外周设有冷却调节组件。

所述冷却调节组件包括冷却调节手轮、冷却调节杆、十字支撑架、十字定位杆、真空定径套和定径定位拉杆，冷却调节杆一端与真空定径套固定连接，冷却调节杆另一端穿过十字支撑架后，端部设置冷却调节手轮，十字支撑架一侧通过十字定位杆与芯棒连接，进风管外周与十字支撑架中部相接，十字支撑架底部、冷风风环底部和真空定径套底部通过定径定位拉杆连接，真空定径套与定径定位拉杆滑动连接。

所述冷却调节杆与真空定径套螺纹连接，并采用双螺母锁紧。

所述真空定径套位于冷风风环的外侧，真空定径套上，与冷风风环相对的一侧设有测径传感器，测径传感器通过传感器座设于真空定径套上。可通过测径传感器实时测量膜泡的直径，从而调节进风管内的冷空气压力，使膜泡直径更稳定地保持在预设值范围内。

真空定径套与冷风风环之间的空间为膜泡形成空间，真空定径套位于冷气塞外侧的空间为管胚轴向拉伸时的冷却段。冷却调节组件使用时，可调节冷却调节手轮，通过冷却调节杆带动真空定径套沿着定径定位拉杆滑动，从而调节冷却段的长度。