CN102233684A - 一种高强度塑料复合管道的生产方法及其生产的管道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度塑料复合管道的生产方法，在模具块外围依次环向、轴向交替布置纤维形成结构层，结构层再经过螺旋缠绕热塑性高分子复合材料加热熔合形成耐候层，按需切割得到成品，所得的管道由结构层和耐候层两层组成。本发明方法易于控制和操作，自动化程度高，所得到的管道中轴向纤维和环向纤维分布均匀，且具有可设计性，同时轴向强度和环向强度都很高，且大大克服了管道端头轴向强度不够的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度复合塑料管道的生产方法及其生产的管道，尤其涉及一种具有连续纤维环向、轴向布置的高强度塑料复合管道的生产方法及其生产的管道。
背景技术
目前的热固性塑料复合管道，主要生产方式有拉挤生产方式、常规缠绕方式。拉挤方式，可以同时布置轴向、环向纤维，限于现有的技术条件环向纤维只能干法布置，环向纤维浸渍塑料的能力差，且环向纤维布置数量有限，管道环向强度低、气密性差，不能承载高压；由于模具阻力大，只能生产小口径管道（≤DN400）;常规缠绕方式，不能布置连续轴向纤维，可以环向缠绕或交叉缠绕，所生产的管道环向强度比较高，但轴向强度低，气密性差。定长往复缠绕，管道端口就需要反向，使得管道端头全是环向纤维，大大降低了管道端头轴向抗拉强度，成为复合管道的薄弱环节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种连续轴向、环向纤维可设计的高强度塑料复合管道的生产方法及其生产的管道。
本发明的技术方案如下：
一种高强度塑料复合管道的生产方法，其特征在于：先竖直设置模具，所述模具由芯模和模具块组成，所述芯模为圆管形，所述模具块与芯模插接配合设置在芯模外表面，该模具块能沿芯模自下而上轴向移动，所述模具块外表面为弧形，围成一圈的模具块外表面构成正圆形，
上述芯模外表面轴向设置有轴承，所述轴承两个为一组，相邻两组之间的距离小于每组中两轴承之间的距离，所述每块模具块内圆弧面开有与每组轴承相配合的凹槽，所述两个模具块之间相接触面为斜面。
生产时，将连续长纤维浸渍热固性塑料，在围成一圈的模具块外表面依次环向、轴向布置纤维，由模具推进装置推动模具块自下而上匀速运动，轴向、环向纤维交替布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向布置经固化、冷却后形成结构层，该结构层再经过螺旋缠绕热塑性高分子复合材料，加热固化形成耐候层，再根据所需管道长度切割得到高强度塑料复合管道。整个生产方法形成一个连续的生产线，经过环向、轴向交替布置纤维，螺旋缠绕热塑性高分子复合材料，根据长度需要切割得到成品。同时保证模具推进装置自下而上的匀速推动模具块，保证环向、轴向布置纤维的匀速，就能保证整个纤维的分布非常均匀。
生产中轴向、环向交替布置纤维通过环向、轴向连续纤维同时布置装置完成，所述环向、轴向连续纤维同时布置装置包括环形的轨道，环形的轨道中间布置管道模具，该模具与环形的轨道同心设置，所述环形的轨道上分布有环向纱盘，该环向纱盘由环向纱盘支撑架支撑在轨道上，所述环向纱盘支撑架在轨道上以轨道的圆心为圆心做圆周运动；靠所述轨道内圆周固定设置有环形的浸胶槽，所述浸胶槽上分布有轴向纱定位架，所述浸胶槽上方与环向纱盘支撑架固定连接有环向纱定位架；所述轨道底部径向设有让轴向纱通过的通道；所述环向纱盘支撑架外侧放置有固定纱架。
一种根据上述生产方法生产的高强度塑料复合管道，所述管道由内到外依次由结构层和耐候层两层组成，其关键在于：所述管道由连续环形缠绕固化在模具块上的环向纤维层和轴向纤维层交替布置固化在环向纤维层上的轴向纤维层组成。环向纤维层和轴向纤维层固化为一体，使得该连续纤维增强热固性塑料复合材料管道的轴向强度、环向强度比现有纤维增强塑料管道高很多，且在加工过程为连续生产根据需要切割长度，而不是定长后再加工，加工管道端口不会出现到了管道端口就需要反向缠绕，使得管端头全是环向缠绕的情况。这样管道端口的环向纤维层和轴向纤维层两层结构中纤维的排布不变，克服了管道端头轴向强度不够的缺陷。
在操作中，上述管道结构层中环向纤维层由连续长纤维浸渍热固性塑料环向缠绕固化形成；所述管道结构层中轴向纤维层由连续长纤维浸渍热固性塑料后轴向布置固化形成。
上述耐候层为热塑性高分子复合材料。
有益效果：本发明方法易于控制和操作，自动化程度高，所得到的管道中轴向纤维和环向纤维分布均匀，且具有可设计性，同时轴向强度和环向强度都很高，且大大克服了，管道端头轴向强度不够的缺陷。
附图说明
图1为本发明中环向轴向连续纤维同时布置装置结构示意图；
图2为图1的A-A剖视图；
图3为本发明中模具的结构示意图；
图4为本发明中高强度塑料复合管道的结构示意图。
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所示，本发明一种高强度塑料复合管道的生产方法，先竖直设置模具，所述模具由芯模1和模具块2组成，所述芯模1为圆管形，所述模具块2与芯模1插接配合设置在芯模1外表面，该模具块2能沿芯模1自下而上轴向移动，所述模具块2外表面为弧形，围成一圈的模具块2外部面构成正圆形，所述芯模1外表面轴向设置有轴承4a，所述轴承4a两个为一组，相邻两组之间的距离小于每组中两轴承4a之间的距离，所述每块模具块2内圆弧面开有与每组轴承相配合的凹槽，所述两个模具块2之间相接触面为斜面。
生产时，将连续长纤维浸渍热固性塑料，在围成一圈的模具块2外表面依次环向、轴向交替布置纤维，模具块2由模具推进装置3推动模具块2自下而上匀速运动，轴向、环向交替布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向交替布置经固化、冷却后形成结构层12，该结构层再经过螺旋缠绕热塑性高分子复合材料，加热固化形成耐候层13，再根据所需管道长度切割得到高强度塑料复合管道。
生产中轴向、环向交替布置纤维通过环向轴向连续纤维同时布置装置完成，所述环向轴向连续纤维同时布置装置包括环形的轨道4，环形的轨道4中间布置管道模具，该管道模具与环形的轨道4同心设置，所述环形的轨道4上分布有环向纱盘5，该环向纱盘5由环向纱盘支撑架6支撑在轨道4上，所述环向纱盘支撑架6在轨道4上以轨道4的圆心为圆心做圆周运动；靠所述轨道4内圆周固定设置有环形的浸胶槽7，所述浸胶槽7上分布有轴向纱定位架9，所述浸胶槽7上方与环向纱盘支撑架6固定连接有环向纱定位架10；所述轨道4底部径向设有让轴向纱通过的通道；所述环向纱盘支撑架6外侧放置有固定纱架11。
如图4所示，按上述方法生产的高强度塑料复合管道，所述管道由内到外依次由结构层12和耐候层13两层组成，所述结构层12由连续环向、轴向纤维交替布置固化在模具块2上的环向、轴向纤维层组成。上述耐候层13为热塑性高分子复合材料。
尽管以上结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，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 (6)
1.一种高强度复合塑料管道的生产方法，其特征在于：先竖直设置模具，所述模具由芯模（1）和模具块（2）组成，所述芯模（1）为圆管形，所述模具块（2）与芯模（1）插接配合设置在芯模（1）外表面，该模具块（2）能沿芯模（1）自下而上轴向移动，所述模具块（2）外表面为弧形，围成一圈的模具块（2）外部面构成正圆形，
生产时，将连续纤维浸渍热固性塑料，在围成一圈的模具块（2）外表面依次环向、轴向交替布置纤维，模具块（2）由模具推进装置（3）推动模具块（2）自下而上匀速运动，轴向、环向纤维交替布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向布置经固化、冷却后形成管道（12），该管道再经过螺旋缠绕热塑性高分子复合材料，加热熔合固化形成耐候层（13），冷却定型后再根据所需管道长度需要切割得到高强度复合塑料管道。
2.根据权利要求1所述一种高强度塑料复合管道的生产方法，其特征在于：所述芯模（1）外表面轴向设置有轴承（4a），所述轴承（4a）两个为一组，相邻两组之间的距离小于每组中两轴承（4a）之间的距离，所述每块模具块（2）内圆弧面开有与每组轴承相配合的凹槽，所述两块模具块（2）之间相接触面为斜面。
3.根据权利要求1所述一种高强度塑料复合管道的生产方法，其特征在于：生产中轴向、环向布置纤维通过环向轴向连续纤维同时布置装置完成，所述环向轴向连续纤维同时布置装置包括环形的轨道（4），环形的轨道（4）中间布置管道模具，该管道与环形的轨道（4）同心设置，所述环形的轨道（4）上分布有环向纱盘（5），该环向纱盘（5）由环向纱盘支撑架（6）支撑在轨道（4）上，所述环向纱盘支撑架（6）在轨道（4）上以轨道（4）的圆心为圆心做圆周运动；靠所述轨道（4）内圆周固定设置有环形的浸胶槽（7），所述浸胶槽（7）上分布有轴向纱定位架（9），所述浸胶槽（7）上方与环向纱盘支撑架（6）固定连接有环向纱定位架（10）；所述轨道（4）底部径向设有让轴向纱通过的通道；所述环向纱盘支撑架（6）外侧放置有固定纱架（11）。
4.一种根据权利要求1所述生产方法生产的高强度塑料复合管道，所述管道由内到外依次由管道（12）和耐候层（13）两层组成，其特征在于：所述管道（12）由连续环形缠绕固化在模具块（2）上的环向纤维层和轴向布置固化在环向纤维层上的轴向纤维层交替布置组成。
5.根据权利要求4所述高强度塑料复合管道，其特征在于：所述管道（12）中环向纤维层由连续长纤维浸渍热固性塑料环向缠绕固化形成；所述管道（12）中轴向纤维层由连续长纤维浸渍热塑性塑料后轴向布置固化形成。
6.根据权利要求4或5所述高强度塑料复合管道，其特征在于：所述耐候层（13）为热塑性高分子复合材料。
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