本发明专利技术涉及PVC‑C管材挤出工艺技术领域，公开了一种高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC‑C管材挤出装置及方法，用经过改装的PVC‑C管材挤出生产线挤出PVC‑C管胚；用与挤出模具连接的连接导杆、冷却套装置，用气体适度冷却管胚(热弹性体状态)内/外壁温度；用与冷却套连接的均温套均温管胚外壁/中间层温度，使管胚处于均温可形变的弹性体状态；用定位在连接导杆上的扩径芯棒在线对PVC‑C管胚沿轴向扩径，并用牵引装置对管胚同步施加径向拉伸力，将PVC‑C管胚的线形结构分子链拉伸为网状结构分子链；用真空冷却水箱冷却定型管材，制成增强增韧PVC‑C管材，以机械方式增强增韧管材，使PVC‑C管材力学性能满足相关标准的要求，从而满足PVC‑C自动灭火用管道在性能方面的需求。
Extrusion equipment and method of high temperature and low expansion ratio on-line axial orientation strengthening and toughening PVC-C pipe
【技术实现步骤摘要】
高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置及方法
本专利技术涉及PVC-C管材挤出工艺
,更具体的说是涉及高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置及方法。
技术介绍
PVC-C氯化聚氯乙烯树脂由聚氯乙烯(PVC)树脂氯化改性制得，树脂的氯含量65-70％，材料限氧指数达到60％。PVC-C管材的最高使用温度可达到110℃，长期使用温度为95℃，并且材料的强度、耐酸、耐碱、阻燃、抗老化能力强。因此，PVC-C材料被广泛用于工业、冷热水、消防、电力电缆护套等管材的加工，市场发展潜力巨大。但是，PVC-C材料在经过氯化后，熔体粘度高、易热分解，加工过程中易腐蚀成型设备，成品管材的脆性大，需在配方中大量添加各种助剂予以改性。而在大量使用助剂改性PVC-C管材的加工性能、物理性能时，又容易导致PVC-C管材在材料强度、耐热、氯含量、抗老化等方面的性能下降，限制了产品的应用范围，特别是PVC-C自动灭火用管道在耐火性能方面的需求。在一些特殊的PVC-C管道(如自动喷水灭火用管道)用途中，对管道的耐火性能有着更严格的要求，PVC-C管道的氯含量需要≥60％。为满足要求，国外一般采用氯含量≥70％左右的PVC-C专用树脂生产。而目前国内PVC-C树脂氯含量67％～68％左右，强行提高树脂的氯含量将使材料的加工性能无法满足生产工艺的需求，和产品标准的需求。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供了一种高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置及方法，其具有增强增韧、抗冲压、耐高温、耐火等特点。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，该装置从左至右依次连接有用于挤出PVC-C管胚的挤出机、定型模具、与定型模具连接的连接导杆和冷却套、与冷却套连接的均温套、用定位在连接导杆上的扩径芯棒、用于支持冷却套和均温套组件的支架、真空冷却水箱、牵引机、切割机。其中，所述连接导杆安装在PVC-C管胚内，左右两端分别与定型模具的模芯棒和扩径芯棒连接固定；所述冷却套和均温套安装在PVC-C管胚外，依次与定型模具的口模采用采用法兰方式连接，中间使用垫片隔热。优选的，所述定型模具由压力气泵、挤出模段、分流架、口模以及模芯棒组成；在所述分流架到模芯棒之间设有一直径6～8mm的中空气孔，中空气孔两端分别连接到压力气泵和连接导杆，而连接导杆的另一端与模芯棒连接，且连接口直径M10～20mm。优选的，所述连接导杆的长度为管材外径5～12倍，外径＜管胚内径*80％，两端丝口直径M12～26mm；且两端分别设计直径6～8mm，长度30～250mm的中空气孔；其中，与定型模具连接端口的通气孔长度30～60mm，与扩径芯棒连接的连接端口的通气孔长度50～250mm，通气孔平面部位错位垂直钻孔直径2mm的小孔2～6个，便于气体流入或释放。优选的，所述冷却套长度＝管胚挤出口模直径2～6倍，冷却套内径＝管胚挤出口模尺寸，冷却套夹层车削螺纹形冷却气路，两端分别连接进/出接头，便于气体流动释放。螺纹形冷却气路的当量直径6～8mm。冷却套两端分别车削螺纹，用于法兰连接。优选的，所述均温套长度＝管材直径1～3倍，内径＝管胚直径*1.3～2倍，均温套6的外径包裹热红外加热片，加热片温度可调节范围0～250℃。均温套一端车削螺纹，用于法兰连接。优选的，所述扩径芯棒的材料为自带自润滑特性的聚四氟乙烯棒材，其长度≥扩张后管材直径2倍，扩口端直径≥管材内径(管胚扩径后外径＝管材定径套内径+2～6mm),管胚端直径≤管胚内径；扩径芯棒的中心内孔66直径＝连接杆的丝口直径+0.2mm。优选的，使用时，用经过改装的PVC-C管材挤出生产线挤出PVC-C管胚；用与挤出模具连接的连接导杆、冷却套装置，用气体适度冷却管胚(热弹性体状态)内/外壁温度；用与冷却套连接的均温套均温管胚外壁/中间层温度，使管胚处于均温可形变的弹性体状态；用定位在连接导杆上的扩径芯棒在线对PVC-C管胚沿轴向扩径，并用牵引装置对管胚同步施加径向拉伸力，将PVC-C管胚的线形结构分子链拉伸为网状结构分子链；用真空冷却水箱冷却定型管材，制成增强增韧PVC-C管材。优选的，包括以下步骤：(1)将PVC-C管材的配方料经挤出机及挤出模具成型为管胚，根据管胚的成型状况初步矫正壁厚偏差，使管胚出料平直；(2)修整PVC-C管胚外形为半圆条状，在半圆条状的中间部位割孔并局部冷却，使利于牵引管连接；(3)降低挤出机的挤出速度，使管胚的挤出速度<0.5/min，快速安装连接导杆、冷却套、均温套，并锁紧相关连接部位，架设好支撑架；(4)提高挤出机的挤出速度，使用牵引管连接管胚，调整牵引速度与挤出速度同步，并牵引管胚进入真空冷却水箱、牵引机，启动真空冷却水箱的喷淋水冷却管胚(进入真空箱部分)；(5)打开导管进气阀，使压力空气沿导管进入管胚形成内压，利用内压使管胚外壁贴紧冷却套内壁；(6)调节导管和冷却套的进/出气量，用气泵以适当速度向管胚、冷却套中吹入冷空气，初步冷却管胚外壁温度至115-125℃，内壁140-150℃(内壁割开管胚使用红外温度计测量)；(7)连接均温套外部的热红外加热片，调节均温套温度＝185℃，均匀加热并使均温管胚外壁温度到140-145℃；(8)用小刀在管胚左下方平行于挤出方向割开管胚，安装扩径芯棒，锁紧定位螺丝，在管胚割口处少量浇淋冷却导热油使割口冷却愈合，并管胚均匀包裹到扩径芯棒上；(9)调节挤出速度与牵引速度的比值，并调整真空水箱定径套与扩径芯棒的距离，使扩径后的管材外壁贴紧定径套内壁，待管胚割口部分牵引出真空冷却水箱进入牵引机压轮后，启动水箱真空定径管材；(10)测量管材定径后的外径尺寸和壁厚尺寸，使管材尺寸符合相关(ASTM或GB)的标准要求，即制成高温低扩张比在线轴取向增强增韧的PVC-C管材。优选的，制成的所述PVC-C管材是维卡温度≥108℃，公称直径范围DN20～DN100规格的管材。优选的，所述PVC-C管材与管胚尺寸外径扩张比为1：1.2～1.6，纵向拉伸比为1：1.05～1.15，轴向扩径拉伸温度：145～150℃。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术为矫正PVC-C管材抗冲击能力的不足，以机械方式(高温低扩张比在线轴取向)增强增韧管材，使PVC-C管材力学性能满足相关标准的要求，从而满足PVC-C自动灭火用管道在性能方面的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术的挤出线的整体结构示意图。图2附图为本专利技术的定型装置剖面图。图3附图为本专利技术的连接导杆整体结构示意图。图4附图为本专利技术的冷却套整体结构示意图。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，该装置从左至右依次连接有用于挤出PVC-C管胚的挤出机、定型模具、与定型模具连接的连接导杆和冷却套、与冷却套连接的均温套、用定位在连接导杆上的扩径芯棒、用于支持冷却套和均温套组件的支架、真空冷却水箱、牵引机、切割机。其中，所述连接导杆安装在PVC-C管胚内，左右两端分别与定型模具的模芯棒和扩径芯棒连接固定；所述冷却套和均温套安装在PVC-C管胚外，依次与定型模具的口模采用采用法兰方式连接，中间使用垫片隔热。/n
【技术特征摘要】
1.高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，该装置从左至右依次连接有用于挤出PVC-C管胚的挤出机、定型模具、与定型模具连接的连接导杆和冷却套、与冷却套连接的均温套、用定位在连接导杆上的扩径芯棒、用于支持冷却套和均温套组件的支架、真空冷却水箱、牵引机、切割机。其中，所述连接导杆安装在PVC-C管胚内，左右两端分别与定型模具的模芯棒和扩径芯棒连接固定；所述冷却套和均温套安装在PVC-C管胚外，依次与定型模具的口模采用采用法兰方式连接，中间使用垫片隔热。
2.根据权利要求1所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，所述定型模具由压力气泵、挤出模段、分流架、口模以及模芯棒组成；在所述分流架到模芯棒之间设有一直径6～8mm的中空气孔，中空气孔两端分别连接到压力气泵和连接导杆，而连接导杆的另一端与模芯棒连接，且连接口直径M10～20mm。
3.根据权利要求1所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，所述连接导杆的长度为管材外径5～12倍，外径＜管胚内径*80％，两端丝口直径M12～26mm；且两端分别设计直径6～8mm，长度30～250mm的中空气孔；其中，与定型模具连接端口的通气孔长度30～60mm，与扩径芯棒连接的连接端口的通气孔长度50～250mm，通气孔平面部位错位垂直钻孔直径2mm的小孔2～6个，便于气体流入或释放。
4.根据权利要求1所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，所述冷却套长度＝管胚挤出口模直径2～6倍，冷却套内径＝管胚挤出口模尺寸，冷却套夹层车削螺纹形冷却气路，两端分别连接进/出接头，便于气体流动释放；螺纹形冷却气路的当量直径6～8mm；冷却套两端分别车削螺纹，用于法兰连接。
5.根据权利要求1所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，所述均温套长度＝管材直径1～3倍，内径＝管胚直径*1.3～2倍，均温套6的外径包裹热红外加热片，加热片温度可调节范围0～250℃；均温套一端车削螺纹，用于法兰连接。
6.根据权利要求1所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，所述扩径芯棒的材料为自带自润滑特性的聚四氟乙烯棒材，其长度≥扩张后管材直径2倍，扩口端直径≥管材内径(管胚扩径后外径＝管材定径套内径+2～6mm),管胚端直径≤管胚内径；扩径芯棒的中心内孔66直径＝连接杆的丝口直径+0.2mm。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的高温低扩张比在线轴取向增强增韧PVC-C管材挤出装置，其特征在于，使用时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕延泉，吕中印，
申请(专利权)人：吕延泉，吕中印，连云港乾贞塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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