CN105965865A - 一种缠绕增强管的缠绕设备及其缠绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缠绕增强管的缠绕设备和基于该缠绕设备的缠绕方法，该设备包括机架，机架上转动安装有旋转支架，旋转支架上设置有中心通孔，旋转支架由旋转动力装置驱动，旋转支架上安装有缠绕带放卷架，旋转支架上安装有压紧轮，旋转支架上安装有热风加热器，旋转支架上设置有旋转导电装置，旋转导电装置将外部电源与热风加热器电连通，热风加热器的出风口吹出的热风覆盖结合处的缠绕带和结合处的中心管，热风加热器的出风口吹出的热风作用于中心管的风量大于作用于缠绕带的风量。该缠绕设备利用热风对中心管和缠绕带的结合处加热，并将热风分配使缠绕带和中心管表面加热熔融，极大的节省了热能，同时可满足管壁薄的中心管的缠绕要求。

Description

一种缠绕增强管的缠绕设备及其缠绕方法

技术领域

本发明涉及一种缠绕增强管的缠绕设备，同时涉及该缠绕设备的缠绕方法。

背景技术

缠绕增强管是以中心管为芯层管，将热塑性带材作为缠绕带逐层缠绕在中心管上形成的，而缠绕增强管又以连续纤维增强的热塑性塑料管最常使用。然目前的缠绕工艺是利用一个牵引机牵引中心管，在中心管上套装一个可旋转的加热筒，该加热筒内设置有红外线加热丝进行红外加热，该加热筒上游端固定与其同步旋转的旋转圆盘，旋转圆盘上安装有放卷缠绕带的放卷架，放卷架放卷的缠绕带经过红外加热辊进行加热，缠绕带加热后缠绕在中心管上并通过压紧轮压紧。然这种设备存在一下缺陷：1.该缠绕工艺无法适应管壁较薄的中心管，由于中心管经过加热筒进行加热，加热筒的红外加热加热速度较慢，且中心管在一个整体温度较高的环境下均匀加热，中心管表面受热和内部受热差距不大，这样当中心管管壁较薄时易造成中心管坍塌；从而无法实现缠绕；2.该缠绕工艺由于旋转圆盘由加热筒带动旋转，从而带动放卷架旋转，而放卷架放卷的同一层的缠绕带不易调整，同一层的缠绕拼接时易出现部分叠加或者间距过大现象，这样造成缠绕管的表面不平，缠绕管各部位物理性能存在差异，品质稳定性差，降低缠绕管的耐压性能；3.该缠绕工艺利用加热筒加热中心管，利用红外加热辊加热缠绕带，耗能大，且加热筒的加热温度难控制，加热后中心管需要再经过一段距离才能达到缠绕处，存在热量的损失，且受到环境影响明显，会影响中心管与缠绕带的复合效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种缠绕增强管的缠绕设备，该缠绕设备利用热风对中心管和缠绕带的结合处加热，并将热风分配使缠绕带表面和中心管表面分别加热熔融，从而极大的节省了热能，同时可满足管壁薄的中心管的缠绕要求。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种缠绕增强管的缠绕方法，该缠绕方法基于上述缠绕设备，利用热风加热装置对缠绕带和中心管的结合处同时加热缠绕带和中心管的表面，无需在额外加热中心管，节约了热能，可适用管壁薄的中心管的缠绕。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：一种缠绕增强管的缠绕设备，包括机架，所述机架上转动安装有旋转支架，所述旋转支架上设置有方便中心管轴向贯穿的中心通孔，所述旋转支架由旋转动力装置驱动，所述旋转支架上安装有相对中心管的中心线圆周均布的至少两个缠绕带放卷架，所述旋转支架上安装有对缠绕带与中心管的结合处外周进行挤压的压紧轮，所述旋转支架上安装有与缠绕带放卷架一一对应的热风加热器，所述旋转支架上设置有旋转导电装置，所述旋转导电装置将外部电源与热风加热器电连通，热风加热器的出风口吹出的热风覆盖结合处的缠绕带和结合处的中心管，所述热风加热器的出风口吹出的热风作用于中心管的风量大于作用于缠绕带的风量。

作为一种优选的方案，所述缠绕带放卷架轴向滑动安装于旋转支架上，所述缠绕带放卷架与旋转支架之间设置有轴向调节机构。

作为一种优选的方案，所述轴向调节机构包括丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构安装于缠绕带放卷架和旋转支架之间。

作为一种优选的方案，所述缠绕带放卷架包括底座和料盘架，所述底座安装于旋转支架上，所述料盘架摆动安装于底座上，所述料盘架上旋转安装有放卷盘，所述放卷盘和料盘架之间设置有制动装置，所述缠绕带放卷架的放卷方向与中心管的中心线之间成一锐角，所述底座和料盘架之间通过摆动角度调节机构锁紧连接。

作为一种优选的方案，所述摆动角度调节机构包括一个锁紧螺杆，所述底座上设置有弧形调节孔，所述锁紧螺杆安装于所述底座和料盘架之间将两者锁紧，所述锁紧螺杆约束于所述弧形调节孔内。

作为一种优选的方案，所述旋转支架上安装有水平导杆，所述热风加热器滑动套装于水平导杆上且通过锁紧结构锁紧固定。

作为一种优选的方案，所述旋转支架上还设置有对中心管位于结合处上游的部位外周进行预热的热风预热装置。

作为一种优选的方案，所述热风预热装置与热风加热器为同一装置，所述热风加热器的出风口为扁平状，且该出风口轴向延伸至结合处的上游对准中心管。

采用了上述技术方案后，本发明的效果是：由于所述旋转支架上安装有与缠绕带放卷架一一对应的热风加热器，所述旋转支架上设置有旋转导电装置，所述旋转导电装置将外部电源与热风加热器电连通，热风加热器的出风口吹出的热风覆盖结合处的缠绕带和结合处的中心管，所述热风加热器的出风口吹出的热风作用于中心管的风量大于作用于缠绕带的风量，因此，该热风加热器吹出的热风小部分作用于缠绕带，使缠绕带表面熔融，避免缠绕带过渡熔融而影响张力，而同时，吹出的热风大部分作用于中心管，热力集中，可使中心管表面快速熔融，同时中心管又保证有足够的强度，避免软塌，该缠绕设备的热能利用率高，热量易控制，从而满足管壁薄的中心管的缠绕要求。

又由于所述缠绕带放卷架轴向滑动安装于旋转支架上，所述缠绕带放卷架与旋转支架之间设置有轴向调节机构，利用该轴向调节机构可以调节旋转支架的位置，从而调节缠绕带的放卷位置，缠绕带可实现无缝拼接，这样不但提高了缠绕带的缠绕质量，保证缠绕管各部位物理性能和机械性能基本一致，保证了缠绕管的表面的平整度，提高了管材的耐压性能。

又由于所述缠绕带放卷架包括底座和料盘架，所述底座安装于旋转支架上，所述料盘架摆动安装于底座上，所述料盘架上旋转安装有放卷盘，所述放卷盘和料盘架之间设置有制动装置，所述缠绕带放卷架的放卷方向与中心管的中心线之间成一锐角，所述底座和料盘架之间通过摆动角度调节机构锁紧连接，该料盘架的角度可调，从而可调节缠绕带与中心管的中心线的夹角达到最佳，使其满足工艺要求。

又由于所述旋转支架上安装有水平导杆，所述热风加热器滑动套装于水平导杆上且通过锁紧结构锁紧固定，不但该热风加热器的轴向位置可调，而且热风加热器也可绕水平导杆摆动，从而调节热风的出风角度，使其达到工艺要求的最佳角度。

又由于所述热风预热装置与热风加热器为同一装置，所述热风加热器的出风口为扁平状，且该出风口轴向延伸至结合处的上游对准中心管，这样，该热风加热器的出风口可作用于结合处上游部位，使中心管在进入到结合处之前就已经预热，这样不但方便缠绕，同时温度更易控制，避免中心管表面熔融后缠绕带温度过高现象。

另外，为解决上述第二个技术问题，本发明公开了一种缠绕增强管的缠绕方法，该方法利用牵引机牵引中心管轴向移动；利用绕中心管中心线圆周旋转的至少两个缠绕带放卷架放卷缠绕带，使缠绕带拉直并以与中心管中心线成55°-70°角度缠绕于中心管的外周上随中心管同步移动，利用热风加热器对准缠绕带和中心管之间的结合处吹风加热，热风的温度控制在220-380℃，该热风加热器吹出的风量中一部分作用于缠绕带表面另一部分作用于中心管表面，作用于中心管表面的风量与作用于缠绕带的风量的比值为6：4-8：2之间，中心管表面0.1-0.4mm厚度材料熔融，利用压紧轮压紧缠绕带和中心管的结合处形成第一层；依次将第二根及后续多根缠绕带以同样的缠绕方式错缝叠加缠绕在前层次缠绕好的缠绕带上。

采用了上述缠绕方法后，本发明的效果是：该缠绕方法使热量的利用更加集中，减少了热量的损失，同时提高了缠绕的效果，适应管壁薄的中心管的缠绕。

其中，进一步改进，该缠绕带放卷架轴向可调，使同层的缠绕带之间的拼缝可调；并使热风加热装置的出风口向上游延伸对中心管位于结合处上游的部位外周预热，预热温度为100-250℃，该缠绕方法可使缠绕带无缝拼接，不但提高了缠绕带的缠绕质量，保证缠绕管各部位物理性能和机械性能基本一致，同时也保证了缠绕管的表面的平整度。另外，利用热风加热装置对中心管位于结合处的上游部位预热，使温度和热量更易控制，避免缠绕带温度过高而熔断，可保证在一定的张力情况下缠绕。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例1的正面结构示意图；

图2是本发明实施例1的侧面示意图；

图3是本发明实施例2的局部放大示意图；

图4是本发明实施例1或2中另一种摆动角度调节机构的示意图；

附图中：1.机架；2.固定筒；3.旋转筒；4.旋转导电装置；5.底座；6.料盘架；7.放卷盘；8.制动装置；9.缠绕带；10.水平导杆；11.热风加热器；12.压紧轮；13.中心管；14.出风口；15.角度调节螺杆。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

如图1和图2所示，一种缠绕增强管的缠绕设备，包括机架1，所述机架1上转动安装有旋转支架，所述旋转支架上设置有方便中心管13轴向贯穿的中心通孔，所述旋转支架由旋转动力装置驱动，所述旋转支架包括固定筒2和旋转筒3，所述固定筒2固定于机架1上，所述旋转筒3通过轴承转动安装于固定筒2的外周，所述旋转筒3上安装有传动齿轮，并通过传动链条或传动齿轮与旋转动力装置连接，旋转动力装置可采用减速电机驱动。

所述旋转支架上安装有相对中心管13的中心线圆周均布的至少两个缠绕带放卷架，所述旋转支架上安装有对缠绕带9与中心管13的结合处外周进行挤压的压紧轮12，所述旋转支架上安装有与缠绕带放卷架一一对应的热风加热器11，所述旋转支架上设置有旋转导电装置4，所述旋转导电装置4将外部电源与热风加热器11电连通，旋转导电装置采用常规的导电刷加集电环的组合实现，热风加热器11的出风口14吹出的热风覆盖结合处的缠绕带9和结合处的中心管13，所述热风加热器11的出风口14吹出的热风作用于中心管13的风量大于作用于缠绕带9的风量，作用于中心管13的风量比作用于缠绕带9的风量的比值在6：4到8：2之间。

如图1所示，所述缠绕带放卷架轴向滑动安装于旋转支架上，所述缠绕带放卷架与旋转支架之间设置有轴向调节机构，具体安装方式为：在旋转筒3的外周设置有至少两个轴向延伸的滑轨，所述缠绕带放卷架包括底座5和料盘架6，所述底座5滑动安装于旋转筒3的滑轨上实现轴向滑动，所述料盘架6摆动安装于底座5上，所述料盘架6上旋转安装有放卷盘7，所述放卷盘7和料盘架6之间设置有制动装置8，该制动装置8采用磁粉制动轮实现对放卷盘7的制动。所述缠绕带放卷架的放卷方向与中心管13的中心线之间成一锐角，所述底座5和料盘架6之间通过摆动角度调节机构锁紧连接。

如图1所示，所述轴向调节机构包括丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构安装于缠绕带放卷架和旋转支架之间，利用丝杠螺母机构可以调节缠绕带放卷架在旋转支架上轴向移动，这样就可调节缠绕带9的缠绕位置，使同一层的缠绕带9的拼接缝隙缩小，理论上可实现无缝拼接。

如图1所示，所述摆动角度调节机构包括一个锁紧螺杆，所述底座5上设置有弧形调节孔，所述锁紧螺杆安装于所述底座5和料盘架6之间将两者锁紧，所述锁紧螺杆约束于所述弧形调节孔内，这样，当需要调节料盘架6的角度时，只要松开锁紧螺杆，然后锁紧螺杆就会在弧形调节孔内移动，当角度调节到合适位置后，再次拧紧锁紧螺杆即可。

当然，该摆动角度调节机构并不局限上述机构，例如可将弧形调节孔改为弧形分布的多个螺孔，同样也可实现角度调节。甚至可以在底座5和料盘架6之间铰接摆动油缸，同样可实现角度调节。

另外，摆动角度调节机构也可采用角度调节螺杆调节底座5和料盘架6之间的角度。如图4所示，通过拧动角度调节螺杆可以精确调整底座5和料盘架6的角度。

如图1所示，所述旋转支架上安装有水平导杆10，所述热风加热器11滑动套装于水平导杆10上且通过锁紧结构锁紧固定，热风加热器11不但轴向位置可调，也可绕水平导杆10转动，从而调节最佳的加热位置和最佳的出风方向。一般中心管13均是水平牵引，因此，该水平导杆10与中心管13平行。

实施例2

该实施例与实施例1的方案基本相同，实施例1中并不对中心管13进行预热，由于热风加热器11吹出的热风直接作用于缠绕的结合处，并且将热量合理的分配使作用于缠绕带9的热量少，作用于中心管13的热量多，由于缠绕带9缠绕时需要一定的张力，因此，合理的热量可以使缠绕带9表面熔融同时又具备张力，而另外大部分的热量作用于中心管13使中心管13表面熔融，由于热风加热热量集中，热量的利用率提高，损失少，节能环保，同时也可适应薄壁中心管13的缠绕。

然当环境温度比较低时，中心管13的温度本身也较低，这样利用热风加热中心管13时需要更多的热量，而提高温度的同时作用于缠绕带9上的热量也同步增加，因此温度的调控较难。

针对上述的问题，本发明人做出了该实施例。

如图3所示，本实施例中，所述旋转支架上还设置有对中心管13位于结合处上游的部位外周进行预热的热风预热装置。

其中，热风预热装置可以有至少两种方式，如图3所示，其中一种方式为：所述热风预热装置与热风加热器11为同一装置，所述热风加热器11的出风口14为扁平状，且该出风口14轴向延伸至结合处的上游对准中心管13，这样利用热风加热器11的热风作用于结合处上游的部位外周，使中心管13预热，这样待中心管13运行到缠绕部位时已经温度提升，这样，作用于结合处的热风的热量可保持不变，这样确保在恶劣环境下依旧保证缠绕质量。

当然热风预热装置也可采用另一种方式，即热风预热装置为独立的热风加热器11，设置在中心管13位于结合处上游的位置，同样能实现上述功能。

另外，本实施例还公开了一种缠绕增强管的缠绕方法，该缠绕方法基于上述的缠绕设备，该方法利用牵引机牵引中心管13轴向移动；利用绕中心管13中心线圆周旋转的至少两个缠绕带放卷架放卷缠绕带9，使缠绕带9拉直并以与中心管13中心线成55°-70°角度缠绕于中心管13的外周上随中心管13同步移动，缠绕带放卷架上设置制动装置8用于调节缠绕带9张力，利用热风加热器11对准缠绕带9和中心管13之间的结合处吹风加热，热风的温度控制在220-380℃，该热风加热器11吹出的风量中一部分作用于缠绕带9另一部分作用于中心管13表面，作用于中心管13表面的风量与作用于缠绕带9的风量的比值为6：4-8：2之间，中心管13表面0.1-0.4mm厚度材料熔融，利用压紧轮12压紧缠绕带9和中心管13的结合处使表面熔融的中心管13与熔融的缠绕带9贴合在一起形成第一层；依次将第二根及后续多根缠绕带9以同样的缠绕方式错缝叠加缠绕在前层次缠绕好的缠绕带9上。而第二根以及后续多根缠绕带9缠绕的实现就是在中心管13的行进方向上布置多个缠绕设备，从而实现多层缠绕。

其中，对上述缠绕方法进一步优化补充，上述的缠绕带放卷架轴向可调，调节缠绕带放卷架使同层的缠绕带9之间无缝拼接；并使热风加热装置的出风口14向上游延伸对中心管13位于结合处上游的部位外周预热，预热温度为100-250℃。

Claims (10)

1.一种缠绕增强管的缠绕设备，包括机架，所述机架上转动安装有旋转支架，所述旋转支架上设置有方便中心管轴向贯穿的中心通孔，所述旋转支架由旋转动力装置驱动，其特征在于：所述旋转支架上安装有相对中心管的中心线圆周均布的至少两个缠绕带放卷架，所述旋转支架上安装有对缠绕带与中心管的结合处外周进行挤压的压紧轮，所述旋转支架上安装有与缠绕带放卷架一一对应的热风加热器，所述旋转支架上设置有旋转导电装置，所述旋转导电装置将外部电源与热风加热器电连通，热风加热器的出风口吹出的热风覆盖结合处的缠绕带和结合处的中心管，所述热风加热器的出风口吹出的热风作用于中心管的风量大于作用于缠绕带的风量。

2.如权利要求1所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述缠绕带放卷架轴向滑动安装于旋转支架上，所述缠绕带放卷架与旋转支架之间设置有轴向调节机构。

3.如权利要求2所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述轴向调节机构包括丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构安装于缠绕带放卷架和旋转支架之间。

4.如权利要求1所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述缠绕带放卷架包括底座和料盘架，所述底座安装于旋转支架上，所述料盘架摆动安装于底座上，所述料盘架上旋转安装有放卷盘，所述放卷盘和料盘架之间设置有制动装置，所述缠绕带放卷架的放卷方向与中心管的中心线之间成一锐角，所述底座和料盘架之间通过摆动角度调节机构锁紧连接。

5.如权利要求4所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述摆动角度调节机构包括一个锁紧螺杆，所述底座上设置有弧形调节孔，所述锁紧螺杆安装于所述底座和料盘架之间将两者锁紧，所述锁紧螺杆约束于所述弧形调节孔内。

6.如权利要求1所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述旋转支架上安装有水平导杆，所述热风加热器滑动套装于水平导杆上且通过锁紧结构锁紧固定。

7.权利要求1至6任一项所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述旋转支架上还设置有对中心管位于结合处上游的部位外周进行预热的热风预热装置。

8.权利要求7所述的一种缠绕增强管的缠绕设备，其特征在于：所述热风预热装置与热风加热器为同一装置，所述热风加热器的出风口为扁平状，且该出风口轴向延伸至结合处的上游对准中心管。

9.一种缠绕增强管的缠绕方法，其特征在于：该方法利用牵引机牵引中心管轴向移动；利用绕中心管中心线圆周旋转的至少两个缠绕带放卷架放卷缠绕带，使缠绕带拉直并以与中心管中心线成55°-70°角度缠绕于中心管的外周上随中心管同步移动，利用热风加热器对准缠绕带和中心管之间的结合处吹风加热，热风的温度控制在220-380℃，该热风加热器吹出的风量中一部分作用于缠绕带表面另一部分作用于中心管表面，作用于中心管表面的风量与作用于缠绕带的风量的比值为6：4-8：2之间，中心管表面0.1-0.4mm厚度材料熔融，利用压紧轮压紧缠绕带和中心管的结合处形成第一层；依次将第二根及后续多根缠绕带以同样的缠绕方式错缝叠加缠绕在前层次缠绕好的缠绕带上。

10.如权利要求9所述的一种缠绕增强管的缠绕方法，其特征在于：该缠绕带放卷架轴向可调，使同层的缠绕带之间的拼缝可调；并使热风加热装置的出风口向上游延伸对中心管位于结合处上游的部位外周预热，预热温度为100-250℃。