一种HDPE轴向加强型波纹管生产设备及工艺的制作方法

本发明涉及hdpe波纹管生产设备，具体涉及一种hdpe轴向加强型波纹管生产设备。

背景技术：

1、hdpe波纹管通常拥有合格的环刚度，但是在面对弯曲时可能存在意外弯曲的情况，为此需要增加轴向平行的横筋来增加抗弯曲能力。传统的挤出式波纹管能够在挤出外壳时同时挤出横筋，不过由于设计时通常为了环刚度还会设计圆周方向的环绕式加强筋，环绕式加强筋和横筋组合时，会导致挤出的横筋不连续，从而减小了横筋的最大抗弯曲能力。而传统的缠绕式波纹管由于其生产工艺，导致无法在缠绕的同时附着横筋，如果需要在切割后重新附着横筋，则将导致生产速度下降从而失去缠绕式波纹管的生产优势。

2、为了能够在使用缠绕式成型工艺的同时为成品的hdpe缠绕管附着横筋，并且横筋需要与缠绕式成型管一致拥有连贯生产的能力，需要设计塑料挤出机机头，挤出横筋的同时，同步与缠绕成型管旋转。同时热塑的熔融需要压合确保连接稳定可靠，为此需要使用到现有的压轮，而压轮需要与挤出机机头同步旋转才能保持压合可靠。

技术实现思路

1、针对现有的拥有轴向加强筋的波纹管通常为挤出机挤出成型的双壁波纹管，并且这种双壁波纹管的加强筋不是单纯的轴向加强筋，而是周向与轴向十字较差的空心加强筋，这种加强筋由于轴向不连贯，在抗弯曲能力上不如连贯的轴向加强筋，并且挤出成型的双壁波纹管通常需要根据尺寸单独设计，在确保开发资金的情况下依旧存在开服周期长的问题。本发明针对现有的轴向加强型波纹管的生产问题，提出了一种hdpe轴向加强型波纹管生产设备及工艺，通过结合缠绕式波纹管的生产方式并提出一种适应于缠绕式波纹管的生产的轴向加强筋生产并同步附着的装置。

2、本发明提供一种hdpe轴向加强型波纹管生产设备，包括：缠绕成型设备，风冷装置，环形挤出装置，同步驱动装置，压轮装置，机架；

3、风冷装置，环形挤出装置，同步驱动装置，压轮装置同轴设置，均为缠绕成型设备输出的缠绕管的中轴线，同步驱动装置使环形挤出装置和压轮装置与缠绕成型设备保持相同转速；环形挤出装置内有环形腔，内环设置挤出模头，挤出模头与环形腔连通，挤出模头用于挤出加强横筋；

4、风冷装置，环形挤出装置，同步驱动装置，压轮装置的内径相同；

5、使用空气压缩机为风冷装置提供冷却空气源，使用塑料挤出机为环形挤出装置提供热熔塑料原料；

6、压轮装置内环形设置压轮，压轮数量与环形挤出装置的挤出模头数量相匹配，压轮将加强横筋压实在缠绕成型设备输出的缠绕管外周。

7、缠绕成型设备为采用现有的缠绕机，需要注意的是针对部分现有的缠绕成型设备有水冷成型部分，需要将其轴向移动位置，确保本发明的设备设置在缠绕成型设备的成型端之后，水冷池之前。

8、由于缠绕成型设备挤出并由缠绕成型设备内置的压轮定型的缠绕管依旧保持高温，因此环形挤出装置挤出的加强横筋附着时不需要额外的热源对缠绕管二次加热。

9、作为优选，风冷装置整体呈圆环状，圆环的剖面呈翼剖面，其中前缘呈圆弧，后缘为垂直面；

10、风冷装置的前缘、外周面、后缘、内周面构成中空腔体；

11、前缘的外周直径等于后缘的外周直径；前缘的内周直径小于后缘的内周直径；

12、在前缘与风冷装置内周面的交接点上设置有出风缝，出风缝呈环形；

13、风冷装置内周面与前缘的接邻点向内延伸有凸起，凸起至风冷装置内周面的剖面呈圆弧；

14、风冷装置外周面上设置有进气口；

15、通过翼剖面的造型能够从前缘的出风缝形成气流差从而使用压缩空气带动风冷装置的环形前后的空气流动，为此选用室温空气进行气流冷却。

16、风冷装置的环体可以采用多个带气密结构的部分组合而成，只需要确保内周面无异常凸起保持环面剖视图为相同的翼剖面。

17、作为优选，风冷装置设置在缠绕成型设备与环形挤出装置之间，风冷装置的前端面与缠绕成型设备的加热源间距大于等于50cm；前缘与缠绕成型设备相邻，后缘与环形挤出装置相邻；风冷装置的最小内周面直径与环形挤出装置匹配；风冷装置的后缘与环形挤出装置的间距大于等于50cm。

18、预留的间隙能够确保有足够的空气加入流动，针对间隙小于50cm的情况可以通过增加风冷装置的直径，使风冷装置的直径大于环形挤出装置，并使风冷装置的后缘直径小于前缘，这样能够使风冷装置在外侧观察呈喇叭口状从而便于将气流向环形挤出装置的后端聚拢，从而增加空气冷却效率。

19、采用环形的风冷装置使得气流整体与缠绕管平行，或者说气流也成管状，这样有效避免了单侧风机容易造成冷却不均匀的情况。

20、作为优选，环形挤出装置，包括：壳体，固定至机架上，至少包括2部分，组合成环形，内周面设置有凹槽用于放置，挤出环；

21、挤出环，挤出环嵌入壳体内，在环顶面设置有连通凹槽，内环安装挤出口模，连通凹槽与挤出口模连通，挤出环表面轴向设置有轴向通孔，轴向通孔在挤出环上等间距设置；

22、壳体的凹槽与挤出环的连通凹槽配合构成环形腔；

23、在壳体上设置有输入孔，输入孔连接塑料挤出机的输出孔，输入孔连通环形腔；

24、作为优选，在壳体正面和反面还设置有堵环，用于封堵壳体与挤出环之间的间隙；

25、堵环的截面呈l形，垂直面与壳体可拆卸连接，水平面与壳体内环边缘以及挤出环配合。

26、挤出口模可以根据实际的需求更换不同的口模，在不用挤出口模的孔位可以使用堵头堵死，数量不匹配的情况则需要更换挤出环，以确保适配不同数量的加强横筋。相比于挤出式双壁波纹管需要整体更换模具，本发明在更换不同数量横筋时仅需要更换一个挤出环，节约了大量开发成本和时间。挤出口模为现有的口模，根据实际需求选用。

27、作为优选，同步驱动装置，包括：驱动环、伺服电机、若干同步杆和至少两对支撑轮；

28、驱动环，包括:前环、中环、后环，驱动环一体成型，其中前环和后环镜像对称；

29、支撑轮设置在驱动环的下半圈，同对内的支撑轮分别支撑前环和后环，两对支撑轮关于驱动环轴向垂面镜像对称；支撑轮设置在机架上；

30、中环的内径小于前环，中环的外经大于等于前环；

31、在中环上设置有若干等间距设置的轴向通孔，至少4根同步杆插入轴向通孔内，同步杆与环形挤出装置和压轮装置可拆卸连接；

32、伺服电机与中环传动。

33、除支撑轮方式，也可以选用支架方式，通过在支架直接包裹前环和后环，或者仅保留中环，在中环对应前环和后环的位置开设凹槽，让支架插入凹槽内前后包裹中环，均可以替代支撑轮的方案。

34、支撑轮方案的优点在于安装使用便捷，灵活度相对较高。

35、作为优选，所述的支撑轮对数为6对，以驱动环轴线环形对称设置，支撑驱动环；

36、伺服电机与驱动环的传动方式为啮合传动，在中环外周设置有齿轮，伺服电机的转子上设置有驱动齿，驱动齿与中环啮合。

37、除啮合方式外，可以使用皮带轮的方式，通过在伺服电机的转子上套设皮带轮，再将皮带轮套设在中环外周，就可以驱动中环。

38、作为优选，压轮装置包括：压轮安装转环、转环支撑轮和若干压轮；

39、压轮安装转环呈圆环状，圆环表面设置有环形阵列的轴向通孔，圆环的内圈上设置有经向开设的安装螺孔，压轮插入安装螺孔，并使压轮的轴线处于压轮安装转环周面上；

40、转环支撑轮与压轮安装转环相切，转环支撑轮的轮面上开设有凹槽，压轮安装转环卡入凹槽内。

41、压轮和挤出口模一样采购现有的，压轮的数量与挤出口模的数量相匹配。

42、一种hdpe轴向加强型波纹管生产方法包括以下步骤：

43、步骤1，由缠绕成型设备缠绕片材形成缠绕管，并沿着缠绕成型设备设定的方向输出缠绕管；

44、步骤2，使得环形挤出装置与缠绕管同轴，通过调节同步驱动装置的伺服电机转速让环形挤出装置与缠绕成型设备周向转速相同；

45、步骤3，由环形挤出装置挤出轴向加强横筋，并初步附着到缠绕管外周，由于步骤2的同步，挤出的轴向加强横筋保持轴向平行；步骤3中环形挤出装置挤出轴向加强横筋的速度与缠绕成型设备轴向输出速度相同；

46、步骤4，与步骤2同步空气压缩机将室温空气通过管路送入风冷装置，自风冷装置的出风缝，结合风冷装置前端空气混合成室温气流，穿过环形挤出装置，对环形挤出装置至压轮装置的轴向加强横筋进行空气换热，从而冷却；

47、步骤5，使用环绕缠绕管的压轮装置，压轮的数量与轴向加强横筋数量相同，并一对一匹配，压轮装置环绕缠绕管转动，并且压轮装置与缠绕成型设备周向转速相同；步骤5中选用的压轮上设置有凹槽，凹槽形状与挤出的轴向加强横筋匹配，压轮的长度大于凹槽宽使压轮的凹槽完全包裹轴向加强横筋；

48、步骤6，对步骤5输出的成型hdpe轴向加强型波纹管进行喷水冷却或空气冷却。

49、本发明的实质性效果在于提出了一种使用缠绕成型管作为基底，通过同步旋转挤出的方式附加加强横筋，使加强横筋连贯，从而增加缠绕成型管的抗弯曲能力的生产装置。通过使用翼剖面的风冷装置，有效的使用较小气流量来换成环状出风冷却的需求。通过使用同步装置便捷的连接环形挤出装置和压轮装置，使整个装置拆装方便。