CN105773988B - 一种增强型缠绕管及其制造方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强型缠绕管制造方法及采用该方法制造的增强型缠绕管，先对结构壁管外表面螺旋缠绕增强带形成一增强层，然后再在增强层外表面进行包覆形成一热熔接的片材层，该方法的有益效果是通过对片材相邻两边重叠包覆的热溶接方式，能够有效避免冷应力，没有分层隐患；本发明还公开了一种增强型缠绕管制造设备，包括机座、能够固定结构壁管的固定装置、能够带动缠绕管旋转和驱动结构壁管沿运动架进行直行往复运动的驱动装置、对结构壁管外表面进行缠绕增强层的放带装置、再在增强层外表面进行重叠缠绕包覆片材从而形成一热熔接的片材层的片材包覆装置，具有结构简单、操作方便、安全可靠的优点。
Description
技术领域
本发明涉及管材生产设备及其制造办法，具体是一种增强型缠绕管及其制造方法和设备。
背景技术
结构壁管是一种以高密度聚乙烯(HDPE)为原料，采用模压成型或热态缠绕成型工艺制成的结构壁管材，通用结构包括双壁波纹管和缠绕结构壁管。该管材一种新型耐酸、防腐、抗压、无毒的绿色环保管材，属于环保节能型高新技术产品，是水泥管、铸铁管、玻璃管、PVC-U波纹管等最理想的换代产品。HDPE是高分子聚合物，使结构壁管材有很好的柔韧性和整体抗外压能力，在有超重荷载路面下使用时，可保证通行安全。在应用中，同等条件下使用结构壁管工程的可靠性与传统管材相比都将提高，综合效益明显，特别是在施工场地狭窄、建筑密集、地下管线复杂和交通繁忙路段以及在酸碱性土壤铺设时，更具优越性。由于结构壁管具有诸多优良性能，该管材市政排水、建筑室外排水、埋地农田输排水、工业排污、道路排水、污水处理厂、运动场广场工程排水及电气电信工程等得以广泛应用。
传统结构壁管材包括内平面外波纹双壁波纹管和结构壁缠绕管B型管(具有不规则外形的结构壁管材)，具有重量轻、材料消耗少、强度高的优势，但是搬运和施工不便，拖动或受撞击时易造成的管材外壁波纹破洞、凹陷，以及施工回填腹部难以填实等缺点；传统带内外平面的结构壁缠绕管A型管(具有光滑内外表面的结构壁管材)能够克服搬运和施工不便的缺点，但是重量重、材料消耗大，而且，众所周知，传统带内外平面的结构壁缠绕管A型管生产设备效率低，工艺可控性差，先挤出方管冷却定型后再挤出融胶熔接的冷焊接方式存在应力，有分层的隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的任务之一是提供一种增强型缠绕管制造方法，且该制造方法操作简单，安全可靠，效率高；本发明的任务之二是提供一种使用所述方法制造的具备环刚度高、米重更轻、节约环保、方便拖拉和滚动、敷设时回填安全性更高等优异性能的增强型缠绕管；本发明的任务之三是提供一种能够制造所述增强型缠绕管制造设备，且该制造设备结构简单，操作方便，设备投入少，节约环保。
本发明的任务之一通过下述技术方案来实现：
一种增强型缠绕管制造设备，包括机座，所述机座上设有导轨和运动架，运动架安装在导轨上，运动架上设有用于固定结构壁管一端的第一固定模具和用于固定结构壁管另一端的第二固定模具，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于驱动运动架沿导轨进行往复运动从而带动结构壁管直线移动的直行驱动装置以及用于驱动第一固定模具、第二固定模具旋转运动从而带动结构壁管旋转的旋转驱动装置以及直接驱动第一固定模具、第二固定模具相对移动的驱动机构；所述增强型缠绕管制造设备还包括先对结构壁管外表面进行缠绕增强层的放带装置、再在增强层外表面进行重叠缠绕包覆片材从而形成一热熔接的片材层的片材包覆装置；该结构的优点是通过对片材相邻两边重叠包覆的热溶接方式，能够有效避免冷应力，没有分层隐患，且本设备通过螺旋缠绕在结构壁管外面包覆增强层和片材层，效率较高。
优选，所述放带装置包括安装有增强带的放带机，增强带包括钢丝网、纤维带、纤维布、覆塑带等；所述片材包覆装置包括用于产生片材的挤出机、用于将片材包覆在增强层外表面的片材挤出模头和用于连接该挤出机、片材挤出模头的模具适配体；所述放带装置和所述片材包覆装置相对设置在所述导轨的两侧，以使结构壁管在包裹完增强层之后，能够直接在增强层上反向交叉包裹片材层，不需要每次都重新调整片材包覆装置的位置。
优选，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于冷却所述片材层的冷却风机和用于处理所述片材层上接缝的融接缝滚压装置。
该增强型缠绕管制造设备的使用方法按时序包括如下步骤：
a.首先调节所述第一固定模具和所述第二固定模具之间的相对距离使结构壁管的首尾两端分别固定在第一固定模具和第二固定模具上。
b.通过所述直行驱动装置驱动所述运动架沿所述导轨运动，从而使第一固定模具和第二固定模具以及固定于其上的结构壁管随着运动架直行运动，直至结构壁管的首端运动至所述放带装置的位置。
c.通过放带装置放出增强带，然后将增强带端部固定在结构壁管的首端上；优选，通过气钉枪将增强带端部固定在结构壁管的首端上；
d.先启动旋转驱动装置，再启动直行驱动装置，使固定于第一固定模具和第二固定模具上的结构壁管沿其周向匀速正向旋转的同时，沿着导轨匀速正向直行运动，增强带在结构壁管旋转运动和直线运动的共同作用下，对结构壁管的外表面进行螺旋缠绕；
e.当结构壁管的尾端运动至放带装置的位置时，增强带在结构壁管表面包裹完成，形成增强层，按顺序停止直行驱动装置和旋转驱动装置，然后切断增强带，并将增强带端部固定在结构壁管的尾端上；优选，通过气钉枪将增强带端部固定在结构壁管的尾端上；
f.通过挤出装置挤出片材，将片材搭接在固定模具上，然后启动旋转驱动装置，使结构壁管沿其周向匀速正向旋转，待旋转驱动装置旋转一圈后，再启动直行驱动装置，使结构壁管旋转的同时，沿着导轨匀速反向直行运动，片材在结构壁管旋转运动和直线运动的共同作用下，对结构壁管的增强层的外表面进行螺旋缠绕；并开启冷却风机和融接缝滚压装置，对片材层进行冷却和对片材层的融接缝进行处理；
g.当结构壁管的首端运动至挤出装置的位置时，片材在结构壁管的增强层的外表面包覆完成，首先切断片材，然后停止直行驱动装置，使包覆在结构壁管外表面的片材冷却定型，形成片材层，最后停止旋转驱动装置，该结构壁管被制作成增强型缠绕管；
h.最后从所述增强型缠绕管制造设备上卸下所述增强型缠绕管，并进行修边处理。
优选，所述增强带和所述片材分别在所述结构壁管的外表面反向交叉缠绕，这样做的好处是使制造出来的增强型缠绕管的环刚度更高。
基于本发明方法以及增强型缠绕管制造设备的上述结构，能够保证其制造的增强型缠绕管是一种具有内外平面的三层壁波纹管，既能保留内平面外波纹双壁波纹管和结构壁缠绕管B型管的重量轻、耗材少、强度高、生产速度快的优点，又能兼有结构壁缠绕管A型管内外平面的优点，实现将具有不规则外形的结构壁管材(B型管)制成具有光滑内外表面的结构壁管材(A型管)，本设备通过螺旋缠绕在结构壁管外面包覆增强层和片材层，效率较高，且本设备结构简单、操作方便、安全可靠，设备投入少，节约环保；本发明由上述方法设备所制得的增强型缠绕管，通过对片材相邻两边重叠包覆的热溶接方式，能够有效避免冷应力，没有分层隐患。
本发明的任务之二通过下述技术方案来实现：
一种由上述方法所制得的增强型缠绕管，包括结构壁管，所述结构壁管为波纹管，包括但不限于PE双壁波纹管、内肋波纹管、钢带螺旋增强聚乙烯波纹管、克拉管，所述结构壁管的外表面经增强带缠绕形成一增强层，该增强层的外表面经片材重叠缠绕包覆形成一热熔接的片材层，所述增强带和所述片材分别在所述结构壁管的外表面反向交叉缠绕，这样做的好处是使制造出来的增强型缠绕管的环刚度更高。
本发明的任务之三通过下述技术方案来实现：
一种增强型缠绕管制造设备，包括机座，所述机座上设有导轨和运动架，运动架安装在导轨上，运动架上设有用于固定结构壁管一端的第一固定模具和用于固定结构壁管另一端的第二固定模具，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于驱动运动架沿导轨进行往复运动从而带动结构壁管直线移动的直行驱动装置以及用于驱动第一固定模具、第二固定模具旋转运动从而带动结构壁管旋转的旋转驱动装置以及直接驱动第一固定模具、第二固定模具相对移动的驱动机构；所述增强型缠绕管制造设备还包括先对结构壁管外表面进行缠绕增强层的放带装置、再在增强层外表面进行重叠缠绕包覆片材从而形成一热熔接的片材层的片材包覆装置；该结构的优点是通过对片材相邻两边重叠包覆的热溶接方式，能够有效避免冷应力，没有分层隐患，且本设备通过螺旋缠绕在结构壁管外面包覆增强层和片材层，效率较高。
优选，所述放带装置包括安装有增强带的放带机，增强带包括钢丝网、纤维带、纤维布、覆塑带等；所述片材包覆装置包括用于产生片材的挤出机、用于将片材包覆在增强层外表面的片材挤出模头和用于连接该挤出机、片材挤出模头的模具适配体；所述放带装置和所述片材包覆装置相对设置在所述导轨的两侧，以使结构壁管在包裹完增强层之后，能够直接在增强层上反向交叉包裹片材层，不需要每次都重新调整片材包覆装置的位置。
优选，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于冷却所述片材层的冷却风机和用于处理所述片材层上接缝的融接缝滚压装置。
优选，所述结构壁管为波纹管，包括但不限于PE双壁波纹管、内肋波纹管、钢带螺旋增强聚乙烯波纹管、克拉管。
优选，所述第一固定模具和/或第二固定模具包括多片能够收缩或张开的用于固定待加工管材的弧形块，该机构的优点是便于待加工管材的固定和装卸。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明所述增强型缠绕管制造设备使用放带装置对波纹管进行缠绕包裹增强带的示意图；
图2是本发明所述增强型缠绕管制造设备使用片材包覆装置对波纹管进行重叠缠绕包覆片材的示意图；
图3是本发明增强型缠绕管的剖面结构示意图；
其中：1-片材包覆装置、11-挤出机、12-模具适配体、13-片材挤出模头、2-运动架、21-第一固定模具、22-第二固定模具、23-旋转驱动装置、24-直行驱动装置、3-导轨、4-放带装置、41-放带机、42-增强带、5-增强型缠绕管、51-波纹管、52-增强层、53-片材层、6-冷却风机、7-融接缝滚压装置、8-机座。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述：
如图1-3所示，一种增强型缠绕管制造设备，包括机座8，机座8上设有导轨3和运动架2，运动架2安装在导轨3上，运动架2上设有用于固定波纹管51一端的第一固定模具21和用于固定波纹管51另一端的第二固定模具22，增强型缠绕管制造设备还包括用于驱动运动架2沿导轨3进行往复运动从而带动波纹管51直线移动的直行驱动装置24以及用于驱动第一固定模具21、第二固定模具22旋转运动从而带动波纹管51旋转的旋转驱动装置23以及直接驱动第一固定模具21、第二固定模具22相对移动的驱动机构，增强型缠绕管制造设备还包括先对波纹管51外表面进行缠绕增强层52的放带装置4、再在增强层52外表面进行重叠缠绕包覆片材14从而形成一热熔接的片材层53的片材包覆装置1。
增强型缠绕管制造设备还包括用于冷却片材层53的冷却风机6和用于处理片材层53上接缝的融接缝滚压装置7。
该放带装置4和片材包覆装置1相对设置在导轨3的两侧；放带装置4包括安装有增强带42的放带机41；片材包覆装置1包括用于产生片材14的挤出机11、用于将片材14包覆在增强层52外表面的片材挤出模头13和用于连接该挤出机11、片材挤出模头13的模具适配体12。
波纹管51为PE双壁波纹管、内肋波纹管、钢带螺旋增强聚乙烯波纹管或克拉管中的一种。
增强带42为钢丝网、纤维带、纤维布或覆塑带中的一种。
首先调节第一固定模具21和第二固定模具22之间的相对距离使待加工波纹管51的首尾两端分别固定在第一固定模具21和第二固定模具22上。
通过直行驱动装置24驱动运动架2沿导轨3运动，从而使第一固定模具21和第二固定模具22以及固定于其上的待加工波纹管51随着运动架2直行运动，直至波纹管51的首端运动至放带机41的位置。
通过放带装置4放出增强带42，然后通过气钉枪将增强带42端部固定在波纹管51的首端上；先启动旋转驱动装置23，再启动直行驱动装置24，使固定于第一固定模具21和第二固定模具22上的待加工波纹管51沿其周向匀速正向旋转的同时，沿着导轨3匀速正向直行运动，增强带42在波纹管51旋转运动和直线运动的共同作用下，对波纹管51的外表面进行螺旋缠绕；当波纹管51的尾端运动至放带装置4的位置时，增强带42在波纹管51表面包裹完成，形成增强层52，按顺序停止直行驱动装置24和旋转驱动装置23，然后切断增强带42，并通过气钉枪将增强带42端部固定在波纹管51的尾端上；通过挤出装置挤出片材14，将片材14搭接在固定模具上，然后启动旋转驱动装置23，使波纹管51沿其周向匀速正向旋转，待旋转驱动装置23旋转一圈后，再启动直行驱动装置24，使波纹管51旋转的同时，沿着导轨3匀速反向直行运动，片材14在波纹管51旋转运动和直线运动的共同作用下，对波纹管51的增强层52的外表面进行螺旋缠绕；开启冷却风机6和融接缝滚压装置7，对片材层53进行冷却和对片材层53的融接缝进行处理；当波纹管51的首端运动至挤出装置的位置时，片材14在波纹管51的增强层52的外表面包覆完成，首先切断片材14，然后停止直行驱动装置24，使包覆在波纹管51外表面的片材14冷却定型，形成片材层53，最后停止旋转驱动装置23，该波纹管51被制作成增强型缠绕管5；然后，将增强型缠绕管5从增强型缠绕管制造设备上卸下，并进行修边处理。
本发明详细介绍了一些实施方式及其附图，但本发明不限于这些实施例及其附图，尤其不限于附图中的增强型缠绕管制造设备形状，附图中示出的是各种各样的形状中较为美观的增强型缠绕管制造设备，虽然此形状不是本发明保护要求保护的技术点，只要本领域普通技术人员根据本发明，不付出创造性劳动，对其进行修改、等同替换、改进等而得到的其他实施方式及其附图，均在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种增强型缠绕管制造方法，设置一增强型缠绕管制造设备，包括机座，所述机座上设有导轨和运动架，运动架安装在导轨上，运动架上设有用于固定结构壁管一端的第一固定模具和用于固定结构壁管另一端的第二固定模具，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于驱动运动架沿导轨进行往复运动从而带动结构壁管直线移动的直行驱动装置以及用于驱动第一固定模具、第二固定模具旋转运动从而带动结构壁管旋转的旋转驱动装置以及直接驱动第一固定模具、第二固定模具相对移动的驱动机构；所述增强型缠绕管制造设备还包括先对结构壁管外表面进行缠绕增强层的放带装置、再在增强层外表面进行重叠缠绕包覆片材从而形成一热熔接的片材层的片材包覆装置，放带装置包括安装有增强带的放带机，片材包覆装置包括用于产生片材的挤出机、用于将片材包覆在增强层外表面的片材挤出模头和用于连接该挤出机、片材挤出模头的模具适配体，放带装置和片材包覆装置相对设置在所述导轨的两侧，还包括用于冷却所述片材层的冷却风机和用于处理所述片材层上接缝的融接缝滚压装置，所述结构壁管为波纹管，波纹管为PE双壁波纹管、内肋波纹管、钢带螺旋增强聚乙烯波纹管或克拉管，其特征在于，按顺序包括以下步骤：
首先调节所述第一固定模具和所述第二固定模具之间的相对距离使结构壁管的首尾两端分别固定在第一固定模具和第二固定模具上；
通过所述直行驱动装置驱动所述运动架沿所述导轨运动，从而使第一固定模具和第二固定模具以及固定于其上的结构壁管随着运动架直行运动，直至结构壁管的首端运动至所述放带装置的位置；
通过放带装置放出增强带，然后将增强带端部固定在结构壁管的首端上；
先启动旋转驱动装置，再启动直行驱动装置，使固定于第一固定模具和第二固定模具上的结构壁管沿其周向匀速正向旋转的同时，沿着导轨匀速正向直行运动，增强带在结构壁管旋转运动和直线运动的共同作用下，对结构壁管的外表面进行螺旋缠绕；
当结构壁管的尾端运动至放带装置的位置时，增强带在结构壁管表面包裹完成，形成增强层，按顺序停止直行驱动装置和旋转驱动装置，然后切断增强带，并将增强带端部固定在结构壁管的尾端上；
通过挤出装置挤出片材，将片材搭接在固定模具上，然后启动旋转驱动装置，使结构壁管沿其周向匀速正向旋转，待旋转驱动装置旋转一圈后，再启动直行驱动装置，使结构壁管旋转的同时，沿着导轨匀速反向直行运动，片材在结构壁管旋转运动和直线运动的共同作用下，对结构壁管的增强层的外表面进行螺旋缠绕；并开启冷却风机和融接缝滚压装置，对片材层进行冷却和对片材层的融接缝进行处理；
当结构壁管的首端运动至挤出装置的位置时，片材在结构壁管的增强层的外表面包覆完成，首先切断片材，然后停止直行驱动装置，使包覆在结构壁管外表面的片材冷却定型，形成片材层，最后停止旋转驱动装置，该结构壁管被制作成增强型缠绕管；
最后从所述增强型缠绕管制造设备上卸下所述增强型缠绕管，并进行修边处理。
2.一种采用权利要求1所述增强型缠绕管制造方法的增强型缠绕管制造设备，包括机座，其特征在于，所述机座上设有导轨和运动架，运动架安装在导轨上，运动架上设有用于固定结构壁管一端的第一固定模具和用于固定结构壁管另一端的第二固定模具，所述增强型缠绕管制造设备还包括用于驱动运动架沿导轨进行往复运动从而带动结构壁管直线移动的直行驱动装置以及用于驱动第一固定模具、第二固定模具旋转运动从而带动结构壁管旋转的旋转驱动装置以及直接驱动第一固定模具、第二固定模具相对移动的驱动机构；所述增强型缠绕管制造设备还包括先对结构壁管外表面进行缠绕增强层的放带装置、再在增强层外表面进行重叠缠绕包覆片材从而形成一热熔接的片材层的片材包覆装置，放带装置包括安装有增强带的放带机，片材包覆装置包括用于产生片材的挤出机、用于将片材包覆在增强层外表面的片材挤出模头和用于连接该挤出机、片材挤出模头的模具适配体，放带装置和片材包覆装置相对设置在所述导轨的两侧，还包括用于冷却所述片材层的冷却风机和用于处理所述片材层上接缝的融接缝滚压装置。
3.根据权利要求2所述增强型缠绕管制造设备，其特征在于，所述第一固定模具和/或第二固定模具包括多片能够收缩或张开的用于固定待加工管材的弧形块。
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