CN105673960A - 一种塑料管道 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道技术领域，具体的将公开了一种塑料管道。其主要技术方案，通过将塑料及塑料加强筋的熔融机构中加热熔融，在转动筒形模具的同时，两者沿筒形模具轴向移动并先后向转动的筒形模具上挤出熔融的塑料，控制筒形模具的转动速度及两个熔融挤出机构的轴向移动速度，使得塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够或经过抹平机构抹平形成相连接的筒体以及加强筋；经过冷却后形成塑料管道筒体和粘合在其外侧面上的螺旋状的加强筋和管道的承插口机构；取出模具即可形成包括筒体和设置与其两端的与该筒体为一体结构的承口、插口以及在筒体外壁上设置有塑料材料制成的管筒式缠绕加强筋的塑料管道。该结构的塑料管道具有结构合理、强度高和重量轻施工方便的特点。

Description

一种塑料管道

技术领域

本发明属于管道技术领域，尤其涉及一种塑料管道。

背景技术

广泛应用于城市供水、排水、远距离输水及农田水利灌溉等工程中的大口径管道，其口径从DN300-DN4000，均采用笨重的水泥混凝土或玻璃钢材料制成；利用上述两种材料制成的管道中的水泥混凝土管道具有刚性好、玻璃钢管道具有质轻的特点；但却存在着以下缺陷：混凝土管道因其笨重而存在制造成本高和安装、维修和更换施工极为不便的缺陷，玻璃钢管道的制造和使用则存在着环境严重污染的重大缺陷。在上述工程中尽管也包括聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等塑料材料制成的塑料管，但均采用模具挤出的工艺制成，因此难于制备出能够满足需要DN300-DN4000大口径的具有承受高压的塑料管道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种具有结构合理、强度高、重量轻的塑料管道；同时本发明还提供塑料管道的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种塑料管道，由塑料材料构成的筒体和设置与其两端的与该筒体为一体结构的承口、插口构成；在所述的筒体外壁上设置有塑料材料制成的管筒式缠绕加强筋。

构成上述一种塑料管道的附加技术特征包括：

——所述的缠绕加强筋为螺旋结构；

——所述的缠绕加强筋为闭合圆环结构；

——构成所述缠绕加强筋的截面为半圆和矩形结构；

——构成所述的缠绕加强筋的直径与其间距为1:0.5—1.0间。

制备塑料管道的设备，其特征在于：包括机架上设置的由动力机构能够带动其转动的筒形模具；在筒形模具的侧部其轴向设置有塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构，该塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构在第二动力机构的带动下能够沿轴向移动。

——在所述筒形模具内与所述的塑料熔融挤出机构对应设置有加热机构，且两者能够同步移动；

——在所述的塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构间设置有抹平机构。

制备塑料管道的方法包括以下步骤：

第一步，启动动力机构并将设定的塑料原料置于塑料及塑料加强筋的熔融机构中加热熔融；

第二步：在启动动力机构转动筒形模具的同时，由第二动力机构带动沿筒形模具轴向移动的塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构先后向转动的筒形模具上挤出熔融的塑料，并控制所述筒形模具的转动速度及两个熔融挤出机构的轴向移动速度，使得塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够或经过抹平机构抹平形成相连接的筒体以及加强筋；经过冷却后形成塑料管道筒体和粘合在其外侧面上的螺旋状的加强筋；

第三步：控制上述塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构，在筒形模具的两端形成管道的承插口机构；

第四步：取出模具，即可形成塑料管道。

——为了进一步提高塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够形成光滑的筒体，并且能够使得后续的塑料加强筋熔融挤出机构挤出的塑料条或筒条能够与筒体融合形成一体结构，则可以启动设置于筒形模具内的与上述塑料熔融挤出机构对应设置并同步移动的加热机构，即通过对融合为一体的筒体加热。

本发明所提供的塑料管道同现有技术相比，具有以下优点：其一，由于该塑料管的结构由筒体和设置于其外壁上的管筒式缠绕加强筋构成，因此该管道不仅具有重量轻和施工维修更换的容易的特点，更主要的是管筒式缠绕加强筋更便于筒体的变形，以适应于筒体管压的变化；其二，由于构成筒体的缠绕加强筋的直径与其间距为1:0.5—1.0间，因此可以有效避免由于筒体的变形而造成其破裂现象的发生；其四，利用该方法可以制备出大口径的塑料管道，以满足需要。

附图说明

图1为本发明供的一种塑料管道的轴向剖面结构示意图；

图2为制备塑料管道的设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提供的一种塑料管道的结构做进一步的详细说明。

如图1所示，为本发明所提供的一种塑料管道的轴向剖面结构示意图。即该塑料管道的结构由塑料材料构成的筒体1和设置与其两端的与该筒体为一体结构的承口2、插口3构成；在上述的筒体外壁上设置有由塑料材料制成的螺旋结构的缠绕加强筋5；该加强筋的截面结构为上部为半圆6和与筒体1熔融为一体结构的矩形7、中部为管筒4的结构构成。

构成上述塑料管道的结构中，其中加强筋5既可以是螺旋的缠绕加强筋结构，也可以是有若干的设定了固定间距的闭合圆环结构构成。

如图2所示，制备塑料管道设备的结构示意图。构成该设备的结构包括机架8上设置的由动力机构9能够带动其转动的筒形模具10；在筒形模具的侧部（最好是在其上部）其轴向设置有塑料熔融挤出机构11和塑料加强筋熔融挤出机构12，该塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构在第二动力机构13的带动下能够在与筒形模具轴平行的支架14上沿模具10的轴向移动。

另外，在上述筒形模具10内与上述塑料熔融挤出机构11对应设置有加热机构15，且两者能够同步沿筒形模具的轴向移动；在上述的塑料熔融挤出机构11和塑料加强筋熔融挤出机构12间设置有抹平机构16。

利用上述设备制备塑料管道的步骤为：

启动动力机构9并将设定的塑料原料置于塑料及塑料加强筋的熔融机构11、12中加热熔融；在启动动力机构转动筒形模具10的同时，由第二动力机构13带动沿筒形模具轴向移动的塑料熔融挤出机构11和塑料加强筋熔融挤出机构12先后向转动的筒形模具上挤出构成筒体和加强筋的熔融的塑料17和18，并控制所述筒形模具的转动速度及两个熔融挤出机构的轴向移动速度，使得塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够或经过抹平机构抹平形成相连接的筒体1以及加强筋5；经过冷却后形成塑料管道筒体和粘合在其外侧面上的螺旋状的加强筋；控制上述塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构的挤出量，在筒形模具的两端形成管道的承插口机构2、3；取出模具10，即可形成塑料管道。

——为了进一步提高塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够形成光滑的筒体10，并且能够使得后续的塑料加强筋熔融挤出机构挤出的塑料条或筒条能够与筒体融合形成一体结构，则可以启动设置于筒形模具内的与上述塑料熔融挤出机构对应设置并同步移动的加热机构15，即通过对融合为一体的筒体加热。

利用该工艺制备上述结构的塑料管道，不仅具有工艺简单的特点，并且还同时具有以下特点：

——由于构成该塑料管道的筒体和加强筋为热态缠绕成型，使得塑料熔融挤出机构挤出的熔融的塑料形成的熔缝质量高，并且处于熔融状态的筒体和加强筋，按预定的位置均匀的缠绕在加热的滚筒模具上，保证了结构壁管熔接缝质量,管材采用风冷却，材料冷却均匀。特别是结构设计中筒体的熔接缝被料带包覆支撑管所覆盖，提高了制品整体的抗外压能力。构成塑料管的筒体和加强筋在熔融状态下熔接，熔缝质量高，没有内应力，管材的整体强度高。

——塑料管属于柔性管，在受外压负荷时，柔性管和刚性管的承受负载的机理是完全不同的。柔性管在受压破坏之前，可以有较大的变形，而刚性管在受外压破坏之前不可能有较大变形。当刚性管受外压时，负载完全经过管材壁传递到底部的管床上，在管材壁内产生弯矩，随着管材直径加大，管壁的弯矩和应力急剧加大，所以大直径的混凝土排水管常常需加钢筋:而柔性管在受压破坏前先变形—横向外扩，管材周围的回填土壤可以起到阻止柔性管变形和外扩的作用，外压负载就被传递和分摊到周围的回填土中去了。所以，在同样外压负载下柔性管管壁内的应力较小，它和周围的回填土共同承受负载，管土共同作用。因此，塑料埋地排水管不需和刚性混凝土管一样的强度和刚度，在合理的刚度下，是完全可以达到使用要求的。

——构成塑料管的塑料包括聚乙烯、聚丙烯和其它塑料材料，其所形成的塑料管为高韧性管材、其断裂伸长率超过500％，对管基础不均匀沉降和错位的适应能力非常强，抗震性好，因此，最适宜于有地震危险地区，世界各地的实践证明PE管是耐震性最好的管道。安装性能优异，管道连接采用在承口预埋电熔丝同材质承插电熔连接技术，连接质量高。可做到100%无泄露，保证了管道系统寿命的相同性和运行的安全性。同时，由于该产品在同等应用条件下比其它管材重量轻，便于运输，施工方便快捷，可降低施工费用，在应用范围，不需混凝土垫层和混凝土管基沟槽合格后即可直接敷管，基本上做到边开挖、边下管、边回填，简化了施工程序，缩短了工期。在工程验收时，采用闭气检验代替闭水试验，既加快了验收速度，又节闭水试验中繁杂的工作和大量的试验费用。

——构成塑料管的塑料包括聚乙烯、聚丙烯和其它塑料材料，其所形成的塑料管为管本身采用熔接连接（热熔或电熔），本质上保证了接口材质，结构与筒体本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。其接口的抗拉强度与爆破强度均高于管材本体，可有效抵抗内压力产生的环向应力轴向应力。因此，与橡胶圈类接应或其他机械接头相比，不存在接应扭曲造成的泄露危险，密封性能十分良好。

——该塑料管具有良好的抵抗快速裂纹传递能力和可以回收利用的特点。

——构成上述缠绕加强筋的截面为半圆和矩形结构，增加了加强筋与构成塑料管筒体的粘结结合面积，提高了粘合强度；同时构成上述缠绕加强筋的直径R与其两者的间距L为1:0.5—1.0间时，可以有效防止塑料管内为高压时对管壁的外涨造成其破裂现象的发生：即两者比例太小（加强筋间距太小）时会造成加强筋的浪费，反之会起不到加强筋的作用。

Claims (10)

1.一种塑料管道，由塑料材料构成的筒体和设置与其两端的与该筒体为一体结构的承口、插口构成；其特征在于：在所述的筒体外壁上设置有塑料材料制成的管筒式缠绕加强筋。

2.根据权利要求1所述的一种塑料管道，其特征在于：所述的缠绕加强筋为螺旋结构。

3.根据权利要求1所述的一种塑料管道，其特征在于：所述的缠绕加强筋为闭合圆环结构。

4.根据权利要求1所述的一种塑料管道，其特征在于：构成所述缠绕加强筋的截面为半圆和矩形结构。

5.根据权利要求1所述的一种塑料管道，其特征在于：构成所述的缠绕加强筋的直径与其间距为1:0.5—1.0间。

6.制备塑料管道的设备，其特征在于：包括机架上设置的由动力机构能够带动其转动的筒形模具；在筒形模具的侧部其轴向设置有塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构，该塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构在第二动力机构的带动下能够沿轴向移动。

7.根据权利要求6所述的制备塑料管道的设备，其特征在于：在所述筒形模具内与所述的塑料熔融挤出机构对应设置有加热机构，且两者能够同步移动。

8.根据权利要求6所述的制备塑料管道的设备，其特征在于：在所述的塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构间设置有抹平机构。

9.制备塑料管道的方法包括以下步骤：

第一步，启动动力机构并将设定的塑料原料置于塑料及塑料加强筋的熔融机构中加热熔融；

第二步：在启动动力机构转动筒形模具的同时，由第二动力机构带动沿筒形模具轴向移动的塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构先后向转动的筒形模具上挤出熔融的塑料，并控制所述筒形模具的转动速度及两个熔融挤出机构的轴向移动速度，使得塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够或经过抹平机构抹平形成相连接的筒体以及加强筋；经过冷却后形成塑料管道筒体和粘合在其外侧面上的螺旋状的加强筋；

第三步：控制上述塑料熔融挤出机构和塑料加强筋熔融挤出机构，在筒形模具的两端形成管道的承插口机构；

第四步：取出模具，即可形成塑料管道。

10.根据权利要求10所述的制备塑料管道的方法，其特征在于：为了进一步提高塑料熔融挤出机构挤在筒形模具上的塑料螺旋条能够形成光滑的筒体，并且能够使得后续的塑料加强筋熔融挤出机构挤出的塑料条或筒条能够与筒体融合形成一体结构，则可以启动设置于筒形模具内的与上述塑料熔融挤出机构对应设置并同步移动的加热机构，即通过对融合为一体的筒体加热。