专利名称：能与冷却塞分离的管挤压系统的制作方法
技术领域：
本发明致力于一种用于挤压塑料管的挤压系统和方法，特别是致力于一种冷却塞
能够与挤压设备分离的系统和方法。
背景技术：
用于制造塑料管的挤压设备是众所周知的，这种挤压设备用于形成不同横截面和直径的管。对于高强度的塑料管，管壁具有多重截面，用以提高管在应对径向压力方面的性能或者满足其他的设计标准。对于掩埋式管的安装，最常见的故障方式是向内凹陷。各种形式的波纹双壁管(corrugated double wall pipe)、加肋管(ribbed pipe)、以及形状不一的实心壁管(solid wall pipes)分别具有不同的应用。双壁波纹管可以具有不同的直径，通常用于排水系统和其他的应用。 管成型设备包括挤压机，挤压机与波纹板轧机(corrugator)或者移动模具块系统(mold block system) —起限定出移动模具通道(moving mold tunnel)。挤压机包括挤压头部，该挤压头部与模具块配合以确定管的形状。美国专利5， 516， 482 ;6， 155， 813 ;6， 054， 089和6， 399， 002显示了这样系统的实例。 移动模具通道包括配合使用的成对的模具块，这些成对使用的模具块在挤压头部
的上游侧形成部分移动模具通道，并向挤压头部的下游侧移动，直到被挤出的塑料已经冷
却并足以成形。然后，模具块从管分离并且返回到初始位置。模具块通常与循环驱动传送
机构相连，从而形成彼此相对的模具块序列。模具块同样能够被驱动从而形成脉动波纹板
轧机(pulsating corr卿tor)(见我们的美国专利6， 905， 325和7， 104， 777)。在单壁管和
双壁管的生产加工过程中，用于形成移动模具通道的各种设计经常被采用。 在50cm或者更大直径的大直径管的生产过程中，移动模具通道的速度相对缓慢，
并且限定模型管道的模具块体积相当庞大。大直径管的生产需要高容量的挤压机，以便提
供足够的用于形成管的塑料。挤压系统的突然关停是难以实现的，因为挤压器的高压熔化
塑料难以停止，且通常会挤进并填满模具块和冷却塞之间的一些空隙，这些空隙在正常操
作的情况下应该是空的。 这些过多的塑料会破坏成型系统，并且/或者使系统返回到运行模式所需的步骤复杂化。 在大直径管成型系统突然意外停机时，过多的塑料填满并固着在模具块和冷却塞之间的模具块空穴当中，从而部分消减了挤压器的高压和输出。如果这些过多的塑料固化，它们将粘附或者固着在冷却塞和模具块上，通常会阻止移动模具通道的进一步移动。在许多情况下，模具块必须从相连的驱动配置处移走，固着的塑料也必须从模具块和冷却塞上移走。这是一种耗时费力的过程，会在时效和产能方面有损于生产成本并造成其他相关损害。 本发明涉及一种用以减少上述诸多问题的系统和方法。
发明内容
—种用于生产管的管成型系统，其特征在于，包括
具有挤压头部的挤压器； 成对配合使用从动模具块，这些模具块成对接合从而围绕所述挤压头部形成移动模具通道，并向所述挤压头部的下游移动； 冷却塞，该冷却塞位于所述模具通道内，并通过具有释放机构的释放装置以可释放的方式被紧固到所述挤压头部，在所述冷却塞位于模具通道内时，所述释放机构在被触发时可使所述冷却塞从所述挤压头部分离。 在本发明的方面中，所述释放机构是由遥控释放启动器来触发的。
在本发明的不同发明中，遥控解除启动器是手动开关。 本发明的另外的方面中，所述遥控释放启动器是由所述管成型系统的控制器控制的电气开关。 根据本发明的优选的方面，所述控制器包括一系列用于监测所述管成型系统运行状态的传感器，所述控制器监测所述运行状态以便检测预定的冷却塞释放条件，所述控制器利用预定的冷却塞释放条件触发所述电气开关从而释放所述冷却塞。 在发明的不同方面中，释放装置包括分离构件，当释放机构被触发时，分离构件迫使冷却塞从挤压头部分离。 还在本发明的另一个方面中，控制器包括操作者警报，该操作者警报是基于所述运行状态满足预定的操作者警报条件而被触发的。 在本发明的不同的方面中，释放机构包括弹簧加载分离装置(spring biaseds印arationarrangement)，该弹簧加载分离装置在释放机构被触发时提供使冷却塞从挤压头部分离的力。 本发明同样包括一种控制管成型系统的方法，该管成型系统包括具有挤压头部的挤压器，成对配合使用从而形成移动模具通道的从动模具块，和位于所述移动模具通道内并通过具有释放机构的释放装置以可释放的方式被固定到挤压头部的冷却塞，其中，释放机构的触发使冷却塞从挤压头部分离；所述方法包括监测所述管成型系统的运行状态；将被监测到的运行状态与被用来判断释放条件的一组预定条件进行比较；以及基于判定的释放条件触发所述的释放机构，从而使冷却塞从挤压头部分离。
附图显示本发明的优选实施例，其中
图1是管成型系统的局部示意图； 图2是挤压器的挤压头部、模具块和冷却塞的局部截面图； 图3是具有冷却塞的模具装置的示意图，该冷却塞被固定到挤压头部，从而允许冷却塞的自动分离，以响应检测到的特定操作状态； 图4是用于控制冷却塞从挤压头部的自动分离的一个实施例的局部立体 图5是说明冷却塞从挤压头部分离的截面图； 图6是显示交替配置的局部立体图，该交替配置用于可释放地将冷却塞固定到挤压头部，从而允许冷却塞能够根据检测到的特定的运行状况而自动脱离；禾口
4
图7是图6所示结构在管成型工作模式下的截面图。
具体实施例方式
管成型系统2包括具有挤压头部6的挤压器4。冷却塞14附接在挤压头部6的端部7上，并与共同限定移动模具通道5的一系列模具块20和22相配合。挤压头部和模具块决定被加工的管的形状。熔化的塑料被挤压经过挤压头部中的第一通道8，并经过孔9被拉进，从而形成波纹管的外壁。第二股塑料被压入通道10，并经过孔11输出，从而形成双壁管的内壁。对于挤压头部以及形成移动模具通道5的模具块20和22，各种设计均可以采用。同样，也可以理解，其他类型的高强度塑料管，比如，橡胶管、三壁管，也能得以生产。因此，图1显示的仅是用于限定成型系统2的元件的一个具体实例。 有关挤压头部6和冷却塞14的额外细节以及它们与循环模具块20的配合均被显示在图2的截面图中。在这种情况下，成型系统突然停机，由于挤压器中存在高压，过多的塑料通过挤压头部持续挤出，使得这些过多的塑料填满循环模具块中的诸多空穴。这些过多的塑料，通常以附图标记30表示，也有一部分向第一塑料挤压孔9的上游移动。挤压器内熔化塑料的高压和移动模具通道的突然停止共同造成了这样的溢出情形。
在图2所示的实例中，挤压器6内的塑料继续流动以减轻压力，这种额外的塑料充斥模具块的空穴。 一旦塑料凝固，过多的塑料粘附在各种表面上，从而牢固锁定模具块，使其位置相对于挤压头6和冷却塞14不能移动。如果设备突然停机，导致过多的塑料30凝固，波纹板轧机在典型情况下需拆卸才能移除阻塞。在许多情况下，模具块必须从挤压器上分离，挤压头、冷却塞和模具块也需要后续维护。这将导致时效和/或产能方面的严重损失。不仅如此，过多的塑料压力也能破坏波纹板轧机和/或者挤压设备。
在图3中，冷却塞14包括释放装置43，该释放装置允许冷却塞从挤压头6处分离和释放，从而在冷却塞和挤压头之间形成空穴或者空隙17，这样，在突然停机和停产时，多余的塑料能够累积于其中。所述释放装置43是由控制器40控制。控制器40优选用于监控管成型系统2的各种运行状态，包括通常的运行状态，也包括可能发生的停机状态(突然停机的状态)。例如，控制器40能够监控由挤压器过渡输出所导致的过负荷状态、与模具块序列的驱动有关的驱动过负荷状态、失速状态、断电故障状态、和/或紧急停机状态。在简化的实施例中，控制器是由操作者选择触发的手动开关。 特别地，在大容量管的加工中，挤压器的输出量很高并且很难快速停止。控制器40监控管成型系统2的运行状态，用以检测意外的停机状态，意外的停机状态可能破坏设备并且/或者严重延迟系统返回至正常生产模式的时间。控制器40也可以包括针对潜在的停机情况的运行报警，但是许多这样的情况是难以预料的，因此需要立即做出反应，以避免产生设备或者维护方面的额外问题抑或是使问题复杂化。 一旦识别出需要立即停机的意外停机状态，控制器执行必要的步骤，并额外启动冷却塞的释放机构。当冷却塞14a与挤压头6分离从而产生用于接受熔化塑料的空隙17时，熔化塑料的过多压力得以被释放。在图6和7所示的实施例中，释放装置还包括偏压装置，该偏压装置用于将冷却塞14a自动地从挤压头6分离从而产生空隙17。 采用这种设计，在系统的意外停机之后，操作者能够再次启动对模具块序列的驱动，从而将多余的塑料和冷却塞移动到模具通道的下游端。
冷却塞14a能够被从过多的塑料和包围自身之外的局部塑料管内移出。这种操作能够被相对直接地执行。本质上，管成型系统2上的阻碍可以被清理掉，从而能够以迅速的方式中返回到生产模式下。 图4所示的局部立体图展示了具有电磁线圈型分离器44的挤压头6。活塞撞击装置46 (piston ram)被显示在图4中的縮回位置上和图5中的释放位置上。基本上，当系统被供以电力时，电磁线圈44使活塞撞击装置46縮回在挤压头内。冷却塞14a能够与挤压头相抵靠，从而处在邻接挤压头的位置上。如图5所示，当电力中断时，活塞撞击装置46自动移动，将冷却塞从图5所示的挤压头分离。冷却塞的这种分离机制在冷却塞和挤压头之间产生了用于接收熔化塑料的空隙17。 多余的熔化塑料的压力同样也有助于使冷却塞分离。当管模型设备随后被启动时，管的相当一部分需要被移走。基本上，冷却塞与模具块一起被移向下游以便清理移动模具通道。内部具有冷却塞的管很容易进入，于是冷却塞被从管内移走并被重新装配到挤压头上。这一过程得以被简化，因为移动模具通道已经被清理。冷却塞在波纹板轧机的下游端处被移走可以大大简化系统重返生产模式所需的步骤和时间。暴露于多余塑料最多的模具块也能在所述下游端处被检查和清理。可以理解，安装替换用的冷却塞并在生产恢复以后维护原有的冷却塞在时效上将更加经济。 用于将冷却塞14a紧固到挤压头的机械结构显示在图6和7中。锁连杆机构(1ocklinkage)50包括配合和接合冷却塞的紧固缘(fastening lip) 54的枢轴转动锁定构件52。分离弹簧56被设置在冷却塞和挤压头之间，并且在模具设备的正常操作中被按压和保持在按压状态下。基本地，在机械锁连杆机构50处于图7中所示的接合位置时，冷却塞14a保持与挤压机头部接合。电力被供给到活塞启动器58，用以保持图7中所示的紧固位置。当电力故障发生时，机械锁连杆机构基本上能够自由释放，于是分离弹簧56推动冷却塞14a从挤压头分离。 在断电或者其他状态下能使冷却塞从挤压头自动分离的其他设计也可以予以采用。控制器40也可以包含延时功能，如果需要，在分离之前产生延时。这样的延时(长短)可取决于停机发生的当时和/或之后的运行状态。优选的是，通过分离冷却塞在冷却塞和挤压头之间的交接处产生额外的空间，能够减轻过多的压力和容纳熔化的塑料。这一特征本身就能够起到防止破坏的作用，特别是对由过多的压力引起的对波纹板轧机的模具块和驱动装置的损害。 可释放式冷却塞的这一系统也能和操作者的手动开关一起使用。操作者可以使用手动开关来启动释放装置从而使冷却塞从挤压头分离。 此外，冷却塞分离设计显著简化了管成型系统重返正常生产所需的步骤。例如，如
果塑料固化，冷却塞已被分离，多余的塑料将积聚并固化在挤压头和冷却塞之间的间隔中。
模具块能够缓慢地行进，将冷却塞和塑料阻塞物移至挤压头的下游，从而清理了移动模具
通道。冷却塞可以被移走，然后被重新安装到被清理过的移动模具通道中。 虽然这里具体说明了本发明的各种优选实施例，但是所述技术领域的技术人员应
该理解，在不背离所附权利要求的范围的情况下可以做出各种变化。
权利要求
一种用于生产管的成型系统，其特征在于，包括具有挤压头的挤压器；成对配合使用的从动模具块，这些成对配合使用的模具块接合而围绕所述挤压头形成移动模具通道，并向所述挤压头的下游移动；冷却塞，该冷却塞位于所述模具通道内，并通过具有释放机构的释放装置以可释放的方式被紧固到所述挤压头，在所述冷却塞位于模具通道内时，所述释放机构在被触发时允许所述冷却塞与所述挤压头分离。
2. 如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，所述释放机构由遥控释放启动器来触发。
3. 如权利要求2所述的成型系统，其特征在于，所述遥控释放启动器是手动开关。
4. 如权利要求2所述的成型系统，其特征在于，所述遥控释放启动器是由所述管成型系统的控制器控制的电气开关。
5. 如权利要求4所述的成型系统，其特征在于，所述控制器包括一系列用于监测所述管成型系统的运行状态的传感器，所述控制器监测所述运行状态以便预先确定冷却塞释放条件，所述控制器利用该冷却塞释放条件触发所述电气开关从而释放所述冷却塞。
6. 如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，所述释放装置包括分离构件，当所述释放机构被触发时，所述分离构件迫使所述冷却塞与所述挤压头分离。
7. 如权利要求5所述的成型系统，其特征在于，所述控制器包括操作者警报，该操作者警报基于所述被监测到的状态满足预定的操作者警报条件而被触发。
8. 如权利要求6所述的成型系统，其特征在于，所述分离构件是弹簧构件。
9. 如权利要求4所述的成型系统，其特征在于，所述释放机构包括弹簧加载分离装置，该弹簧加载分离装置在所述释放机构被触发时提供使所述冷却塞与所述挤压头分离的力。
10. —种用于控制管成型系统的方法，该管成型系统包括具有挤压头的挤压器，形成移动模具通道的成对配合使用的从动模具块，和位于所述移动模具通道内的冷却塞，所述冷却塞通过具有释放机构的释放装置以可释放的方式被固定到所述挤压头，其中，所述释放机构的触发允许所述冷却塞与所述挤压头分离；所述方法包括监测所述管成型系统的运行状态；将被监测到的状态与被用来判断释放条件的一组预定条件进行比较；以及基于判定的释放条件触发所述释放机构，从而允许所述冷却塞与所述挤压头分离。
全文摘要
本发明设计一种管成型系统，该系统包括可分离的冷却塞和自动程序，用于缓解在挤压系统突然停机之后与多余的塑料持续挤出有关的问题。可分离的冷却塞和停机程序包括将任何多余的塑料容纳在冷却塞和挤压器之间生成的空隙中。这种设计简化了移走多余塑料的麻烦，同时减少设备重返正常生产所需的时间。优选情况下，控制器监控系统的运行状态，并且基于监测到的运行状态自动释放冷却塞。
文档编号B29C47/92GK101790449SQ200880105189
公开日2010年7月28日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月22日
发明者斯蒂芬·鲁波克, 曼夫瑞德·A·A·鲁波克 申请人:曼夫瑞德·A·A·鲁波克;斯蒂芬·鲁波克