CN107498839A - 一种rtp管道缠绕设备及其缠绕方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种RTP管道缠绕设备及其缠绕方法，旨在提供一种缠绕紧密、缠绕强度高的RTP管道缠绕设备及其缠绕方法，其技术方案要点是一种RTP管道缠绕设备，包括主机架和侧机架，所述主机架上设有转动座及驱动转动座旋转的主电机，转动座中心和侧机架上均设有用于输送管材的输送通道，转动座上绕转动轴线均布有至少两个安装平台，安装平台上设有绕带装置，绕带装置包括转动设置在安装平台上的带盘以及驱动带盘转动的伺服电机，安装平台的出料口上设有导向轮和模口预热装置，安装平台上还设有吹风加热装置，吹风加热装置的出风口设于带材与管材的相交处，转动座的出料端上还设有环绕在管材外周的第一短波加热器，本发明适用于管道加工设备技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道加工设备技术领域，更具体地说，它涉及一种RTP管道缠绕设备及其缠绕方法。
背景技术
增强热塑性塑料管，简称RTP，大多采用三层结构，内层为热塑性塑料管，中间层是起增强作用的增强层，外层是起保护作用的外包覆层，RTP管道已在天然气高压输送、海底输水等领域广泛应用。
RTP管道缠绕设备是生产RTP管道的专用设备，目前市场的缠绕设备通常通过单一的加热方式，使带材与管材相贴合，但单一的加热方式需要较高温度的加热装置对管道外壁实现瞬间加热，管道局部瞬间遇到较大的冷热差，管道易因热胀冷缩而产生形变，导致管道自身结构受影响，且会造成带材与管材贴合不均匀，缠绕紧密性差，最终造成生产的RTP管道承压能力下降。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种缠绕紧密、缠绕强度高的RTP管道缠绕设备及其缠绕方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种RTP管道缠绕设备，包括主机架和侧机架，所述主机架上设有转动座及驱动转动座旋转的主电机，转动座中心和侧机架上均设有用于输送管材的输送通道，转动座上绕转动轴线均布有至少两个安装平台，安装平台上设有绕带装置，绕带装置包括转动设置在安装平台上的带盘以及驱动带盘转动的伺服电机，安装平台的出料口上设有导向轮和模口预热装置，安装平台上还设有吹风加热装置，吹风加热装置的出风口设于带材与管材的相交处，转动座的出料端上还设有环绕在管材外周的第一短波加热器。
本发明进一步设置为：所述侧机架上设有环绕在管材外周的第二短波加热器。
本发明进一步设置为：所述侧机架上还设有绕管材周向转动的压辊。
本发明进一步设置为：所述压辊上设有升降气缸，侧机架上设有与升降气缸连接的转盘。
本发明进一步设置为：所述转动座包括旋转台，旋转台上设有支座，旋转台与安装平台之间通过支座连接，安装平台一端与支座铰接，安装平台与支座之间还通过设有调节杆相连接。
本发明进一步设置为：所述转动座的进料端上设有与管材外壁抵触的第一导向辊和第二导向辊。
一种适用上述RTP管道缠绕设备的缠绕方法，其特征是：包括如下步骤：
一、管材沿转动座的输送通道轴向进给，且位于转动座出料口上的第一短波加热器对管材外壁进行预加热；
二、带材放置于带盘上，带材的端头牵引至导向轮上并穿过模口预热装置贴合在管材外壁，旋转台带动两个安装平台转动，使带材交叉缠绕于已经预加热的管材外壁上，模口预热装置对带材进行预加热，缠绕过程中，吹风加热装置的出风口正对带材与管材的相交处，使带材与管材之间进一步加热熔融；
三、已经缠绕完成的管材通过第二短波加热器持续加热，最后通过压辊对已缠绕带材的管材进行周向滚压。
本发明进一步设置为：所述第一短波加热器加热温度为260-280℃，模口预热装置的加热温度为120-140℃，吹风加热装置的加热温度为330-370℃，第二短波加热器的加热温度为390-420℃。
通过采用上述技术方案，通过第一短波加热器对管材表面进行预热熔融，通过模口预热装置对带材进行预加热，避免管材或带材因受到较大的冷热差而造成变形或带材的撕裂，使得管材与带材可以更好的缠绕贴合，且在缠绕时进行持续加热，使管材与带材之间进一步加热熔融，并通过第二短波加热器对已缠绕的管材进行持续加热，提高带材与管材的热贴合稳定性，再通过压辊对已缠绕带材的管材进行周向滚压，提高叠合紧密性及提高管材表面的平整性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
参照图1对本发明一种RTP管道缠绕设备及其缠绕方法的实施例做进一步说明。
一种RTP管道缠绕设备，包括主机架1和侧机架2，所述主机架1上设有转动座3及驱动转动座3旋转的主电机，转动座3中心和侧机架2上均设有用于输送管材的输送通道，转动座3上绕转动轴线均布有至少两个安装平台4，安装平台4上设有绕带装置5，绕带装置5包括转动设置在安装平台4上的带盘以及驱动带盘转动的伺服电机，安装平台4的出料口上设有导向轮6和模口预热装置7，安装平台4上还设有吹风加热装置8，吹风加热装置8的出风口设于带材与管材的相交处，转动座3的出料端上还设有环绕在管材外周的第一短波加热器9。
管材沿输送通道轴向进给，第一短波加热器9对管材进行加热，带材放置于带盘上，带材的端头牵引至导向轮6上并穿过模口预热装置7加热后贴合在管材外壁，模口预热装置7包括可供带材穿过的模口和置于模口内可对带材进行加热的加热管，，旋转台14带动安装平台4转动，安装平台4优选为两个，即带材也优选为两组，使两组带材交叉缠绕于管材外壁上，提高缠绕稳定性及缠绕速率，第一短波加热器9对管材进行预加热，导向轮6可以为多个，对带材起到导向作用和提高张紧力的作用，模口预热装置7对带材进行预加热，使带材与管材之间的更好的贴合粘结，吹风加热装置8对带材与管材进一步加热熔融，提高带材与管材之间的连接强度，吹风加热装置8包括安装于安装平台上的风机和出风管，出风管内也可设置加热管，出风管正对管材且置于带材与管材相粘合的一侧上，便于对管材及带材的贴合面进行更好的加热。
所述侧机架2上设有环绕在管材外周的第二短波加热器10，所述侧机架2上还设有绕管材周向转动的压辊11，所述压辊11上设有升降气缸12，侧机架2上设有与升降气缸12连接的转盘13。
压辊11置于侧机架2上远离转动座3的一侧，转盘13与侧机架2之间转动连接，侧机架2上可设置驱动转盘13转动的转动电机，使压辊11绕管材周向转动，压辊11优选为两个以管材轴心对称设置，升降气缸12便于调节两压辊11的间距及压辊11对管材的压力，第二短波加热器10对已缠绕带材的管材进行持续加热，提高带材与管材的热贴合稳定性，再通过压辊11对已缠绕带材的管材进行周向滚压，提高带材与管材的连接稳定性，提高叠合紧密性，第一短波加热器9和第二短波加热器10均采用短波红外加热管加热，加热迅速快，加热均匀，且加热温度可控制，压辊11的材质优选为铁氟龙，即聚四氟乙烯，具有耐高温且摩擦系数低的特点，易于增加管材滚压后表面的平整性，压辊11内还可通冷却水，使压辊表面降温，同时对已缠绕的带材和管材进行冷却，使带材和管材之间快速凝固，提高连接强度。
所述转动座3包括旋转台14，旋转台14上设有支座15，旋转台14与安装平台4之间通过支座15连接，安装平台4一端与支座15铰接，安装平台4与支座15之间还通过设有调节杆16相连接。
旋转台14为转动座3的旋转机构，通过主电机驱动绕管材旋转，并带动安装平台4旋转，调节杆16、安装平台4和支座15三者之间构成三角形结构，增加三者之间的连接稳定性，并可通过调节调节杆16的长度，调节安装在安装平台4上的带盘与管材之间的角度，即可调节带材与管材之间的张紧力。
所述转动座3的进料端上设有与管材外壁抵触的第一导向辊17和第二导向辊18。
第一导向辊17和第二导向辊18对管材起到导向作用，便于管材穿过输送通道，可以避免管材与输送通道产生接触，使管材输送过程中受到滚动摩擦，即避免因管材与输送通道产生摩擦造成表面的磨损而影响管材和带材的贴合强度。
RTP管道的具体生产过程为：
（1）首先由挤出机挤出内管冷却定型，并通过牵引机输送至缠绕设备上，内管即上述所指的管材；
（2）缠绕设备为多台，第一台缠绕设备以正转方式将第一层30丝厚度带材交叉缠绕至内管上，将已缠绕的内管输送至第二台缠绕机，第二台缠绕机以反转方式将第二层30丝厚度带材交叉缠绕至第一层带材外壁，以此类推，经过各台缠绕机的反复缠绕，且缠绕旋转方向依次相反，从而达到理想的设计层数，可以根据包括爆破压力所需要求设计层数；
（3）内管缠绕好后包覆外管再冷却定型收卷，制成RTP管道。
生产过程（2）中缠绕设备的缠绕方法包括如下步骤：
一、管材沿转动座3的输送通道轴向进给，且位于转动座3出料口上的第一短波加热器9对管材外壁进行预加热，加热温度为270℃；
二、带材放置于带盘上，带材的端头牵引至导向轮6上并穿过模口预热装置7贴合在管材外壁，旋转台14带动两个安装平台4转动，使带材交叉缠绕于已经预加热的管材外壁上，模口预热装置7对带材进行预加热，预加热温度为120℃，缠绕过程中，吹风加热装置8的出风口正对带材与管材的相交处，使带材与管材之间进一步加热熔融，加热温度为330℃；
三、已经缠绕完成的管材通过第二短波加热器10持续加热，加热温度为410℃，最后通过压辊11对已缠绕带材的管材进行周向滚压，
管材输送过程中，也可向管材中心填充冷却水，有效防治管材内部受热时产生形变，提高管材成型质量；其中第一短波加热器加热温度也可优选为260℃、280℃，模口预热装置的加热温度也可优选为130℃、140℃，吹风加热装置的加热温度也可优选为350℃、370℃，第二短波加热器的加热温度也可优选为390℃、420℃。
采用上述设备的缠绕方法，用放大镜观察中间层即带材层，在RTP管道中分布均匀没有缝隙，且缠绕均匀和稳定，不易分离。
取3英寸1000psiRTP管道为试样进行测试，测量得外管平均外径为100.79mm、内管平均厚度为5.26mm、带材层平均厚度为2.79mm、外管平均厚度为4.69mm，其中带材为玻纤增强层。
（一）、参照ASTM D2412标准，进行平行板加载测试，把RTP管道放入通用拉力试验机，使RTP管道轴向平行于支承板，支承板以12.5mm/min恒定速度压缩RTP管道，当试样变形达到外管平均外径的30%时停止，在压缩过程之中和之后没有观察到开裂，裂纹、分层或破裂现象。
（二）、进行短期爆破测试，试样长度：610mm；介质：水；测试温度：60℃；管段封闭类型：自由管端，在测试压力1600psi，持续24小时的情况下，试样无泄漏、无破裂现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种RTP管道缠绕设备，包括主机架（1）和侧机架（2），其特征是：所述主机架（1）上设有转动座（3）及驱动转动座（3）旋转的主电机，转动座（3）中心和侧机架（2）上均设有用于输送管材的输送通道，转动座（3）上绕转动轴线均布有至少两个安装平台（4），安装平台（4）上设有绕带装置（5），绕带装置（5）包括转动设置在安装平台上的带盘以及驱动带盘转动的伺服电机，安装平台（4）的出料口上设有导向轮（6）和模口预热装置（7），安装平台（4）上还设有吹风加热装置（8），吹风加热装置（8）的出风口设于带材与管材的相交处，转动座（3）的出料端上还设有环绕在管材外周的第一短波加热器（9）。
2.根据权利要求1所述的一种RTP管道缠绕设备，其特征是：所述侧机架（2）上设有环绕在管材外周的第二短波加热器（10）。
3.根据权利要求1所述的一种RTP管道缠绕设备，其特征是：所述侧机架（2）上还设有绕管材周向转动的压辊（11）。
4.根据权利要求3所述的一种RTP管道缠绕设备，其特征是：所述压辊（11）上设有升降气缸（12），侧机架（11）上设有与升降气缸（12）连接的转盘（13）。
5.根据权利要求1所述的一种RTP管道缠绕设备，其特征是：所述转动座（3）包括旋转台（14），旋转台（14）上设有支座（15），旋转台（14）与安装平台（4）之间通过支座连接（15），安装平台（4）一端与支座（15）铰接，安装平台（4）与支座（15）之间还通过设有调节杆（16）相连接。
6.根据权利要求1所述的一种道缠绕设备，其特征是：所述转动座（3）的进料端上设有与管材外壁抵触的第一导向辊（17）和第二导向辊（18）。
7.一种适用上述RTP管道缠绕设备的缠绕方法，其特征是：包括如下步骤：
一、管材沿转动座（3）的输送通道轴向进给，且位于转动座（3）出料口上的第一短波加热器（9）对管材外壁进行预加热；
二、带材放置于带盘上，带材的端头牵引至导向轮（6）上并穿过模口预热装置（7）贴合在管材外壁，旋转台（14）带动两个安装平台（15）转动，使带材交叉缠绕于已经预加热的管材外壁上，模口预热装置（7）对带材进行预加热，缠绕过程中，吹风加热装置（8）的出风口正对带材与管材的相交处，使带材与管材之间进一步加热熔融；
三、已经缠绕完成的管材通过第二短波加热器（10）持续加热，最后通过压辊（11）对已缠绕带材的管材进行周向滚压。
8.根据权利要求7所述的缠绕方法，其特征是：所述第一短波加热器加热温度为260-280℃，模口预热装置的加热温度为120-140℃，吹风加热装置的加热温度为330-370℃，第二短波加热器的加热温度为390-420℃。
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