CN111810733A - 一种增强聚乙烯缠绕复合管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强聚乙烯缠绕复合管，包括由带材螺旋缠绕重叠粘结而成的管体、螺旋缠绕粘结在管体外表呈螺旋状突起的中空加强结构，带材螺旋缠绕成管体后于管体外表形成凹部，中空加强结构包括中空加强主体及中空加强主体侧边延伸而成的夹片，中空加强结构重叠于带材重叠部位上并形成多层交错重叠粘结结构，带材螺旋缠绕时形成的内接边和外接边均处于中空加强结构的宽度之内。带材螺旋缠绕成型管体后，夹片与带材呈多层重叠粘结结构，而且加强结构通过夹片与带材形成多层交错重叠结构，从而提高粘结部位的强度，同时形成多重轴向作用力合力，分散复合管轴向作用力，提高复合管的安全系数。
Description
技术领域
本发明属于管道领域，尤其涉及一种增强聚乙烯缠绕复合管。
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、韧性好和施工快等特点，被应用来替代混凝土管和铸铁管。
为了提高生产效率，简化成型工艺，降低生产成本，现在的波纹管多是采用缠绕成型结构，管体是缠绕成型，环状结构也是缠绕成型。
但是缠绕成型过程中，从波纹管的强度考虑，重叠缠绕粘结比对接缠绕粘结强度高，但是不管如何，螺旋缠绕还是存在粘结部位，因此如何提高粘结部位的强度，是复合管成型要考虑的一个重要因素。
发明内容
本发明提供了一种增强聚乙烯缠绕复合管，作为外表波纹的加强结构侧边延伸出夹片，带材螺旋缠绕成型管体后，夹片与带材呈多层重叠粘结结构，而且加强结构通过夹片与带材形成多层交错重叠结构，从而提高粘结部位的强度，同时形成多重轴向作用力合力，分散复合管轴向作用力，提高复合管的安全系数。
本发明的具体技术方案为：一种增强聚乙烯缠绕复合管，包括由带材螺旋缠绕重叠粘结而成的管体、螺旋缠绕粘结在管体外表呈螺旋状突起的中空加强结构，带材螺旋缠绕成管体后于管体外表形成凹部，中空加强结构包括中空加强主体及中空加强主体侧边延伸而成的夹片，中空加强结构重叠于带材重叠部位上并形成多层交错重叠粘结结构，带材螺旋缠绕时形成的内接边和外接边均处于中空加强结构的宽度之内。
管体是由带材螺旋缠绕并重叠粘结而成，中空加强结构叠压在带材重叠部位，这样复合管于中空加强结构所在位置形成多层交错相重叠的结构，对于带材重叠粘结部位形成双向作用力，从而减少带材重叠粘结部位受到的轴向作用，粘结更加可靠稳定；带材螺旋缠绕重叠粘结成管体后，管体外表形成有凹部，该凹部是带材缠绕时形成，中空加强结构螺旋缠绕时封闭凹部形成空槽，空槽提供复合管变形的容纳空间，使得复合管在冷却过程中可以向着空槽部位变形，而该方向的变形不影响复合管内部形状，同时也不会削弱复合管强度；中空加强结构在中空加强主体的侧边延伸出夹片，螺旋缠绕时，中空加强主体重叠于带材重叠部位处，或者夹片重叠于带材重叠部位处；内接边和外接边表示带材螺旋缠绕时相邻带材侧边对接形成，内接边处于管体内表面，外接边处于管体外表面，内接边和外接边均处于中空加强结构的宽度之内，也就是内接边和外接边均由中空加强结构压紧和保护。
作为优选方案，带材为片状结构，带材的两侧设置有上搭接边和下搭接边，上搭接边和下搭接边为互补的阶梯结构；上搭接边的宽度小于下搭接边的宽度，上搭接边重叠于下搭接边上，下搭接边宽度大于上搭接边宽度的部位形成管体外表的凹部。带材具有上搭接边和下搭接边，螺旋缠绕时上搭接边与下搭接边相重叠粘结，粘结面处于轴向圆周面上，中空加强结构与管体的重叠粘结面同样处于轴向圆周面上，与复合管的轴向抗力处于同一方向上，提高复合管的轴向抗力。
作为优选方案，所述的内接边处于中空加强主体外的夹片下方，管体外的凹部的宽度小于或等于中空加强主体的宽度。内接边处于夹片下方，凹部的宽度小于或等于中空加强主体的宽度，也就是说外接边处于靠近中空加强主体的侧边或者中空加强主体下方，使得带材重叠粘结在轴向上的长度增加，提高管体整体的强度。
作为优选方案，中空加强结构螺旋缠绕粘结于管体外并封闭凹部形成空槽，空槽内螺旋缠绕有钢带；钢带为平板状结构，平板状钢带的平面与凹部底贴合设置；或者钢带为波纹状结构，波纹的起伏方向沿着复合管的轴线方向。中空加强结构封闭凹部形成空槽，同时在空槽内缠绕钢带，从而提高复合管的环刚度；钢带的螺旋缠绕位置处于管体的外表位置，相当于对管体起到束缚作用，提高管体的安全稳定性。
作为优选方案，所述的夹片的宽度为复合管外表相邻波峰之间的波谷底的宽度，前一圈中空加强结构的夹片与后一圈中空加强主体的侧边相对接粘结。
作为优选方案，所述的夹片的宽度大于复合管外表相邻波峰之间的波谷底的宽度，后一圈中空加强主体底部重叠并粘结于前一圈中空加强结构的夹片上。夹片的宽度大于波谷底的宽度，这样后一圈中空加强主体重叠于前一圈中空加强结构的夹片上和上搭接边上，此时中空加强体缠绕重叠的位置不是同一个圆周面，中空加强体在缠绕过程中会出现倾斜，而且这种倾斜正好可以补偿直线的中空加强结构在螺旋缠绕中产生的倾斜。
作为优选方案，带材的表面设置有粗糙部，中空加强结构的相应部位设置有粗糙部，中空加强结构螺旋缠绕于管体外时，粗糙部相互对应，中空加强结构遮住管体外露的粗糙部。粗糙部使得螺旋加强结构与管体之间的结合力加强。
作为优选方案，粗糙部表面为锯齿状结构，锯齿的齿顶沿着带材的长度方向延伸。
作为优选方案，中空加强主体采用内部PP内管、外部PE外层双层共挤而成的梯形结构，或者中空加强主体采用内部PE内层、中间PP内管、外部PE外层三层共挤而成的梯形结构；其中PP内管为周向封闭结构；所述的夹片为PE外层延伸而成。螺旋加强结构具有PP制成的PP内管，PP内管外部包覆，PE外层从而提高复合管的环刚度，同时能减少PE的使用量，降低成本。
作为优选方案，中空加强主体采用双PP内管，两PP内管均为直角梯形结构，两直角边相对并粘结。
本发明的有益效果是：1、管体是由带材螺旋缠绕并重叠粘结而成，中空加强结构叠压在带材重叠部位，这样复合管于中空加强结构所在位置形成多层交错相重叠的结构，对于带材重叠粘结部位形成双向作用力，从而减少带材重叠粘结部位受到的轴向作用，粘结更加可靠稳定；
2、带材螺旋缠绕重叠粘结成管体后，管体外表形成有凹部，该凹部是带材缠绕时形成，中空加强结构螺旋缠绕时封闭凹部形成空槽，空槽提供复合管变形的容纳空间，使得复合管在冷却过程中可以向着空槽部位变形，而该方向的变形不影响复合管内部形状，同时也不会削弱复合管强度；
3、中空加强结构在中空加强主体的侧边延伸出夹片，螺旋缠绕时，中空加强主体重叠于带材重叠部位处，或者夹片重叠于带材重叠部位处；内接边和外接边表示带材螺旋缠绕时相邻带材侧边对接形成，内接边处于管体内表面，外接边处于管体外表面，内接边和外接边均处于中空加强结构的宽度之内，也就是内接边和外接边均由中空加强结构压紧和保护。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图；
图3是本发明图2所示结构的分解示意图；
图4是本发明实施例3的结构示意图；
图5是发明实施例4的分解示意图；
图6是发明实施例5的分解示意图；
图7是本发明一种中空加强结构的结构示意图；
图8是本发明另一种中空加强结构的结构示意图；
图中：1、中空加强结构，2、管体，3、夹片，4、内接边，5、上搭接边，6、带材，7、下搭接边，8、空槽，9、粗糙部，10、钢带，11、PE外层，12、PP内管，13、PE内层，14、直角边。
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：
如图1所示，一种增强聚乙烯缠绕复合管，包括由带材6螺旋缠绕重叠粘结而成的管体2、螺旋缠绕粘结在管体外表呈螺旋状突起的中空加强结构1，带材螺旋缠绕成管体后于管体外表形成凹部。中空加强结构包括中空加强主体及中空加强主体侧边延伸而成的夹片3，中空加强结构重叠于带材重叠部位上并形成多层交错重叠粘结结构，带材螺旋缠绕时形成的内接边4和外接边均处于中空加强结构的宽度之内。
带材为片状结构，带材的两侧设置有上搭接边5和下搭接边7，上搭接边和下搭接边为互补的阶梯结构，上搭接边的厚度和下搭接边的厚度相等，且均稍小于带材厚度的1/2，上搭接边重叠于下搭接边上并粘结，重叠之后的厚度与带材厚度相等。粘结面处于轴向圆周面上，中空加强结构与管体的重叠粘结面同样处于轴向圆周面上，与复合管的轴向抗力处于同一方向上。上搭接边的宽度小于下搭接边的宽度，上搭接边重叠于下搭接边上，下搭接边的宽度小于中空加强结构的款大怒，下搭接边的宽度大于中空加强主体的宽度，下搭接边宽度大于上搭接边宽度的部位形成管体外表的凹部。带材螺旋缠绕成型后，内接边处于夹片下方。
凹部的宽度与中空加强主体的宽度相等，中空加强结构螺旋缠绕于管体外，中空加强主体正好重叠于凹部处，上搭接边的侧边与对应中空加强主体的侧边相粘结，夹片重叠于上搭接边上，夹片、上搭接边和下搭接边形成三层交错重叠粘结结构。
夹片的宽度为复合管外表两相邻波峰之间波谷底部的轴向长度，前一圈中空加强结构的夹片与后一圈中空加强主体的侧边相对接粘结，夹片的宽度大于上搭接边的宽度，夹片的底面与中空加强主体外底面不平齐，两底面之间具有一个高度差，该高度差为上搭接边的厚度。
中空加强结构整体采用PE挤出成型，中空加强主体呈梯形结构，内部具有周向封闭的横截面为梯形的中空腔。
或者中空加强主体采用内部PP内管12、外部PE外层11双层共挤而成的梯形结构，夹片由PE外层侧边延伸而成。
实施例2：
如图2图3所示，一种增强聚乙烯缠绕复合管，与实施例1不同之处在于：凹部的宽度小于中空加强主体的宽度，中空加强结构缠绕于管体外时，中空加强主体封闭凹部形成空槽8，中空加强结构的夹片重叠于上搭接边上。夹片的底面与中空加强主体的底面相平齐，中空加强主体底面的两侧分别重叠于前一圈带材的中间外表和后以圈带材的上搭接边外表。其余结构参照实施例1。
实施例3：
如图4所示，一种强聚乙烯缠绕复合管，与实施例2的不同之处在于：夹片的宽度大于复合管外表两相邻波峰之间波谷底部的轴向长度，后一圈中空加强主体底部重叠并粘结于前一圈中空加强结构的夹片上，中空加强主体底部左侧重叠于带材及夹片重叠粘结的部位上、右侧重叠于带材上搭接边和下搭接边重叠粘结的部位上，这样，相当于中空加强主体的左侧比右侧高一个夹片的厚度，这个高度差就给中空加强结构在螺旋缠绕时的倾斜适当作了修整，也就是说中空加强结构螺旋缠绕之后被修正呈正立状。其余结构参照实施例2。
实施例4：
如图5所示，一种强聚乙烯缠绕复合管，与实施例2的不同之处在于：带材的表面设置有粗糙部9，中空加强结构的相应部位设置有粗糙部，中空加强结构螺旋缠绕于管体外时，粗糙部相互对应，中空加强结构遮住管体外露的粗糙部。粗糙部表面为锯齿状结构，锯齿的齿顶沿着带材的长度方向延伸。本实施例中，中空加强结构的粗糙部处于中空加强主体底面的两侧位置，带材的粗糙部处于带材的上搭接边所在外表面的两侧位置。中空加强结构螺旋缠绕之后，粗糙部相互对应啮合之后正好处于凹部的两侧位置。其余结构参照实施例2。
实施例5：
如图6所示，一种强聚乙烯缠绕复合管，与实施例2的不同之处在于：中空加强结构螺旋缠绕粘结于管体外并封闭凹部形成空槽，空槽内螺旋缠绕有钢带10，钢带为平板状结构，平板状钢带的平面与凹部底贴合设置，或者钢带为波纹状结构，波纹的起伏方向沿着复合管的轴线方向。本实施例中，钢带的宽度与凹部的宽度相等，钢带的两侧与凹部的两侧边相抵接。钢带采用梯形波纹板，钢带的两侧垂直翻折，梯形波纹板整体高度与空槽的高度相等。带材螺旋缠绕重叠粘结后形成凹部，凹部内螺旋缠绕钢带11，最后由螺旋加强结构螺旋缠绕封闭凹部。其余结构参照实施例2。
实施例6：
如图7所示，一种强聚乙烯缠绕复合管，本实施例的中空加强结构采用三层共挤而成的梯形结构，包括内部PE内层13、中间PP内管12、外部PE外层11三层，其中PP内管为周向封闭结构。夹片由PE外层侧边延伸而成。
实施例7：
如图8所示，一种强聚乙烯缠绕复合管，本实施例的中空加强结构采用双PP内管结构，两PP内管均为直角梯形结构，两PP内管的直角边14相对并粘结。两PP内管外部为PE外层。
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)
1.一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，包括由带材（6）螺旋缠绕重叠粘结而成的管体（2）、螺旋缠绕粘结在管体外表呈螺旋状突起的中空加强结构（1），带材螺旋缠绕成管体后于管体外表形成凹部，中空加强结构包括中空加强主体及中空加强主体侧边延伸而成的夹片（3），中空加强结构重叠于带材重叠部位上并形成多层交错重叠粘结结构，带材螺旋缠绕时形成的内接边和外接边均处于中空加强结构的宽度之内。
2.根据权利要求1所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，带材为片状结构，带材的两侧设置有上搭接边（5）和下搭接边（7），上搭接边和下搭接边为互补的阶梯结构；上搭接边的宽度小于下搭接边的宽度，上搭接边重叠于下搭接边上，下搭接边宽度大于上搭接边宽度的部位形成管体外表的凹部。
3.根据权利要求1或2所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，所述的内接边处于中空加强主体外的夹片下方，管体外的凹部的宽度小于或等于中空加强主体的宽度。
4.根据权利要求3所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，中空加强结构螺旋缠绕粘结于管体外并封闭凹部形成空槽（8），空槽内螺旋缠绕有钢带（10）；钢带为平板状结构，平板状钢带的平面与凹部底贴合设置；或者钢带为波纹状结构，波纹的起伏方向沿着复合管的轴线方向。
5.根据权利要求1所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，所述的夹片的宽度为复合管外表相邻波峰之间的波谷底的宽度，前一圈中空加强结构的夹片与后一圈中空加强主体的侧边相对接粘结。
6.根据权利要求1所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，所述的夹片的宽度大于复合管外表相邻波峰之间的波谷底的宽度，后一圈中空加强主体底部重叠并粘结于前一圈中空加强结构的夹片上。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，带材的表面设置有粗糙部（9），中空加强结构的相应部位设置有粗糙部，中空加强结构螺旋缠绕于管体外时，粗糙部相互对应，中空加强结构遮住管体外露的粗糙部。
8.根据权利要求7所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，粗糙部表面为锯齿状结构，锯齿的齿顶沿着带材的长度方向延伸。
9.根据权利要求1或2或5或6所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，中空加强主体采用内部PP内管（12）、外部PE外层（11）双层共挤而成的梯形结构，或者中空加强主体采用内部PE内层（13）、中间PP内管、外部PE外层三层共挤而成的梯形结构；其中PP内管为周向封闭结构；所述的夹片为PE外层延伸而成。
10.根据权利要求1或2或5或6所述的一种增强聚乙烯缠绕复合管，其特征在于，中空加强主体采用双PP内管，两PP内管均为直角梯形结构，两直角边（14）相对并粘结。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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