[发明专利]用于制作热塑管的机器及方法

说明书

本发明涉及一种由热塑套筒制作热塑管的机器及方法。

现今采用的用于制作长2至10英寸、直径为1/2至3英寸的有突头的成品热塑管的成套机械，通常由一系列机器组成，这些机器直线排列，生产线的总长大约为80至100英尺，高度大约为20至30英尺。体积如此庞大的生产线，经常要安装于占地面积几英亩的厂房内。

在现今的工厂里，用于生产单一类型的热塑管的常规生产线，包括以下用途的设备：将聚合物原材料加热成熔化的塑料，使熔化的塑料通过模具挤出形成挤压拉伸成型的中空体；使中空体冷却并将其切割成等长的套筒；将套筒传送至用于在套筒的一端模压出突头的设备，在此形成突头管；将突头管传送至另一设备，装饰突头管或在其上添加图案；将印刷后的突头管传送至另一设备进行涂敷；将印刷后的突头管传送至另一不同设备，在管的突头端加装一个盖，并将加盖的管传送至最后的设备，将管从生产线上取下。取下的管被包装后作为存货或准备装运。这样的生产线，生产时至少需要四个工人，其中一个人操作挤压成型机，至少两个人沿生产线监控管传送机和其它设备，最后一个工人在生产线的末端包装成品管。

机器规模的日益增长决定了生产设备的设计必须致力于将经济性和巨大的体积联系起来考虑。通常的生产线可以同时处理几百个处于不同生产阶段的管。尽管一些生产效益可以通过机器巨大的规模来获得，但即使仅考虑到生产设备庞大的尺寸，也存在许多局限性。

许多因素，如那些与生产线设备本身紧密相关的因素，决定了通常的生产线存在着固有的生产效率低下的问题。这些因素包括生产线巨大的规模，机械操作，工艺条件的限制以及其它如整体成本限制等导致的效率低下。如下所述，生产效率低下是严重的障碍，最终会限制在市场上可得到的管的品种。

大型生产设备需要土地、资金和劳动力，其成本是相当高的。另外，大型设备结构很复杂，因而需要更多的劳动力和更高技能的工人去操作和维护。更重要的是，大型结构未必能提高整体效率。生产能力可能会因此提高，但却可能是以牺牲效率为代价的。复杂的设备需要大量的资金、时间和劳动力的投入，但当和产出相比时，却可能意味着较低的整体效率。

通常的生产线设备的机械操作，会进一步导致生产过程的低效率。由于现有机器机械机构的制约，生产线的停工时间是不可避免的。例如，大约70％至80％的生产线停工时间是归因于管和套筒的输送系统的。一个生产线通常有多个传送系统，每个系统一般是一个长的链条，其上每隔几英寸放置有管固定心轴，卷绕在许多驱动齿轮上。这些链条系统很容易被卡住，常常把放置位置不适当的工件输送至生产设备，经常需要停下来进行调整和重新进行设置。一个传送系统停止运转，将导致整个生产线停工。

生产线停工会导致生产损失。例如，如果生产线上的一台生产设备在夜班时发生故障，而解决问题的工程师又不在，整条生产线将会停工闲置直至次日早晨。对生产商而言，这个损失是不经济的和代价昂贵的。

生产设备的缺乏灵活性，会对加工过程产生固有的局限。由于专用设备重达几千磅，不易移动，生产线设备不能很容易地重新安装，以实现不同的加工过程。而且，大型设备是为单一用途制造的，且仅限于那一用途。例如，胶版印刷机仅能以胶版印刷的方式印制物品。因此，生产设备的设置限制了生产商可采用的加工方法的数量。

适合现有设备的用于监测和控制单个管产品质量的程序控制装置，市场上还没有供应。例如，现在还没有一种已知的切实可行的方法，可以在生产过程中实时对残次产品进行鉴定、监测和跟踪，残次产品只能在生产线的末端被取下。当管在生产线的开始部分就产生缺陷时，继续加工这个管是不经济的，因为这个管最终会被废弃。

由于一个80至100英尺长的管生产线每个班需要至少四名工人，有可预测的故障率，即使闲置时，也需要花费时间和资金为不同的加工作业进行改装。由此产生的较高的生产成本，只能通过大规模的生产作业才能降低。由于每个管的生产成本太高，用如此大的机器生产少量的管是对资源的浪费。为了收回生产成本，通常的生产线仅适用于特定规模的生产作业。

尽管本发明的单个机器的产量不能和通常的80至100英尺长的生产线的生产能力相比，但如果如此简单高效的机器的产量可以通过使用一系列这样的机器而成倍增长，那么这一系列机器总的产量就能够和通常的生产线相竞争。这样，效率达到最大限度且成倍增长，可以生产出大量的热塑管。

本发明的主要目的是提供一种加工热塑管的机器及方法，和通常的加工方法相比，能够更有效地使用土地、劳动力和资金。

本发明的一个目的是提供一种更具灵活性的加工热塑管的机器及方法，可以适应不同的加工工艺方法。