[发明专利]一种大口径PVC管材动态成型方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大口径PVC管材动态成型方法及装置，属于管材成型领域。

技术背景

大口径管道是管道运输业中的主动脉。开发生产高强、轻质耐磨、耐冲击、耐腐蚀的大口径塑料管材是未来塑料行业主要发展方向之一,并已被科技部、国家计委列人1999年7月颁布的《当前优先发展的高技术产业重点领域指南》中。

目前，生产管材的一般工艺流程是：物料经由挤出机塑化挤出后进入模具，然后依次经过定径套、喷淋真空定型箱以及冷却水箱冷却定型后，切割、堆放得到管材制品。生产大口径管材时,螺杆挤出机容量已远远不够,生产外径为Φ400—Φ2000的大口径PE管材则以双壁波纹及缠绕管为主，但是生产设备复杂、技术难度高，受到国外市场垄断。《橡塑技术与装备》期刊第36卷第2期（P14）报道，国内首套具国际领先水平的PE大口径实壁管道挤出生产线研制成功，从而一举结束了我国生产PE大口径实壁管长期依赖进口设备的历史。

PVC原材料相对于PE成本低，而且PVC管材具有耐腐蚀、耐油、耐酸碱、耐压、耐磨损、耐老化等无可比拟的优势等一系列优势，使得国内众多企业争先进行大口径PVC管材成型技术攻关，由于PVC是热敏性塑料，PVC加工温度范围很窄，国内还没能生产出直径大于630mm以上的大口径PVC管材。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种大口径PVC管材动态成型方法及装置，本发明采用挤出、缠绕、焊接的方法，使用超声波焊接装置，研制出了一种成本低廉、温控精确、节能环保、可连续生产的大口径PVC管材动态成型方法及装置，超声波焊接温度控制精密，从而避免了由于熔融焊接造成PVC降解，生产直径为2000mm甚至更大口径PVC管材时，只要更换更大口径的滚筒模具即可，解决了难以生产大口径PVC管材的问题。

为达上述目的，提出一种大口径PVC管材动态成型方法，其包括以下步骤：PVC专用料经由挤出机塑化挤出定型后得到片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条，通过传送装置传送，传送装置上有一个烘箱，对挤出的片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条进行再加热，同时装在传送装置上的电机对物料进行牵引，使片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条沿挤出方向取向，最终以片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条缠绕在大口径滚筒模具表面，大口径滚筒模具一边旋转一边往前做直线运动，大口径滚筒模具直线运动的分力使得物料沿大口径滚筒模具轴向取向，从而得到双轴取向的PVC-O物料,片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条之间的间隙通过超声波焊接装置焊接缝合，超声波焊接装置的焊头是可滚动的圆柱体，焊头压在片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条上随大口径滚筒模具一起转动，实现挤出缠绕与焊接同步，在缠绕下一圈片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条时，超声波焊接装置就把上一圈的片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条熔融焊接，刚开始缠绕片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条时，扇形盖板之间有少量间隙，当缠绕完毕、管材冷却后，即得到高强度、高韧度的双轴取向PVC（简称PVC-O）管材，通过旋转调节螺母可拉近外连杆和内连杆，减小大口径滚筒模具的扇形盖板间隙，管材生产一定长度后切割，在机械手的协助下，取出制品，与此同时，片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条开始缠绕紧接在大口径滚筒模具后的另一个完全相同的大口径滚筒模具上，滚筒模具有两套，交替使用，生产管材的过程可连续进行。

本发明一种大口径PVC管材动态成型方法采用异型截面连续条边挤出边焊接成型，与直接挤出圆形管坯再冷却定型相比在此可称为动态成型。

本发明一种大口径PVC管材动态成型方法，所述的挤出机塑化挤出的连续条是片状或者片材与圆环复合的类似Ω状连续条，当挤出物料是片材与圆环复合的类似Ω状连续条时，得到的大口径PVC管材是波纹管，在波纹管的基础上开设通孔得到片材与圆环复合的类似Ω状连续条，既节省材料又加大了管材的刚度，在片材与圆环复合的类似Ω状连续条的通孔上继续开设花型带棱圆孔，可以进一步的节省材料，片材与圆环复合的类似Ω状连续条两侧是凸凹的斜面或阶梯，有利于相邻PVC物料间的定位和联接，搭接后能很好地结合在一起。