[发明专利]一种改进的热塑性塑料管的成型方法及设备

说明书

本发明涉及热塑性塑料管成型，特别涉及一种改进了的使这种塑料管成为所需形状和构形的方法及其设备。在此，“管”这个概念中包括蛇形管、导管和其他类似管道而不论它们是单层还是多层结构。

用可塑性材料制成的管的用途十分广泛，其中最普通的是用作汽车中作为连接，如蒸汽，喷嘴、液压、燃料、冷却剂和油等的管道。在这些应用中，对管道往往有一定的形状和构形的要求。

在现有的工艺中，要得到这些形状，往往要在管内放置一些特别的插件，使管成为预期的形状，经过加热或硬化步骤使管保持这种形状，然后再取出插件。

以前认为这些插件对于防止在成型中管壁的坍塌起着必不可少的作用，因此，可制造的管的形状受到很大限制。特别是那些有很多弯曲的管很难制造、一方面由于插件很复杂，另一方面，要把插件从管中取出也很不容易。

本发明的目的就是要提供一种能克服上述缺点的改进的热塑性塑料管的成型方法及设备。

在本发明的第一个方面中，本发明将提供把热塑性塑料管制成所需形状的方法。下面是本方法的步骤：

a.将一段热塑性塑料管基本对应于所需构形架在至少一个成型器上；

b.用红外线加热放在成型器上的这一段管；

c.控制红外线的发射和对塑料管的加热，让这种热塑性材料变得完全可塑而可根据成型器的形状变形；

d.冷却已成型的塑料管以使之保持此形状；

e.从成型器上取下已成形的塑料管。

在本发明的方法中，利用控制红外加热和外部支架塑料管实现了特定形状管的成型。

可以发现利用红外线加热热塑性材料和从外部支撑塑料管是有效的而且是不会引起管壁的坍塌的。

因此，本发明完全避免了现有工艺中由于用插件从内部支撑管壁所带来的问题。

利用本发明中的方法，使用一个或多个从外部支撑的成型器，就能制造形状复杂，例如包括许多弯曲的管。

而且，红外线的发射是被控制成为一种脉冲式或周期式的发射。    

这样，由于照射中的间歇，使管有时间将所吸收的能量传递到整个管道，从而使管受热均匀。因此，本方法不会出现加热过度或热塑性材料熔化的问题。

另外，可以通过改变红外线的能量和强度，控制红外线的发射。        

红外线的峰值功率被控制在短波长区域，在0.7微米至2.0微米波长之间较好。能在1.0微米波长上最佳。

根据管中热塑性材料的质量和热特性的不同，红外线的照射可得到调整。其中，材料的热特性主要取决于管的直径、壁厚及整个管体的热导率。

可以根据所需形状决定红外线发射是沿轴向的全部区域还是部分区域。例如，可以分段加热或根据所需的特定形状，如弯曲，来加热管上的一部份或几个部份。

在加热后，在管的外部和/或管的内部使用冷却介质，所述管就很方便地制成了。

例如，可以将冷的或周围环境的空气通到管的外部或通入内部，使管冷却。最好使用吹气，因为借助它，冷却可以迅速完成。

可用其他冷却液体代替空气或与之同时使用。例如，可以在管内通入液体冷却剂，同时在管的外部用空气或液体进行冷却，如在管外喷水或吹气等。

所制成的管可以是已达到最后使用的形状，也可以只是一个中间形态。如果是后者，只要换用更加专门的成型器，将管从外部架成所需的形状，重复上述步骤即可。            

在本发明的第二个方面中，本发明将提供实现第一个方面中的方法所用的设备，该设备包含：

a.成型器装置，用于将一段选定的管支成所需形状；

b.红外线源，通过可控的红外线辐射来加热上述管；

c.冷却流体源，用于冷却上述管使之成型。

在利用这套设备实施本发明所提出的方法时，先将选用的管固定支于成型器装置上，使它具有所要求形状，将管置于红外线源发射的控制辐照下，有限度的加热使材料足够变形而不致于加热到熔化性阶段而引起管壁的熔化和坍塌。最后，将管冷却，管就成为所需特定形状了。

而且，成型器装置中至少包含一只成型器，并且该成型器具有导引面，将管支架成所需形状。

导引面上有一条槽，这样，在将管支架成所需形状时，管子可以很方便地容纳于其中。

所述槽同时也帮助防止由于控制的红外线加热造成的管壁坍塌。

而且，槽提供一个与管外壁相符的管的支架，槽的深度至少是管外径的三分之一。槽的深度如果至少是管外径的二分之一效果好，最好是在五分之三至五分之四之间。