本发明专利技术公开一种聚合物管道喷流堆砌成型方法及装置，在螺旋缠绕堆砌成型过程中，通过在已形成的管胚中埋入熔体，结合熔体产生的喷流熔接作用和局部压延的定型作用，连续形成管道。其装置包括挤出机、熔体喷射机构、局部压延机构和管径定型调整机构，熔体喷射机构设于挤出机的挤出末端且埋入已形成的管胚中，局部压延机构和管径定型调整机构分布于管胚圆周方向的管壁上，且局部压延机构设于熔体喷射机构对应的位置，熔体喷射机构位于管壁内，局部压延机构位于管壁外，局部压延机构和熔体喷射机构之间形成约束空间。本发明专利技术可解决成型聚合物管道中成型尺寸受限、模具成本高、成型工艺复杂、能耗高、力学性能差、成型效率低、成型原料受限等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料加工成型
，特别涉及一种聚合物管道喷流堆砌成型方法及装置。
技术介绍
与金属管道等传统管道比较，高聚物管具有耐腐蚀，易安装，节能，输送流体阻力小，环保，输送热介质时热量损失小、优异的抗震性，质量轻、运输施工维护综合成本低，连接快捷可靠，使用寿命长且周期费用低，生产效率高、适合工业化大规模生产，原料资源丰富且可回收再利用等优点。因此，高聚物管道在给排水、天然气输送、建筑采暖、电力通信护套管、节水灌溉等领域得到广泛应用。目前，可用来成型聚合物管道的工艺方法有挤出成型和缠绕熔接成型。挤出成型存在需要专用模具，在成型大口径管道时，需要用到大型挤出机和挤出模具；挤出成型大口径管道由于取向作用导致管道周向强度小于轴向强度；同时由于大口径管道壁厚大，成型过程中熔体的流动控制比较难，易发生熔垂现象，易出现成型缺陷(如缩孔或气泡)从而导致管道力学性能差，故直接挤出成型很难成型大口径管道；另外，每挤出一种直径的管材需更换模具、挤出设备和相关辅助设备，故挤出成型大口径管道又存在成本高和灵活性较差等缺点。缠绕熔接成型是指先挤出一定截面形状的塑料条(纯塑料条或复合其他材料)，然后通过缠绕设备把塑料条以互相搭接方式缠绕到芯棒模具上，然后在塑料条之间局部加热喷涂粘结剂(或者直接以熔融态直接缠绕到芯棒模具上或者直接缠绕外表面有塑料熔体小口径塑料管道)并经滚柱压实，使样条之间熔接复合在一起，最后取出芯棒模具最终成型管道。德国克拉公司及公开号为CN101380819A的专利技术申请公开了一种缠绕熔接大口径管道的方法，但这种方法需要预先成型小口径管道，成型时小口径管道先涂覆塑料熔体再缠绕到芯轴上；缠绕成型时需用到专用芯轴模具，每成型一种口径的管道时需更换芯轴模具，同时在成型时需用到二次加热设备；另外，成型时熔体料条及小口径管道之间存在熔接痕，故该成型方法存在缠绕工艺复杂、灵活性差、能耗高、耗材多、流阻大、易泄漏、承压低等缺点。为此，针对目前聚合物管道成型中存在的问题，有必要开发一种成型灵活、成型制品力学性能高、成本低、表面质量好、能耗低、工艺简单且生产效率高的新工艺方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚合物管道喷流堆砌成型方法，以解决成型聚合物管道中成型尺寸受限、模具成本高、成型工艺复杂、能耗高、力学性能差、成型效率低、成型原料受限等问题。本专利技术的另一目的在于提供一种用于实现上述方法的聚合物管道喷流堆砌成型 目.ο本专利技术的技术方案为:一种聚合物管道喷流堆砌成型方法，在螺旋缠绕堆砌成型(即聚合物熔体在一定压力下绕中心轴螺旋堆积在一定空间内，螺旋层与层之间无间隙缠绕融合在一起)过程中，通过在已形成的管胚中埋入熔体，结合熔体产生的喷流熔接作用和局部压延的定型作用，连续形成管道。管道成型过程中，聚合物熔体作连续螺旋缠绕运动，且熔体经由预埋式的熔体喷射机构喷流入已成型的管道中与前续聚合物熔合，并通过局部压延机构的压延作用定型，在管径定型调整机构和旋转牵引机构的辅助作用下成型连续的聚合物管道。本专利技术用于实现上述方法的聚合物管道喷流堆砌成型装置，包括挤出机、熔体喷射机构、局部压延机构和管径定型调整机构，熔体喷射机构设于挤出机的挤出末端，且熔体喷射机构埋入已形成的管胚中，局部压延机构和管径定型调整机构分布于管胚圆周方向的管壁上，且局部压延机构设于熔体喷射机构对应的位置，熔体喷射机构位于管壁内，局部压延机构位于管壁外，局部压延机构和熔体喷射机构之间形成约束空间。所述熔体喷射机构为预埋式的供料喷嘴，在管道成型时伸入到约束空间中，并埋入到预成型管道熔体内部产生喷流。所述挤出机底部设有机架，位于挤出机挤出末端的机架一侧设有安装板，熔体喷射机构、局部压延机构和管径定型调整机构分别安装于安装板上。所述管胚外周还设有旋转牵引机构，旋转牵引机构包括螺旋牵引件和支撑杆，管胚外周分布有多个螺旋牵引件，各螺旋牵引件分别通过相应的支撑杆与安装板连接。旋转牵引机构对管胚进行牵引，带动已成型的管胚进行螺旋运动，使其成型连续的聚合物管道。所述局部压延机构包括主动压延辊、从动压延辊和驱动电机，主动压延辊和从动压延辊分别设于管胚的内外两侧，主动压延辊与驱动电机连接，熔体喷射机构设于主动压延辊和从动压延辊之间的空间内。两个压延辊在成型中起到局部压延定型作用；压延辊上外接温度调节系统，且压延辊的位置可调，即通过调位零件的作用，在不更换压延辊的前提下，调整压延辊的位置，同时通过管径定型调整机构对定型滚轮在管径方向的自动调整位置，实现不同口径和壁厚管道的成型。所述局部压延机构上方还设有调节管壁厚度用的调位零件。所述主动压延辊和从动压延辊还外接温度调节系统。所述管径定型调整机构包括多组定型滚轮组和调整件，各定型滚轮组和调整件一一对应并沿着管胚的圆周方向分布。在管胚内的中心设有阿基米德螺线钩槽凸轮机构，各组定型滚轮组和相应的调整件分别与阿基米德螺线钩槽凸轮机构连接，从而实现对不同直径和壁厚管道的定型。所述多组定型滚轮组的结构相同，各定型滚轮组包括内定型滚轮和外定型滚轮，内定型滚轮设于管胚内侧，外定型滚轮设于管胚外侧，内定型滚轮和外定型滚轮之间设于约束弹貪。上述聚合物管道喷流堆砌成型装置使用时，其原理是:成型时，挤出机提供的聚合物熔体经由喷嘴，喷流到约束空间中，在熔体喷流的同时，局部压延机构压延熔体旋转，在管径定型调整机构中定型滚轮的引导下先成型一段管道后，接着管道在旋转牵引机构和管径定型调整机构的共同作用下螺旋向前运动，成型连续的管道。其中，管坯最初是由局部压延机构中的两个压延辊驱动旋转，由螺旋牵引件与管道表面之间的螺纹传动而连续成型管道。本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果:1、利用本聚合物管道喷流堆砌成型方法及装置可成型大口径聚合物管道。2、相对于传统的聚合物挤出成型，本聚合物管道喷流堆砌成型装置不需要挤出模具，所成型大口径管道的质量可达到甚至优于利用模具成型的管道。3、利用本聚合物管道喷流堆砌成型方法及装置成型管道时，埋入式喷嘴喷流聚合物熔体产生局部压力，使先成型的管道与后成型的管道之间充分融合到一起，大大减少熔接痕的产生，故成型的聚合物管道力学性能比缠绕熔接成型的得到根本提高。4、利用本聚合物管道喷流当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合物管道喷流堆砌成型方法，其特征在于，在螺旋缠绕堆砌成型过程中，通过在已形成的管胚中埋入熔体，结合熔体产生的喷流熔接作用和局部压延的定型作用，连续形成管道。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿金平，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州华新科实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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