一種連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管及其成型工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管及其成型工
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【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)型纏繞管是近年來(lái)廣泛應(yīng)用的大口徑管道制造方法，采用塑料等能熔融材料進(jìn)行加工，并復(fù)合成多種結(jié)構(gòu)的管成品。如專利公告號(hào)為CN203051987U提供的一種熱塑性復(fù)合材料管，包括熱塑性塑料管管體，在管體的外周壁上包覆一層或一層以上連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸紗層，在連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料預(yù)浸紗層外擠塑包覆有熱塑性保護(hù)層。又如專利公開(kāi)號(hào)為CN102700253A公開(kāi)的一種螺旋纏繞管外壁及加強(qiáng)筋表面連續(xù)噴刻標(biāo)記的方法，管材由芯管和螺旋纏繞在芯管外壁上的加強(qiáng)筋組成，目的是給管材外壁做連續(xù)螺旋噴刻，留下永久即時(shí)可追溯的信息標(biāo)記、標(biāo)示。再如專利公開(kāi)號(hào)為CN1614286A涉及的一種高密度聚乙烯鋼增強(qiáng)纏繞管承插式連接裝置，設(shè)一個(gè)連接插口，連接插口所套的橡膠密封圈，一個(gè)連接承口，連接承口所套的加強(qiáng)套管，兩支對(duì)接的高密度聚乙烯鋼增強(qiáng)纏繞管，套有橡膠密封圈的連接插口焊接在某一支高密度聚乙烯鋼增強(qiáng)纏繞管的一端，帶有加強(qiáng)套管的連接承口焊接在對(duì)接的另一支高密度聚乙烯鋼增強(qiáng)纏繞管的一端，施工時(shí)，將兩對(duì)接管材中心調(diào)直，帶連接插口的某一支管材的插口端插入對(duì)接的另一支管材的連接承口。該裝置主要是為了解決連接件的環(huán)剛度不足及由此使管件受壓而產(chǎn)生的過(guò)量變形，保證連接的密封性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有管道中纖維層與塑料層之間不能充分熔融產(chǎn)生分層而影響管道力學(xué)性能，外加強(qiáng)筋與基管之間脫層，以及加強(qiáng)筋自身結(jié)構(gòu)不合理、不能連續(xù)纏繞、造成成本高、環(huán)剛度低的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使各組成部分完全相互熔融為一體、具有較理想承重結(jié)構(gòu)的連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管及其成型工藝。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:一種連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管，包括由塑料層、纖維層組成的基管，其特征是在所述的基管外表面纏繞并熔融螺旋狀管式加強(qiáng)筋。本方案產(chǎn)品主要用于地下供排水管網(wǎng)，需要具有較大的承重抗壓能力，單一的基管顯然不合理，在基管外層加實(shí)心加強(qiáng)筋雖然工藝簡(jiǎn)單，但由于實(shí)心加強(qiáng)筋熔化過(guò)程難以控制，耗能大，與基體熔融時(shí)易脫層、變形。管式加強(qiáng)筋因其管壁厚度可控，在保證強(qiáng)度的前提下，使管壁層材料完全處理塑化狀態(tài)，并在保證基管也處于塑化狀態(tài)下使兩者配合表面完全熔融，而又不會(huì)影響加強(qiáng)管的主體變形。
[0005]作為優(yōu)選，所述的基管包括內(nèi)層塑料層，中間部位的纖維層，外表的外層塑料層。根據(jù)產(chǎn)品要求進(jìn)行層厚的往復(fù)纏繞，得到各組合層的不同厚度。
[0006]作為優(yōu)選，所述的管式加強(qiáng)筋為圓管加強(qiáng)筋，圓管內(nèi)設(shè)有PP襯管。圓管加強(qiáng)筋需要設(shè)置PP襯管才能完全保證工藝的實(shí)現(xiàn)，也才能在應(yīng)用時(shí)得到較大的承載能力，但其纏繞過(guò)程得不到連續(xù)，因?yàn)橐r管不可能無(wú)限長(zhǎng)。
[0007]作為優(yōu)選，所述的管式加強(qiáng)筋為方管加強(qiáng)筋。方管是本技術(shù)方案的主要設(shè)計(jì)對(duì)象，一是方管加強(qiáng)筋無(wú)需內(nèi)置襯管，完全可以憑四角形成自身骨架；二是在纏繞過(guò)程中是面面結(jié)合在基管上；三是冷卻定型作為產(chǎn)品，在埋于地面之后是以平面的方式支承整個(gè)管體，環(huán)剛度大大提高。
[0008]作為優(yōu)選，所述的一種連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管的成型工藝，其特征在于包括以下步驟:
(一)將塑料擠出帶纏繞在旋轉(zhuǎn)的圓柱形高溫模具上，形成熔為一體的內(nèi)層塑料層。
[0009](二)在保溫狀態(tài)下，將纖維帶以40?85度角連續(xù)纏繞在熔融狀態(tài)的內(nèi)層塑料層表面形成纖維層，經(jīng)多層往復(fù)纏繞達(dá)到目標(biāo)厚度。40?85度角是指管式加強(qiáng)筋行走路線與基管軸線之間的角度。
[0010](三)繼續(xù)保持纖維層塑化狀態(tài)，通過(guò)擠出機(jī)將帶狀塑料不間斷地纏繞在纖維層表面，形成整體式外層塑料層。在組合層完全處于熔融狀態(tài)下，配合面分子具有較好的流動(dòng)性，使組合層相互滲透，互相緊密結(jié)合。
[0011](四)在進(jìn)行外層塑料層纏繞的同時(shí)，由擠出機(jī)擠出管式加強(qiáng)筋，將管式加強(qiáng)筋纏繞在外層塑料層表面，形成螺旋狀，并與外層塑料層粘結(jié)在一起。
[0012](五)管式加強(qiáng)筋分布在每支管體的中間部位，管體的一端制成插口，管體的另一端制成承口 ；插口外圈設(shè)有密封槽，在連接時(shí)裝上密封膠圈套，前一節(jié)管體的插口插裝到后一節(jié)管體的承口，完成組裝。
[0013](六)冷卻定型。完全熔合，不會(huì)分層分離。
[0014]連續(xù)纖維增強(qiáng)壓力管雖然已問(wèn)世多年，但由于纖維層與塑料層之間不能充分熔合，兩者處于分層狀態(tài)，直接影響管道的力學(xué)性能，本技術(shù)方案采用圓柱形高溫模具，使需要熔融組合的兩種材料或相同材料均處于塑化狀態(tài)狀態(tài)。
[0015]作為優(yōu)選，所述的擠出管式加強(qiáng)筋的擠出機(jī)?？跒閳A形孔模，圓形孔模擠出的塑料層包覆在PP襯管表面形成圓管加強(qiáng)筋。
[0016]作為優(yōu)選，所述的擠出管式加強(qiáng)筋的擠出機(jī)模口為方形孔模，擠出后的方管加強(qiáng)筋其中一邊連續(xù)與外層塑料層粘結(jié)在一起形成螺旋狀。
[0017]作為優(yōu)選，所述的擠出管式加強(qiáng)筋的擠出機(jī)?？跒樘菪慰啄＃瑪D出后的梯形管加強(qiáng)筋底邊連續(xù)與外層塑料層粘結(jié)在一起形成螺旋狀。
[0018]作為優(yōu)選，所述的外層塑料層和內(nèi)層塑料層在管體承口和插口部位將纖維層包覆在中間且兩塑料層合并成一體。
[0019]作為優(yōu)選，所述壓力管成型的各模塊為集裝箱組合式結(jié)構(gòu)，包括纏繞工位模塊、冷卻工位模塊、切削模塊、脫模模塊、模具加溫工位模塊。本方案采取集裝箱組合式裝備，便于設(shè)備在需要工地上現(xiàn)場(chǎng)制作生產(chǎn)。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:管體質(zhì)量較輕，尤其是方管加強(qiáng)筋，比同類塑料管質(zhì)輕15%以上；管體承載強(qiáng)度大，環(huán)剛度高；可以連續(xù)纏繞生產(chǎn)管體，按需要定長(zhǎng)；集裝箱組合式成型裝置，便于設(shè)備在需要的工地生產(chǎn)，解決了大口徑管的運(yùn)輸問(wèn)題；具有管狀加強(qiáng)筋的管體，韌性好，具有較高的耐沖擊和抗緩沖能力，不易斷裂，使用壽命長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的一種管道產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的一種基管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明圖2的M處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明圖2的N處局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明的一種圓管加強(qiáng)筋實(shí)施例局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的一種方管加強(qiáng)筋實(shí)施例局部結(jié)構(gòu)不意圖。
[0027]圖中:1.基管，11.插口，12.承口，2.管式加強(qiáng)筋，21.圓管加強(qiáng)筋，22.方管加強(qiáng)筋。
【具體實(shí)施方式】
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