大口径、超长度胶管成型的方法及设备.pdf

本发明属于胶管成型制作方法及设备的改进。
    中、低压输送胶管的结构是由胶管骨架、内胶（坯）层和外胶（坯）层构成。目前，传统的夹布胶管正在逐步淘汰，而向编织化、树脂化、轻型化、化纤化的方向发展，以利于降低生产成本，提高经济效益。由于编织化生产胶管在适应大口径和超长度方面没有更好的成型工艺，国内外生产厂的编织胶管生产仍是采用传统的三种基本工艺中的一种来制作，即（1）在钢芯棒上制作，（2）在软芯棒上制作，（3）纱线编织在内胶坯上制作。这三种工艺存在两方面的问题，第一是胶管向大口径、超长度方向发展受到了客观因素的限制，而且设备投入量大、耗能高、操作繁重、胶管质量低、生产效率无法提高;第二是上述三种工艺的基本顺序都是先成型胶管的内坯，再在内坯的外表面包覆（编织）骨架层，然后再包覆外胶层，形成外胶坯，其最主要的条件是内胶坯要具有包覆（编织）骨架层和外胶层的挺性，才能完成胶管的成型。而胶料的自然挺性有一定地限度，因此生产中常采用硬芯、或软芯、或无芯胶坯冷冻的方法来创造挺性条件。这三种方法都各有优点和缺点，发挥优点时受控于缺点，克服缺点时影响优点，所以一直无法解决制作大口径、超长度胶管的连续生产问题。本发明的目的就是针对上述存在的问题，对现有设备进行改进，提出一种新的制作方法，以解决大口径、超长度胶管的连续生产问题。

    本发明总的构思是改变上述工艺的顺序，并对制作设备进行改进。把先制作内管坯、后在其上包覆骨架层和外胶层的工艺顺序，改变为先形成编织骨架层、再挤压内管坯、后包覆外胶层。这不是工艺顺序的简单颠倒，而是能够实现本发明目的的先进技术方案、并能产生积极的效果。本发明技术方案的实现有三种方式：第一种方式是将骨架层编织机装置在内管坯成型机机头前的胶料输送芯杆的周边，以芯杆为轴将骨架层编织在芯杆上，将其牵引至成型机头腔体的内机芯上，由挤压机通过芯杆中的通道把胶料从内机芯四周孔道挤出至编织骨架（网）内，经内胶坯口型与内机芯的成型，形成带有骨架层的胶管内坯，再用传统方法包覆外胶坯，形成胶管，最后用传统方法进行硫化处理为成品。第二种方案是在第一种方案的基础上，将成型机机头改装为能同时挤压内管坯和包覆外胶坯的复合机头，使得胶管一次成型，再用传统方法进行硫化处理为成品。第三种方案是在第二种方案的基础上，将胶管的成型、硫化处理及牵引等装置连接在一起，组成联动的作业生产线，一次完成胶管的成型和硫化处理为成品。

    附图1为本发明所构思的胶管成型方法及生产过程的装置结构示意图。图中A区间为上述技术方案的第一种方式，AB区间为第二种方式，ABC区间为第三种方式。图中1为胶料挤出机，2胶料挤出通道，3骨架编织机，4编织的骨架层，5胶料输送（编织）芯杆，6调温夹层，7内管坯胶料挤出孔，8与芯杆一体的内机芯，9复合机头，10内胶坯口型，11外胶坯口型，12外胶坯胶料挤出通道，13带夹层的硫化芯棒，14牵引装置，15支架，16硫化处理所需气压输入管，17硫化处理所需加热电导线引入，18气压输出至胶管与硫化芯棒之间，19电导线引入硫化芯棒的夹层。从附图中胶管制作的同行都能看出，图中各设备装置做为单件基本上属已有技术，如骨架编织机、带有能调温芯杆的胶料挤出机、硫化处理装置、牵引装置、及（图中未画出的）带有内胶坯口型与内机芯的内胶管成型机机头（Y型机头）和带有外胶层口型与内机芯的外胶层胶料挤出成型机（T型机）。

    本发明的主要特征为，胶管成型的流程顺序为先编织骨架层，再挤压内胶坯，再包覆外胶层，最后进行硫化处理。实现这种流程顺序的设备装置的特征在于，将编织机装置在内胶坯成型前的胶料输送芯杆的周边，能以芯杆为轴将骨架层编织的芯杆上;将Y型机头与T型机头合为一体成为复合机头，使内胶坯和外胶层在同一机头上成型;将硫化处理及牵引装置连接在复合机头之后，使胶管生产的全过程连续化。下面就结合附图来说明本发明技术构思的具体实施方案。

    如图所示，编织机将钢丝、或纱线、或化纤尼龙等绕芯杆编织出管形的网状骨架层，骨架层被牵引沿芯杆向内机芯方向，为防止在牵引过程中骨架层的变形，可在编织时均匀加入与芯杆轴向平行的牵引线，既能牵引又增加了胶管的强度。骨架层被牵引进由机头口型与内机芯形成的腔体内，胶料（橡胶、或塑料、或其混合物）通过挤压机经与芯杆连为一体的内机芯四周的胶料挤出孔被挤出，至骨架层与内机芯之间，形成胶管内坯，在挤压的作用下，胶料能渗透过骨架层的网眼与骨架层贴实固定，并被牵引向前，内管坯不断地形成，若成型机头仅为Y型机头，此时形成的内管坯即为半成品，可在以后包覆外胶层和进行硫化处理。胶管行业所用Y型机是指胶料挤出通道为Y型，主要用于内胶坯的制作，T型机是指胶料挤出通道为T型，主要用于外胶层的包覆。将Y型机头与T型机头合为一体形成的复合机头（9），是在Y型机的内机芯套上前端装置有内胶坯口型的T形机头，从而使复合机头具有同时挤压内胶坯和包覆外胶层的功能。若将成型机头改为复合机头，所生产出的成型胶管半成品，可在以后进行硫化处理。若将硫化处理的装置连接在复合机头之后，再加上牵引装置，就可将复合机头生产出的成型胶管半成品直接进行硫化处理，从而达到连续生产的目的。而在连续的硫化处理过程中有两个问题需要解决，一是胶管内壁升温所需加热的电导线的引入，可以将电导线由芯杆的夹层引入（17）经内机芯由其尾端引出进入硫化芯棒的夹层（19）;二是升温后胶管内壁易与硫化芯棒粘接不能前进，从而影响胶管的生产和生产的质量，解决的办法是可以从芯杆夹层引入带气压的输入管，经内机芯由其尾端释放，使得胶管内壁与硫化芯棒之间有气压存在，形成脱芯隔离风压膜。

    从上述的整个说明可以看出，本发明具有以下优点：（1）由于把骨架层编织、胶管成型、硫化处理的设备连接在一起，使大口径胶管的生产能够连续化，从而得到超长度的大口径胶管;（2）由于内胶坯成型时胶料的挤压能渗透过骨架层的网眼，贴实度更高，在包覆外胶层后，可以使内外胶层与骨架形成机械铆固，使其不易脱层，提高了质量，并省去了在内胶坯上编织骨架层前和包覆外胶层前所需的浸胶浆工序;（3）由于编织的连续化和胶管的一次成型，可使其耐压强度增大，质量提高，无脱胶现象;（4）由于胶管实现连续的机械化生产，能够节省人力、减少工序、缩短生产周期、节约原料和能源，从而降低了生产成本，提高了经济效益。