CN103629452A - 一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法，该方法为：通过钢丝缠绕装置将过塑钢丝与沿钢丝缠绕装置（4）左旋运转正方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管（1）表面，通过高频加热装置（15）对内层芯管（1）和过塑钢丝外表面加热处理，过塑钢丝表面树脂与内层芯管（1）粘结，将裸钢丝与沿钢丝缠绕装置（4）右旋运转反方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管（1）表面，所述钢丝与芯管（1）的缠绕角度控制为54.7°≤
Figure DEST_PATH_679348DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，钢丝缠绕装置上还设有钢丝张力控制装置，使得钢丝缠绕间距保持均匀，根据管材的管径不同，所控制的速度不同，所要求的缠绕角度也相应调整变化。

Description

一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法
技术领域
本发明涉及一种在制造复合塑料管材方法，尤其涉及到一种制造超高分子量聚乙烯管中增强芯管与钢丝的成型方法。
背景技术
目前市场上的钢塑复合管由于钢、塑之间的复合面是连续规则的接口,长期使用在交变应力的作用下易脱层，导致连接处泄漏，内部出现瓶颈状收缩，堵塞而失败，与其相比钢丝网骨架塑料复合管是网状结构通过专门的热熔胶，使塑料与钢丝网紧密结合，两种材料互相约束力大而均匀，应力集中小，增强塑料管的耐用特性，所以广泛运用于煤矿、工业等领域中，大多采用钢丝编织增强塑料管材，钢、塑两种材料复合均匀可靠，但在现实操作中，复合管材成品中易出现钢丝偏离管材中部，出现钢丝不在近似同一直线上，还会出现钢丝与管材分层现象，这一缺陷是由于在生产过程中每根钢丝的缠绕速度不能控制，钢丝与芯管之间张力不一导致的，另外，现有钢塑复合板的制造方法为一次性将钢丝缠绕成交叉状，钢丝张力无法控制，加上加热方式对管材和钢丝加热，大多为虽然能编织而成，但无法保证芯管、钢丝与外层管材复合为一体，出现过松剥离或过紧将芯管表面勒断，损坏管材表面，造成浪费。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效的控制钢丝的张力，增强管材质量，成品率高的芯管与钢丝的成型方法，使用该方法能连续生产管材，生产效率高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种提高芯管与钢丝成型的方法，按照如下步骤进行。
步骤一：所述芯管通过挤出机挤入成管坯结构的内层芯管，通过牵引机将内层芯管输送至第一烘箱进行预加热，加热温度为140-160℃，将内层芯管表面活化处理，处理后通过进入第一道钢丝缠绕程序。
步骤二：钢丝缠绕装置上设有绕丝装置和分丝装置，绕丝装置用于供给经过树脂涂塑的过塑钢丝，分丝装置由分丝盘和导丝盘组成，分丝盘和导丝盘的轴柱间距为1-3cm，将过塑钢丝与沿钢丝缠绕装置左旋运转正方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层管材表面，所述钢丝与芯管的缠绕角度控制为54.7°≤                                                
Figure 2013105418194100002DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，所述钢丝缠绕装置上还设有钢丝张力控制装置，该控制装置包括马达控制器、变频器和编码器加同步轮，通过编码器检测钢丝的线速度，信号接入马达同步控制器，马达同步控制器根据反馈信号接入从马达的变频器，控制从马达的速度，从而控制钢丝受力，第一道内层钢丝张力为3-4kg，缠绕机的转速为1.6-8.5r/min。
步骤三：第一道钢丝缠绕后，通过高频加热装置对内层芯管和过塑钢丝外表面加热处理，加热温度200℃以上，过塑钢丝表面树脂与内层芯管粘结，粘结后进入第二道钢丝缠绕程序，通过第二烘箱对裸钢丝表面加热，加热温度为60-100℃，将裸钢丝与沿钢丝缠绕装置右旋运转反方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层管材表面，所述钢丝与芯管的缠绕角度控制为54.7°≤
Figure 611135DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，第二道外层钢丝张力为6.5-8kg，过塑钢丝与裸钢丝交叉缠绕，使裸钢丝能与过塑钢丝粘结，并均匀分布在内层芯管外表面。
步骤四：经过第二烘箱进行预加热，使裸钢丝能与过塑钢丝粘结；进入涂胶装置，涂胶装置外径大于内径，在芯管和钢丝包覆一层3-5mm的胶层，涂胶后形成带钢丝的复合管材。
步骤五：贴合后，将复合管材通过风环冷却处理，滚轮整理和压紧管材外表面。
作为本发明的进一步改进，通过第二烘箱对裸钢丝表面加热，加热温度为80℃；
所述芯管由聚乙烯、2%-4%的黑色母和粘结树脂混合挤压而成，采用聚乙烯制造厚度为5-8mm管材，缠绕机的转速为3.9-4.7r/min, 钢丝与芯管的缠绕角度控制为50°。
所述芯管由聚乙烯、2%-4%的黑色母混合挤压而成，采用聚乙烯制造厚度为6-10mm管材，缠绕机的转速为2.3-2.9r/min, 钢丝与芯管的缠绕角度控制为58°。
与现有技术相比，本发明具有下列优点。
用该方法将钢丝缠绕在芯管上，其缠绕方式为将过塑钢丝与沿钢丝缠绕装置左旋运转正方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层管材表面，所述钢丝与芯管的缠绕角度控制为54.7°≤
Figure 6344DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，缠绕机的转速为1.6-8.5r/min，钢丝缠绕装置上还设有钢丝张力控制装置，有效的控制钢丝放卷速度，钢丝输送过程中能够很好的受力，分丝盘和导丝盘的轴柱间距为1-3cm使得钢丝缠绕间距保持均匀，根据管材的管径不同，所控制的速度不同，所要求的缠绕角度也相应调整变化。
在钢丝经过第一道缠绕时，预先对钢丝进行涂胶处理，钢丝表面涂抹均匀，再经过加热后，加热的钢丝表面树脂融在芯管层，使得钢丝嵌入芯管外层，在经过第二道缠绕时预先对裸钢丝进行加热处理，加热温度保持在60-100℃，温度控制在适中范围，不会因温度过高导致芯管收缩，同时也不会因温度过低导致钢丝与芯管分层；通过第二牵引机进入涂胶装置，涂胶装置外径大于内径，在芯管和钢丝包覆一层300-500mm长的胶层，保持双面防腐钢丝网骨架通过专用热熔胶层复合在塑料之中，管材内外表面具有相同防腐性能，耐磨，内壁光滑输送阻力小，不结垢，不结蜡，节能效果明显，用于埋地输送及有腐蚀性环境条件下更加经济方便。
本发明的成型方法可提高管材成品质量，成品率高，管材强度增强，生产效率高。
附图说明
图1为本发明芯管与钢丝成型的流程结构示意图。
图2为本发明芯管与钢丝成型中生产流程图。
图3为本发明中张力控制装置的总成结构图。
图4为本发明实施例2流程结构示意图。
图5为本发明钢丝缠绕装置的结构示意图。
图中：1-芯管，2-1第一烘箱，3-牵引机，4-钢丝缠绕装置，5-绕丝装置，6-分丝装置，7-分丝盘，8-导丝盘，9-轴柱，10-马达控制器，11-变频器，12-编码器，13-涂胶装置，14-风环，15-高频加热装置，15-1高频加热装置，16-张力控制装置。
具体实施方式
实施例一。
如图1、图2、图3和图5所示，1、一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法， 包括依次排列：牵引机3、第一烘箱2-1、钢丝缠绕装置4、高频加热装置15、涂胶装置13和风环14。
把聚乙烯倒入料筒，加入2%的黑色母混合均匀，再把粘结树脂倒入料筒，所述芯管通过挤出机挤入成管坯结构的内层芯管1，通过牵引机3将内层芯管1输送至第一烘箱2-1进行预加热，加热温度为140-160℃，将内层芯管1表面活化处理，通过牵引机3进入第一道钢丝缠绕程序；启动缠绕装置4，钢丝缠绕装置4上设有绕丝装置5和分丝装置6，绕丝装置5用于供给经过树脂涂塑的过塑钢丝，分丝装置6由分丝盘7和导丝盘8组成，将处理后的涂塑钢丝装盘、分丝和扣丝，根据管材规格安装布置好钢丝根数，分丝盘7和导丝盘8的轴柱9间距为1-3cm；若采用聚乙烯制造厚度为90mm管材，缠绕装置4的转速为4.7r/min, 钢丝与芯管1的缠绕角度控制为50°，按上述要求调整好缠绕角度和缠绕机转速，所述钢丝缠绕装置4上还设有钢丝张力控制装置16，该控制装置包括马达控制器10、变频器11和编码器12，通过编码器12检测钢丝的线速度，信号接入马达控制器10，马达控制器10根据反馈信号接入从马达的变频器11，控制从马达的速度，从而控制钢丝受力，第一道内层钢丝张力为3kg。
将过塑钢丝与沿钢丝缠绕装置4左旋运转正方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管1表面，第一道钢丝缠绕后，通过高频加热装置15对内层芯管1和过塑钢丝外表面加热处理，加热温度200℃以上，过塑钢丝表面树脂与内层芯管1熔融粘结，粘结后进入第二道钢丝缠绕程序，通过第二烘箱2-2对裸钢丝表面加热，加热温度为60-100℃，将裸钢丝与沿钢丝缠绕装置4右旋运转反方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管1表面，第二道外层钢丝张力为6.5kg，过塑钢丝与裸钢丝交叉缠绕，并均匀分布在内层芯管1外表面。
经过第二烘箱2-2进行预加热，使裸钢丝能与过塑钢丝粘结，粘结后进入涂胶装置13，开启电机，增速螺杆至合适转速，然后关掉45机，并把电钮调到自动位置，涂胶装置13外径大于内径，在芯管1和钢丝包覆一层3-5mm厚的胶层，使芯管与钢丝粘结，涂胶后形成带钢丝的复合管材；粘结后，观察胶层在钢丝和芯管上是否均匀，开启小风环14，对涂胶的管材进行冷却处理，滚轮整理和压紧管材外表面。
实施例二。
图4给出了本发明实施例2的成型流程结构示意图，本实施例基本与实施例1相同，不同之处在于：若采用聚乙烯制造厚度为25mm管材，缠绕装置4的转速为2.1r/min, 钢丝与芯管的缠绕角度控制为58°，第一道内层钢丝张力为4kg，第二道外层钢丝张力为8kg，过塑钢丝与裸钢丝交叉缠绕后，使裸钢丝能与过塑钢丝粘结，并均匀分布在内层芯管1外表面，粘结后经过第二道高频加热装置15-1，再经过第二烘箱2-2进行预加热。

Claims (4)

1.一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法，其特征在于：按照如下步骤进行：
   步骤一：所述芯管通过挤出机挤入成管坯结构的内层芯管（1），通过牵引机（3）将内层芯管（1）输送至第一烘箱（2-1）进行预加热，加热温度为140-160℃，将内层芯管（1）表面活化处理，处理后通过进入第一道钢丝缠绕程序；
   步骤二：钢丝缠绕装置（4）上设有绕丝装置（5）和分丝装置（6），绕丝装置（5）用于供给经过树脂涂塑的过塑钢丝，分丝装置（6）由分丝盘（7）和导丝盘（8）组成，分丝盘（7）和导丝盘（8）的轴柱（9）间距为1-3cm，将过塑钢丝与沿钢丝缠绕装置（4）左旋运转正方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管（1）表面，所述钢丝与芯管（1）的缠绕角度控制为54.7°≤                                                
Figure 2013105418194100001DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，所述钢丝缠绕装置（4）上还设有钢丝张力控制装置（16），该控制装置包括马达控制器（10）、变频器（11）和编码器（12），通过编码器（12）检测钢丝的线速度，信号接入马达控制器（10），马达控制器（10）根据反馈信号接入从马达的变频器（11），控制从马达的速度，从而控制钢丝受力，第一道内层钢丝张力为3-4kg，钢丝缠绕装置（4）的转速为1.6-8.5r/min；
    步骤三：第一道钢丝缠绕后，通过高频加热装置（15）对内层芯管（1）和过塑钢丝外表面加热处理，加热温度200℃以上，过塑钢丝表面树脂与内层芯管（1）粘结，粘结后进入第二道钢丝缠绕程序，预先对裸钢丝表面加热，加热温度为60-100℃，将裸钢丝与沿钢丝缠绕装置（4）右旋运转反方向轴线垂直截面呈曲线夹角连续缠绕在内层芯管（1）表面，所述钢丝与芯管（1）的缠绕角度控制为54.7°≤
Figure 158424DEST_PATH_IMAGE001
≤60°，第二道外层钢丝张力为6.5-8kg，过塑钢丝与裸钢丝交叉缠绕，并均匀分布在内层芯管（1）外表面；
     步骤四：经过第二烘箱（2-2）进行预加热，使裸钢丝能与过塑钢丝粘结；进入涂胶装置（13），涂胶装置（13）外径大于内径，在芯管（1）和钢丝包覆一层3-5mm的胶层，涂胶后形成带钢丝的复合管材；
    步骤五：贴合后，将复合管材通过风环（14）冷却处理，滚轮整理和压紧管材外表面。
2.根据权利要求1所述的增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法，其特征在于：通过第二烘箱（2-2）对裸钢丝表面加热，加热温度为80℃。
3.根据权利要求1所述的增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法，其特征在于：所述芯管（1）由聚乙烯、2%-4%的黑色母和粘结树脂混合挤压而成，采用聚乙烯制造厚度为5-8mm管材，缠绕装置（4）的转速为3.9-4.7r/min, 钢丝与芯管（1）的缠绕角度控制为50°。
4.根据权利要求1所述的一种增强超高分子量聚乙烯管芯与钢丝成型的方法，其特征在于：所述芯管（1）由聚乙烯、2%-4%的黑色母混合挤压而成，采用聚乙烯制造厚度为6-10mm管材，缠绕装置（4）的转速为2.3-2.9r/min, 钢丝与芯管的缠绕角度控制为58°。
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