CN104260256A - 钢衬聚氨酯复合管的制造工艺及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢衬聚氨酯复合管的制造工艺和实现该工艺的设备。钢衬聚氨酯复合管制造工艺包括钢管内壁除锈、涂胶粘剂、制备聚氨酯胶料，然后注入钢管，再离心浇筑，恒温硫化，最后制得钢衬聚氨酯复合管。实现该生产工艺的设备主要包括钢管与挡盖、基座与托架、保温装置、离心装置。通过离心浇筑，使得内衬和钢管紧密结合，显著降低钢衬聚氨酯复合管使用过程中内衬脱落的现象；浇筑中通过控制加入原料的多少来调整内衬厚度，离心浇筑避免了内衬厚度不均匀的问题，提高了浇筑质量；离心装置可以调节加工管件的转速，可以满足不同离心度的生产工艺要求。

Description

钢衬聚氨酯复合管的制造工艺及设备
技术领域
本发明涉及一种复合管的制造工艺，尤其是钢衬聚氨酯复合管的制造工艺。
本发明还涉及一种钢衬聚氨酯复合管浇筑设备。
背景技术
聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。钢衬聚氨酯复合管内衬为弹性体具有对称的分子结构，对外成无极性状态，表面光滑，弹性好，能防止垢层的附着。内衬聚氨酯有较好的弹性，当受到介质冲击时，聚氨酯在外力作用下被迫压缩，外力消失后，聚氨酯又恢复原状，具有优越的耐磨性。
钢衬聚氨酯复合管的制造工艺与设备不断被改进，现有的聚氨酯复合管的制造工艺包括：1.钢管处理工艺，包括钢管喷砂除锈、涂覆胶粘剂和预热；2.聚氨酯胶料制作处理工艺；3.恒温静止浇注成型和外观修复。包括上述制造工艺的现有技术存在两大问题：第一，内衬成型后，出现厚度偏差不能调整；第二，内衬和钢管为松衬(套管)，内衬不能有效地和钢管紧密结合，在使用时容易出现内衬脱落。
钢衬聚氨酯复合管的制造设备与制作工艺相匹配，相应地，也存在制造出来的产品质量无法保证的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种使得聚氨酯内衬与钢管紧密结合，聚氨酯内衬成型时自动调整厚度偏差、并且内衬和钢管之间紧密结合的钢衬聚氨酯复合管的制造工艺。
与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种使得聚氨酯内衬成型时自动调整厚度偏差、并且内衬和钢管之间紧密结合的钢衬聚氨酯复合管的制造设备。
就钢衬聚氨酯复合管的制造工艺而言，本发明解决上述技术问题的制造工艺包括如下步骤：
A.将钢管内壁进行除锈处理，涂上聚氨酯胶粘剂，并室温风干3h以上，然后将钢管放于托架上，把成型工装模具安装在钢管两端；
B.将聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡按照质量比100:12分别称料，将聚氨酯预聚体加热到60℃至80℃，固化剂莫卡加热到115℃至130℃，将加热的聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡混合搅拌，制得聚氨酯胶料；
C.开启保温装置和离心装置，钢管升温到50℃至65℃后，关闭离心装置；将制得的聚氨酯胶料注入钢管；启动离心装置使钢管保持旋转，离心时间为40min至60min，离心过程中保持钢管温度为60℃至75℃；
D.离心过程完毕后卸下钢管两端的模具，将钢管在100℃至103℃恒温硫化8h至12h。
进一步的是，C步骤中聚氨酯胶料注入钢管后，启动离心装置使钢管保持旋转，钢管的转速为600转/分至1500转/分。
进一步的是，C步骤中注入聚氨酯胶料时，钢管倾斜0°至30°，注入完成后，水平放置钢管。采用这样的方式注料，便于聚氨酯胶料在钢管内快速流动和均匀分布，提高注料效果。
就钢衬聚氨酯复合管的制造设备而言，制作设备包括：
钢管与挡盖，所述挡盖包括左挡盖和右挡盖，挡盖分别位于钢管两端，并密封钢管两端端口，挡盖上设置有浇注口；
基座与托架，所述托架为两个并固定于基座之上，钢管两端挡盖分别可转动地安装于托架上；
用于加热钢管的保温装置，包括加热器支架、保温罩、红外线热管和温度控制系统；
还包括离心装置，所述离心装置由电动机以及与左挡盖连接的传动装置组成。
进一步的是，所述两个托架上段内分别设置顶针，顶针上分别设置推力滚子轴承，左挡盖和右挡盖上还分别设置有配对的定位承重碗，托架与挡盖之间分别通过顶针定位连接；或者，托架与挡盖之间通过钢针和配对钢碗连接。
进一步的是，所述两个托架中任意一个托架上设置有手轮，手轮转动带动该侧顶针相应地伸缩运动。设置手轮是为了便于钢管在托架上的装卸工作。
进一步的是，所述保温装置的红外线热管为石英加热管。
进一步的是，所述传动装置为皮带，离心装置还包括减速器，电动机与减速器连接，减速器与左挡盖通过皮带连接。减速机对电动机的输出转速进行调节，通过皮带连接带动钢管转动，并能通过减速机调整钢管的转速。
进一步的是，所述钢管下方，设有带滚轮的支撑架。支撑架用于维持钢管的稳定，支撑架带滚轮，使得钢管旋转时候，支撑架也能支撑钢管的部分质量。
进一步的是，所述基座一端底部设置升降装置。在注入聚氨酯胶料时，钢管倾斜有助于聚氨酯胶料在钢管内快速流动和均匀分布，在基座一端底部设置升降装置，可以使得整个浇筑架倾斜，提高主料效果。
本发明的有益效果是：通过离心浇筑工艺制造钢衬聚氨酯复合管，聚氨酯胶料在浇筑时为液体，并在钢管内壁滚动，使内衬和钢管紧密结合，显著降低钢衬聚氨酯复合管使用过程中内衬脱落的现象；浇筑中通过控制加入原料的多少来调整内衬厚度，离心浇筑避免了内衬厚度不均匀的问题，提高了浇筑质量。离心装置可以调节加工管件的转速，可以满足不同离心度的生产工艺要求。
附图说明
图1是一种钢衬聚氨酯复合管制造设备结构示意图；
图2是右挡盖示意图；
图3是钢管与托架顶针定位连接示意图；
图4是保温装置示意图；
图5是升降装置示意图；
图中零部件、部位及编号：
钢管11、左挡盖12、右挡盖13、连接镙孔14、浇注口15、定位承重碗16；基座21、托架22、手轮23、支撑架24、顶针25、推力滚柱轴承26；加热器支架31、保温罩32、红外线热管33；离心装置40、电电动41、传动装置42；升降装置50；浇注机60。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明钢衬聚氨酯复合管制造工艺的第一种实施例：
A.将钢管11进行内壁喷砂除锈处理，可以采用喷砂喷丸、用钢刷子刷等方式，去除钢管11上的毛刺、棱角、油污等；然后均匀地涂上聚氨酯胶粘剂，并室温风干3h以上；再将钢管11放于托架22上，把成型工装模具牢固地安装在钢管11两端，为了便于注料工序，优选钢管11两端的浇注口15保持在同一方向；
B.将聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡按照质量比100:12分别称料，将聚氨酯预聚体加热到60℃至80℃，固化剂莫卡加热到115℃至130℃，可采用红外测装置监测温度，随着原料温度升高都化成液态，再将加热的聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡混合搅拌至清澈透明，制得聚氨酯胶料；
C.开启保温装置和离心装置40，让钢管11均匀升温到50℃至65℃，关闭离心装置40；再通过浇注机60将聚氨酯胶料从浇注口15注入钢管11，可以从左挡盖12和右挡盖13的任一浇注口15注入，也可以从两个浇注口15同时注入，优选从两个浇注口15同时注入钢管11，浇注量通过浇注机60进行控制；当聚氨酯胶料自然水平后，启动离心装置40使钢管11保持旋转状态，同时通过保温装置保持钢管11温度为60℃至75℃，离心时间为40min至60min，钢管11的转速优选为600转/分至1000转/分，离心时间和转速优选值与钢管11的直径、浇筑厚度有关；
D.离心过程完毕后，卸下钢管11两端的模具，将钢管11置于100℃至103℃恒温箱中硫化8h至12h；
此外，还可以再钢管11外壁刷上油漆并晾干，制得钢衬聚氨酯复合管。
本发明钢衬聚氨酯复合管制造工艺的另一种实施例：
该实施方式与第一种实施方式的区别在于：第一种实施例C步骤中，在注入聚氨酯胶料时，为了加速胶料的流动，避免胶料局部堵塞，提升基座21，将整个浇筑架倾斜0°至30°，倾斜角度的优选与原料的粘度、凝胶时间以及管道的长度、内衬的厚度有关，注入完成后，水平放置浇筑架，并继续进行后续步骤。
其他步骤与第一实施例相同。
本发明图1为制造钢衬聚氨酯复合管设备的第一种实施方式的结构，如图1所示，制造钢衬复合板的设备包括：
钢管11和挡盖，所述挡盖包括左挡盖12、右挡盖13，挡盖分别与钢管11两端的法兰相匹配，用镙丝固定，并嵌有密封圈，以防止原料从接缝中漏出；挡盖上设置有连接镙孔14、浇注口15以及与顶针25配对的定位承重碗16，如图2所示；
基座21与托架22，所述托架22为两个并固定于基座21之上，钢管11两端的挡盖分别可转动地安装于托架22上。例如图1和图3所示，挡盖和托架22之间通过顶针定位连接，具体地，在两个托架22上段内分别设置顶针25，顶针25一端设置缓冲弹簧，另一端丝杠推顶，为了减少摩擦，顶针25丝杠推顶一端设置推力滚柱轴承26，左挡盖12和右挡盖13上分别设置有配对的定位承重碗16，如图3所示。此外，钢管11和托架22的挡盖之间还可以通过钢针和配对钢碗连接。为了更加方便地拆卸钢管11，在如图1所示，在右侧托架(22)上设置手轮(23)，手轮(23)转动带动该侧顶针(25)相应地伸缩运动。
用于加热钢管11的保温装置，包括加热器支架31、保温罩32、红外线热管33和温度控制系统，如图4所示。
由于温度会影响浇筑质量，钢管11温度下降会影响内衬的附着力，影响钢衬聚氨酯复合管的质量，所以浇筑过程中要对钢管11通过保温装置进行保温。保温装置的红外线热管33优选石英加热管，由于钢管11在离心浇筑过程中持续转动，红外线热管33的热量会均匀地传导到钢管的横向截面边缘，有利于维持热管11温度的均匀性；保温装置通过温度控制系统进行自动调节，并保持钢管11温度为60℃至75℃。如图4所示，可以在管道周围设置8根石英加热管，由温度控制系统自动调整红外线热管33的开启数量来实现对钢管11温度的控制。
制造钢衬复合板的设备还包括离心装置40，所述离心装置40由电动机41以及与左挡盖12连接的传动装置42组成。
电动机41和钢管11通过传动装置42连接，可以选用齿轮、链条等连接方式，例如图1所示，选择皮带连接。为了满足不同转速的制造工艺要求，离心装置40还包括减速器，电动机41与减速器连接，减速器与左挡盖12通过皮带连接。减速机对电动机41的输出转速进行调节，通过皮带连接带动钢管11转动，并通过减速机调整钢管11的转速。
为了制造设备的安全稳定，在钢管11的下方，还设置有带滚轮的支撑架24，支撑架24的数量与钢管11的长度有关，当钢管11长度不超过2米，可设置1个支撑架24或者不设置支撑架24；当钢管11长度超过2米，设置多个支撑架24，支撑架24在加工管件的下方均匀分布。
此外，发明钢衬聚氨酯复合管制造设备的基座21一端底部还设置一个升降装置50，所述升降装置50可意提升基座21一侧，使整个浇筑架倾斜，升降装置50顶升使得浇筑架倾斜的角度为0°至30°，所述升降装置50可以选用气压、液压顶等方式来实现。

Claims (10)

1.钢衬聚氨酯复合管的制造工艺，包括如下步骤：
A.将钢管(11)内壁进行除锈处理，涂上聚氨酯胶粘剂，并室温风干3h以上，然后将钢管(11)放于托架(22)上，把成型工装模具安装在钢管(11)两端；
B.将聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡按照质量比100:12分别称料，将聚氨酯预聚体加热到60℃至80℃，固化剂莫卡加热到115℃至130℃，将加热的聚氨酯预聚体和聚氨酯固化剂莫卡混合搅拌，制得聚氨酯胶料；
C.开启保温装置和离心装置(40)，钢管(11)升温到50℃至65℃后，关闭离心装置(40)；将制得的聚氨酯胶料注入钢管(11)；启动离心装置(40)使钢管(11)保持旋转，离心时间为40min至60min，离心过程中保持钢管(11)温度为60℃至75℃；
D.离心过程完毕后卸下钢管(11)两端的模具，将钢管(11)在100℃至103℃恒温硫化8h至12h。
2.如权利要求1所述的钢衬聚氨酯复合管的制造工艺，其特征在于：C步骤中聚氨酯胶料注入钢管(11)后，启动离心装置(40)使钢管(11)保持旋转，钢管(11)的转速为600转/分至1500转/分。
3.如权利要求1或2所述的钢衬聚氨酯复合管的制造工艺，其特征在于：C步骤中注入聚氨酯胶料时，钢管(11)倾斜0°至30°，注入完成后，水平放置钢管(11)。
4.钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于，包括：
钢管(11)与挡盖，所述挡盖包括左挡盖(12)和右挡盖(13)，挡盖分别位于钢管(11)两端，并密封钢管(11)两端端口，挡盖上设置有浇注口(15)；
基座(21)与托架(22)，所述托架(22)为两个并固定于基座(21)之上，钢管(11)两端挡盖分别可转动地安装于托架(22)上；
用于加热钢管(11)的保温装置，包括加热器支架(31)、保温罩(32)、红外线热管(33)和温度控制系统；
还包括离心装置(40)，所述离心装置(40)由电动机(41)以及与左挡盖(12)连接的传动装置(42)组成。
5.如权利要求4所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述两个托架(22)上段内分别设置顶针(25)，顶针(25)上分别设置推力滚子轴承(26)，左挡盖(12)和右挡盖(13)上还分别设置有配对的定位承重碗(16)，托架(22)与挡盖之间分别通过顶针定位连接；或者，托架(22)与挡盖之间通过钢针和配对钢碗连接。
6.如权利要求5所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述两个托架(22)中任意一个托架(22)上设置有手轮(23)，手轮(23)转动带动该侧顶针(25)相应地伸缩运动。
7.如权利要求4至6任一权利要求所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述保温装置的红外线热管(33)为石英加热管。
8.如权利要求4至6任一权利要求所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述传动装置(42)为皮带，离心装置(40)还包括减速器，电动机(41)与减速器连接，减速器与左挡盖(12)通过皮带连接。
9.如权利要求4至6任一权利要求所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述钢管(11)下方，设有带滚轮的支撑架(24)。
10.如权利要求4至6任一权利要求所述的钢衬聚氨酯复合管的制造设备，其特征在于：所述基座(21)一端底部设置升降装置(50)。
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