CN105736853B - 一种外波纹增强钢塑复合缠绕管及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外波纹增强钢塑复合缠绕管及其加工方法，该管主要结构是钢条密封于塑料覆盖层与管体外壁之间形成外波纹，该钢条为横截面闭合的中空管状结构，其通过绕曲方式紧密缠绕在管体外壁，形成等距螺旋状；钢条紧贴管体外壁的钢条底端宽于其远离外壁的钢条顶端，该钢条顶端横截面呈弧形。本发明的管道在径向受压时确保钢条自受力而不至于轴向施力于管体，有效的防止了管体或塑料覆盖层的轴向撕裂，大幅提高了管道受压能力和实用性；亦可用更薄壁的钢板材制作钢条以达到较大的承压效果，节约材质，进一步降低材料成本；增强咬合孔极大的增强钢塑之间的结合，有效避免了管道在受压过大时造成的钢塑分离；本发明的管道结构科学合理，解决了现有技术中存在局部裂损等技术难题，耐用度高实用性强，市场前景广阔。

Description

一种外波纹增强钢塑复合缠绕管及其加工方法

技术领域

本发明涉及管道技术，尤其是塑料管道，具体是一种外波纹钢塑缠绕管。

背景技术

目前，全塑料管材及钢塑复合管材基本取代了混凝土管和铸铁管等，大量用于市政工程、住宅小区地下埋设排水排污；高速公路预埋管道；农田水利灌溉输水、排涝；化工、矿山用于流体的输送等。这些新型管材具有重量轻、耐高压、韧性好、施工快寿命长等特点，其中钢塑复合管材，由于结合了钢和塑两种材料的优势性能，极大地降低了成本，因而在国内外得到广泛应用。

现有技术中也有大量的钢塑复合管技术披露，诸如公告号为CN201103752Y的改进型金属增强螺旋波纹管，公告号为CN202215857U的组装式钢塑波纹管。这些现有技术的基本结构都具有横截面为开放式的金属增强结构，其存在结构性的缺陷，其中最主要的是在金属增强结构顶部施加压力时(即管埋地时受到的外界压力)，开放式的金属增强结构会向开口处张开，容易造成管壁搭接处(管壁为塑料片材搭接熔融而成)裂开，也容易造成金属与其表面的塑料覆盖层底部结合处的撑开，最终导致金属被腐蚀而造成管材失去支撑及开裂渗漏。

现有技术未解决这些问题大多围绕增加管壁搭接处的结合强度，防止受压裂开；以及在金属与其表面的塑料覆盖层底部结合处增强凸起结构，防止金属撑开。除此之外，本领域的现有技术中并无任何针对金属增强结构本身的变革性方案，从根本上解决上述问题。

本发明是针对上述技术问题，提供一种全新的制造工艺，从金属的增强结构上根本性的解决上述缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种全新金属增强结构及波纹设计的外波纹钢塑缠绕管，解决现有技术塑料包履层被撑裂等不可克服的问题；本发明还提供了一种大幅提高钢塑结合力的外波纹钢塑缠绕管，解决钢条与管体外壁和塑料覆盖层容易剥离的问题以防止腐蚀发生等。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种外波纹增强钢塑复合缠绕管，管体由塑料片材经螺旋缠绕互相搭接熔融而成，所述管体的外壁缠绕有波纹状筋肋，所述波纹状筋肋由钢条和塑料覆盖层构成，其中：钢条为横截面闭合的中空管状结构，其通过绕曲方式紧密缠绕在管体外壁，形成等距螺旋状；钢条紧贴管体外壁的钢条底端宽于其远离外壁的钢条顶端，该钢条顶端横截面呈弧形；塑料覆盖层覆盖在钢条上，于钢条底端两侧与管体外壁熔融粘接，钢条密封于塑料覆盖层与管体外壁之间；所述塑料片材为平滑片材，所述钢条上分布若干可过嵌塑料的增强咬合孔，塑料片材和塑料覆盖层的塑料材质在没硬化时可部分压嵌入所述增强咬合孔；所述管体外壁被钢条底端紧贴的部位为钢塑结合部，塑料片材搭接熔融形成管体的搭接处位于该钢塑结合部内；所述钢条由薄壁钢板材对折弯曲后于接缝处焊接而成，所述接缝位于钢条紧贴管体外壁的钢条底端。

针对于上述新型的外波纹钢塑缠绕管，本发明还提供了加工这类管道的方法。

具体的加工方法方案之一为：

步骤a、由塑料挤出设备挤出熔融塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻螺纹的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

步骤b、由薄壁钢板压卷设备将薄壁钢板材对折弯曲后经过氩弧焊接装置焊接接缝，形成钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；

步骤c、由塑料挤出设备挤出熔融塑料覆盖层，覆盖并压实在钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条须在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻螺纹的塑料片材之间搭接部位。

具体的加工方法方案之二为：

步骤a、由塑料挤出设备挤出熔融塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻螺纹的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

步骤b、用冲压设备于钢板上冲压出增强咬合孔，再由钢板压卷设备将钢板材对折弯曲后经过钢焊接装置焊接接缝，形成带咬合孔的钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；在钢条内置入若干重珠，重珠于钢条内自由滚动；

步骤c、由塑料挤出设备挤出熔融塑料覆盖层，覆盖并压实于钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条须在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻螺纹的塑料片材之间搭接部位。

本发明的有益效果是：采用横截面为闭合式的钢条的绕曲形成增强波纹状筋肋，在径向受压时确保钢条自受力而不至于轴向施力于管体，有效的防止了管体或塑料覆盖层的轴向撕裂，大幅提高了管道受压能力和实用性；尤其钢条横截面是稳定的闭合中空结构，可以用更薄壁的钢材来达到更大的承压效果，节约材质，进一步降低材料成本；钢条上设增强咬合孔使塑料片材和塑料覆盖层表层部分压嵌入孔，在钢条内在缠绕时滚动的重珠的辗压下，嵌入钢条内腔的熔融塑胶被压扁后，冷却后形成反扣，极大的增强钢塑之间的结合，有效避免了管道在受压过大时造成的钢塑分离，进一步提升管道质量和耐用性；本发明的管道结构科学合理，解决了现有技术中存在局部裂损等技术难题，耐用度高实用性强，市场前景广阔。

附图说明

图1为本发明的钢塑复合缠绕管之部分轴向截面示意图；

图2为图1中A部位的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明为一种外波纹增强钢塑复合缠绕管，这类缠绕管为塑料制成，并为了提高强度等性能，在结构上复合增加有钢质材料，具体使用的塑料类型和钢材类型均可由本领域技术人员根据现有技术和性能要求选定，在钢材上选用不锈钢为主，具有防腐蚀的作用，当然，采用其他的材质亦为等同替换；该类缠绕管在结构上包括管体1和附在管体外的波纹筋肋2，波纹筋肋2的作用是为了提高管体的承压强度。

在具体实施例中，如图1所示的，本发明的缠绕管其管体1由塑料片材11经螺旋缠绕互相搭接熔融而成，这种搭接熔融技术为现有技术，在本文中不做详细阐述；管体1的外壁缠绕有波纹状筋肋2；该波纹状筋肋2由钢条22和塑料覆盖层21构成，其中：钢条22为横截面闭合的中空管状结构，如图2所示的，该钢条22通过绕曲方式紧密缠绕在管体1的外壁，形成等距螺旋状；基于力学稳定性和结构强度，钢条22在紧贴管体1外壁的钢条底端要宽于钢条22远离管体1外壁的钢条顶端，钢条22的钢条顶端横截面呈弧形，这种结构的钢条能够把受到的压力均匀地分散到钢条的各个部分，具有承受压力的薄壁壳结构，可以用更薄壁的钢材来达到更大的承压效果，节约材质，进一步降低材料成本。塑料覆盖层21覆盖在钢条22上，于钢条22底端两侧与管体外壁熔融粘接，钢条22密封于塑料覆盖层21与管体1的外壁之间，有效的将钢条隔绝于易腐蚀的环境，确保管材的持久耐用度。

因本发明的钢条之独创结构，故而无需在钢条与管壁结合处增加相关的其他结构，因此所述的塑料片材11可以采用平滑片材(即上下两面均无其他结构)。而现有技术中，管体外壁为了与外开型钢条(如Ω型)配合，而在生产时于塑料片材的外壁设计有凸起或嵌槽等，以限位钢条涨开或翘起等。本发明在最佳实施例中，选用平滑片材，相比于现有技术而言，可以大量节约模具成本，降低制造难度，提高生产效率。

为了进一步增强钢条与塑料材质(包括管壁和覆盖层)之间的结合强度，本发明的最佳实施例中，所述钢条22上分布若干可过嵌塑料的增强咬合孔23，塑料片材11和塑料覆盖层21的塑料材质在没硬化时可部分压嵌入所述增强咬合孔23，塑料压嵌入增强咬合孔23内形成朝向钢条内腔的凸起24，待塑料硬化之后，钢条22就与塑料片材11和塑料覆盖层21紧紧结合，不易剥离，使得钢条避免了因塑料覆盖的剥离而可能导致的腐蚀，在结构上也稳定了钢条与塑料之间的定位性，并有利于管道整体的受力均匀，提高管道的强度和耐用性。

因为管道的加工是采用搭接熔融技术而成，这就避免不了管体上存在的塑料片材相互之间的搭接处10，而这个位置也往往是受力较为脆弱的部位。现有技术采用外开型钢条(如Ω型)，在实际使用中就存在管道从该搭接处部位裂开的情况，进而导致漏水或腐蚀内部的钢质材料；现有技术对该问题的解决，大多是依赖于对该搭接处的增厚加强或改善搭接处的结构来解决。而本发明的技术有效的避免了这个问题(如前述的钢条结构)，尤其是，在最佳实施例中，塑料片材搭接熔融形成管体的搭接处10，被设置于钢条底端紧贴的部位，如图2所示的，这样搭接处就不会受到轴向张力，而更加有效的解决了搭接处撕裂的问题，这种方式无需过于增加搭接处的强度，降低了制造成本和加工难度。

本发明在优选的方案中，所述钢条22由薄壁钢板材对折弯曲后于接缝20处焊接而成，所述接缝20位于钢条紧贴管体外壁的钢条底端；这种接缝的设置结构有效的保障了钢条22的结构强度。

针对于上述新型的外波纹钢塑缠绕管，本发明还提供了加工这类管道的方法。

具体的加工方法方案之一为：

步骤a、由塑料挤出设备挤出熔融塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻螺纹的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

步骤b、由钢板压卷设备将薄壁钢板材对折弯曲后经过氩弧焊接装置焊接接缝，形成钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；

步骤c、由塑料挤压设备挤出柔性塑料覆盖层，覆盖并压实在钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条须在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻螺纹的塑料片材之间搭接部位。

具体的加工方法方案之二为：

步骤a、由塑料挤压设备挤出柔性塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻螺纹的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

步骤b、用冲压设备于薄壁钢板上冲压出增强咬合孔，再由钢板压卷设备将薄壁钢板材对折弯曲后经过氩弧焊接装置焊接接缝，形成钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；在钢条内置入若干重珠，重珠于钢条内自由滚动；本方案所指的重珠是指有一定质量的圆形或椭圆形滚珠，其作用是在钢条内滚动，以压扁被挤压进来的塑料凸起24，使得该凸起被压扁后反扣住增强咬合孔23，进一步提高钢塑结合度。

步骤c、由塑料挤出设备挤出熔融塑料覆盖层，覆盖并压实于钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条须在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻螺纹的塑料片材之间搭接部位。

需要提到的是，在具体实施的过程中，相邻塑料覆盖层之间的结合部位25通常是在两相邻钢条的中心部位。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种外波纹增强钢塑复合缠绕管，管体由塑料片材经螺旋缠绕互相搭接熔融而成，所述管体的外壁缠绕有波纹状筋肋，其特征在于：所述波纹状筋肋由钢条和塑料覆盖层构成，其中：

钢条为横截面闭合的中空管状结构，其通过绕曲方式紧密缠绕在管体外壁，形成等距螺旋状；

钢条紧贴管体外壁的钢条底端宽于其远离外壁的钢条顶端，该钢条顶端横截面呈弧形；

塑料覆盖层覆盖在钢条上，于钢条底端两侧与管体外壁熔融粘接，钢条密封于塑料覆盖层与管体外壁之间；所述塑料片材为平滑片材；所述钢条上分布若干可过嵌塑料的增强咬合孔，塑料片材和塑料覆盖层的塑料材质在没硬化时可部分压嵌入所述增强咬合孔；管体外壁被钢条底端紧贴的部位为钢塑结合部，塑料片材搭接熔融形成管体的搭接处位于该钢塑结合部内；所述钢条由薄壁钢板材对折弯曲后于接缝处焊接而成，所述接缝位于钢条紧贴管体外壁的钢条底端。

2.一种用于加工如权利 要求 1所述外波纹增强钢塑复合缠绕管的方法，其特征在于以下步骤：

a、由塑料挤出设备挤出熔融塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

b、由薄壁钢板压卷设备将薄壁钢板材对折弯曲后经过氩弧焊接装置焊接接缝，形成钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；

c、由塑料挤出设备挤出熔融塑料覆盖层，覆盖并经压轮辗压在钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条需在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻的塑料片材之间搭接部位。

3.一种用于加工如权利要求 1所述外波纹增强钢塑复合缠绕管的方法，其特征在于以下步骤：

a、由塑料挤出设备挤出熔融塑料片材后上滚绕设备螺旋缠绕，两相邻螺纹的塑料片材之间搭接熔融，逐渐形成管体；

b、用冲压设备于薄壁钢板上冲压出增强咬合孔，再由钢板压卷设备将薄壁钢板材对折弯曲后经过氩弧焊接装置焊接接缝，形成带咬合孔的钢条后上滚绕设备紧密螺旋缠绕于上述a步骤形成的管体外壁；在钢条内置入若干重珠，重珠于钢条内自由滚动；

c、由塑料挤出设备挤出熔融塑料覆盖层，覆盖并经压轮辗压于钢条及管体外壁上；

其中：b步骤中的钢条需在a步骤中的塑料片材尚未硬化时缠绕上去；钢条紧贴管壁外部的底端应对应紧贴于两相邻螺纹的塑料片材之间搭接部位。