CN104128991A - 内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于建材水泥制品制造领域，具体涉及一种内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺。现有制造混凝土管的工艺形成管材内表面凸凹不平，慥率大，接口密封差，致使管线在输水过程输水量和动力损失大。本发明的技术方案是内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺，由升压控制室，振动台，升压设备，内模，外模，密封装置构成，采用了新式刚性内模和压力恒定器装置。本发明的有益效果是产出管材内表面平整光滑；产出的管材各处内径数据相同且符合国标技术要求；避免了在加压及蒸养过程中因压力波动大而出现的管材质量事故；极大地节约了人力、物力、财力，有效地降低了生产成本，提高了劳动生产率。

Description

内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺

技术领域

本发明属于建材水泥制品制造领域，具体涉及一种内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺。 

背景技术

在城市建设、村镇建设、工矿企业建设及农田水利建设中，都要铺设各种规格口径的管道。混凝土压力管道是一种专用管道，用于饮用水输水工程中 。经国内外几十年生产使用实践证明，在铺设管道时选用混凝土压力管材是经济合理的。 

现行国内、国外生产混凝土压力管主要工艺有振动挤压工艺和管芯缠丝工艺。振动挤压工艺的原理是利用内模外层的橡胶套在水压的作用下向外挤压混凝土，使混凝土排水、密实并使预应力钢筋产生设计预应力，混凝土管的外保护层与管材一次成型。因为橡胶套是柔性的，在大面积挤压混凝土遇到混凝土不平整、骨料不均匀时就会形成管材内表面凸凹不平，慥率大，接口密封差，致使管线在输水过程输水量和动力损失大，这种情况在橡胶套出现破损修补后尤为严重。本发明就是从根本上消除振动挤压工艺中的上述缺陷，使其成为完善的混凝土压力管制造工艺装备。 

发明内容

本发明的目的是提供一种内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备及其制造工艺，要解决的技术问题是提供一种生产内表面光滑平整的混凝土压力管的装备和制造工艺。 

本发明另一个要解决的问题是提供一种刚性内模从而在挤压混凝土管时均匀施压，产出各处内径数据相同的混凝土管。 

 本发明再一个要解决的问题是提供一种在混凝土蒸养过程中的压力恒定器装置，从而避免在加压及蒸养过程中因压力波动大而出现的管材质量事故。 

本发明所采用的技术方案是： 

内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，由升压控制室，振动台，升压设备，内模，外模，密封装置构成；

升压设备由注水升压的升压设备芯筒和外套于升压设备芯筒上的升压设备橡胶套构成；

内模为刚性内模，设置于升压设备与外模之间，刚性内模由多瓣在圆周上均匀分布的弧形可扩缩的刚性构件组成，在刚性构件之间设置有多个压力恒定器装置和密封条，构成由内模和外模形成的混凝土浇筑腔；

内模和外模顶端设置有密封装置，底端分别固定在内模底座和承口盘上；

内模固定在内模底座上可沿径向移动。

内模由2—10组刚性构件组成； 

每两组刚性构件中间形成可扩缩的内模合口缝，每条内模合口缝中纵向设置有6—12个压力恒定器装置；

内模合口缝中设置有中空的密封条；

内模顶端设置有2—10个内模插口两用扩缩器。

压力恒定器装置由固定在内模合口缝上的楔座和在自然状态下垂嵌于楔座中央位置的锥形楔具组成。 

密封装置由设于内模与外模顶端的加压盖, 设于内模顶端圆周上的4—16个楔孔和插入楔孔起密封紧固作用的4—16个楔铁组成； 

振动台台面上设置有内模承口复位器的动力装置；

内模承口复位器设置于内模下法兰外侧圆周上，内模承口复位器设置于内模下法兰外侧圆周上；

内模承口复位器设置有2—10个，可推动内模下法兰在内模底座中沿径向移动。

刚性构件由内外两层构成，两层之间用多道轴向筋板和环向筋板连焊成平整光滑的刚性整体。 

升压控制室为自动控制或人工控制。 

内模刚性膨胀制造混凝土压力管的制造工艺， 

由以下步骤实现：

步骤一：浇注混凝土前装备的组装

使用内模插口两用扩缩器将内模的插口部位在无压状态下扩张至比管材工程内径负3—6mm的位置并固定；

内模承口复位器将内模承口部位在无压状态回缩至比管材工程内径负5—10mm的位置并固定，内模完成定型，形成倒圆锥体形状；

完全松开压力恒定器装置中的楔具使其自然下落与压力恒定器装置的楔座的斜面结合；

将内模移至振动台上，外模套于内模外；

步骤二：浇注混凝土和管材的加压预应力成型

开启振动台浇注混凝土；

安装加压盖、楔铁插入内模楔孔紧固，内外模形成一个整体模具；

退出内模承口复位器；

将整体模具套入升压设备上，用设定的升压制度使升压设备向外挤压内模，内模径向向外移动挤压混凝土，强迫混凝土在内、外模之间移动，均匀分布在混凝土浇筑腔内，在内模的挤压下混凝土排水、排气、密实并使预应力钢筋骨架产生预应力；

内模在升压设备压力下膨胀的过程中，内模合口缝逐渐扩大，压力恒定器装置的楔具自然垂落卡于楔座中，内模完成膨胀挤压，压力恒定器装置锁紧，固定内模、混凝土、预应力钢筋骨架不得位移，使它们在蒸养过程中已被赋予的压力恒定不变；

锁紧压力恒定器装置后，升压设备泄压，升压设备橡胶套与内模脱离；

升压设备完成本次管材生产循环，进入待机状态；

步骤三：蒸汽养护混凝土管和装备的脱离

将完成升压的整体模具吊离升压设备，移至养护室；

在6H、90°±5°的条件下蒸汽养护混凝土，使混凝土的出坑强度达到70﹪，固定预应力钢筋骨架的75﹪预应力值不变；

蒸汽养护完成，抽出加压盖上的楔铁使内外模分离，卸下加压盖；

升起压力恒定器装置的楔具，使楔具完全脱离楔座；

用内模插口两用扩缩模器将内模插口回缩至合缝状态，并加以固定；

起吊外模，管材脱离内模；

清理内模外径表面，喷涂隔离剂，内模进入待机状态。

本发明的有益效果是： 

1、新装备的内模外表面平整光滑，所以产出管材内表面平整光滑，内模回缩后脱模极其容易；

2、新装备的内模刚性很强，承受压力和移动的距离可控，受压时向外膨胀挤压混凝土的动作一致均匀，所以产出的管材各处内径数据相同且符合国标技术要求；

3、新装备采用压力恒定器装置，实现了预先赋予内模、混凝土、预应力钢筋骨架恒定压力，使得管材在蒸养过程因压力波动大而极易出现的空鼓、环裂、中断等质量事故大为减少，管材的合格率大幅度提升，可达99﹪以上；

4、现有振动挤压工艺因内模外层包裹一层橡胶套，橡胶套完好使用率周期短，损坏频繁，修补量大，严重时即影响质量且影响产量，本发明抛弃了原有的内模和橡胶套，极大地节约了人力、物力、财力，有效地降低了生产成本，提高了劳动生产率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图； 

图2为本发明的纵向剖视图；

图3为本发明的内模结构示意图。

图中，1-升压控制室，2-振动台，3-升压设备,4-内模,5-外模,6-密封装置,7-升压设备芯筒,8-升压设备橡胶套,9-刚性构件,10-压力恒定器装置,11-密封条,12-混凝土浇注腔,13-内模底座,14-承口盘,15-内模合口缝,16-内模插口两用扩缩器,17-楔座,18-楔具,19-加压盖,20-楔孔,21-楔铁,22-内模下法兰,23-内模承口复位器。 

具体实施方式

为了更好的理解本发明相对于现有技术所做出的改进，下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。 

如图1、图2、图3所示，内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，由升压控制室1，振动台2，升压设备3，内模4，外模5，密封装置6构成，升压设备3、内模4、外模5均为独立状态，升压设备3由注水升压的升压设备芯筒7和外套于升压设备芯筒7上的升压设备橡胶套8构成；内模4为刚性内模，组装于升压设备3与外模5之间，刚性内模由多瓣在圆周上均匀分布的弧形可扩缩的刚性构件9组成，在刚性构件9之间设置有多个压力恒定器装置10和密封条11，构成由内模4和外模5形成的混凝土浇注腔12；内模4和外模5顶端设置有密封装置6，底端分别固定在内模底座13和承口盘14上；内模4固定在内模底座13上可沿径向移动。 

内模4由2—10瓣刚性构件9组成；每两瓣刚性构件9中间形成可扩缩的内模合口缝15，每条内模合口缝15中纵向设置有6—12个压力恒定器装置10；内模合口缝15中设置有中空的密封条11；内模4顶端设置有2—10个内模插口两用扩缩器16。 

压力恒定器装置10由固定在内模合口缝15上的楔座17和在自然状态下垂嵌于楔座17中央位置的锥形楔具18组成。 

密封装置6由设于内模4与外模5顶端的加压盖19, 设于内模4顶端圆周上的4—16个楔孔20和插入楔孔20起密封紧固作用的4—16个楔铁21组成；振动台2台面上设置有内模承口复位器23动力装置；内模承口复位器23设置于内模下法兰22外侧圆周上，内模下法兰22设置在内模底座13上；内模承口复位器23设置有2—10个，可推动内模下法兰22在内模底座13中沿径向移动。刚性构件9由内外两层构成，两层之间用多道轴向筋板和环向筋板连焊成平整光滑的刚性整体。 

升压控制室1为自动控制或人工控制。 

内模刚性膨胀制造混凝土压力管制造工艺，由以下步骤实现： 

步骤一：浇注混凝土前装备的组装

使用2—10个内模插口两用扩缩器16将内模4的插口部位在无压状态下扩张至比管材工程内径负3—6mm的位置并固定；使用2—10个内模承口复位器23将多瓣内模承口部位在无压状态回缩至比管材工程内径负5—10mm的位置并固定，使内模4形成倒圆锥体形状；完全松开压力恒定器装置10中的楔具18使其自然下落与压力恒定器装置10楔座17的斜面结合；将内模4移至振动台2上，再将已安装好预应力钢筋骨架的外模5套至内模4上；

步骤二：浇注混凝土和管材的预应力成型

开启振动台2浇注混凝土；安装加压盖19并用加压盖上的楔铁21插入内模插口圆周上4—16个楔孔20紧固，使内外模形成一个整体模具；退出内模承口复位器23；将整体模具移至套入升压设备3上，通过升压控制室1自动或人工操控，启动加压泵，在2 Mpa—12Mpa压力范围用30—50min时间按设定的升压制度使升压设备向外挤压已分为2—10瓣的刚性构件9，内模4径向向外移动挤压混凝土，强迫混凝土在内、外模之间移动，均匀分布在同一空间内。在内模4的挤压下混凝土排水、排气、密实并使预应力钢筋骨架产生预应力；内模4在升压设备的压力下逐步向外膨胀时，压力恒定器装置10的楔具18随着内模合口缝15逐渐扩大，自然垂落，卡与压力恒定器装置10的楔座17中，当内模4完成向外膨胀挤压时，锁紧压力恒定器装置10，固定内模4、混凝土、预应力钢筋骨架不得位移，使它们在蒸养过程中升压设备赋予的压力恒定不变；锁紧压力恒定器装置后，升压设备泄压，使升压设备的橡胶套8与内模4脱离。升压设备完成本次管材的生产循环，进入待机状态；

步骤三：蒸汽养护混凝土管和装备的脱离

将完成升压的整体模具吊离升压设备移至养护室。在6H、90°±5°的条件下蒸汽养护混凝土，使混凝土的出坑强度达到70﹪，固定预应力钢筋骨架的75﹪预应力值不变；蒸汽养护完成后，抽出加压盖19上的楔铁21使内外模分离，卸下加压盖19；升起压力恒定器装置10的楔具18，使楔具18完全脱离压力恒定器装置10的楔座17；用内模插口两用扩缩模器16将内模4插口回缩至合缝状态，并加以固定；起吊外模5，将制作好的管材脱离内模4，内模4完成本次管材的生产程序；清理内模4外径表面，喷涂隔离剂，内模4进入待机状态。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (8)

1.内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，由升压控制室（1），振动台（2），升压设备（3），内模（4），外模（5），密封装置（6）构成，其特征在于：

所述升压设备（3）由注水升压的升压设备芯筒（7）和外套于升压设备芯筒（7）上的升压设备橡胶套（8）构成；

所述内模（4）为刚性内模，设置于升压设备（3）与外模（5）之间，所述刚性内模由多瓣在圆周上均匀分布的弧形可扩缩的刚性构件（9）组成，在刚性构件（9）之间设置有多个压力恒定器装置（10）和密封条（11），构成由内模（4）和外模（5）形成的混凝土浇注腔（12）；

所述内模（4）和外模（5）顶端设置有密封装置（6），底端分别固定在内模底座（13）和承口盘（14）上；

所述内模（4）固定在内模底座（13）上可沿径向移动。

2.如权利要求1所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述内模（4）由2—10瓣刚性构件（9）组成；

每两瓣刚性构件（9）中间形成可扩缩的内模合口缝（15），每条内模合口缝（15）中纵向设置有6—12个压力恒定器装置（10）；

所述内模合口缝（15）中设置有中空的密封条（11）；

所述内模（4）顶端设置有2—10个内模插口两用扩缩器（16）。

3.如权利要求1或2所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述压力恒定器装置（10）由固定在内模合口缝（15）上的楔座（17）和在自然状态下垂嵌于所述楔座（17）中央位置的锥形楔具（18）组成。

4.如权利要求1所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述密封装置（6）由设于内模（4）与外模（5）顶端的加压盖（19）, 设于内模（4）顶端圆周上的4—16个楔孔（20）和插入所述楔孔（20）起密封紧固作用的4—16个楔铁（21）组成。

5.如权利要求1所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述振动台（2）台面上设置有内模承口复位器（23）的动力装置；

所述内模承口复位器（23）设置于内模下法兰（22）外侧圆周上，所述内模下法兰（22）设置在内模底座（13）上；

所述内模承口复位器（23）设置有2—10个，可推动内模下法兰（22）在内模底座（13）中沿径向移动。

6.如权利要求1或权利要求2所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述刚性构件（9）由内外两层构成，两层之间用多道轴向筋板和环向筋板连焊成平整光滑的刚性整体。

7.如权利要求1所述的内模刚性膨胀制造混凝土压力管的装备，其特征在于：

所述升压控制室（1）为自动控制或人工控制。

8.内模刚性膨胀制造混凝土压力管的制造工艺，其特征在于：

由以下步骤实现：

步骤一：浇注混凝土前装备的组装

①、使用内模插口两用扩缩器（16）将内模（4）的插口部位在无压状态下扩张至比管材工程内径负3—6mm的位置并固定；

②、内模承口复位器（23）将内模承口部位在无压状态回缩至比管材工程内径负5—10mm的位置并固定，内模（4）完成定型，形成倒圆锥体形状；

③、完全松开压力恒定器装置（10）中的楔具（18）使其自然下落与压力恒定器装置（10）的楔座（17）的斜面结合；

④、将内模（4）移至振动台（2）上，外模（5）套于内模（4）外；

步骤二：浇注混凝土和管材的加压预应力成型

①、开启振动台（2）浇注混凝土；

②、安装加压盖（19）、楔铁（21）插入内模楔孔（20）紧固，内外模形成一个整体模具；

③、退出内模承口复位器（23）；

④、将整体模具套入升压设备（3）上，用设定的升压制度使升压设备（3）向外挤压内模（4），内模（4）径向向外移动挤压混凝土，强迫混凝土在内、外模之间移动，均匀分布在混凝土浇注腔（12）内，在内模（4）的挤压下混凝土排水、排气、密实并使预应力钢筋骨架产生预应力；

⑤、内模（4）在升压设备（3）压力下膨胀的过程中，内模合口缝（15）逐渐扩大，压力恒定器装置（10）的楔具（18）自然垂落卡于楔座（17）中，内模（4）完成膨胀挤压，压力恒定器装置（10）锁紧，固定内模（4）、混凝土、预应力钢筋骨架不得位移，使它们在蒸养过程中已被赋予的压力恒定不变；

⑥、锁紧压力恒定器装置后，升压设备（3）泄压，升压设备橡胶套（8）与内模（4）脱离；

⑦、升压设备（3）完成本次管材生产循环，进入待机状态；

步骤三：蒸汽养护混凝土管和装备的脱离

①、将完成升压的整体模具吊离升压设备（3），移至养护室；

②、在6H、90°±5°的条件下蒸汽养护混凝土，使混凝土的出坑强度达到70﹪，固定预应力钢筋骨架的75﹪预应力值不变；

③、蒸汽养护完成，抽出加压盖（19）上的楔铁（21）使内外模分离，卸下加压盖（19）；

④、升起压力恒定器装置（10）的楔具（18），使楔具（18）完全脱离楔座（17）；

⑤、用内模插口两用扩缩模器（16）将内模插口回缩至合缝状态，并加以固定；

⑥、起吊外模（5），管材脱离内模（4）；

⑦、清理内模（4）外径表面，喷涂隔离剂，内模（4）进入待机状态。