CN111483162A - Hdpe高筋缠绕增强管的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，它采用矩形PP波纹管经熔融的HDPE料流包覆，形成矩形增强肋带，矩形增强肋带与熔融的HDPE平带在加热的钢制滚筒模具上热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管；本发明公开了矩形PP波纹管成型模具和矩形肋包覆模具；本发明具有高刚度、不开裂剥离、载流量大、环保无污染的优点。

Description

HDPE高筋缠绕增强管的制作方法

技术领域

本发明涉及一种HDPE高筋缠绕增强管的制作方法。

背景技术

现有的缠绕管，比如PP双高筋增强聚乙烯缠绕管，是在冷态的多个滚轴上缠绕成型，料带结合是在常温下填充熔料压合，由于滚轴间悬空，压合力不连续，断面上分子结构状态差异较大，存在明显的两个分界面，界面之间存在分层剥离趋势，管材在使用中存在泄漏隐患。由于PP双高筋增强聚乙烯缠绕管是冷缠绕制作完成，管材两端的尺寸一致，需另外二次加工承插接口或采用电熔带或热收缩套连接；二次加工的承插接头用焊接方式或使用热收缩套采取明火烧烤方式和管体连接，承插口材料、焊料、加工温度和管身材料特性都不同，结合处存在分界面，无可靠机械强度，容易分层剥离，存在泄漏隐患。并且，PP双高筋增强聚乙烯缠绕管因是冷缠绕连续生产，在搭接的位置会出现内表面凹凸不平，该搭接位置的拉伸强度是个薄弱点，不仅影响管内介质流速，载流量相对较小，还容易造成管体在使用时因外力冲击或装卸时造成断裂。

PP双高筋增强聚乙烯缠绕管冷却定型采用强制水冷方式，材料分子结晶不一致，残余应力大，管材脆性大韧性差，抗冲击轻度低。PP双高筋增强聚乙烯缠绕管的双高筋PP采取化学粘结剂粘合，粘结剂会挥发扩散到环境中，不符合环保要求。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，它采用矩形PP波纹管经熔融的HDPE料流包覆，形成矩形增强肋带，矩形增强肋带与熔融的HDPE平带在加热的钢制滚筒模具上热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管。它具有高刚度、不开裂剥离、载流量大、环保无污染的优点。

本发明是这样实现的，所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其步骤如下：

1)矩形PP波纹管生产：在设有矩形PP波纹管成型模具的设备上连续生产矩形PP波纹管，经过挤出、成型、冷却和收卷工序，将矩形PP波纹管打包成卷，码放储存备用；

2)缠绕成型：当生产HDPE高筋增强缠绕管时，将相应规格的矩形PP波纹管放置于生产线专用回转架上，回转架能保证矩形PP波纹管在弯曲状态下输送至HDPE肋管口模内；HDPE挤出机启动后，挤出两部分熔融的HDPE料流，一部分经过平口模形成平带，一部分经过设有矩形肋包覆模具的肋管口模包覆在矩形PP波纹管上，形成矩形增强肋管；通过对钢制滚筒模具进行加热，点测钢制滚筒模具温度，加热温度范围135℃-185℃，钢制滚筒模具加热完成后将平带和矩形增强肋管在熔融状态下输送到旋转的钢制滚筒模具上，台车搭载钢制滚筒模具做纵向移动，带动平带和矩形增强肋管同步缠绕在钢制滚筒模具表面，矩形增强肋管和平带热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管的管体结构；

3)冷却切削：缠绕成型结束后，钢制滚筒模具连同其上的管体转运至冷却切削工位进行风冷定型，当管体外表面温度至80－85℃时，开始对承插接口进行切削；切削完成后，当管体温度降至40-50℃时，关闭冷却风机，准备脱模；

4)脱模：通过脱模台将管体从钢制滚筒模具上拖出后输送到修形台上，将钢制滚筒模具移回缠绕工位，开始下一轮缠绕成型；

5)修形：在俢型台上修整管体的承插接口，沿切削刀痕切掉承插接口多余料带，刨平端面，修整承插接口端毛边、锐边及倒角，完成修型。

本发明所述矩形PP波纹管成型模具采用钢加工制造，根据矩形PP波纹管的规格，开出互为镜像的左模块和右模块，左模块和右模块合并为矩形贯通槽。所述矩形贯通槽内的槽面上间隔开出截面成梯形状的环槽。所述左模块和右模块的顶面均设有渐开线齿型；左模块和右模块的下部均设有限位台阶。

本发明所述矩形肋包覆模具由模芯、模套、过渡套A、过渡套B、成型内套、成型外套、压套顺序套设而成，所有部件同心配合；所述成型内套和成型外套外圆内方；模套上设有孔。

本发明的有益效果是，1.、本发明所述的HDPE高筋增强缠绕管及两端的承插接口是在预热的整体钢制滚筒模具上缠绕一体成型，料带间结合是在完全热融状态下压合，由于模具呈整体圆面，压合力高且均匀一致，断面上分子结构状态完全相同，不存在分界面，没有开裂剥离形象，完全杜绝了管材在使用中的泄漏隐患。2、HDPE高筋增强缠绕管所用矩形PP波纹管，是在生产中通过在圆形管料内通入一定压力的空气，将圆形管料吹涨贴合到模具内腔上，形成矩形PP波纹管，是同种材料一体成型。由于采用熔融的HDPE料流包覆单一的矩形PP波纹管，无需使用化学粘合剂，不存在环保问题。3、本发明所述矩形增强肋带采用波纹形状矩形PP管，高度较大时也能够弯曲回转，特别适合制造大口径高环刚度管材，因为管径超过1.2米的管材时，必须采用高度超过65mm的肋管。本发明所述HDPE高筋增强缠绕管具有高刚度、高韧性、不开裂剥离、载流量大、环保无污染的优点。

以下是本发明口径规格分别为1500mm、1000mm、600mm三种送检产品的检测报告，产品质量均符合GB/T19472.2-2017标准指标要求，体现了本发明的效果。

表一，口径规格为1500mm的HDPE高筋缠绕增强管检测报告：

HDPE高筋缠绕增强管检测报告(1500mm)

表二，口径规格为1000mm的HDPE高筋缠绕增强管检测报告：

HDPE高筋缠绕增强管检测报告(1000mm)

表三，口径规格为600mm的HDPE高筋缠绕增强管检测报告：

HDPE高筋缠绕增强管检测报告(600mm)

附图说明

图1为本发明所述矩形PP波纹管成型模具成型矩形PP波纹管示意图。

图2为本发明所述矩形PP波纹管成型模具分开示意图。

图3为本发明所述矩形肋包覆模具正面示意图。

图4为图3的分散示意图。

图5为本发明所述矩形肋包覆模具反面示意图。

图6为图5的分散示意图。

图7为本发明所述HDPE高筋缠绕增强管示意图。

图8为图7的剖面示意图。

图中：1.矩形PP波纹管，2.左模块，3.右模块，4.环槽，5.渐开线齿型，6.限位台阶，7.模芯，8.模套，9.过渡套A，10.过渡套B，11.成型内套，12.成型外套，13.压套，14.孔，15.HDPE高筋缠绕增强管，16.承口，17.矩形增强肋管，18.插口，19.矩形PP波纹管，20.HDPE包覆层。

具体实施方式

本发明所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，如图1－8所示，其步骤如下：

1、矩形PP波纹管生产：在设有矩形PP波纹管成型模具的设备上连续生产矩形PP波纹管，经过挤出、成型、冷却和收卷等工序，将矩形PP波纹管管打包成卷，码放储存备用。

2、缠绕成型：当生产HDPE高筋增强缠绕管时，将相应规格的矩形PP波纹管放置于生产线专用回转架上，回转架能保证矩形PP波纹管在弯曲状态下输送至HDPE肋管口模内；HDPE挤出机启动后，挤出两部分熔融的HDPE料流，一部分经过平口模形成平带，一部分经过设有矩形肋包覆模具的肋管口模包覆在矩形PP波纹管上，形成矩形增强肋管；通过天然气喷火头对钢制滚筒模具进行加热，用便携式点温计人工点测钢制滚筒模具温度，根据钢制滚筒模具直径大小不同，调整火头架“向前”或“向后”或调整天然气分气阀门压力大小，加热工作温度范围135℃-185℃(根据不同钢制滚筒模具型号而定)，钢制滚筒模具加热完成后将平带和矩形增强肋管在熔融状态下输送到旋转的钢制滚筒模具上，台车搭载钢制滚筒模具做纵向移动，带动平带和矩形增强肋管同步缠绕在钢制滚筒模具表面，矩形增强肋管和平带热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管的管体结构。

3、冷却切削：缠绕成型结束后，钢制滚筒模具连同其上的管体转运至冷却切削工位进行风冷定型，当管体表面硬化，管体外表面温度达80－85℃时，开始对承插接口进行切削，即调整切削装置位置及铣刀位置进行承插接口切削，切削完成后，当管体承插接口温度降至40-50℃时关闭冷却风机，准备脱模。

4、脱模：通过脱模台将管体从钢制滚筒模具上拖出后输送到修形台上，将钢制滚筒模具移回缠绕工位，开始下一轮缠绕成型。

5、修形：在俢型台上修整管体的承插接口，开启修型辊架转动开关(或脚踏开关)，转动修型辊架；用电动马刀锯沿切削刀痕切掉承、插接口多余料带，然后用电刨子刨平端面，并用曲面刮刀刮平或电刨子刨平插口末端凸起部分，用直面刮刀修整承、插接口端毛边、锐边及倒角，完成修型。

本发明所述钢制滚筒模具两端自带承插接口，可根据客户需求提供电熔连接或胶圈连接等多种连接方式。图7中标有HDPE高筋缠绕增强管15，承口16，矩形增强肋管17，插口18。图8剖面图中标有矩形PP波纹管19，HDPE包覆层20。

如图1、2所示，本发明所述矩形PP波纹管成型模具采用轴承钢加工制造，根据矩形PP波纹管1的规格，开出互为镜像的左模块2和右模块3，左模块1和右模块2合并为矩形贯通槽。所述矩形贯通槽内的槽面上间隔开出截面成梯形状的环槽4。所述左模块2和右模块3的顶面均设有渐开线齿型5；用于驱动模块运动，左模块2和右模块3的下部均设有限位台阶6，用于模块对分离后回转复位。

本发明所述矩形PP波纹管成型的原理：挤出机挤出PP热态熔融圆形管料，圆形管料进入矩形PP管成型模具腔体内，在圆形管料内通入一定压力的空气，将圆形管料吹涨贴合到模具内腔上，形成矩形PP波纹管；矩形PP波纹管成型模具向前移动，形成连续的矩形PP波纹管，同时对模具进行水冷降温，模具前行一定距离后左模块和右模块分离，以滑道回转复位循环运行，冷却定型的矩形PP波纹管从中脱出，收卷打包。

如图3、4、5、6所示，本发明所述矩形肋包覆模具由模芯7、模套8、过渡套A 9、过渡套B 10、成型内套11、成型外套12、压套13顺序套设而成，所有部件同心配合；所述成型内套11和成型外套12外圆内方；模套8上设有孔14。按矩形肋管规格设计方孔尺寸；其它圆形部件尺寸不变。

矩形肋成型原理：挤出机挤出热态熔融HDPE料，熔料进入矩形肋包覆模具腔体内，沿模具腔体缝隙分流扩散，最后经成型内套和成型外套之间的矩形缝隙中挤出，矩形PP波纹管从成型内套的内孔中匀速穿出，HDPE熔料包覆在矩形PP波纹管上，形成一定厚度HDPE矩形肋管，HDPE矩形肋管在矩形PP波纹管的带动下，输送至加热的钢制滚筒模具上与热熔平带热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管的管体结构。

本发明所述HDPE高筋增强缠绕管冷却定型采用自然风冷，材料分子结晶均勻一致，残余应力完全释放，管材强度高韧性较好，抗冲击强度高。HDPE高筋增强缠绕管的整体钢制滚筒模具有效长度6米，模具自带承插接口。生产时通过高温加热，承插口和管身一体成型，结合状态与管身料带之间的结合状态完全相同，不存在分层剥离可能性。6米长度无论从生产效率、物流运输经济效益都最为合理。HDPE高筋增强缠绕管的管内表面光滑平整，对介质流动阻碍小，载流量大。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其特征在于步骤如下：

1)矩形PP波纹管生产：在设有矩形PP波纹管成型模具的设备上连续生产矩形PP波纹管，经过挤出、成型、冷却和收卷工序，将矩形PP波纹管打包成卷，码放储存备用；

2)缠绕成型：当生产HDPE高筋增强缠绕管时，将相应规格的矩形PP波纹管放置于生产线专用回转架上，回转架能保证矩形PP波纹管在弯曲状态下输送至HDPE肋管口模内；HDPE挤出机启动后，挤出两部分熔融的HDPE料流，一部分经过平口模形成平带，一部分经过设有矩形肋包覆模具的肋管口模包覆在矩形PP波纹管上，形成矩形增强肋管；通过对钢制滚筒模具进行加热，点测钢制滚筒模具温度，加热温度范围135℃-185℃，钢制滚筒模具加热完成后将平带和矩形增强肋管在熔融状态下输送到旋转的钢制滚筒模具上，台车搭载钢制滚筒模具做纵向移动，带动平带和矩形增强肋管同步缠绕在钢制滚筒模具表面，矩形增强肋管和平带热熔在一起，形成内表面光滑、外壁呈螺旋状并带有一体成型的承插接口的矩形增强肋缠绕管的管体结构；

3)冷却切削：缠绕成型结束后，钢制滚筒模具连同其上的管体转运至冷却切削工位进行风冷定型，当管体外表面温度至80－85℃时，开始对承插接口进行切削；切削完成后，当管体温度降至40-50℃时，关闭冷却风机，准备脱模；

4)脱模：通过脱模台将管体从钢制滚筒模具上拖出后输送到修形台上，将钢制滚筒模具移回缠绕工位，开始下一轮缠绕成型；

5)修形：在俢型台上修整管体的承插接口，沿切削刀痕切掉承插接口多余料带，刨平端面，修整承插接口端毛边、锐边及倒角，完成修形。

2.根据权利要求1所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其特征在于：所述矩形PP波纹管成型模具采用钢加工制造，根据矩形PP波纹管(1)的规格，开出互为镜像的左模块(2)和右模块(3)，左模块(2)和右模块(3)合并为矩形贯通槽。

3.根据权利要求2所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其特征在于：所述矩形贯通槽内的槽面上间隔开出截面成梯形状的环槽(4)。

4.根据权利要求2或3所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其特征在于：所述左模块(2)和右模块(3)的顶面均设有渐开线齿型(5)；左模块(2)和右模块(3)的下部均设有限位台阶(6)。

5.根据权利要求1所述HDPE高筋缠绕增强管的制作方法，其特征在于：所述矩形肋包覆模具由模芯(7)、模套(8)、过渡套A(9)、过渡套B(10)、成型内套(11)、成型外套(12)、压套(13)顺序套设而成，所有部件同心配合；所述成型内套(11)和成型外套(12)外圆内方；模套上设有孔(14)。

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