CN100549487C - 一种制造卷绕成型的钢塑复合管的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种制造卷绕成型的钢塑复合管的方法包括如下步骤：a.将钢带与塑料复合形成具有钢带加强肋的异型带材；b.借助防倒伏装置将异型带材缠绕到储带盘上；c.将缠绕有异型带材的储带盘运送到安装现场；d.通过平直扶正装置将从储带盘上放出的加强肋弯曲和变形的异型带材平直扶正；e.通过缠绕装置缠绕并熔焊异型带材形成卷绕成型的钢塑复合管；f.对钢塑复合管欲切割处刮带，并切断、取出管材切割断面上的增强钢带，再沿着去除了钢带的管材切割断面进行定位切割钢塑复合管。本发明还涉及实施该方法的装置。

Description

一种制造卷绕成型的钢塑复合管的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种制造卷绕成型的钢塑复合管的方法和设备。具体地说，是在复合装置上将钢带与塑料复合形成异型带材，再在专用的缠绕装置上将复合后的异型带材缠绕成型为钢带增强的塑料复合管。

背景技术

CN1702242A公开了一种钢带增强塑料排水管道及其制造方法和制造装置，但其仅限于直径小于1200mm以下的复合管。当生产直径大于1200mm、环刚度≥8KN/m²的大口径、高环刚度管材时，因增强钢带的高度及厚度较大，采用CN1702242A的技术会出现如下问题：在复合异型带材向储带盘上缠绕的环节上存在着加强肋倒伏的问题；在带材从储带盘上放开送至缠绕机进行缠绕成管的环节上，存在倒伏弯曲的带材无法进入带有滚压槽轮的“辊笼”式缠绕装置，或强行进入“辊笼”式缠绕装置导致塑料层被碾压剥离破坏的问题。另外，CN1702242A并未涉及切割技术，而最终要把管材切割成适当的长度，但根据CN1702242A的结构特点，可以推断采用常规的管材切割方法(带锯或圆盘锯)切割复合管，由于加强肋的影响，将无法实现对塑钢缠绕复合管进行正常切割。因此，只有解决上述技术难题，方能实现大口径、高环刚度钢塑复合管的生产制造。解决问题的技术关键主要是如何控制钢塑复合异型带材在向储带盘上缠绕时加强肋的倒伏；如何将有一定程度倒伏的加强肋扶正、将弯曲的带材校直使复合异型带材顺利进入缠绕机；找到一种切割卷绕成型的钢塑复合管的方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种可控制加强肋倒伏和将倒伏的加强肋扶正，且可正常切割这种卷绕成型的钢塑复合管的方法。

本发明的另一个目的是提供一种制造这种卷绕成型的钢塑复合管的设备，其具有控制加强肋倒伏的装置和将加强肋扶正的装置以及可正常切割该管的切割装置。

为实现上述目的，本发明提供的制造这种卷绕成型的钢塑复合管的方法包括如下步骤：a.将钢带与塑料复合形成具有钢带加强肋的异型带材；b.借助防倒伏装置将异型带材缠绕到储带盘上；c.将缠绕有异型带材的储带盘运送到安装现场；d.通过平直扶正装置将从储带盘上放出的加强肋弯曲和变形的异型带材平直扶正；e.缠绕并熔焊异型带材形成卷绕型的钢塑复合管；f.对钢塑复合管欲切割处刮带，并切断、取出管材切割断面上的增强钢带，再沿着去除了钢带的管材切割断面进行定位切割钢塑复合管。

本发明提供的制造这种卷绕成型的钢塑复合管的设备包括a.将钢带与塑料复合形成具有钢带加强肋的异型带材复合装置；b.防倒伏装置用于防倒伏地将异型带材缠绕到储带盘上；c.将从储带盘上放出的加强肋弯曲和变形的异型带材平直扶正的平直扶正装置；d.缠绕并熔焊异型带材形成钢带增强塑料复合管的缠绕装置；e切断复合管增强钢带的切割刮带装置。

按照上述发明在制造缠绕成型的钢塑复合管的过程中，增强了抗倒伏能力，保证了大直径、高环刚度管道的正常生产。

附图说明：

图1为现有技术中带材向储带盘上缠绕时加强肋出现倒伏示意图；

图2为本发明的抗倒伏改进后圆角增强的钢塑复合异型带材截面图；

图3为本发明的抗倒伏改进后三角形增强的塑钢复合异型带材截面图；

图4为本发明的改进了内部型腔的钢带增强塑料复合异型带材制造装置俯视图；

图5为本发明的防倒伏装置的扶正镶块应用的示意图；

图6为本发明的向储带盘上缠绕带材时扶正镶块应用的示意图；

图7为带材在本发明的平直扶正装置中通过校直后外形示意图；

图8为本发明的平直扶正装置结构示意图；

图9为图8的K向表示的本发明的平直扶正装置带材扶正机构示意图；

图10为图8的A-A向表示的本发明的平直扶正装置直弯机构示意图；

图11为现有技术的钢带增强塑料复合异型带材缠绕形成钢塑复合管

的缠绕装置的视图；

图12是图11的A-A向剖视图；

图13为本发明的切割刮带装置工作原理示意图；

图14为本发明的切割刮带装置放大示意图；

图15为本发明刮刀装置位置示意图；

图16为本发明刮刀刺破带材外缘塑料示意图；

图17为本发明手工断带钳切断钢带示意图；

图18为本发明取出切断的钢带示意图；

图19为本发明的切割锯断管工作示意图；

图20为本发明的切割断管示意图。

具体实施方式

图1表示复合异型带材123在储带盘10上缠绕时加强肋1出现倒伏的情况示意图，制造环钢度越高的管材(加强肋高度和厚度越大)，其加强肋1出现上述倒伏的情况就越严重。图1中包覆了钢带2的加强肋1与塑料管体3不能呈垂直状态，表现出不同程度的倾斜和倒伏。

图2、图3表示为阻止加强肋1的倒伏，带材截面进行了重新设计，改进后的钢塑复合异型带材截面图，图中表示了增强钢带2的根部塑料基体加宽、加厚的形状。为了增强加强肋的抗倒伏效果，钢带2根部塑料最好是两直角边在8mm以上的三角形(8×8以上)或圆角半径在8mm以上的大直径圆角(R8以上)的加强结构。钢带2伸入到塑料管体3中一定深度H，深度H可达管体塑料壁厚的1/3-1/2，更有利于加强肋的稳定性。

图4为钢带增强塑料复合异型带材制造装置俯视图。其中包括钢带放卷装置4、导辊5、挤出机6、复合机头7、定型台8、牵引机9、储带盘10、钢带2、复合异型带材123。

参见图4，在生产过程中，首先通过牵引机9牵引来自放卷装置4的钢带2，使钢带2在导辊5的导引下进入挤出复合的关键部件复合机头7，复合机头7与挤出机6呈直角连接，其改进后的内部型腔具有与复合异型带材123相对应的形状，在钢带2通过复合机头7的同时，塑料挤出机6向复合机头7内挤入熔融塑料。在复合机头7内熔融的塑料将钢带2周边包裹，在牵引机9的牵引力作用下，从复合机头7内牵出，形成未定型的复合异型带材123。未定型的复合异型带材123在牵引机的作用下前行，经过定型台8的冷却定型达到常温状态，形成图2、3所示的具有加强肋1的复合异型带材123，冷却定型后的复合异型带材123在储带盘10上卷绕成盘，等待上缠绕装置备用。

图5表示了防倒伏装置的扶正镶块11与复合异型带材123结合的示意图。图6表示扶正镶块11在复合异型带材123往储带盘10上卷绕成盘过程中，为了防止加强肋1在没有任何约束的条件下倒伏成图1的形状，在复合异型带材还没有进入收带弯曲前的A处将扶正镶块11固定在复合异型带材加强肋1之间的空槽中，如图5、6所示。扶正镶块11可以间隔一段距离安装一块，并且数块扶正镶块11随带材一同进入储带盘缠绕收带，如图6所示。缠绕几圈后再从带材上取下扶正镶块11供循环使用。扶正镶块11可以用硬塑料或金属材料制造。

图7表示带材在校直过程中可能出现的变形情况示意图。当复合异型带材从储带盘上放出时，复合异型带材的外形是弯曲的、且加强肋1有不同程度倒伏。在这种情况下，复合异型带材不能顺利送入缠绕成型笼中进行缠绕成管，为解决上述问题需要平直扶正装置先将带材校直，将倒伏的加强肋1扶正才能将带材送入成型笼中。图8表示的平直扶正装置结构由扶正机构12和直弯机构13组成。

参见图8、9平直扶正装置的扶正机构12的作用是先将倒伏的加强肋1扶正。扶正机构12由一个可以转动的平辊14和与平辊相配合的若干相互平行的倒圆锥柱15及定位框架构成，数个金属材料的倒圆锥柱15之间的间隙是复合异型带材三个加强肋的通道，倒圆锥柱15的顶面与平辊14之间构成了带材平面的通道。在缠绕装置的拉力作用下，带材123通过加强肋扶正机构12时，倒伏的加强肋会被金属倒圆锥柱15强行扶正，达到扶正加强肋1的目的。扶正机构12可以沿两个导柱16做一定程度的上下浮动，以适应带材进入时高低的变化，导柱16与带材的相对角度可以经过调整后固定，使得扶正机构12更好地适应带材进入角度。

图10是平直扶正装置直弯机构示意图，参见图8和图10直弯机构13由上下布置轴线相互平行、位置可以调整并固定的三个辊子构成，其中上面的两个辊子称为平辊，下面的一个辊子称为槽辊，上面的两个平辊17在同一水平面上，水平间距可调，下面安装一个槽辊18，其中心位置可沿垂直方向上下调整，该槽辊18的槽数量与带材123加强肋1的数量相对应。在垂直于三辊轴线的平面内三辊的中心线必须构成等腰三角形。带材经过加强肋的扶正机构12后，按图8、10所示进入直弯机构13，经过三辊挤压变形后而被校直。校直过程中加强肋1产生图7所示的变形，加强肋1的变形幅度被限制在槽辊18的槽宽的范围内。为了保证校直后的带材可以顺畅进入缠绕装置，槽辊的槽宽不大于缠绕装置上所有槽辊的槽宽。直弯机构上的平辊17和槽辊18三辊间隙的调整，以达到调整带材的校直质量最佳为准。

图11和12是表示钢带增强塑料复合异型带材缠绕装置的视图，图11和图12中缠绕装置包括框架19、平辊20、槽辊21、压辊22、送带辊23、加热风机24、小挤出机25、复合异型带材123、缠绕成型的钢带增强塑料复合管26。

图11和图12中，形成钢带增强塑料复合管26的基本缠绕过程如下：经过平直扶正装置扶正平直后的复合异型带材123经过送料辊23和压辊22构成的输送机构被匀速送进由框架19、多个平辊20和多个槽辊21组成的“辊笼”式缠绕装置中，送进“辊笼”中的复合异型带材123上的加强肋1在“辊笼”内沿多个槽辊21上的槽连成的固定螺旋线做圆周运动，从而螺旋缠绕。由于缠绕形成钢带增强塑料复合管26是一个连续的过程，因此，复合异型带材123不断从“辊笼”下端的切线方向送入，并在与钢带增强塑料复合管26的外沿表面搭接前由一个专用的加热风机24将两个搭接表面用热风加热微微熔化，同时用小挤出机25向搭接表面挤出熔融的塑料，然后，搭接两个搭接表面并用可调的压辊22压实，使相邻缠绕的复合异型带材123融合成一体，自然冷却后形成了钢带增强塑料复合管26。

槽辊21和平辊20在“辊笼”中圆周均匀分布，各个槽辊21圆周上分布的槽相互连接形成螺旋线，而且槽的间距、槽的宽度与带材的加强肋的间距、加强肋的宽度相等。

图13表示切割刮带装置工作原理示意图。在对卷绕成形的钢塑复合管进行定长切断时，本发明的切割方法关键在于将切割断面的钢带取出，取出了切割断面的钢带后，就可以在该断面用普通的圆盘锯切割剩余的塑料管。取钢带实施过程是先将钢带外缘的塑料刮掉，再用断带钳掐断钢带并取出。具体过程参见图13，当复合异型带材进入缠绕成型笼27成型缠绕管达到一定长度的复合管26后，触发定长信号开关29。信号开关29发出信号使数个(与加强肋数相同)安装在缠绕成型笼27出管端面上的刮带装置28一同动作，将复合管加强肋外缘的塑料刺破。图14表示刮带装置放大示意图，刮带装置28的结构如图14所示，它是由气缸30和刮刀31组成，当气缸30气动时将带动刮刀31向下运动并接触到加强肋的外缘塑料，复合管26在缠绕成型过程中一边旋转一边轴向前进，刮刀31就将加强肋的外缘塑料刺破并刮掉，露出了一定长度的加强钢带2。当刮掉加强肋外缘一定长度L的塑料后，气缸30活塞杆上升，带起刮刀31离开复合管外缘。图15表示刮刀安装位置示意图，刮刀的数量与加强肋的数量相同，而刮带装置28的安装位置要与加强肋出笼的位置重合，同时刮刀的宽度不能超过加强肋间的槽宽才能保证刮去塑料露出钢带的宽度W与复合管的切割断面宽度相接近。图16表示复合管在缠绕成型过程中，缠绕管材26一边旋转，刮刀31刺破外缘塑料并连续刮掉塑料的情景。

图17表示手工断带钳剪断钢带示意图，刮刀刮起塑料后，复合管在旋转过程中，要人工用专用的断带钳32在每根刮出钢带的两端将加强钢带2剪断。

图18表示取出剪断钢带的示意图，人工使用专用的取带钳将剪断的钢带2取出。带材有几根加强肋就要取出几段钢带，而且取出的钢带几乎构成复合管的一周，形成了一定宽度的纯塑料管段。

图19表示切割锯断管工作示意图，当取出带材的复合管26的切割断面宽度W到达切割锯33位置时，切割锯33启动。切割锯33在随缠绕管的轴向速度同步前进的过程中，切割锯33进锯切割，缠绕管26旋转一周后，完成切管工作。

图20表示切割断管示意图，使用普通的圆盘切割锯就能将剩余的塑料管胚快速切断。在W宽度范围内，钢带已经取出，剩余的塑料管会被圆盘锯很容易的切断。

Claims (8)

1.一种制造卷绕成型的钢塑复合管的方法，包括如下步骤：a.将钢带与塑料复合形成具有钢带加强肋的异型带材；b.借助防倒伏装置将异型带材缠绕到储带盘上；c.将缠绕有异型带材的储带盘运送到安装现场；d.通过平直扶正装置将从储带盘上放出的加强肋弯曲和变形的异型带材平直扶正；e.通过缠绕装置缠绕并熔焊异型带材形成卷绕成型的钢塑复合管；f.对钢塑复合管欲切割处刮带，并切断、取出管材切割断面上的增强钢带，再沿着去除了钢带的管材切割断面进行定位切割钢塑复合管。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于防倒伏装置间隔地设置在复合异型带材加强肋中，随带材一同进入储带盘缠绕收带，缠绕几圈后再将其从带材上取下供循环使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在将带材从储带盘送入缠绕装置的过程中，通过平直扶正装置的扶正机构和直弯机构将加强肋扶正和将带材校直，所述缠绕装置为“辊笼”式缠绕装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在钢塑复合管加强肋从缠绕装置出来处对加强肋进行刮带。

5.一种制造卷绕成型的钢塑复合管的设备，包括：a.将钢带与塑料复合形成具有钢带加强肋的异型带材复合装置；b.缠绕并熔焊异型带材形成钢带增强塑料复合管的缠绕装置；其特征在于还包括c.防倒伏装置用于防倒伏地将异型带材缠绕到储带盘上；d.将从储带盘上放出的加强肋弯曲和变形的异型带材平直扶正的平直扶正装置；e.切断复合管增强钢带的切割刮带装置。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于防倒伏装置由硬塑料或金属材料制造的扶正镶块(11)构成，其固定在复合异型带材加强肋(1)之间的空槽中，间隔一段距离安装一块，并且数块扶正镶块(11)随带材一同进入储带盘，扶正镶块(11)随带材在储带盘上缠绕几圈后可从带材上取下供循环使用。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于平直扶正装置包括扶正机构(12)和直弯机构(13)，其中扶正机构(12)包括平辊(14)和倒圆锥柱(15)，倒圆锥柱(15)之间的间隙是复合异型带材加强肋的通道，倒圆锥柱(15)的顶面与平辊(14)之间构成了带材平面的通道；直弯机构(13)由上下布置轴线相互平行的两个平辊(17)和一个槽辊(18)构成，其中在同一水平面上的两个平辊(17)在上面，两个平辊之间的水平间距可调，一个槽辊(18)安装在下面，其中心位置可沿垂直方向上下调整，槽辊(18)的槽数量与带材加强肋(1)的数量相对应，在垂直于所述三辊轴线的平面内所述三辊的中心线必须构成等腰三角形，槽辊的槽宽不大于缠绕装置上所有槽辊的槽宽。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于切割刮带装置包括刮带装置和切割装置，其中刮带装置由刮刀(31)和带动刮刀(31)运动的气缸(30)组成，刮刀的数量与加强肋的数量相同，刮带装置(28)的安装位置与加强肋从缠绕装置出来处的位置重合，刮刀的宽度小于或等于加强肋间的槽宽；切割装置包括剪断钢带的手工断带钳(32)和完成切管工作的切割锯(33)。

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