一种用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模的制作方法

本实用新型涉及一种塑料管道制作模具，特别是用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模。

背景技术：

高密度聚乙烯材料有较好的抗压性能和环保性能应用广泛，高密度大口径聚乙烯管材多用于给水管道。目前，塑料管道行业内生产方式普遍通过采购匹配的整条生产线来满足客户的生产需求。各生产企业均会遇到生产线因规格不全导致大量订单无法完成的情况。购置匹配的整条生产线是一贯沿用的常规方案，但若订单量不足会导致投入的设备资金无法回收且设备开动率严重不足，造成设备闲置且投入成本过高。目前，在行业内尚无将小规格管道生产线向大规格管道生产线改造的先例。主要原因在于，口芯模内无法实现流料的加压过程，从而无法消除管道内壁、外壁微坑、条纹等表面瑕疵，并无法保证使组织密实。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，从而实现配套规格相近的基模向大直径管道进行扩展加工。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，包括口模和芯模，口模套装在芯模外侧，口模内壁、芯模外壁之间构成流料运行的环形流道，环形流道进口内径小于出口内径，环形流道进口外径小于出口外径。

上述用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，环形流道依物料运行方向依次为收缩段、扩张段和平直段，环形流道进口处横截面积最大，收缩段和扩张段结合处横截面积最小，平直段横截面积恒定，相邻各段光滑过渡。

上述用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，环形流道压缩段的进口处与出口处横截面积比为1.6～2.3，环形流道扩张段的进口处与出口处横截面积比为0.6-0.75。

上述用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，口芯模的轴向尺寸为l，压缩段轴向尺寸为l1，l1＝(0.15～0.22)l；扩张段的轴向长度为l2，l2＝(0.10～0.12)l。

上述用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，平直段环形流道的间隙为所加工管材壁厚的1-1.4倍。

本实用新型通过深入对聚乙烯流料在口芯模中的运行状态进行研究，对口芯模结构进行巧妙改进设计，解决了管道直径增加过程的加压问题，可以利用规格相近的基模向大直径管道进行扩展加工，在满足企业产品扩展规格的同时大大降低设备投资；本实用新型通过口芯模内收缩段的阻流设计，可以有效的降低原料流垂现象，在不使用专用低熔垂原料的情况下实现普通原料满足生产质量需求，有利于实现普通原料生产超大超厚管材的技术提升。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大视图；

图3是本实用新型实用状态示意图。

图中各标号为：1、芯模，2、环形流道，2-1、压缩段，2-2、扩张段，2-3、平直段，3、口模，4、基模，4-1、口模过渡，4-2、芯模过渡。

具体实施方式

参看图1-图3，本实用新型包括口模3和芯模1，口模套装在芯模外侧，口模、芯模均与基模4连接，口模内壁、芯模外壁之间构成聚乙烯熔融流料运行的环形流道2。本实用新型所述环形流道进口内径小于出口内径，环形流道进口外径小于出口外径。环形流道依物料运行方向依次为收缩段2-1、扩张段2-2和平直段2-3。环形流道进口处横截面积最大，收缩段和扩张段结合处横截面积最小，平直段横截面积恒定，相邻各段光滑过渡。

参看图2，本实用新型的设计思路如下：聚乙烯料进入压缩段后，环形流道的横截面积大幅度减小，压力急剧增大，实现对聚乙烯料的快速加压压缩过程，通过加压压缩过程消除管道内壁、外壁微坑、条纹等表面瑕疵并使管壁组织密实。环形流道压缩段的进口处与出口处横截面积比为1.6～2.3，压缩段轴向尺寸为l1，l1＝(0.15～0.22)l。上述结构尺寸，既考虑到在一定长度范围内对聚乙烯料的充分压缩，又要兼顾压缩段长度不易过大或过小。l1过大会增加模具成本，而l1过小会使聚乙烯料流动困难，易出现焦料现象。扩张段在熔融料经过压缩的基础上，实现管径达到增大的目的。环形流道扩张段的进口处与出口处横截面积比为0.6-0.75，扩张段的长度l2＝(0.10～0.12)l。最后一个阶段为平直段，在此段聚乙烯料经过口模、芯模的整形后进入中空定径套。

本实用新型对模具的上述改进，改变了熔融物料在口模、芯模运行状态，料流不会象常规模具先充满流道下部，而是在强、弱压缩段的阻流作用下，料流基本充满整个环形区域后均匀的向模具出口方向推动，因此可以明显降低熔垂效应，提高管壁均匀度。

图3所示为本实用新型使用状态示意图。由图可见，本实用新型所述口芯模小规格的基模，换言之，利用规格相近的基模向大直径管道进行扩展加工。具体是采用dn1600基模，配置加工dn1800的口芯模，加工dn1800、壁厚为85.7毫米的聚乙烯管材。口芯模的l为500毫米。基模4设有口模过渡4-1、芯模过渡4-2，口模过渡匹配连接口模，芯模过渡匹配连接芯模。

技术特征：

1.一种用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，包括口模(3)和芯模(1)，口模套装在芯模外侧，口模内壁、芯模外壁之间构成流料运行的环形流道(2)，其特征在于：环形流道进口内径小于出口内径，环形流道进口外径小于出口外径。

2.根据权利要求1所述的用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，其特征在于：环形流道依物料运行方向依次为收缩段(2-1)、扩张段(2-2)和平直段(2-3)，环形流道进口处横截面积最大，收缩段和扩张段结合处横截面积最小，平直段横截面积恒定，相邻各段光滑过渡。

3.根据权利要求2所述的用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，其特征在于：环形流道压缩段的进口处与出口处横截面积比为1.6～2.3，环形流道扩张段的进口处与出口处横截面积比为0.6-0.75。

4.根据权利要求3所述的用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，其特征在于：口芯模的轴向尺寸为l，压缩段轴向尺寸为l1，l1＝0.15l～0.22l；扩张段的轴向长度为l2，l2＝0.10l～0.12l。

5.根据权利要求4所述的用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，其特征在于：平直段环形流道的间隙为所加工管材壁厚的1-1.4倍。

技术总结
一种用于大口径厚壁聚乙烯管材的口芯模，包括口模和芯模，口模套装在芯模外侧，口模内壁、芯模外壁之间构成流料运行的环形流道，环形流道进口内径小于出口内径，环形流道进口外径小于出口外径。本实用新型通过深入对聚乙烯流料在口芯模中的运行状态进行研究，对口芯模结构进行巧妙改进设计，解决了管道直径增加过程的加压问题，可以利用规格相近的基模向大直径管道进行扩展加工，在满足企业产品扩展规格的同时大大降低设备投资；本实用新型通过口芯模内收缩段的阻流设计，可以有效的降低原料流垂现象，在不使用专用低熔垂原料的情况下实现普通原料满足生产质量需求，有利于实现普通原料生产超大超厚管材的技术提升。

技术研发人员：孙恩功;屈桂照;王荣辉;张光涛;甘露
受保护的技术使用者：河北泉恩高科技管业有限公司
技术研发日：2020.01.19
技术公布日：2021.03.16