CN108591632A - Frpe多层增强复合结构壁管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种FRPE多层增强复合结构壁管，解决了现有的双壁波纹管均为HDPE材料制成，成本较高的缺陷，由缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边粘接而成具有双层壁及立筋的结构，缠绕单元采用多层共挤复合的方式形成具有PP制成的周向封闭中间管、周向封闭中间管内表面的PE制成的周向封闭内管和周向封闭中间管外表面的PE制成的周向封闭外管的多层结构，缠绕单元具有至少2个中空腔，其中至少有一个中空腔属于PP制成的周向封闭中间管。PE料对PP料进行保护，避免紫外线对PP料的伤害，从而延长结构壁管的使用寿命，同时PP制成的周向封闭内管又具有比PE制成的周向封闭外管更好的强度，且又降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种缠绕管结构，尤其是一种FRPE多层增强复合结构壁管。
背景技术
波纹管是一种具有环状结构外壁和平滑内壁的新型管材，缠绕波纹管是以连续缠绕的方式获得长度不限的管材，多是以高密度聚乙烯（HDPE）为原料的一种新型轻质管材，外壁呈环形波纹状结构，大大增强了管材的环刚度，从而增强了管道对土壤负荷的抵抗力，具有重量轻，耐高压，韧性好，施工快等特点，被应用来替代混凝土管和铸铁管。
但是由于材料性能的限制，目前，缠绕波纹管的外壁与内壁均为PE材料制成，PE材料价格较高，这种采用全PE材料制成的缠绕波纹管虽然能够获得好的性能，但是生产成本较高，而且在某些需要高强度的场合时，全PE管又无法满足高强度的要求。
而且由于长期在管内通水，长期处于潮湿的环境，管体内壁容易滋生细菌，也对管体提出抗菌的要求。
发明内容
本发明解决了现有的双壁波纹管均为HDPE材料制成，成本较高的缺陷，提供一种FRPE多层增强复合结构壁管，使用PP和PE相结合，并由PP制成的内管作为环状凸起的加强，从而获得高的环刚度，同时还能降低缠绕波纹管的生产成本。
本发明还提供一种FRPE多层增强复合结构壁管，PP制成的周向封闭中间管的内表面和外表面分别复合有PE制成的周向封闭内管和周向封闭外管，避免PP料直接与空气接触，由PE料提供保护，从而延长结构壁管的使用寿命。
本发明提供一种FRPE多层增强复合结构壁管，管壁采用抗菌聚乙烯，从而波纹管具有抗菌杀菌的功能，避免管内壁细菌滋生。
本发明的具体技术方案为：一种FRPE多层增强复合结构壁管，由缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边粘接而成具有双层壁及立筋的结构，双层壁分为光滑内壁和具有螺旋环状凸起的外壁，立筋将内壁与外壁之间分隔成中空腔，缠绕单元采用多层共挤复合的方式形成具有PP制成的周向封闭中间管、周向封闭中间管内表面的PE制成的周向封闭内管和周向封闭中间管外表面的PE制成的周向封闭外管的多层结构，缠绕单元具有至少2个中空腔，其中至少有一个中空腔属于PP制成的周向封闭中间管。
结构壁管为双层壁结构，内壁与外壁之间由立筋支撑，使得结构壁管具有较高的环刚度，且结构壁管的外壁具有螺旋环状凸起，埋入土后又具有良好的管土同体结构；缠绕单元采用多层共挤复合的方式成型，包括3层，其中中间层为PP制成的周向封闭中间管，外表面复合PE制成的周向封闭外管，内表面复合PE制成的周向封闭内管，共挤复合，这样PE料可以对PP料进行保护，避免紫外线对PP料的伤害，从而延长结构壁管的使用寿命，同时PP制成的周向封闭中间管又提供更好的强度，且又降低成本；至少两个中空腔，避免缠绕单元一个腔的宽度太大，中间部位没有支撑，影响环刚度。
一种方案，缠绕单元具有3个中空腔，中间的中空腔属于PP制成的周向封闭中间管，两侧的中空腔属于PE制成的周向封闭外管，两侧的中空腔完全由PE层周向封闭。两侧的中空腔完全由PE层周向封闭，只有中间的中空腔具有PP制成的周向封闭中间管，这样可以减少PP料与PE料之间的共挤复合，降低共挤复合难度，同时减少出现复合问题的概率。
另一种方案，缠绕单元具有3个中空腔，3个中空腔均属于PP制成的周向封闭中间管，每一个中空腔内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，周向封闭中间管的外部共挤复合PE制成的周向封闭外管，周向封闭中间管为一体结构，中间的中空腔与两侧的中空腔共用相邻的PP立筋。3个中空腔均具有PP制成的周向封闭中间管，极大提升缠绕单元螺旋缠绕后结构壁管的环刚度，相邻中空腔共用同一PP立筋，从而减少PP料的使用量，降低结构壁管的重量。
另一种方案，缠绕单元具有3个中空腔，3个中空腔分属于3个独立的PP制成的周向封闭中间管，每一个周向封闭中间管内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，3个周向封闭中间管相互分离，3个周向封闭中间管外部共挤复合PE制成的周向封闭外管，周向封闭外管连接成一体结构。周向封闭中间管分为3个，相互之间独立，共挤复合的时候可以更加方便调整3层之间的复合时机。
进一步，缠绕单元具有3个中空腔，中间的中空腔的高度最大，两侧的中空腔的高度小，两侧的中空腔的形状尺寸相同并相对中间的中空腔对称布置。
进一步，中间的中空腔的顶部为拱起的弧形顶，两侧的高度小的中空腔为正方形或者矩形；或者中间的中空腔的顶部为拱起的弧形顶，两侧的高度小的中空腔的顶部为拱起的弧形顶。
进一步，缠绕单元具有三个弧形顶，缠绕单元螺旋缠绕后，两侧的中空腔的弧形顶由滚轮压平，并形成只有一个环状凸起并间隔平面的螺旋结构。
进一步，光滑内壁复合有添加黄色色料的抗菌层；抗菌层是抗菌片材共挤复合于PE周向封闭外管外并螺旋缠绕而成，或者，抗菌层是抗菌片材单独挤出并先于缠绕单元进行螺旋缠绕而成。
进一步，抗菌层采用抗菌聚乙烯，按重量份数比：100-105份聚乙烯树脂、2-4份抗菌母料、0.5-0.8份抗氧剂、0.2-0.3份辅助抗氧剂、1-2份润滑剂、1-2份交联剂和1-2.5份纳米氧化锌粉末混合物。
进一步，其中抗菌母料包括50-85重量份的热塑性树脂；5-20重量份的Zn- 沸石；5-20重量份的防霉剂；0.2-0.4重量份的偶联剂；0.05-0.2重量份的助剂；2-3重量份的液体石蜡。
进一步，缠绕单元共挤复合成型后经冷却定型再螺旋缠绕，缠绕单元的两侧边为直边，缠绕单元螺旋缠绕时，相邻直边之间填充融胶，并经轴向挤压进行粘接。
本发明的有益效果是：结构壁管为双层壁结构，内壁与外壁之间由立筋支撑，使得结构壁管具有较高的环刚度，且结构壁管的外壁具有螺旋环状凸起，埋入土后又具有良好的管土同体结构；缠绕单元采用多层共挤复合的方式成型，包括3层，其中中间层为PP制成的周向封闭中间管，外表面复合PE制成的周向封闭外管，内表面复合PE制成的周向封闭内管，共挤复合，这样PE料可以对PP料进行保护，避免紫外线对PP料的伤害，从而延长结构壁管的使用寿命，同时PP制成的周向封闭中间管又提供更好的强度，且又降低成本；至少两个中空腔，避免缠绕单元一个腔的宽度太大，中间部位没有支撑，影响环刚度。
附图说明
图1是本发明一种缠绕示意图；
图2是本发明一种缠绕单元的结构示意图；
图3是本发明第二种缠绕单元的结构示意图；
图4是本发明第三种缠绕单元的结构示意图；
图5是本发明第四种缠绕单元的结构示意图；
图6是本发明图5所示缠绕单元的成型示意图；
图中：1、缠绕单元，2、融胶，3、外壁，4、光滑内壁，5、抗菌层，6、立筋，7、中空腔，8、周向封闭内管，9、周向封闭中间管，10、周向封闭外管，11、抗菌片材，12、方形周向封闭中间管，13、拱形周向封闭中间管，14、共挤模具。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：一种FRPE多层增强复合结构壁管（参见图1），由缠绕单元1螺旋缠绕并在相邻侧边填充融胶2粘接而成具有双层壁及立筋6的结构，双层壁分为光滑内壁5和具有螺旋环状凸起的外壁3，立筋将内壁与外壁之间分隔成若干中空腔7。缠绕单元（参见图2）采用多层共挤复合的方式成型，缠绕单元具有PP制成的周向封闭中间管9、周向封闭中间管内表面的PE制成的周向封闭内管8和周向封闭中间管外表面的PE制成的周向封闭外管10的多层结构，缠绕单元的两侧为直边，直边垂直缠绕单元的底部。缠绕单元具有3个中空腔，其中中间的一个中空腔为3层结构，分别是PE制成的轴向封闭内管、PP制成的周向封闭中间管9和PE制成的周向封闭外管10，两侧的中空腔为单层结构完全由PE层周向封闭。中间的中空腔的高度大于两侧中空腔的高度，中间中空腔的顶部为拱起的弧形顶，两侧中空腔的形状为正方形，两侧的中空腔的形状尺寸相同并相对中间的中空腔对称布置。
为了起到抗菌的效果，本实施例中在光滑内壁的内表面又复合一层添加黄色色料的抗菌层4，抗菌层采用抗菌聚乙烯，按重量份数比：按重量份数比：100份聚乙烯树脂、1份抗菌母料、0.3份抗氧剂、0.2份辅助抗氧剂、1份季戊四醇硬脂酸酯、1份二-叔-丁基过氧化物和1份纳米氧化锌粉末混合物。其中所述聚乙烯树脂为低密度聚乙烯；其中抗菌母料包括50份的热塑性树脂；5份的Zn- 沸石；5重量份的防霉剂；0.2重量份的偶联剂；0.05份的交联剂；2份的液体石蜡。
上述结构壁管的成型工艺如下所述：先通过挤塑机挤出抗菌片材11后螺旋缠绕到缠绕机上形成抗菌层4，接着在共挤模内由PP与PE共挤复合形成具有3个中空腔的缠绕单元1，缠绕单元冷却定型后螺旋缠绕到抗菌层外表，接着在相邻缠绕单元的侧边之间填充融胶2，接着进行轴向挤压并粘接。缠绕单元内部形成中间为PP两侧为PE的复合立筋，相邻缠绕单元粘接部位形成纯PE的PE立筋，结构壁管的内壁与外壁之间按照两条复合立筋、一条PE立筋不断循环的排列方式布置。
实施例2：一种FRPE多层增强复合结构壁管（参见图3），与实施例1不同之处在于：PP制成的周向封闭中间管具有3个中空腔，每一个中空腔内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，周向封闭中间管的外部共挤复合PE制成的周向封闭外管，周向封闭中间管为一体结构，中间的中空腔与两侧的中空腔共用相邻的PP立筋。其余结构参照实施例1。
实施例3：一种FRPE多层增强复合结构壁管（参见图4），与实施例2不同之处在于：PP制成的周向封闭中间管为一体结构具有3个中空腔，每一个中空腔的顶部均为拱起的弧形顶。其余结构参照实施例2。
缠绕单元螺旋缠绕时，两侧的中空腔的弧形顶由滚轮压平，并形成只有一个环状凸起并间隔平面的螺旋结构的外壁。
实施例4：一种FRPE多层增强复合结构壁管（参见图5），缠绕单元具有3个中空腔，3个中空腔分属于3个独立的PP制成的周向封闭中间管，中间的中空腔属于拱形周向封闭中间管13，两侧的中空腔属于方形周向封闭中间管12，每一个周向封闭中间管内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，3个周向封闭中间管相互分离，3个周向封闭中间管外部共挤复合PE制成周向封闭外管，周向封闭外管连接成一体结构。
成型工艺参见图6，拱形周向封闭中间管和方形周向封闭中间管在共挤模具14内单独成型，共挤模具内又同时在三个周向封闭中间管的内外表面复合周向封闭内管和周向封闭外管，周向封闭外管又在共挤模具内练成一体。缠绕单元共挤复合成型后经冷却定型再螺旋缠绕，相邻直边之间填充融胶，并经轴向挤压进行粘接。
当然，也可以将缠绕单元的两侧的直边改成与缠绕单元的底部相倾斜的直边，缠绕单元螺旋缠绕时，相邻直边形成V形的坡口，坡口内填充融胶，再经轴向挤压进行粘接。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于由缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边粘接而成具有双层壁及立筋的结构，双层壁分为光滑内壁和具有螺旋环状凸起的外壁，立筋将内壁与外壁之间分隔成中空腔，缠绕单元采用多层共挤复合的方式形成具有PP制成的周向封闭中间管、周向封闭中间管内表面的PE制成的周向封闭内管和周向封闭中间管外表面的PE制成的周向封闭外管的多层结构，缠绕单元具有至少2个中空腔，其中至少有一个中空腔属于PP制成的周向封闭中间管。
2.根据权利要求1所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元具有3个中空腔，中间的中空腔属于PP制成的周向封闭中间管，两侧的中空腔属于PE制成的周向封闭外管，两侧的中空腔完全由PE层周向封闭。
3.根据权利要求1所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元具有3个中空腔，3个中空腔均属于PP制成的周向封闭中间管，每一个中空腔内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，周向封闭中间管的外部共挤复合PE制成的周向封闭外管，周向封闭中间管为一体结构，中间的中空腔与两侧的中空腔共用相邻的PP立筋。
4.根据权利要求1所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元具有3个中空腔，3个中空腔分属于3个独立的PP制成的周向封闭中间管，每一个周向封闭中间管内壁均共挤复合PE制成的周向封闭内管，3个周向封闭中间管相互分离，3个周向封闭中间管外部共挤复合PE制成周向封闭外管，周向封闭外管连接成一体结构。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元具有3个中空腔，中间的中空腔的高度最大，两侧的中空腔的高度小，两侧的中空腔的形状尺寸相同并相对中间的中空腔对称布置。
6.根据权利要求5所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于中间的中空腔的顶部为拱起的弧形顶，两侧的高度小的中空腔为正方形或者矩形；或者中间的中空腔的顶部为拱起的弧形顶，两侧的高度小的中空腔的顶部为拱起的弧形顶。
7.根据权利要求6所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元具有三个弧形顶，缠绕单元螺旋缠绕后，两侧的中空腔的弧形顶由滚轮压平，并形成只有一个环状凸起并间隔平面的螺旋结构的外壁。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于光滑内壁复合有添加黄色色料的抗菌层；抗菌层是抗菌片材共挤复合于PE周向封闭外管外并螺旋缠绕而成，或者，抗菌层是抗菌片材单独挤出并先于缠绕单元进行螺旋缠绕而成。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的FRPE多层增强复合结构壁管，其特征在于缠绕单元共挤复合成型后经冷却定型再螺旋缠绕，缠绕单元的两侧边为直边，缠绕单元螺旋缠绕时，相邻直边之间填充融胶，并经轴向挤压进行粘接。
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