CN103481483B - 一种新型复合管道的生产设备及复合管道的生产方法 - Google Patents

Abstract

一种新型复合管道的生产设备及复合管道的生产方法，属于复合管生产技术领域。该设备包括内管挤出装置、钢丝缠绕装置、胶层挤出装置和外管挤出装置，钢丝缠绕装置包括第一缠绕机和第二缠绕机，第一缠绕机和第二缠绕机均包括缠绕机转盘，缠绕机转盘上设置定位轴，每个定位轴上设置一个钢丝锭子，钢丝锭子底部设置变张力控制器。本发明通过对现有缠绕机的升级改造，实现钢丝或纤维的均匀分布以及张紧力大小均匀一致，提高复合管质量稳定可靠性，在同等耐压等级条件下可减少钢丝或纤维数量，降低了成本；采用定长间歇式挤出生产工艺，生产过程中无需更换钢丝，消除了钢丝头外露于复合管表面及生产安全的隐患，提高了生产效率，节约了人工用量及能耗。

Description

一种新型复合管道的生产设备及复合管道的生产方法

技术领域

本发明属于复合管生产技术领域，具体涉及一种新型复合管道的生产设备及复合管道的生产方法。

背景技术

钢丝网骨架塑料复合管因其具有较高的耐压强度、较好的经济性、较强的通流能力、较轻的米重、运输安装更方便、可示踪探测等优势，已成为我国增强热塑性塑料管道的第一大产品。然而，传统的钢丝网骨架塑料复合管道都是通过双向交叉螺旋缠绕的钢丝形成钢丝网，并利用热熔胶将钢丝网与内外层粘结融合在一起来获得增强效果。但在实际生产过程中由于钢丝本身未固定而易滑移，钢丝分布不均匀，进而导致管道局部力学强度大小不一，使得产品质量不稳定；而且，每根钢丝张紧力大小也不均匀，导致管道承受内压时张紧力较大的钢丝易先受力断裂，钢丝未能共同作用而充分发挥其强度功能。生产厂家往往通过增加钢丝根数以弥补上述缺陷，却带来较大的成本浪费。再者，现有技术采用连续式挤出工艺，需在缠绕机转动过程中频繁更换钢丝，钢丝头稍有处理不当易外露于复合管表面而影响质量，转动过程中更换钢丝不仅存在安全隐患，而且也限制了其生产速度，效率低下，人力与能源消耗高。

CN102107510A公开了一种可提高产品质量，减少工序的钢丝网骨架复合管道生产方法及设备，采用离线焊网，在线圆整焊合、塑料内外包裹的类似铝塑管的生产工艺。改善了传统的缠绕工艺钢丝易滑移导致强度不均匀的问题，利用同质材料连接内外层来改善钢丝与塑料材料的结合强度，提高了复合管的整体物理力学强度，并省略了涂胶工艺和在线缠绕工艺以及相应的涂覆和缠绕设备，设备投资有所降低。但其钢丝因需焊接而只能采用强度较低的低碳钢，要达到同样压力等级的复合管需要用直径较大或根数更多的钢丝，导致复合管米重较大运输安装不便且成本明显提高；而且该方法生产效率仍然较低。

CN103185177A公开了一种新型钢丝网骨架塑料复合管材，通过加大缠绕钢丝包覆专用热熔胶厚度，并用HDPE代替热熔胶共挤包裹已过胶的缠绕钢丝网层，提高了产品生产的稳定性与质量，且降低了废品率。但其对钢丝分布和张紧力的均匀性以及生产效率低等缺陷未有任何改进。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种新型复合管道的生产设备及复合管道的生产方法的技术方案。

所述的一种新型复合管道的生产设备，其特征在于依次包括内管挤出装置、钢丝缠绕装置、胶层挤出装置和外管挤出装置，所述的钢丝缠绕装置依次包括第一缠绕机和第二缠绕机，所述的第一缠绕机和第二缠绕机均包括缠绕机转盘，所述的缠绕机转盘上设置定位轴，每个定位轴上设置一个钢丝锭子，所述的钢丝锭子底部设置变张力控制器。

所述的一种新型复合管道的生产设备，其特征在于所述的内管挤出装置依次包括内管挤出机和内管模具，所述的胶层挤出装置包括胶层挤出机和设置在胶层挤出机上的胶层包覆模具，所述的外管挤出装置包括外管挤出机和设置在外管挤出机上的外管包覆模具。

所述的一种新型复合管道的生产设备，其特征在于所述的第一缠绕机和第二缠绕机之间设置第一加热装置，所述的第二缠绕机和胶层挤出装置之间设置第二加热装置。

所述的一种新型复合管道的生产设备，其特征在于该生产设备还包括设置在内管挤出装置和丝缠绕装置之间的第一真空定型箱和第一牵引机及设置在外管挤出装置走管方向上的冷却装置、第二真空定型箱、第二牵引机、切割机和堆管架。

所述的一种新型复合管道的生产设备，其特征在于所述的第一加热装置和第二加热装置为高频感应或红外加热装置。

所述的一种新型复合管道的生产设备进行复合管道生产的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

1）根据复合管材长度，将相应长度的钢丝缠绕在第一缠绕机和第二缠绕机的钢丝锭子上；

2）将外层材料、内层材料和粘结层材料分别加入到外管挤出机、内管挤出机和胶层挤出机中；

3）设定生产设备各段温度；

4）内管挤出机挤出内管后，开启第一真空定型箱进行定型，定型后进入第一缠绕机，第一缠绕机上的钢丝按顺时针方向缠绕在内管表面，一次缠绕完毕后开启第一加热装置进行加热，接着进入第二缠绕机，第二缠绕机上的钢丝按逆时针方向缠绕在已缠有钢丝的内管表面，第一缠绕机和第二缠绕机工作时，实时通过变张力控制器控制钢丝的张力，二次缠绕完毕后开启第二加热装置进行加热，接着通过胶层挤出机，开启胶层挤出机挤出热熔胶包覆在缠绕有钢丝的内管表面，然后通过外管挤出机，开启外管挤出机挤出外管材料包覆在热熔胶层上，最后管材依次通过冷却装置冷却、第二真空定型箱定型、切割机切割后进入堆放架；

5）当钢丝锭子上的钢丝全部用完后，整个设备全部停机重复上述步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过对现有缠绕机的升级改造，能够实现钢丝或纤维的均匀分布以及张紧力大小均匀一致，进而提高复合管质量稳定可靠性，在同等耐压等级条件下可减少钢丝或纤维数量，降低了成本；采用定长间歇式挤出生产工艺，生产过程中无需更换钢丝，消除了钢丝头外露于复合管表面及生产安全的隐患，提高了生产效率，节约了人工用量及能耗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中缠绕机的结构示意图；

图3为本发明生产得到的复合管道的结构示意图。

图中：1-内管挤出机；2-内管模具；3-第一真空定型箱；4-第一牵引机；5-第一缠绕机；6-第一加热装置；7-第二缠绕机；8-第二加热装置；9-胶层挤出机；10-胶层包覆模具；11-外管包覆模具；12-外管挤出机；13-冷却装置；14-第二真空定型箱；15-第二牵引机；16-切割机；17-堆管架；18-缠绕机转盘；19-钢丝锭子；20-定位轴；21-变张力控制器；22-保护层；23-外层粘结层；24-钢丝增强层；25-内层粘结层；26-内衬层。

具体实施方式

以下结合说明书附图来进一步说明本发明。

如图1和2所示，一种新型复合管道的生产设备依次包括内管挤出装置、钢丝缠绕装置、胶层挤出装置和外管挤出装置。内管挤出装置依次包括内管挤出机1和内管模具2；胶层挤出装置包括胶层挤出机9和设置在胶层挤出机9上的胶层包覆模具10；外管挤出装置包括外管挤出机12和设置在外管挤出机12上的外管包覆模具11；钢丝缠绕装置依次包括第一缠绕机5和第二缠绕机7，第一缠绕机5将一定数量的钢丝（或纤维）按一定角度顺时针缠绕在复合管内管表面，第二缠绕机7将同前者相等数量的钢丝（或纤维）按与前者相同角度逆时针缠绕在表面缠有钢丝的复合管内管上，第一缠绕机5和第二缠绕机7均包括缠绕机转盘18，缠绕机转盘18上设置定位轴20，每个定位轴20上设置一个钢丝锭子19，钢丝锭子19底部设置变张力控制器21。

本发明改变现有缠绕机钢丝锭子的定位轴上挂多个锭子的结构，本发明的第一缠绕机5和第二缠绕机7的定位轴20上仅挂一个可以缠绕更长钢丝的钢丝锭子19（可缠绕钢丝的长度是现有技术的十余倍），并且在已有技术基础上，提高了缠绕机的控制精确度，在每一个钢丝锭子19底部均增加了变张力控制器21，能精确控制每一根钢丝张紧力的大小。

本发明中第一缠绕机5和第二缠绕机7之间设置第一加热装置6，第二缠绕机7和胶层挤出装置之间设置第二加热装置8，第一加热装置6和第二加热装置8加热方式可根据缠绕钢丝或纤维的需要选用高频感应或红外加热，其主要用来加热过塑钢丝（或表面处理过的纤维束）及内管表层，以便能更好地使三层融合为一体。

本发明的生产设备还包括设置在内管挤出装置和丝缠绕装置之间的第一真空定型箱3和第一牵引机4及设置在外管挤出装置走管方向上的冷却装置13、第二真空定型箱14、第二牵引机15、切割机16和堆管架17。

实施例1

以定长间歇式挤出工艺生产钢丝网骨架聚乙烯复（PE）合管为例对本发明的生产方法进行说明。

根据所需生产钢丝网骨架PE复合管长度，缠绕相应长度的钢丝在第一缠绕机5和第二缠绕机7的钢丝锭子19上，然后将钢丝锭子19装在定位轴20上准备就绪。

把作为保护层22的外层料即PE原料、作为内衬层26的PE原料和作为外层粘结层23、内层粘结层25的专用热熔胶分别加入到外管挤出机12、内管挤出机1和胶层挤出机9中。

对用于挤内层料的内管挤出机1和用于挤外层料的外管挤出机12的各段温度设置是从进料口到内管模具2及包覆模具13处均为200℃，对用于挤粘结层的胶层挤出机9的各段温度设置是从进料口到胶层包覆模具10处均为230℃。

内管挤出机1挤出内管后，开启第一真空定型箱3进行定型，定型后进入第一缠绕机5，第一缠绕机5上的钢丝按顺时针方向缠绕在内管表面，一次缠绕完毕后开启第一加热装置6进行加热，接着进入第二缠绕机7，第二缠绕机7上的钢丝按逆时针方向缠绕在已缠有钢丝的内管表面，第一缠绕机5和第二缠绕机7工作时，实时通过变张力控制器20控制钢丝的张力，第一缠绕机5和第二缠绕机7缠绕形成钢丝增强层24，二次缠绕完毕后开启第二加热装置8进行加热，接着通过胶层挤出机9，开启胶层挤出机9挤出热熔胶包覆在缠绕有钢丝的内管表面，然后通过外管挤出机11，开启外管挤出机11挤出外管材料包覆在热熔胶层上，最后管材依次通过冷却装置13冷却、第二真空定型箱14定型、切割机16切割后进入堆放架17，得到如图3所示的复合管道。

当钢丝锭子19上的钢丝全部用完后，整个设备全部停机重复上述步骤。

Claims (4)

1.一种复合管道的生产设备，其特征在于依次包括内管挤出装置、钢丝缠绕装置、胶层挤出装置和外管挤出装置，所述的钢丝缠绕装置依次包括第一缠绕机（5）和第二缠绕机（7），所述的第一缠绕机（5）和第二缠绕机（7）均包括缠绕机转盘（18），所述的缠绕机转盘（18）上设置定位轴（20），每个定位轴（20）上设置一个钢丝锭子（19），所述的钢丝锭子（19）底部设置变张力控制器（21），该生产设备还包括设置在内管挤出装置和丝缠绕装置之间的第一真空定型箱（3）和第一牵引机（4）及设置在外管挤出装置走管方向上的冷却装置（13）、第二真空定型箱（14）、第二牵引机（15）、切割机（16）和堆管架（17）；

利用该设备进行复合管道生产的方法具体包括以下工艺步骤：

1）根据复合管材长度，将相应长度的钢丝缠绕在第一缠绕机（5）和第二缠绕机（7）的钢丝锭子（19）上；

2）将外层材料、内层材料和粘结层材料分别加入到外管挤出机（12）、内管挤出机（1）和胶层挤出机（9）中；

3）设定生产设备各段温度；

4）内管挤出机（1）挤出内管后，开启第一真空定型箱（3）进行定型，定型后进入第一缠绕机（5），第一缠绕机（5）上的钢丝按顺时针方向缠绕在内管表面，一次缠绕完毕后开启第一加热装置（6）进行加热，接着进入第二缠绕机（7），第二缠绕机（7）上的钢丝按逆时针方向缠绕在已缠有钢丝的内管表面，第一缠绕机（5）和第二缠绕机（7）工作时，实时通过变张力控制器（21）控制钢丝的张力，二次缠绕完毕后开启第二加热装置（8）进行加热，接着通过胶层挤出机（9），开启胶层挤出机（9）挤出热熔胶包覆在缠绕有钢丝的内管表面，然后通过外管挤出机（12），开启外管挤出机（12）挤出外管材料包覆在热熔胶层上，最后管材依次通过冷却装置（13）冷却、第二真空定型箱（14）定型、切割机（16）切割后进入堆管架（17）；

5）当钢丝锭子（19）上的钢丝全部用完后，整个设备全部停机重复上述步骤。

2.如权利要求1所述的一种复合管道的生产设备，其特征在于所述的内管挤出装置依次包括内管挤出机（1）和内管模具（2），所述的胶层挤出装置包括胶层挤出机（9）和设置在胶层挤出机（9）上的胶层包覆模具（10），所述的外管挤出装置包括外管挤出机（12）和设置在外管挤出机（12）上的外管包覆模具（11）。

3.如权利要求1所述的一种复合管道的生产设备，其特征在于所述的第一缠绕机（5）和第二缠绕机（7）之间设置第一加热装置（6），所述的第二缠绕机（7）和胶层挤出装置之间设置第二加热装置（8）。

4.如权利要求3所述的一种复合管道的生产设备，其特征在于所述的第一加热装置（6）和第二加热装置（8）为高频感应或红外加热装置。