CN103322341A - 高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材及其生产方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，由内壁层及外壁层构成，内壁层为由片状聚乙烯条带螺旋缠绕在钢芯滚筒模具上，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合形成的连续实壁管，其特征在于：外壁层由包覆管状金属条带的管状聚乙烯条带螺旋缠绕于内壁层外表面形成的外凸加强筋构成，且管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处。本发明还涉及上述管材的生产方法及生产设备。本发明管材具有环刚度高，重量轻，适用范围广泛的优点，其加工方法具有工艺科学合理，能源消耗量小的优点，其生产设备具有在线一体成型，效率高，工作平稳的优点。

Description

高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材及其生产方法及设备
技术领域
本发明属于塑料管材及其加工技术领域，特别涉及一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材及其生产方法及设备。
背景技术
目前在城市的下水管和排水工程等许多领域中，塑料管材的使用日趋广泛。绿色环保建材高密度聚乙烯缠绕结构壁管材以其承插式电熔焊接，接口优良的性能得到了广泛应用，排水管内部无压力，属于无压排水系统，其管材在使用过程中，主要承受外部压力，因此，管材的环刚度是至关重要的性能指标，聚乙烯缠绕结构壁管材是以高密度聚乙烯树脂为主要原材料，采用热态缠绕成型工艺，以聚丙烯波纹管为辅助支撑管，缠绕在回转的模具表面，制成的具有较高抗外压能力的特殊结构壁管材。为提高管材环刚度，则需采取增加管体壁厚、加大骨架管直径等方式，加大了原材料用量，增加了管材成本，且管材环刚度提高值有限，对产品的适用范围产生一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，其采用金属骨架管，从而在提高管材环刚度的基础上，大幅减轻管材重量，降低原材料消耗，并降低成本。
本发明的另一目的还在于提供一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材的生产方法。
本发明的另一目的还在于提供一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材的生产设备。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，由内壁层及外壁层构成，内壁层为由片状聚乙烯条带螺旋缠绕在钢芯滚筒模具上，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合形成的连续实壁管，其特征在于：外壁层由包覆管状金属条带的管状聚乙烯条带螺旋缠绕于内壁层外表面形成的外凸加强筋构成，且管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处。
而且，所述的管状聚乙烯条带为由包覆管状金属条带的管状空心闭合管状聚乙烯条带。
而且，所述的管状金属条带的截面形状为圆形或者矩形。
一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工方法，该加工方法包括以下步骤：
⑴、用第一挤塑机挤压出片状聚乙烯条带，并等间距缠绕于钢芯滚筒模具表面，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合，形成连续实壁管结构的内壁层；
⑵、从放卷机放出的金属条带，经成型辊轮装置和弯曲机成型为截面为管状金属条带；
⑶、将上述管状金属条带等间距缠绕于内壁层外表面，同时采用第二挤塑机挤压出聚乙烯条带，同步包覆上述管状金属条带，形成管状空心闭合的管状聚乙烯条带，该管状聚乙烯条带等间距缠绕于内壁层外表面，且使管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处，形成外凸加强筋结构的外壁层；
⑷、做承插口时，切断机将管状金属条带长切断，第一挤出机和第二挤出机继续挤压聚乙烯条带缠绕作出承、插口。
而且，所述的管状金属条带的截面形状为圆形或者矩形。
一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工设备，包括第一挤塑机、第二挤塑机及钢芯滚筒模具，其特征在于：还包括管状金属条带成型设备，管状金属条带成型设备包括依次布置的放卷机、切割机、成型辊轮装置、弯曲机及切断机。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，采用金属条带切割、挤压、弯曲、定型的方法，将成型后的管状金属条带替代原有聚丙烯骨架管，从而大幅提高管材的环刚度，同时还可保证加强肋管形心距高度，可降低内壁层所需聚乙烯条带的厚度以及管状聚乙烯条带所需条带厚度，从而降低原材料消耗，产品的重量降低20％以上，产品的成本低，扩大了产品使用范围和市场。
2、本发明的高强度聚乙烯金属缠绕结构壁管材生产方法，在线成型具有一定形状的管状金属条带，形成以金属条带为支撑的管状聚乙烯条带，缠绕于内壁层外形成外壁层，工艺科学合理，能源消耗量小。
3、本发明的高强度聚乙烯金属缠绕结构壁管材生产设备，采用依次布置的放卷机、切割机、成型辊轮装置、弯曲机及切断机形成在线管状金属条带成型设备，配合以往第一挤塑机及第二挤塑机，实现管材的一次成型，具有设计合理，效率高，工作平稳的优点。
4、本发明管材具有环刚度高，重量轻，适用范围广泛的优点，其加工方法具有工艺科学合理，能源消耗量小的优点，其生产设备具有在线一体成型，效率高，工作平稳的优点。
附图说明
图1是本发明的管材的结构示意图（局部截面剖视图）；
图2是本发明的管材的另一实施例的结构示意图。
图3是本发明管材加工设备的结构示意图。
附图说明
1-承口、2-金属条带、3-内壁层、4-外壁层、5-插口、6-第一挤出机、7-第二挤出机、8-切断机、9-钢芯滚筒模具、10-弯曲机、11-成型辊轮装置、12-切割机、13-放卷机。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种高刚度聚乙烯缠绕结构壁管材，由内壁层3及外壁层4构成，内壁层为由片状聚乙烯条带螺旋缠绕在钢芯滚筒模具上，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合形成的连续实壁管。本发明的创新之处在于：外壁层由包覆管状金属条带的管状聚乙烯条带螺旋缠绕于内壁层外表面形成的外凸加强筋构成，且管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处。在内壁层两端分别制有承口1和插口5。
管状聚乙烯条带为由包覆管状金属条带2的管状空心闭合管状聚乙烯条带。管状金属条带的截面形状为圆形或者矩形金属条带。
一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工设备，包括第一挤塑机6、第二挤塑机7及钢芯滚筒模具9，其创新之处在于：还包括管状金属条带成型设备，管状金属条带成型设备包括依次布置的放卷机13、切割机12、成型辊轮装置11、弯曲机10及切断机8。
一种增强型聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工方法，该加工方法包括以下步骤：
⑴、用第一挤塑机挤压出片状聚乙烯条带，并等间距缠绕于钢芯滚筒模具9表面，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合，形成连续实壁管结构的内壁层；
⑵、从放卷机放出的金属条带，经成型辊轮装置和弯曲机成型为截面为圆形或矩形的管状金属条带。
⑶、将上述管状金属条带等间距缠绕于内壁层外表面，同时采用第二挤塑机7挤压出聚乙烯条带，同步包覆上述管状金属条带，形成管状空心闭合的管状聚乙烯条带，该管状聚乙烯条带等间距缠绕于内壁层外表面，且使管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处，形成外凸加强筋结构的外壁层。
⑷、做承插口时，切断机将管状金属条带长切断，第一挤出机和第二挤出机继续挤压聚乙烯条带缠绕作出承、插口。承口及插口的制作在之前的专利文件中已有记载，在此不再赘述。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (6)

1.一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，由内壁层及外壁层构成，内壁层为由片状聚乙烯条带螺旋缠绕在钢芯滚筒模具上，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合形成的连续实壁管，其特征在于：外壁层由包覆管状金属条带的管状聚乙烯条带螺旋缠绕于内壁层外表面形成的外凸加强筋构成，且管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处。
2.根据权利要求1所述的高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，其特征在于：所述的管状聚乙烯条带为包覆管状金属条带的管状空心闭合聚乙烯条带。
3.根据权利要求1所述的高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材，其特征在于：所述的管状金属条带的截面形状为圆形或者矩形。
4.一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工方法，该加工方法包括以下步骤：
⑴、用第一挤塑机挤压出片状聚乙烯条带，并等间距缠绕于钢芯滚筒模具表面，且各相邻条带边缘依次相互搭接融合，形成连续实壁管结构的内壁层；
⑵、从放卷机放出的金属条带，经成型辊轮装置和弯曲机成型为截面为管状金属条带；
⑶、将上述管状金属条带等间距缠绕于内壁层外表面，同时采用第二挤塑机挤压出聚乙烯条带，同步包覆上述管状金属条带，形成管状空心闭合的管状聚乙烯条带，该管状聚乙烯条带等间距缠绕于内壁层外表面，且使管状聚乙烯条带螺旋跨压于各相邻片状聚乙烯条带边缘的搭接融合缝处，形成外凸加强筋结构的外壁层；
⑷、做承插口时，切断机将管状金属条带长切断，第一挤出机和第二挤出机继续挤压聚乙烯条带缠绕作出承、插口。
5.根据权利要求4所述的高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工方法，其特征在于：所述的管状金属条带的截面形状为圆形或者矩形。
6.一种高刚度聚乙烯金属缠绕结构壁管材加工设备，包括第一挤塑机、第二挤塑机及钢芯滚筒模具，其特征在于：还包括管状金属条带成型设备，管状金属条带成型设备包括依次布置的放卷机、切割机、成型辊轮装置、弯曲机及切断机。
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