CN102235555B - 一种连续纤维增强塑料复合管道的方法及其生产的管道 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续纤维增强塑料复合管道生产方法，先挤出管道的耐腐蚀层，在管道耐腐蚀层冷却部分外围环向、轴向交替布置纤维形成中间增强层，中间增强层再进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，按需要长度切割得到成品，所得的管道由耐腐蚀层、中间增强层和耐候层三层组成，所述中间增强层由连续环向布置固化在耐腐蚀层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，不仅环向强度高，同时轴向强度也很高，且大大克服了管道端头轴向强度低的缺陷。且具有热塑性复合管道气密性好、耐腐蚀高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续纤维增强塑料复合管道，尤其涉及一种具有连续纤维增强塑料复合管道的方法及其生产的管道。
背景技术
目前的塑料复合材料管道，一般有二种分别是热固性塑料复合管道、热塑性塑料复合管道。
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。拉挤方式生产的管道轴向强度高，但环向强度很差，气密性差，只能生产小口径管道（≤DN400）;常规缠绕方式环向强度比较高，不能布置连续轴向纤维，所以管道轴向强度低，气密性及耐腐蚀性差，定长往复缠绕，管子端口就需要反向，使得管子端头全是环向纤维，大大降低了管子端头轴向抗拉强度，成为复合管道的薄弱环节。
热塑性塑料复合管道，通常采用挤出方式生产，可连续生产，气密性及耐腐蚀性好，但强度低，不能承受高压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种连续生产轴向强度和环向强度高的塑料复合管道的方法及其生产的管道。
本发明的技术方案如下：
一种连续纤维增强塑料复合管道的方法，其关键在于：先由塑料管道挤出机由下向上挤出热塑性管道耐腐蚀层，待先挤出的管道冷却定型后，将连续纤维浸渍热固性塑料，依次环向、轴向布置在热塑性管道耐腐蚀层外围，管道自下而上匀速运动，轴向、环向纤维布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向布置，经固化、冷却后形成中间增强层，中间增强层再经过螺旋缠绕塑料高分子复合材料，加热熔合固化形成耐候层，再根据所需管道长度切割得到高强度复合管道。整个生产方法形成一条连续的生产线，经过挤出热塑性管道（耐腐蚀层），再连续经过环向、轴向布置纤维，螺旋缠绕塑料高分子复合材料，根据需要长度直接剪切得到成品。只要保证热塑性管道（耐腐蚀层）自下而上的匀速挤出，环向、轴向连续纤维布置的匀速，就能保证整个纤维的分布非常均匀。
生产中轴向、环向布置的连续纤维，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挤出机挤出的热塑性管道，该管道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线通过的通道；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所生产的塑料复合管道，由内到外依次由耐腐蚀层（热塑性材料）、增强层（热固性材料）和耐候层（塑料高分子材料）三层组成，其特征在于：所述中间增强层由连续环向、轴向交替布置固化在耐腐蚀层上的环向纤维层和轴向纤维层组成。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塑料复合材料管道的轴向强度、环向强度，比现有纤维增强热固性塑料管以及纤维增强热塑性塑料管道要高很多，且在加工过程为连续生产根据需要切割长度，而不是定长生产，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，克服了管子端头轴向抗拉强度不足的缺陷，且具有热塑性复合管道气密性好、耐腐蚀高的优点。
在操作中，上述中间增强层中，环向纤维层由连续长纤维浸渍热固性塑料环向布置固化形成；所述中间增强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。
作为优化，所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，不仅环向强度高，同时轴向强度很高，且大大克服了管道端头轴向强度低的缺陷。且具有热塑性复合管道气密性好、耐腐蚀高的优点。
附图说明
图1为本发明中连续生产纤维增强塑料复合管道示意图；
图2为本发明中连续纤维增强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所示，本发明连续纤维增强塑料复合管道的生产方法，先由管道挤出机由下向上挤出热塑性复合管道耐腐蚀层1，待先挤出的热塑性复合管道冷却后，将连续长纤维浸渍热固性塑料，在热塑性复合管道耐腐蚀层1冷却部分外围，通过环向轴向连续纤维同时布置装置交替环向、轴向布置纤维，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中间布置挤出机挤出的热塑性复合管道，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纤维通过的通道；所述环向纱盘支撑架6外侧放置有固定纱架11。生产中管道自下而上匀速运动，轴向、环向纤维布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向布置经固化、冷却后形成中间增强层2，中间增强层2再进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3，再根据所需管道长度切割得到连续纤维增强塑料复合管道。
如图2所示，按上述方法生产的连续纤维增强塑料复合管道，管道由内到外依次由耐腐蚀层1、中间增强层2、耐候层3三层组成，所述中间增强层2由连续布置在耐腐蚀层1上的环向纤维层和轴向纤维固化在环向纤维层上的轴向纤维层组成。所述中间增强层2中，环向纤维层由连续长纤维浸渍热固性塑料环向布置固化形成；所述中间增强层2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。所述耐腐蚀层1为硬质PVC（或PFDV）塑料材料。所述耐候层3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 (1)
1.一种连续纤维增强塑料复合管道的生产方法，其特征在于：先由管道挤出机由下向上挤出管道的耐腐蚀层（1），待先挤出的上部冷却后，将连续长纤维浸渍热固性塑料，在管道耐腐蚀层（1）冷却部分外围依次环向、轴向布置纤维，管道自下而上匀速运动，轴向、环向纤维布置点固定不变，管道连续纤维轴向、环向布置经固化、冷却后形成中间增强层（2），中间增强层（2）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（3），再根据所需管道长度需要冷却定型切割得到连续纤维增强塑料复合管道；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）中间布置管道挤出机挤出的管道，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纤维通过的通道；所述环向纱盘支撑架（6）外侧放置有固定纱架（11）。
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