CN102233680A - 一种立式管道生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式管道生产线，在机架下部安装有芯轴支撑，在该芯轴支撑上直立固定有模具芯轴，在该模具芯轴下部装有与第一动力电机相连的推进装置；在所述机架上至少固定一层支撑架，在所述支撑架上设有环形轨道和第二动力电机，所述芯轴支撑位于所述环形轨道的中心，在该环形轨道上安装有环向纱盘，该环向纱盘与所述第二动力电机相连；靠近所述环形轨道内圆周的所述支撑架上固定设置有环形的浸胶槽，所述浸胶槽上分布有轴向纤维定位架和环向纤维定位架；在所述机架上端固定有产品同步切割机，所述产品同步切割机位于所述模具芯轴上方。本发明采用立式生产管道，将连续纤维的环向缠绕和轴向布置很好的结合起来，提高了产品质量和加工稳定性。

Description

一种立式管道生产线

技术领域

本发明涉及一种管道生产设备，尤其涉及一种生产热固性塑料材料的立式管道生产线。

背景技术

目前国内已在使用的较为先进的管道生产线为机械化的挤出式热熔复合管道生产线，其中间层原材料主要为高密度聚乙烯，内外层金属为铝，其复合方式以挤压、热熔为主，这种生产线由于工艺和制造设备所限，只能生产小口径（小于80mm）复合管，并且这类复合管承压低，在制造过程中对夹层原材料分子结构破坏性大，原材料成本高，能耗高，产量低，占地面积大。而现有大口径的高分子材料复合管生产线通常采用缠绕式生产，缠绕布纤维时模具要转动，操作复杂，生产效率低。名称为“金属与高分子材料复合管的生产线”，专利号为ZL200620110461.5的发明提供了一种金属与高分子材料复合管的生产线，它主要由纤维架、浸胶装置、金属带缠绕装置、环向缠纤维装置等组成，两金属带缠绕装置分别设置在模具的前后端，用来形成金属内管和金属外管，轴向布纤维装置与环向缠纤维装置间隔地设置在前后两金属带缠绕装置之间，用来在金属内管外表面上均匀地轴向和环向交叉布置玻璃纤维纤维，以形成金属内管与金属外管之间的高分子材料复合层。该专利技术中各装置可实现整体联动，自动化程度高，从而可自动连续地生产复合管，由于内外金属管用金属带通过缠绕焊接的方式得到，因此可制造出大口径的复合管，得到的复合管兼具了金属及高分子材料的优点。但是此专利技术至少存在以下不足：第一是由于为水平卧式布置的生产线，因此需要占用较大的空间，尤其需要绕制多层管道时，其设备也要相应增加，会占据更多的生产场地；第二是在重力的作用下，管道模具会出现弯曲变形，弯曲变形的模具会引起产品内部纤维受力不均；同时树脂会向下流动集中在管道下部，形成管道厚薄不均。这种管道在使用中，会出现应力集中形成薄弱点导致管道破裂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种自动化程度高，占用空间小，能够生产出高质量管道的立式管道生产线。

本发明的技术方案如下：一种立式管道生产线，包括机架，其要点是：在所述机架下部安装有芯轴支撑，在该芯轴支撑上直立固定有模具芯轴，在该模具芯轴下部装有推进装置，该推进装置与第一动力电机相连；在所述机架上至少固定一层支撑架，该支撑架位于所述芯轴支撑上方，在所述支撑架上设有环形轨道和第二动力电机，所述芯轴支撑位于所述环形轨道的中心，在该环形轨道上安装有环向纱盘，该环向纱盘与所述第二动力电机相连，并该环向纱盘在所述第二动力电机的作用下绕所述环形轨道的中心作圆周运动；靠近所述环形轨道内圆周的所述支撑架上固定设置有环形的浸胶槽，所述浸胶槽上分布有轴向纤维定位架和环向纤维定位架；所述环形轨道底部径向设有让纤维通过的通道；在所述机架上端固定有产品同步切割机，所述产品同步切割机位于所述模具芯轴上方。

加工中，在上述模具芯轴上安装有模具块，被加工的管道位于模具块组成的模具上，即也是位于环形轨道的中心，由于模具可以沿模具芯轴轴向移动，因此被加工的管道轴向运动，整个环向纱盘在环形轨道上以环向轨道的圆心为圆心做圆周运动，环向缠绕的纤维线由环向纱盘内引出，经过浸胶槽浸胶，再由环向纤维定位架定位在模具表面上，进行环向缠绕。轴向布置的纤维线经环形轨道底部径向设置的通道，过浸胶槽浸胶，再由轴向纤维定位架定位在模具表面上，进行轴向布置。两个工序经过环向轴向连续纤维同时交叉布置装置同时进行，保证被加工管道轴向匀速移动及环向纱盘支撑架匀速的圆周运动，就能使模具及管道上缠绕的连续纤维均匀分布。需要进行多层布置时，增加多层轴向纤维定位架和环向纤维定位架即可实现。在推进装置的作用下，产品向上移动到设定的长度时，机架上固定有产品同步切割机直接对产品进行切割，从而得到成品。

所述推进装置包括套装在所述模具芯轴上的凸轮盘和推块，其中所述凸轮盘上部为一侧高另一侧低的斜口，所述推块下端为滚动轴承，所述推块通过固定在其上滚动轴承在所述凸轮盘上部运动，在所述凸轮盘外固定有传动齿轮，该传动齿轮经中间齿轮与所述第一动力电机相连；在所述凸轮盘与所述模具芯轴之间装有第一轴承。采用以上结构，在第一动力电机的作用下，该第一动力电机上安装的减速箱输出轴带动中间齿轮转动，该中间齿轮带动传动齿轮转动，从而使得传动齿轮带动凸轮盘转动，该凸轮盘转动推动推块作向上移动，最终推动产品向上移动。

上述轴向纤维定位架由第一导纱杆、第二导纱杆、第三导纱杆、第四导纱杆和第五导纱杆组成，所述浸胶槽固定在所述支撑架上表面，所述浸胶槽内、外圆周侧壁上方各设置有第一导纱杆和第二导纱杆，所述浸胶槽内下部，靠近内外圆周侧壁各设置有第三导纱杆和第四导纱杆，所述支撑架上方设置有第五导纱杆。

引出的纱线经环形轨道底部径向设置的通道，过浸胶槽浸胶，从第二导纱杆上方绕过第二导纱杆，进入浸胶槽再从第四导纱杆下方绕过第四导纱杆，继续从第三导纱杆下方绕过第三导纱杆向上穿出浸胶槽，从第一导纱杆上方绕过第一导纱杆，最后从第五导纱杆绕过第五导纱杆定位在模具表面上。

上述环向纤维定位架由第六导纱杆、第七导纱杆、第八导纱杆和第九导纱杆组成，其中第七导纱杆和第九导纱杆位于所述浸胶槽槽口的正上方，所述浸胶槽内中部设置有环形的第八导纱杆，所述第六导纱杆位于所述浸胶槽上方，并靠近所述模具块组成的模具。

从环向纱盘内引出的纤维线搭靠在上述第九导纱杆上，再从第八导纱杆底部穿过，绕过第八导纱杆再从第六导纱杆和第七导纱杆之间穿过，再由靠近模具芯轴的第六导纱杆穿出粘在轨道中心设置的被加工管壁上。

环向纱盘沿环形轨道运动时，带动绕第八导纱杆的纱线也沿环形的第八导纱杆运动，不断对浸胶槽内的胶液进行搅动，该装置一旦工作，浸胶槽内的胶液就被搅动混合，使得胶液不断被混合均匀，且不会沉淀。

上述环形轨道上设置有第二轴承，所述环向纱盘由所述第二轴承支撑在该环形轨道上，所述第二轴承外圆周面靠环形轨道外侧部分设置有凸台圈，所述环向纱盘在所述第二轴承上运动，由所述第二轴承上的凸台圈对所述环向纱盘径向限位。

有益效果：本发明具有结构简单、设计独特安装方便，设计巧妙，采用立式生产管道，将连续纤维的环向缠绕和轴向交替布置很好的结合起来，同时进行，改变了传统的加工顺序和理念，实现了机械化生产，提高了产品质量和加工稳定性，也大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为图1中的B部分放大示意图；

图3为图1中的C部分放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示的一种立式管道生产线，由机架1、芯轴支撑2、模具芯轴3、推进装置4、支撑架6、环向纱盘9、浸胶槽10、轴向纤维定位架11以及环向纤维定位架12等构成，在所述机架1下部安装有芯轴支撑2，在该芯轴支撑2上直立固定有模具芯轴3，即在模具芯轴3下端设有法兰，该法兰经螺钉固定在所述芯轴支撑2上，在该模具芯轴3下部装有推进装置4，该推进装置4与第一动力电机5相连；在所述机架1上至少固定一层支撑架6，该支撑架6位于所述芯轴支撑2上方，在所述支撑架6上设有环形轨道7和第二动力电机8，所述芯轴支撑2位于所述环形轨道7的中心，在该环形轨道7上安装有环向纱盘9，在该环向纱盘9上固定有从动齿轮14，在所述第二动力电机8的输出端上固定有主动齿轮15，所述从动齿轮14和主动齿轮15啮合，从而使得所述环向纱盘9与所述第二动力电机8相连，并该环向纱盘9在所述第二动力电机8的作用下绕所述环形轨道7的中心作圆周运动；靠近所述环形轨道7内圆周的所述支撑架6上固定设置有环形的浸胶槽10，所述浸胶槽10上分布有轴向纤维定位架11和环向纤维定位架12；所述环形轨道7底部径向设有让纤维通过的通道；在所述机架1上端固定有产品同步切割机13，所述产品同步切割机13位于所述模具芯轴3上方。

请参见图1：所述推进装置4包括套装在所述模具芯轴3上的凸轮盘4a和推块4b，其中所述凸轮盘4a上端口部为一侧高另一侧低的斜口，所述推块4b下端为滚动轴承，所述推块4b通过固定在其上的滚动轴承4c支撑在所述凸轮盘4a上，在所述凸轮盘4a外固定有传动齿轮4d，该传动齿轮4d与固定在传动轴16上的中间齿轮13啮合，所述传动轴16通过伞齿轮与所述第一动力电机5的输出轴相连；在所述凸轮盘4a与所述模具芯轴3之间装有第一轴承4e，所述第一动力电机5带动传动轴16转动，该传动轴带动中间齿轮14转动，从而使得中间齿轮14带动传动齿轮4d转动，最终实现凸轮盘4a绕模具芯轴3转动。

在图1和图4中还可以看出：所述轴向纤维定位架11由第一导纱杆11a、第二导纱杆11b、第三导纱杆11c、第四导纱杆11d和第五导纱杆11e组成，所述浸胶槽10固定在所述支撑架6上表面，所述浸胶槽10内、外圆周侧壁上方各设置有第一导纱杆11a和第二导纱杆11b，所述浸胶槽10内下部，靠近内外圆周侧壁各设置有第三导纱杆11c和第四导纱杆11d，所述支撑架6上方设置有第五导纱杆11e；所述环向纤维定位架12由第六导纱杆12a、第七导纱杆12b、第八导纱杆12c和第九导纱杆12d组成，其中第七导纱杆12b和第九导纱杆12d位于所述浸胶槽10槽口的正上方，所述浸胶槽10内中部设置有环形的第八导纱杆12c，所述第六导纱杆12a位于所述浸胶槽10上方，并靠近所述模具芯轴3。

结合图1、图2和图3：所述环形轨道7上设置有第二轴承7a，所述环向纱盘9由所述第二轴承7a支撑在该环形轨道7上，所述第二轴承7a外圆周面靠环形轨道7外侧部分设置有凸台圈，所述环向纱盘9在所述第二轴承7a上运动，由所述第二轴承7a上的凸台圈对所述环向纱盘9径向限位。

生产中，在上述模具芯轴3上安装有模具块组成的模具，被加工的管道位于模具上，即也是位于环形轨道7的中心，由于模具可以沿模具芯轴3轴向移动，因此被加工的管道轴向运动，整个环向纱盘9在环形轨道7上以环向轨道7的圆心为圆心做圆周运动，环向缠绕的纤维由环向纱盘9内引出，经过浸胶槽10浸胶，再由环向纤维定位架12定位在模具表面上，进行环向缠绕。轴向布置的纤维经环形轨道7底部径向设置的通道，过浸胶槽10浸胶，再由轴向纤维定位架11定位在模具表面上，进行轴向布置。两个工序经过环向轴向连续纤维交替装置同时进行，保证被加工管道轴向匀速移动及环向纱盘9匀速的圆周运动，就能使管道模具上布置的连续纤维均匀分布。需要进行多层布置时，增加多层轴向纤维定位架11和环向纤维定位架12即可实现。在推进装置4的作用下，产品向上移动到设定的长度时，机架1上固定有产品同步切割机13直接对产品进行切割，从而得到成品。

尽管以上结合附图对本发明的优选实施进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种立式管道生产线，包括机架（1），其特征在于：在所述机架（1）下部安装有芯轴支撑（2），在该芯轴支撑（2）上直立固定有模具芯轴（3），在该模具芯轴（3）下部装有推进装置（4），该推进装置（4）与第一动力电机（5）相连；在所述机架（1）上至少固定一层支撑架（6），该支撑架（6）位于所述芯轴支撑（2）上方，在所述支撑架（6）上设有环形轨道（7）和第二动力电机（8），所述芯轴支撑（2）位于所述环形轨道（7）的中心，在该环形轨道（7）上安装有环向纱盘（9），该环向纱盘（9）与所述第二动力电机（8）相连，并该环向纱盘（9）在所述第二动力电机（8）的作用下绕所述环形轨道（7）的中心作圆周运动；靠近所述环形轨道（7）内圆周的所述支撑架（6）上固定设置有环形的浸胶槽（10），所述浸胶槽（10）上分布有轴向纤维定位架（11）和环向纤维定位架（12）；所述环形轨道（7）底部径向设有让纤维线通过的通道；在所述机架（1）上端固定有产品同步切割机（13），所述产品同步切割机（13）位于所述模具芯轴（3）上方。

2.根据权利要求1所述的一种立式管道生产线，其特征在于：所述推进装置（4）包括套装在所述模具芯轴（3）上的凸轮盘（4a）和推块（4b），其中所述凸轮盘（4a）上端口部为一侧高另一侧低的斜口，所述推块（4b）下端为滚动轴承（4c），所述推块（4b）通过固定在其上的滚动轴承（4c）支撑在所述凸轮盘（4a）上，在所述凸轮盘（4a）外安装有传动齿轮（4d），该传动齿轮（4d）经中间齿轮（14）与所述第一动力电机（5）相连；在所述凸轮盘（4a）与所述模具芯轴（3）之间装有第一轴承（4e）。

3.根据权利要求1所述的一种立式管道生产线，其特征在于：所述轴向纤维定位架（11）由第一导纱杆（11a）、第二导纱杆（11b）、第三导纱杆（11c）、第四导纱杆（11d）和第五导纱杆（11e）组成，所述浸胶槽（10）固定在所述支撑架（6）上表面，所述浸胶槽（10）内、外圆周侧壁上方各设置有第一导纱杆（11a）和第二导纱杆（11b），所述浸胶槽（10）内下部，靠近内外圆周侧壁各设置有第三导纱杆（11c）和第四导纱杆（11d），所述支撑架（6）上方设置有第五导纱杆（11e）。

4.根据权利要求1所述的一种立式管道生产线，其特征在于：所述环向纤维定位架（12）由第六导纱杆（12a）、第七导纱杆（12b）、第八导纱杆（12c）和第九导纱杆（12d）组成，其中第七导纱杆（12b）和第九导纱杆（12d）位于所述浸胶槽（10）槽口的正上方，所述浸胶槽（10）内中部设置有环形的第八导纱杆（12c），所述第六导纱杆（12a）位于所述浸胶槽（10）上方，并靠近所述模具芯轴（3）。

5.根据权利要求1所述的一种立式管道生产线，其特征在于：所述环形轨道（7）上设置有第二轴承（7a），所述环向纱盘（9）由所述第二轴承（7a）支撑在该环形轨道（7）上，所述第二轴承（7a）外圆周面靠环形轨道（7）外侧部分设置有凸台圈，所述环向纱盘（9）在所述第二轴承（7a）上运动，由所述第二轴承（7a）上的凸台圈对所述环向纱盘（9）径向限位。

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