CN108775452A - 双塑增强复合缠绕管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双塑增强复合缠绕管，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，具有光滑内壁及带有中空结构的螺旋环状凸起，缠绕管由带中空腔的缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边搭接而成，缠绕单元包括PP制成的周向封闭内管和PE制成的周向封闭外管，外管的两侧具有搭接边，缠绕单元是由内管以低于熔融温度的状态与熔融状态的PE经共挤复合而成，外管以包覆的方式抱紧内管。缠绕单元具有两个管，分别是内管和包覆并抱紧内管的外管，内管采用PP制成，外管采用PE制成，由PE包覆PP，PP制成的内管具有比PE料的管更好的强度，且又降低成本。

Description

双塑增强复合缠绕管
技术领域
本发明涉及一种缠绕管结构，尤其是一种PE与PP复合的双塑增强复合缠绕管。
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，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。
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，提供一种双塑增强复合缠绕管，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。
本发明的具体技术方案为：一种双塑增强复合缠绕管，缠绕管具有光滑内壁及带有中空结构的螺旋环状凸起，缠绕管由带中空腔的缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边搭接而成，缠绕单元包括PP制成的周向封闭内管和PE制成的周向封闭外管，外管的两侧具有搭接边，缠绕单元是由内管以低于熔融温度的状态与熔融状态的PE经共挤复合而成，外管以包覆的方式抱紧内管。
缠绕管包括光滑内壁及螺旋环状凸起，螺旋环状凸起为中空结构，这样在缠绕管的外表形成凸起的波纹，从而使得缠绕管具有良好的管土同体作用，中空结构可以节省材料，降低缠绕管重量和成本；缠绕管由缠绕单元螺旋缠绕并搭接而成，适合现有的缠绕机上生产，无需更改缠绕设备；缠绕单元具有两个管，分别是内管和包覆并抱紧内管的外管，内管采用PP制成，外管采用PE制成，由PE包覆PP，这样PE料的外管可以对PP料的内管进行保护，避免紫外线对PP管的伤害，从而延长缠绕管的使用寿命，同时PP制成的内管又具有比PE料的管更好的强度，且又降低成本；内管与外管是以共挤复合的方式制成，但是又区别于现有的共挤，内管在共挤复合之前已经成型，且共挤复合之前的温度低于熔融温度，此时再在内管的外表共挤复合PE，这样共挤复合后外管的收缩率会大于内管的收缩率，而且共挤复合当时，外管是包紧内管的，最后冷却定型时，外管的收缩率大于内管的收缩率，外管就会抱紧内管，从而使得PP料的内管与PE料的外管之间具有较好的连接力，不容易发生分离。
进一步优选，缠绕单元经共挤复合后直接进行螺旋缠绕并搭接，搭接缠绕后进行冷却定型。内管与PE共挤复合后直接进行缠绕，不进行冷却定型，此时外管具有较高的温度，该温度能传递给内管，使得内管软化弯曲，便于缠绕，同时内管对外管进行降温，便于外管冷却定型，而且共挤复合后直接进行缠绕搭接，此时搭接边仍处于熔融状态，在缠绕机上进行搭接时，不需要加热，节省能源，如果搭接强度满足要求，也不用填充融胶，又能节省融胶材料。
进一步优选，内管为PP冷却定型管，与PE共挤复合之前预先进行加热，加热最高温度内管外表面为85℃。这是一种方案，直接采用冷却定型的PP管作为内管，只是在共挤复合之前进行预热，方便与热融的PE料复合，同时避免PE预冷马上成型而失去粘结力，也是为了避免内管与外管之间的温差过大，影响最终缠绕定型。
进一步优选，内管的长度为缠绕管环状凸起的周向总长度，缠绕管的端部形成纯PE的管体，内管的两端位置均在缠绕管的首尾位置由PE封闭。由于内管采用的成品管，因此具有一定的长度，此时根据缠绕管的长度及口径计算出合适的周向总长度，再确定内管的长度，这样内管缠绕完了也就是缠绕管的长度，此时可以继续共挤复合，只是此时的缠绕管部位为纯PE的管体，同时内管的两端也被PE料封闭，避免多余的湿气进入到内管内。
进一步优选，内管为PP现场制成，与PE共挤复合之前进行冷却定型，冷却温度至内管外表面低于85℃。这是另一种方案，此种方案可以不限缠绕管的长度，内管是由PP现场制成，只是制成后要经冷区定型，避免与热融的PE共挤复合后两者的收缩率不同造成粘结强度下降。
进一步优选，缠绕单元螺旋缠绕时，相邻搭接边相互重叠并挤压成一体。
进一步优选，相邻搭接边相互重叠部位填充熔融胶。
进一步优选，相邻搭接边相互重叠时相对的面上设置有凹凸面，相互重叠时，凹凸面的凹位置与凸位置相对应。通过凹凸面的设置，使得搭接边搭接后具有较强的轴向抗力，避免在搭接部位形成薄弱点。
进一步优选，内管的横截面为圆角的三角形状，或者是圆角的梯形状，或者是圆角的方形状，或者是拱形状。
进一步优选，所述的拱形包括底部的直边、两侧的直边及顶部的外凸的弧边，两侧的直边相对底部的直边为垂直状，或者两侧的直边与底部的直边呈锐角状。
进一步优选，内管的管体上设置有间隔分布的凹部，凹部为内管在共挤复合之前由外周带有凸部的挤压轮旋转挤压而成。凹部设置后与PE共挤复合时会在外管内壁形成凸的结构，从而增强外管与内管在轴线上的分离抗力。
进一步优选，挤压轮的线速度与内管共挤复合的前进速度相同，挤压轮布置在内管的侧边，挤压轮的转动轴线与内管的轴线相垂直。
进一步优选，凹部在内管管体的周向上为间断式，凹部与内管的轴线相垂直，凹部的分布方向沿着内管的轴线方向。
本发明的有益效果是：缠绕管包括光滑内壁及螺旋环状凸起，螺旋环状凸起为中空结构，这样在缠绕管的外表形成凸起的波纹，从而使得缠绕管具有良好的管土同体作用，中空结构可以节省材料，降低缠绕管重量和成本；缠绕管由缠绕单元螺旋缠绕并搭接而成，适合现有的缠绕机上生产，无需更改缠绕设备；缠绕单元具有两个管，分别是内管和包覆并抱紧内管的外管，内管采用PP制成，外管采用PE制成，由PE包覆PP，这样PE料的外管可以对PP料的内管进行保护，避免紫外线对PP管的伤害，从而延长缠绕管的使用寿命，同时PP制成的内管又具有比PE料的管更好的强度，且又降低成本；内管与外管是以共挤复合的方式制成，但是又区别于现有的共挤，内管在共挤复合之前已经成型，且共挤复合之前的温度低于熔融温度，此时再在内管的外表共挤复合PE，这样共挤复合后外管的收缩率会大于内管的收缩率，而且共挤复合当时，外管是包紧内管的，最后冷却定型时，外管的收缩率大于内管的收缩率，外管就会抱紧内管，从而使得PP料的内管与PE料的外管之间具有较好的连接力，不容易发生分离。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图；
图2是本发明一种成型结构示意图；
图3是本发明一种成型路线示意图；
图4是本发明第二种成型路线示意图；
图5是本发明第二种缠绕单元截面形状示意图；
图6是本发明第三种缠绕单元截面形状示意图；
图中：1、外管，2、内管，3、中空腔，4、内壁，5、PE注塑机，6、成型模具，7、缠绕单元，8、缠绕机，9、搭接边，10、凹凸面,11、两侧的直边，12、底部的直边，13、顶部的外凸的弧边。
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1：一种双塑增强复合缠绕管（参见图1），缠绕管具有光滑内壁4及带有中空结构的螺旋环状凸起，缠绕管由带中空腔3的缠绕单元7螺旋缠绕并在相邻侧边搭接而成，缠绕单元包括PP制成的周向封闭内管2和PE制成的周向封闭外管1，外管的两侧具有搭接边9，缠绕单元是由内管以低于熔融温度的状态与熔融状态的PE经共挤复合而成，外管以包覆的方式抱紧内管，螺旋缠绕后外管相邻侧边搭接形成光滑内壁，内管所在部位形成带有中空结构的螺旋环状凸起。
内管的横截面为圆角的三角形状，缠绕单元螺旋缠绕时，相邻搭接边相互重叠并挤压成一体，挤压采用挤压轮，缠绕单元边在缠绕机8上边螺旋缠绕，并由挤压轮挤压搭接部位。
内管的横截面可以是多种形状，本实施例为圆角的三角形状。也可以是如图5所示，内管的横截面是拱形状，拱形包括底部的直边12、两侧的直边11及顶部的外凸的弧边13，两侧的直边相对底部的直边为垂直状，或者两侧的直边与底部的直边呈锐角状。
内管的横截面也可以是圆角的梯形状，比如图6。
缠绕单元经共挤复合成型后直接进行螺旋缠绕并搭接，搭接缠绕后进行冷却定型（参见图2）。
如图4所示，缠绕管的成型工艺包括：内管预热、在成型模具6上与外管共挤复合形成缠绕单元、缠绕单元螺旋缠绕在缠绕机上、边缠绕边搭接、最后进行冷却定型，本实施例中，内管为PP冷却定型管，在成型模具6处与PE注塑机5挤出的PE料进行复合，与PE共挤复合之前预先进行加热，一般加热到内管外表面温度为70-85℃，比如加热到内管外表面温度为80℃。共挤复合后形成缠绕单元7直接缠绕到缠绕机8上进行螺旋缠绕，缠绕管最终冷却定型采用喷水冷却，或者直接内外风冷。
当然也可以采用另一种成型工艺，比如图3所示，包括内管成型、内管冷却定型、与外管共挤复合、螺旋缠绕、搭接、冷却定型，内管为PP现场制成，这样可以不限制缠绕管长度，内管成型后经冷却定型，在共挤模具内与PE注塑机挤出的PE共挤复合，内管的冷却温度一般控制在内管外表面65-85℃，比如70℃。共挤复合后形成缠绕单元7直接缠绕到缠绕机8上进行螺旋缠绕，缠绕管最终冷却定型采用喷水冷却，或者直接内外风冷。
实施例2：一种双塑增强复合缠绕管，与实施例1不同之处在于内管的管体上间隔分布有内凹的凹部，凹部为长条状，凹部的长度方向沿着内管的周向方向并与内管的轴线相垂直，凹部的分布方向沿着内管的轴线方向，凹部为等间距分布。凹部为内管在共挤复合之前由外周带有凸部的挤压轮旋转挤压而成。挤压轮的线速度与内管共挤复合的前进速度相同，挤压轮布置在内管的侧边，挤压轮的转动轴线与内管的轴线相垂直。本实施例中内管横截面为带圆角的三角形，挤压轮为两个，分别垂直布置于内管两侧面的外侧，挤压轮的圆周面与内管的两外侧面相贴合。内管为PP成型管，则挤压轮布置在内管加热之后，经过挤压轮挤压形成凹部后再进行共挤复合形成缠绕单元，PE料的外管在内管凹部处的的厚度大，外管的外表的截面形状始终相同。
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 (10)

1.一种双塑增强复合缠绕管，其特征在于缠绕管具有光滑内壁及带有中空结构的螺旋环状凸起，缠绕管由带中空腔的缠绕单元螺旋缠绕并在相邻侧边搭接而成，缠绕单元包括PP制成的周向封闭内管和PE制成的周向封闭外管，外管的两侧具有搭接边，缠绕单元是由周向封闭内管以低于熔融温度的状态与熔融状态的PE经共挤复合而成，外管以包覆的方式抱紧内管。
2.根据权利要求1所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于缠绕单元经共挤复合后直接进行螺旋缠绕并搭接，搭接缠绕后进行冷却定型。
3.根据权利要求1或2所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于内管为PP冷却定型管，与PE共挤复合之前预先进行加热，加热最高温度内管外表面为85℃。
4.根据权利要求3所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于内管的长度为缠绕管环状凸起的周向总长度，缠绕管的端部形成纯PE的管体，内管的两端位置均在缠绕管的首尾位置由PE封闭。
5.根据权利要求1或2所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于内管为PP现场制成，与PE共挤复合之前进行冷却定型，冷却温度至内管外表面低于85℃。
6.根据权利要求1或2所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于缠绕单元螺旋缠绕时，相邻搭接边相互重叠并挤压成一体。
7.根据权利要求6所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于相邻搭接边相互重叠部位填充熔融胶。
8.根据权利要求6所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于相邻搭接边相互重叠时相对的面上设置有凹凸面，相互重叠时，凹凸面的凹位置与凸位置相对应。
9.根据权利要求1或2所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于内管的横截面为圆角的三角形状，或者是圆角的梯形状，或者是圆角的方形状，或者是拱形状。
10.根据权利要求9所述的双塑增强复合缠绕管，其特征在于所述的拱形包括底部的直边、两侧的直边及顶部的外凸的弧边，两侧的直边相对底部的直边为垂直状，或者两侧的直边与底部的直边呈锐角状。
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