CN112212084A - 一种frpe双塑中空壁复合缠绕管及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及缠绕管加工领域，目的在于提供一种具有更佳的冲击韧性、强度和环刚度，同时具有较低成本等优点的FRPE双塑中空壁复合缠绕管以及制备工艺。采用的技术方案为：一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管，包括缠绕管本体，所述缠绕管本体外包覆有增强层，所述增强层由以下质量份数比的原料制成的增强塑料：HDPE 65～80份，粘接树脂5～10份，EBS 3～5份，增塑剂POE 3～5份，光亮剂2～5份，抗氧化剂1～3份，PE100N 1～3份。

Description

一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管及其制备工艺
技术领域
本发明涉及缠绕管领域，具体涉及一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管其制备工艺。
背景技术
中空壁缠绕管是以聚乙烯(HDPE)为材料，采用挤出工艺在热熔状态下缠绕成型，同时熔接成的管道，具有良好的密封性、便捷性以及安全性，可应用于水力工程、市政工程、建筑工程等多个领域的排水系统中。
中空壁缠绕管的制备工艺包括热熔、挤出、成型、缠绕和切割等多个环节，在缠绕环节过程中存在着以下问题：由于原材料不稳定、粘接料的温度因环境温度改变、不同的工人机械操作等因素的影响，会造成粘接处容易脱落，使管材成弹簧形状，在使用过程中易出现产品断裂的问题。其次在切割环节，切割管材的效率相对较低，成品管材的加工效率还有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管，具有更佳的冲击韧性、强度和环刚度，同时具有较低成本的优点。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管，包括缠绕管本体，所述缠绕管本体外包覆有增强层，所述增强层由以下质量份数比的原料制成的增强塑料：
HDPE 65～80份，粘接树脂5～10份，EBS 3～5份，增塑剂POE 3～5份，光亮剂2～5份，抗氧化剂1～3份，PE100N 1～3份。
一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，包括以下工艺步骤：
S1：熔融挤出：利用第一挤出机将缠绕管本体的原料进行加热充分融化并挤出第一融化料；利用第二挤出机将增强层的原料进行加热充分融化并挤出第二融化料；
S2：成型：利用第一真空成型模具将第一融化料定型成空心塑料异型矩管，利用第二真空成型模具将第二融化料定型成增强带；
S3：冷却：对空心塑料异型矩管和增强带进行冷却；
S4：缠绕：利用缠绕成型机将冷却后的空心塑料异型矩管缠绕在模具上熔接成管，连续缠绕成缠绕管本体，同时将增强带缠绕在缠绕管本体，得到复合缠绕管。
S5：切割：利用切割机自动对复合缠绕管按设定的长度值进行切割。
优选的，所述步骤S5的切割机包括设置在复合缠绕管下方的安装台，位于复合缠绕管两侧的安装台上均设有电机，所述电机的驱动端传动连接有切割机构，并在缠绕成型机和切割机之间设有使切割机构与复合缠绕管同步移动的同步驱动机构。
优选的，所述切割机构包括设置在安装台上的支架，所述支架上设有呈空心结构的转动轴，所述转动轴的一端与电机传动相连，所述转动轴上套设有滑套，所述滑套上安装有切割盘，并在所述转动轴上设有沿转动轴径向贯穿的条形孔，所述条形孔内沿转动轴径向穿设有限位板，所述限位板的两端均与滑套的内壁固定相连；所述转动轴内穿设有一根连接轴，所述连接轴的一端与限位板固定相连，所述连接轴的另一端穿出转动轴并通过旋转件连接有连接杆，所述连接杆与同步驱动机构相连。
优选的，所述同步驱动机构包括套设在复合缠绕管外的安装套，所述安装套的下方设置有支撑架，所述安装套外沿径向设有一对支撑块，所述支撑块放置在支撑架的横杆上，所述横杆的上表面沿长度方向设有滑槽，并在支撑块的下表面设有滑轮，所述滑轮卡设在滑槽内并构成滑动配合，所述支撑块上均连接有推杆，所述推杆与连接杆相连；所述安装套内设有用于卡紧或松开复合缠绕管卡紧组件，并在支撑架上设有控制安装套复位的弹性件。
优选的，所述卡紧组件包括穿设在安装套内部的定位套，所述定位套与安装套构成旋转配合结构，所述定位套沿周向设有多个安装孔，所述安装孔内穿设有第一弧形板，所述第一弧形板靠近安装套内壁的一侧通过连接板连接有第二弧形板，所述第二弧形板的宽度大于安装孔的宽度，所述第二弧形板的边沿处设有多个导向沉孔，所述导向沉孔内均穿设有T形导向杆，所述T形导向杆的杆体端部与定位套的外壁固定相连，所述第二弧形板与定位套之间的T形导向杆的杆体上设有弹簧；
所述第二弧形板为磁性板，并在安装套的周向上设有多个电磁铁，所述电磁铁产生的磁场的极性与第二弧形板的靠近安装套内壁侧的极性相同。
优选的，所述第一弧形板靠近定位套一侧的壁面上设有橡胶垫。
优选的，所述弹性件为气弹簧，所述弹性件安装在靠近切割机构一侧的支撑架上，所述气弹簧的伸缩端与支撑块相连。
优选的，所述推杆呈Z字形结构，所述推杆的其中一横向段的端部与支撑块固定相连，另一横向段上设有条形的滑孔，所述滑孔内穿设有呈工字形的滑块，所述滑块与滑孔构成滑动配合，所述滑块与连接杆固定相连。
本发明的有益效果集中体现在：本发明的FRPE双塑中空壁复合缠绕管在现有的中空壁缠绕管产品基础上，在中空壁缠绕管上包覆一层增强塑料，提高了缠绕管的冲击韧性、强度和环刚度。并且，在相同规格、相同性能要求的产品下，本发明的复合缠绕管可减少现有的中空璧缠绕管的结构高度，可节约原材料；同时还可降低原材料的使用等级，这样既可降低了生产成本，又满足了客户的市场需求，达到了节能增效的双赢目的。
附图说明
图1是本发明复合缠绕管结构示意图；
图2是本发明复合缠绕管工艺流程图；
图3是本发明复合缠绕管切割流程的整体结构示意图；
图4是图3所示结构中A部放大图；
图5是本发明切割机构的结构示意图；
图6是本发明同步驱动机构的结构示意图；
图7是本发明安装套径向截面示意图；
图8是图7所示结构中B部放大图；
附图标记：1、复合缠绕管；01、缠绕管本体；02、增强层；2、安装台；3、电机；4、支架；5、转动轴；6、滑套；7、切割盘；8、条形孔；9、限位板；10、连接轴；11、连接杆；12、旋转件；13、安装套；14、支撑架；15、支撑块；16、滑槽；17、滑轮；18、推杆；19、弹性件；20、定位套；21、安装孔；22、第一弧形板；23、连接板；24、第二弧形板；25、导向沉孔；26、T形导向杆；27、弹簧；28、电磁铁；29、橡胶垫；30、滑孔；31、滑块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管1，包括缠绕管本体01，所述缠绕管本体01外包覆有增强层02，所述增强层02由以下质量份数比的原料制成的增强塑料：
HDPE(高密度聚乙烯)65～80份，粘接树脂5～10份，EBS(分散剂)3～5份，增塑剂POE 3～5份，光亮剂2～5份，抗氧化剂1～3份，PE100N 1～3份。
在本实施例中所述增强层02优选的质量份数比为：HDPE 75份，粘接树脂10份，EBS4份，增塑剂POE 4份，光亮剂3份，抗氧化剂2份，PE100N 2份。
进一步的，如图2所示，一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管1的制备工艺，包括以下工艺步骤：
S1：熔融挤出：利用第一挤出机将缠绕管本体01的原料进行加热充分融化并挤出第一融化料；利用第二挤出机将增强层02的原料进行加热充分融化并挤出第二融化料；
S2：成型：利用第一真空成型模具将第一融化料定型成空心塑料异型矩管，利用第二真空成型模具将第二融化料定型成增强带；
S3：冷却：对空心塑料异型矩管和增强带进行冷却；
S4：缠绕：利用缠绕成型机将冷却后的空心塑料异型矩管缠绕在模具上熔接成管，连续缠绕成缠绕管本体01，同时将增强带缠绕在缠绕管本体01，得到复合缠绕管1。
S5：切割：利用切割机自动对复合缠绕管1按设定的长度值进行切割。
经步骤S4得到的复合缠绕管1能解决现有的中空壁缠绕管粘接处因粘接不牢，产品易断裂的问题，并且复合缠绕管1提高了缠绕管本体01的冲击韧性、强度和环刚度，复合缠绕管1比普通中空壁缠绕管的冲击韧性和强度要高80％的性能；本复合缠绕管1的环刚度SN≧8KN/m2，安装深度深，产品预埋回填不变形，不断裂；同时还可保护管子回填时因尖角异物损坏管壁，避免造成管子漏水。
进一步的，在复合缠绕管1的切割流程中，通常需要将缠绕成型机停下来后才能进行切割步骤，会影响复合缠绕管1的加工效率，为解决这一问题，通常使切割机随着复合缠绕管1一起同步运动，但是由于复合缠绕管1的运动速度不是完全处于匀速状态，因此控制难度相对较高，不便于实施。
对此，如图3-8所示，本实施例中所述步骤S5的切割机包括设置在复合缠绕管1下方的安装台2，位于复合缠绕管1两侧的安装台2上均设有电机3，所述电机3的驱动端传动连接有切割机构，也就是在复合缠绕管1的两侧进行同时切割，在本实施例安装台2可以搭载电机3和切割机构向复合缠绕管1靠拢移动，并在缠绕成型机和切割机之间设有使切割机构与复合缠绕管1同步移动的同步驱动机构，利用同步驱动机构使切割机构随着复合缠绕管1一起同步运动，且该同步驱动机构，不会受复合管的运动状态的影响。
具体的，所述切割机构包括设置在安装台2上的支架4，支架4设置在安装台2的宽度方向上，所述支架4上设有呈空心结构的转动轴5，转动轴5通过轴承座安装在支架4上，所述转动轴5的一端与电机3传动相连，在此可采用链轮的方式相连，也可采用齿轮的方式相连，根据实际的需求进行选择，所述转动轴5上套设有滑套6，所述滑套6上安装有切割盘7，并在所述转动轴5上设有沿转动轴5径向贯穿的条形孔8，所述条形孔8内沿转动轴5径向穿设有限位板9，所述限位板9的两端均与滑套6的内壁固定相连；所述转动轴5内穿设有一根连接轴10，所述连接轴10的一端与限位板9固定相连，所述连接轴10的另一端穿出转动轴5并通过旋转件12连接有连接杆11，在本实施例中旋转件12可以为轴承或旋转接头，即连接轴10会随着转动轴5一起转动，但连接杆11不随着连接轴10一起转动，所述连接杆11与同步驱动机构相连，因此，在图3中，复合缠绕管1的加工移动方向为从左至右，因此同步驱动机构通过控制连接轴10左右移动，即可实现切割盘7在转动轴5上左右移动。
所述同步驱动机构包括套设在复合缠绕管1外的安装套13，所述安装套13的下方设置有支撑架14，所述安装套13外沿径向设有一对支撑块15，所述支撑块15放置在支撑架14的横杆上，所述横杆的上表面沿长度方向设有滑槽16，并在支撑块15的下表面设有滑轮17，所述滑轮17卡设在滑槽16内并构成滑动配合，即安装套13可在支撑架14上左右滑动，所述支撑块15上均连接有推杆18，所述推杆18与连接杆11相连；所述安装套13内设有用于卡紧或松开复合缠绕管1卡紧组件，并在支撑架14上设有控制安装套13复位的弹性件19，在本实施例中，所述弹性件19为气弹簧27，所述弹性件19安装在靠近切割机构一侧的支撑架14上，所述气弹簧27的伸缩端与支撑块15相连；并且所述推杆18呈Z字形结构，所述推杆18的其中一横向段的端部与支撑块15固定相连，另一横向段上设有条形的滑孔30，所述滑孔30内穿设有呈工字形的滑块31，所述滑块31与滑孔30构成滑动配合，以适应切割盘7向靠近复合缠绕管1的方向移动，所述滑块31与连接杆11固定相连，因此在卡紧组件卡接在复合缠绕管1上后，复合缠绕管1的移动带动安装套13同步移动，由于连接杆11通过推杆18和支撑块15相连，因此可带着切割盘7同步向右移动；在切割完成后，卡紧组件松开复合缠绕管1，同时在气弹簧27的作用下，安装套13向左，切割盘7回到初始位置。
进一步的，所述卡紧组件包括穿设在安装套13内部的定位套20，所述定位套20与安装套13构成旋转配合结构，可在定位套20的两端设置轴承方式进行相连，定位套20可在安装套13内转动，所述定位套20沿周向设有多个安装孔21，所述安装孔21内穿设有第一弧形板22，所述第一弧形板22靠近安装套13内壁的一侧通过连接板23连接有第二弧形板24，所述第二弧形板24的宽度大于安装孔21的宽度，所述第二弧形板24的边沿处设有多个导向沉孔25，所述导向沉孔25内均穿设有T形导向杆26，所述T形导向杆26的杆体端部与定位套20的外壁固定相连，所述第二弧形板24与定位套20之间的T形导向杆26的杆体上设有弹簧27；
所述第二弧形板24为磁性板，并在安装套13的周向上设有多个电磁铁28，所述电磁铁28产生的磁场的极性与第二弧形板24的靠近安装套13内壁侧的极性相同，且在所述第一弧形板22的靠近定位套20一侧的壁面上设有橡胶垫29；通过使电磁铁28通电，使第二弧形板24向着靠近复合缠绕管1的方向移动，使第一弧形板22压紧在复合缠绕管1上，进而实现安装套13随着复合缠绕管1一起运动；断电之后，在弹簧27的作用下，第一弧形板22复位，第一弧形板22与复合缠绕管1分离，在气弹簧27的作用下，安装套13复位。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。

Claims (9)

1.一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管，包括缠绕管本体(01)，其特征在于：所述缠绕管本体(01)外包覆有增强层(02)，所述增强层(02)由以下质量份数比的原料制成的增强塑料：
HDPE 65～80份，粘接树脂5～10份，EBS 3～5份，增塑剂POE 3～5份，光亮剂2～5份，抗氧化剂1～3份，PE100N 1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1：熔融挤出：利用第一挤出机将缠绕管本体(01)的原料进行加热充分融化并挤出第一融化料；利用第二挤出机将增强层(02)的原料进行加热充分融化并挤出第二融化料；
S2：成型：利用第一真空成型模具将第一融化料定型成空心塑料异型矩管，利用第二真空成型模具将第二融化料定型成增强带；
S3：冷却：对空心塑料异型矩管和增强带进行冷却；
S4：缠绕：利用缠绕成型机将冷却后的空心塑料异型矩管缠绕在模具上熔接成管，连续缠绕成缠绕管本体(01)，同时将增强带缠绕在缠绕管本体(01)，得到复合缠绕管(1)；
S5：切割：利用切割机自动对复合缠绕管(1)按设定的长度值进行切割。
3.根据权利要求2所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述步骤S5的切割机包括设置在复合缠绕管(1)下方的安装台(2)，位于复合缠绕管(1)两侧的安装台(2)上均设有电机(3)，所述电机(3)的驱动端传动连接有切割机构，并在缠绕成型机和切割机之间设有使切割机构与复合缠绕管(1)同步移动的同步驱动机构。
4.根据权利要求3所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述切割机构包括设置在安装台(2)上的支架(4)，所述支架(4)上设有呈空心结构的转动轴(5)，所述转动轴(5)的一端与电机(3)传动相连，所述转动轴(5)上套设有滑套(6)，所述滑套(6)上安装有切割盘(7)，并在所述转动轴(5)上设有沿转动轴(5)径向贯穿的条形孔(8)，所述条形孔(8)内沿转动轴(5)径向穿设有限位板(9)，所述限位板(9)的两端均与滑套(6)的内壁固定相连；所述转动轴(5)内穿设有一根连接轴(10)，所述连接轴(10)的一端与限位板(9)固定相连，所述连接轴(10)的另一端穿出转动轴(5)并通过旋转件(12)连接有连接杆(11)，所述连接杆(11)与同步驱动机构相连。
5.根据权利要求4所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述同步驱动机构包括套设在复合缠绕管(1)外的安装套(13)，所述安装套(13)的下方设置有支撑架(14)，所述安装套(13)外沿径向设有一对支撑块(15)，所述支撑块(15)放置在支撑架(14)的横杆上，所述横杆的上表面沿长度方向设有滑槽(16)，并在支撑块(15)的下表面设有滑轮(17)，所述滑轮(17)卡设在滑槽(16)内并构成滑动配合，所述支撑块(15)上均连接有推杆(18)，所述推杆(18)与连接杆(11)相连；所述安装套(13)内设有用于卡紧或松开复合缠绕管(1)卡紧组件，并在支撑架(14)上设有控制安装套(13)复位的弹性件(19)。
6.根据权利要求5所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述卡紧组件包括穿设在安装套(13)内部的定位套(20)，所述定位套(20)与安装套(13)构成旋转配合结构，所述定位套(20)沿周向设有多个安装孔(21)，所述安装孔(21)内穿设有第一弧形板(22)，所述第一弧形板(22)靠近安装套(13)内壁的一侧通过连接板(23)连接有第二弧形板(24)，所述第二弧形板(24)的宽度大于安装孔(21)的宽度，所述第二弧形板(24)的边沿处设有多个导向沉孔(25)，所述导向沉孔(25)内均穿设有T形导向杆(26)，所述T形导向杆(26)的杆体端部与定位套(20)的外壁固定相连，所述第二弧形板(24)与定位套(20)之间的T形导向杆(26)的杆体上设有弹簧(27)；
所述第二弧形板(24)为磁性板，并在安装套(13)的周向上设有多个电磁铁(28)，所述电磁铁(28)产生的磁场的极性与第二弧形板(24)的靠近安装套(13)内壁侧的极性相同。
7.根据权利要求6所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述第一弧形板(22)靠近定位套(20)一侧的壁面上设有橡胶垫(29)。
8.根据权利要求5所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述弹性件(19)为气弹簧(27)，所述弹性件(19)安装在靠近切割机构一侧的支撑架(14)上，所述气弹簧(27)的伸缩端与支撑块(15)相连。
9.根据权利要求5所述的一种FRPE双塑中空壁复合缠绕管的制备工艺，其特征在于：所述推杆(18)呈Z字形结构，所述推杆(18)的其中一横向段的端部与支撑块(15)固定相连，另一横向段上设有条形的滑孔(30)，所述滑孔(30)内穿设有呈工字形的滑块(31)，所述滑块(31)与滑孔(30)构成滑动配合，所述滑块(31)与连接杆(11)固定相连。
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Pledgor: SICHUAN YASU NEW MATERIAL Co.,Ltd.

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