CN112664724B - 一种连续碳纤维缠绕复合增强pe给水管材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法，该给水管材具有三层结构，分别为芯层、增强层和外层，增强层位于芯层的外表面，外层位于增强层的外表面，所述芯层和外层均采用高密度基体材料，增强层采用碳纤维材料；本发明中的给水管材具备正常的给水管的性能，而且碳纤维材料作为增强层，芯层和外层均采用高密度基体材料，增强了给水管材的硬度和耐磨性，1‑庚烯、1‑丁烯和1‑己烯均为α‑烯烃，与乙烯进行共聚时可以简化生产工艺，降低生产成本；本发明中制得的颗粒材料呈球形，提高了材料的均一性、美观度和致密性，避免出现粒径大小不一，后续需要耗费大量的时间去进行分选的问题。

Description

一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法

技术领域

本发明涉及给水管材技术领域，具体涉及一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法。

背景技术

大口径缠绕管、双壁缠绕管、中空缠绕管是一种以高密度聚乙烯为原料，经缠绕焊接成型的一种管材，由于其独特的成型工艺，可以生产直径达3米的管材，这是其他生产工艺难以完成的，给水管分金属管、塑料管、复合管材，金属管包含紫铜管、不锈钢管、钢管，塑料管最常用的是PPR水管、安全、无毒、安装方便、价格低廉等特质，成为家装最常用的水管。

现有的造粒设备，在造粒时颗粒的整体成球形较差，不能保证材料最终成粒时的均一性和美观度，而且后续需要耗费大量的时间去进行分选，而且颗粒的致密性较差，存在外表面脱粉掉渣的问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法，本发明中的给水管材具备正常的给水管的性能，而且碳纤维材料作为增强层，芯层和外层均采用高密度基体材料，增强了给水管材的硬度和耐磨性，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯均为α-烯烃，与乙烯进行共聚时可以简化生产工艺，降低生产成本；

通过设置的造粒箱的内部设置的造粒机构一作为定子，造粒机构二作为转子，齿轮二和齿轮三直径大小不同，启动电动机带动轴杆转动，从而带动固定下板和转筒转动，进而带动叶片一、叶片二和环形板转动，叶片一和叶片二转速相同，叶片一和叶片二与环形板之间具有转速差，转动的造粒机构二和固定的造粒机构一相互配合，对材料进行碾碎、挤压，剪切板随着转动对材料进行剪切，剪切板与挤粒环的内壁相接触，切口更加平整，造粒效果更好，成型率更高；

通过设置的分离机构、风机、导管、下料管和分料管配合使用，向分离箱中吹送热风，在烘干材料的同时可以将颗粒状的材料吹起，外表面的碎屑被吹落，不符合规格的颗粒状的材料和碎屑通过通孔被区分出来，再配合区分仓，进行收集，减少了材料的浪费，便于回收，而且减轻了后续对不符合规格的颗粒状的材料进行筛分的工作量；

通过设置的转盘、驱动电机和转盘，转盘转动，带动颗粒材料进行滚动，使得颗粒材料可以成球形，提高了美观度，而且提高了颗粒材料的致密性，避免出现外表面脱落粉渣的问题；

本发明中制得的颗粒材料呈球形，呈球形好，成型率高，提高了材料的均一性、美观度和致密性，避免出现粒径大小不一，后续需要耗费大量的时间去进行分选的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法，该给水管材具有三层结构，分别为芯层、增强层和外层，增强层位于芯层的外表面，外层位于增强层的外表面，所述芯层和外层均采用高密度基体材料，增强层采用碳纤维材料；

该给水管材通过下述步骤制备得到：

步骤一、按照重量份计，称取乙烯100-200份、1-庚烯10-12份、1-丁烯7-9份、1-己烯6-10份、催化剂1-3份；

步骤二、以乙烯为主要原料，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用气相聚合的方式制得的聚合物经闪蒸、分离和干燥得到高密度基体材料半成品；

步骤二、将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗加入到造粒箱的内部设置的造粒机构一中，启动电动机带动轴杆转动，从而带动固定下板和转筒转动，进而带动叶片一、叶片二和环形板转动，叶片一和叶片二转速相同，且叶片一和叶片二与环形板之间具有转速差，转动的造粒机构二和造粒机构一相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环外表面上设置的筛孔落至造粒箱的内部，然后经过集料箱再进入到分离机构中的分离箱内部，启动风机，通过导管和进风管向分离箱中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆拉动挡板向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管进入下料管中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔掉至区分仓中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘的内部，启动驱动电机，带动转盘转动，进而带动转盘内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品；

步骤三、将步骤二中的高密度基体材料成品等分成两份，其中一份加入到挤出机里面挤出，然后经过模具定径，在成型机中成型，制得芯层，将碳纤维材料作为增强层通过缠绕机缠绕在芯层的外表面，最后将另一份高密度基体材料成品作为外层通过复合模具与芯层和增强层复合，制得复合管胚；

步骤四、将复合管胚通过定径套和成型机成型冷却，即得给水管材成品。

作为本发明进一步的方案：步骤四中成型时温度为180-210℃，冷却时温度为18-25℃。

作为本发明进一步的方案：催化剂为钛一烷基铝催化剂。

作为本发明进一步的方案：一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材的制备方法,包括以下步骤：

步骤一、按照重量份计，称取乙烯100-200份、1-庚烯10-12份、1-丁烯7-9份、1-己烯6-10份、催化剂1-3份；

步骤二、以乙烯为主要原料，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用气相聚合的方式制得的聚合物经闪蒸、分离和干燥得到高密度基体材料半成品；

步骤二、将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗加入到造粒箱的内部设置的造粒机构一中，启动电动机带动轴杆转动，从而带动固定下板和转筒转动，进而带动叶片一、叶片二和环形板转动，叶片一和叶片二转速相同，且叶片一和叶片二与环形板之间具有转速差，转动的造粒机构二和造粒机构一相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环外表面上设置的筛孔落至造粒箱的内部，然后经过集料箱再进入到分离机构中的分离箱内部，启动风机，通过导管和进风管向分离箱中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆拉动挡板向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管进入下料管中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔掉至区分仓中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘的内部，启动驱动电机，带动转盘转动，进而带动转盘内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品；

步骤三、将步骤二中的高密度基体材料成品等分成两份，其中一份加入到挤出机里面挤出，然后经过模具定径，在成型机中成型，制得芯层，将碳纤维材料作为增强层通过缠绕机缠绕在芯层的外表面，最后将另一份高密度基体材料成品作为外层通过复合模具与芯层和增强层复合，制得复合管胚；

步骤四、将复合管胚通过定径套和成型机成型冷却，即得给水管材成品。

作为本发明进一步的方案：该造粒设备包含进料漏斗、造粒箱、观察窗、集料箱、分离机构、风机和导管，所述分离机构的下端靠近四个顶角的位置均安装有支撑腿，所述分离机构的上端安装有进料漏斗、造粒箱和集料箱，所述造粒箱位于进料漏斗和集料箱之间的位置，所述进料漏斗位于集料箱的上方，所述造粒箱的外表面上设置有观察窗，所述造粒箱的内部安装有造粒机构一和造粒机构二，所述造粒机构二位于造粒机构一的内部，所述造粒机构二的下端贯穿造粒机构一，所述集料箱的内部靠近中间的位置设置有保护壳体，保护壳体的内部安装有电动机，所述分离机构的一侧安装有底板、风机和导管，所述风机和导管均位于底板的上端，所述风机位于导管远离分离机构的一侧，所述分离机构的另一侧固定安装有下料管，所述下料管的下表面固定连接有分料管，所述下料管的底端内壁上设置有若干个通孔，所述分料管的下方设置有收料盒，所述收料盒的内部设置有隔板，所述收料盒的内部被隔板分隔成收粒仓和区分仓两部分，所述收粒仓位于区分仓远离分离机构的一侧，所述收粒仓的内部安装有驱动电机和转盘，所述驱动电机位于收粒仓的内部靠近顶角的位置，所述转盘位于收粒仓的内部中间的位置，所述转盘的外表面安装有齿板一，所述驱动电机的输出轴上套接有齿轮一，齿板一和齿轮一啮合连接，所述下料管的出口端设置在转盘的上方，所述分料管的出口端设置在区分仓的上方。

作为本发明进一步的方案：所述分离机构包含外壳体一、分离箱、电动伸缩杆、挡板、出料管和进风管，所述分离箱、电动伸缩杆、挡板、出料管和进风管均位于外壳体一的内部，所述分离箱的外表面靠近上端的位置安装有电动伸缩杆，所述分离箱的外表面靠近下端的位置安装有出料管和进风管，所述出料管和进风管呈对称排布，所述出料管靠近分离箱的一端设置有挡板，所述挡板的下端贯穿至出料管的内部，所述出料管上设置有与挡板相适配的滑槽一，所述挡板的上端与电动伸缩杆的输出端相连接。

作为本发明进一步的方案：所述造粒机构一包含碾压环、挤粒环和底座，所述挤粒环的上端安装有碾压环，所述挤粒环的下端安装有底座，所述碾压环和底座的内壁上均设置有均匀的内螺纹，所述挤粒环的外表面上设置有筛孔。

作为本发明进一步的方案：所述造粒机构二包含固定上板、固定下板、固定柱一、固定柱二、叶片一、叶片二、转筒、环形板、剪切板、套筒和轴杆，所述固定上板位于固定下板的上方，所述固定上板和固定下板之间安装有固定柱二和两个固定柱一，两个所述固定柱一对称安装在固定柱二的两侧，其中一个固定柱一的外表面上套接有转筒，所述转筒的外表面上套接有环形板。

作为本发明进一步的方案：所述固定柱二的前后端对称安装有叶片一，所述固定下板的前后端对称安装有叶片二，所述叶片二与固定下板螺栓固定，所述固定下板的下端安装有套筒，所述套筒的内部转动设置有轴杆，所述轴杆的下端贯穿造粒箱至集料箱内部，且轴杆的下端与电动机的输出端相连接，所述轴杆的上端贯穿至固定下板的内部，所述转筒的下端贯穿至固定下板的内部，所述固定下板的内部设置有弧形板，所述轴杆的上端连接有齿轮二，所述转筒的下端连接有齿轮三，所述弧形板的内壁上设置有与齿轮二相适配的齿槽二，齿轮二和齿轮三啮合连接，所述轴杆通过齿轮二与弧形板啮合连接，所述弧形板的外表面设置有均匀的外螺纹。

作为本发明进一步的方案：所述出料管和进风管远离分离箱的一端均贯穿至外壳体一的外表面，所述下料管的进口端与出料管相连接，所述导管远离风机的一端与进风管相连接。

本发明的有益效果：

本发明中的给水管材具备正常的给水管的性能，而且碳纤维材料作为增强层，芯层和外层均采用高密度基体材料，增强了给水管材的硬度和耐磨性，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯均为α-烯烃，与乙烯进行共聚时可以简化生产工艺，降低生产成本；

通过设置的造粒箱的内部设置的造粒机构一作为定子，造粒机构二作为转子，齿轮二和齿轮三直径大小不同，启动电动机带动轴杆转动，从而带动固定下板和转筒转动，进而带动叶片一、叶片二和环形板转动，叶片一和叶片二转速相同，叶片一和叶片二与环形板之间具有转速差，转动的造粒机构二和固定的造粒机构一相互配合，对材料进行碾碎、挤压，剪切板随着转动对材料进行剪切，剪切板与挤粒环的内壁相接触，切口更加平整，造粒效果更好，成型率更高；

通过设置的分离机构、风机、导管、下料管和分料管配合使用，向分离箱中吹送热风，在烘干材料的同时可以将颗粒状的材料吹起，外表面的碎屑被吹落，不符合规格的颗粒状的材料和碎屑通过通孔被区分出来，再配合区分仓，进行收集，减少了材料的浪费，便于回收，而且减轻了后续对不符合规格的颗粒状的材料进行筛分的工作量；

通过设置的转盘、驱动电机和转盘，转盘转动，带动颗粒材料进行滚动，使得颗粒材料可以成球形，提高了美观度，而且提高了颗粒材料的致密性，避免出现外表面脱落粉渣的问题；

本发明中制得的颗粒材料呈球形，提高了材料的均一性、美观度和致密性，避免出现粒径大小不一，后续需要耗费大量的时间去进行分选的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中造粒设备的整体结构示意图；

图2是本发明中集料箱的主视剖面图；

图3是本发明中分离机构的主视剖面图；

图4是本发明中下料管的内部结构示意图；

图5是本发明中造粒箱的主视剖面图；

图6是本发明中造粒机构一的结构示意图；

图7是本发明中造粒机构二的结构示意图；

图8是本发明中固定下板的俯视剖面图。

图中：1、进料漏斗；2、造粒箱；3、观察窗；4、集料箱；5、分离机构；6、风机；7、导管；8、造粒机构一；9、造粒机构二；10、下料管；11、分料管；12、收料盒；121、收粒仓；122、区分仓；123、驱动电机；124、转盘；101、通孔；41、电动机；51、分离箱；52、电动伸缩杆；53、挡板；54、出料管；55、进风管；81、碾压环；82、挤粒环；83、底座；91、固定上板；92、固定下板；93、固定柱一；94、固定柱二；95、叶片一；96、叶片二；97、转筒；98、环形板；99、剪切板；910、套筒；911、轴杆；921、弧形板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材及其制备方法，该给水管材具有三层结构，分别为芯层、增强层和外层，增强层位于芯层的外表面，外层位于增强层的外表面，所述芯层和外层均采用高密度基体材料，增强层采用碳纤维材料；

该给水管材通过下述步骤制备得到：

步骤一、按照重量份计，称取乙烯100-200份、1-庚烯10-12份、1-丁烯7-9份、1-己烯6-10份、催化剂1-3份；

步骤二、以乙烯为主要原料，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用气相聚合的方式制得的聚合物经闪蒸、分离和干燥得到高密度基体材料半成品；

步骤二、将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗1加入到造粒箱2的内部设置的造粒机构一8中，启动电动机41带动轴杆911转动，从而带动固定下板92和转筒97转动，进而带动叶片一95、叶片二96和环形板98转动，叶片一95和叶片二96转速相同，且叶片一95和叶片二96与环形板98之间具有转速差，转动的造粒机构二9和造粒机构一8相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板99随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环82外表面上设置的筛孔落至造粒箱2的内部，然后经过集料箱4再进入到分离机构5中的分离箱51内部，启动风机6，通过导管7和进风管55向分离箱51中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆52拉动挡板53向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管54进入下料管10中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔101掉至区分仓122中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘124的内部，启动驱动电机123，带动转盘124转动，进而带动转盘124内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品；

步骤三、将步骤二中的高密度基体材料成品等分成两份，其中一份加入到挤出机里面挤出，然后经过模具定径，在成型机中成型，制得芯层，将碳纤维材料作为增强层通过缠绕机缠绕在芯层的外表面，最后将另一份高密度基体材料成品作为外层通过复合模具与芯层和增强层复合，制得复合管胚；

步骤四、将复合管胚通过定径套和成型机成型冷却，即得给水管材成品。

步骤四中成型时温度为180-210℃，冷却时温度为18-25℃。

催化剂为钛一烷基铝催化剂。

一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材的制备方法,包括以下步骤：

步骤一、按照重量份计，称取乙烯100-200份、1-庚烯10-12份、1-丁烯7-9份、1-己烯6-10份、催化剂1-3份；

步骤二、以乙烯为主要原料，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用气相聚合的方式制得的聚合物经闪蒸、分离和干燥得到高密度基体材料半成品；

步骤二、将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗1加入到造粒箱2的内部设置的造粒机构一8中，启动电动机41带动轴杆911转动，从而带动固定下板92和转筒97转动，进而带动叶片一95、叶片二96和环形板98转动，叶片一95和叶片二96转速相同，且叶片一95和叶片二96与环形板98之间具有转速差，转动的造粒机构二9和造粒机构一8相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板99随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环82外表面上设置的筛孔落至造粒箱2的内部，然后经过集料箱4再进入到分离机构5中的分离箱51内部，启动风机6，通过导管7和进风管55向分离箱51中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆52拉动挡板53向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管54进入下料管10中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔101掉至区分仓122中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘124的内部，启动驱动电机123，带动转盘124转动，进而带动转盘124内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品；

步骤三、将步骤二中的高密度基体材料成品等分成两份，其中一份加入到挤出机里面挤出，然后经过模具定径，在成型机中成型，制得芯层，将碳纤维材料作为增强层通过缠绕机缠绕在芯层的外表面，最后将另一份高密度基体材料成品作为外层通过复合模具与芯层和增强层复合，制得复合管胚；

步骤四、将复合管胚通过定径套和成型机成型冷却，即得给水管材成品。

请参阅图1-8，该造粒设备包含进料漏斗1、造粒箱2、观察窗3、集料箱4、分离机构5、风机6和导管7，所述分离机构5的下端靠近四个顶角的位置均安装有支撑腿，所述分离机构5的上端安装有进料漏斗1、造粒箱2和集料箱4，所述造粒箱2位于进料漏斗1和集料箱4之间的位置，所述进料漏斗1位于集料箱4的上方，所述造粒箱2的外表面上设置有观察窗3，所述造粒箱2的内部安装有造粒机构一8和造粒机构二9，所述造粒机构二9位于造粒机构一8的内部，所述造粒机构二9的下端贯穿造粒机构一8，所述集料箱4的内部靠近中间的位置设置有保护壳体，保护壳体的内部安装有电动机41，所述分离机构5的一侧安装有底板、风机6和导管7，所述风机6和导管7均位于底板的上端，所述风机6位于导管7远离分离机构5的一侧，所述分离机构5的另一侧固定安装有下料管10，所述下料管10的下表面固定连接有分料管11，所述下料管10的底端内壁上设置有若干个通孔101，所述分料管11的下方设置有收料盒12，所述收料盒12的内部设置有隔板，所述收料盒12的内部被隔板分隔成收粒仓121和区分仓122两部分，所述收粒仓121位于区分仓122远离分离机构5的一侧，所述收粒仓121的内部安装有驱动电机123和转盘124，所述驱动电机123位于收粒仓121的内部靠近顶角的位置，所述转盘124位于收粒仓121的内部中间的位置，所述转盘124的外表面安装有齿板一，所述驱动电机123的输出轴上套接有齿轮一，齿板一和齿轮一啮合连接，所述下料管10的出口端设置在转盘124的上方，所述分料管11的出口端设置在区分仓122的上方。

所述分离机构5包含外壳体一、分离箱51、电动伸缩杆52、挡板53、出料管54和进风管55，所述分离箱51、电动伸缩杆52、挡板53、出料管54和进风管55均位于外壳体一的内部，所述分离箱51的外表面靠近上端的位置安装有电动伸缩杆52，所述分离箱51的外表面靠近下端的位置安装有出料管54和进风管55，所述出料管54和进风管55呈对称排布，所述出料管54靠近分离箱51的一端设置有挡板53，所述挡板53的下端贯穿至出料管54的内部，所述出料管54上设置有与挡板53相适配的滑槽一，所述挡板53的上端与电动伸缩杆52的输出端相连接。

所述造粒机构一8包含碾压环81、挤粒环82和底座83，所述挤粒环82的上端安装有碾压环81，所述挤粒环82的下端安装有底座83，所述碾压环81和底座83的内壁上均设置有均匀的内螺纹，所述挤粒环82的外表面上设置有筛孔。

所述造粒机构二9包含固定上板91、固定下板92、固定柱一93、固定柱二94、叶片一95、叶片二96、转筒97、环形板98、剪切板99、套筒910和轴杆911，所述固定上板91位于固定下板92的上方，所述固定上板91和固定下板92之间安装有固定柱二94和两个固定柱一93，两个所述固定柱一93对称安装在固定柱二94的两侧，其中一个固定柱一93的外表面上套接有转筒97，所述转筒97的外表面上套接有环形板98。

所述固定柱二94的前后端对称安装有叶片一95，所述固定下板92的前后端对称安装有叶片二96，所述叶片二96与固定下板92螺栓固定，所述固定下板92的下端安装有套筒910，所述套筒910的内部转动设置有轴杆911，所述轴杆911的下端贯穿造粒箱2至集料箱4内部，且轴杆911的下端与电动机41的输出端相连接，所述轴杆911的上端贯穿至固定下板92的内部，所述转筒97的下端贯穿至固定下板92的内部，所述固定下板92的内部设置有弧形板921，所述轴杆911的上端连接有齿轮二，所述转筒97的下端连接有齿轮三，所述弧形板921的内壁上设置有与齿轮二相适配的齿槽二，齿轮二和齿轮三啮合连接，所述轴杆911通过齿轮二与弧形板921啮合连接，所述弧形板921的外表面设置有均匀的外螺纹。

所述出料管54和进风管55远离分离箱51的一端均贯穿至外壳体一的外表面，所述下料管10的进口端与出料管54相连接，所述导管7远离风机6的一端与进风管55相连接。

本发明的工作原理：将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗1加入到造粒箱2的内部设置的造粒机构一8中，启动电动机41带动轴杆911转动，从而带动固定下板92和转筒97转动，进而带动叶片一95、叶片二96和环形板98转动，叶片一95和叶片二96转速相同，且叶片一95和叶片二96与环形板98之间具有转速差，转动的造粒机构二9和造粒机构一8相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板99随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环82外表面上设置的筛孔落至造粒箱2的内部，然后经过集料箱4再进入到分离机构5中的分离箱51内部，启动风机6，通过导管7和进风管55向分离箱51中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆52拉动挡板53向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管54进入下料管10中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔101掉至区分仓122中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘124的内部，启动驱动电机123，带动转盘124转动，进而带动转盘124内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材，其特征在于，该给水管材具有三层结构，分别为芯层、增强层和外层，增强层位于芯层的外表面，外层位于增强层的外表面，所述芯层和外层均采用高密度基体材料，增强层采用碳纤维材料；

该给水管材通过下述步骤制备得到：

步骤一、按照重量份计，称取乙烯100-200份、1-庚烯10-12份、1-丁烯7-9份、1-己烯6-10份、催化剂1-3份；

步骤二、以乙烯为主要原料，1-庚烯、1-丁烯和1-己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用气相聚合的方式制得的聚合物经闪蒸、分离和干燥得到高密度基体材料半成品；

步骤三、将高密度基体材料半成品加入到造粒设备中进行造粒，先将高密度基体材料半成品通过进料漏斗(1)加入到造粒箱(2)的内部设置的造粒机构一(8)中，启动电动机(41)带动轴杆(911)转动，从而带动固定下板(92)和转筒(97)转动，进而带动叶片一(95)、叶片二(96)和环形板(98)转动，叶片一(95)和叶片二(96)转速相同，且叶片一(95)和叶片二(96)与环形板(98)之间具有转速差，转动的造粒机构二(9)和造粒机构一(8)相互配合，对高密度基体材料半成品进行碾碎再挤压，剪切板(99)随着转动对高密度基体材料半成品进行剪切，颗粒状的高密度基体材料半成品由挤粒环(82)外表面上设置的筛孔落至造粒箱(2)的内部，然后经过集料箱(4)再进入到分离机构(5)中的分离箱(51)内部，启动风机(6)，通过导管(7)和进风管(55)向分离箱(51)中吹送热风，颗粒状的高密度基体材料半成品被吹起，外表面的碎屑被吹落，然后启动电动伸缩杆(52)拉动挡板(53)向上滑动，高密度基体材料半成品由出料管(54)进入下料管(10)中，然后在重力的作用下自然滑落，不符合规格的高密度基体材料半成品通过通孔(101)掉至区分仓(122)中，另一部分高密度基体材料半成品掉落至转盘(124)的内部，启动驱动电机(123)，带动转盘(124)转动，进而带动转盘(124)内部的高密度基体材料半成品进行滚动成球形，得到高密度基体材料成品；

步骤四、将步骤二中的高密度基体材料成品等分成两份，其中一份加入到挤出机里面挤出，然后经过模具定径，在成型机中成型，制得芯层，将碳纤维材料作为增强层通过缠绕机缠绕在芯层的外表面，最后将另一份高密度基体材料成品作为外层通过复合模具与芯层和增强层复合，制得复合管胚；

步骤五、将复合管胚通过定径套和成型机成型冷却，即得给水管材成品；

该造粒设备包含进料漏斗(1)、造粒箱(2)、观察窗(3)、集料箱(4)、分离机构(5)、风机(6)和导管(7)，所述分离机构(5)的下端靠近四个顶角的位置均安装有支撑腿，所述分离机构(5)的上端安装有进料漏斗(1)、造粒箱(2)和集料箱(4)，所述造粒箱(2)位于进料漏斗(1)和集料箱(4)之间的位置，所述进料漏斗(1)位于集料箱(4)的上方，所述造粒箱(2)的外表面上设置有观察窗(3)，所述造粒箱(2)的内部安装有造粒机构一(8)和造粒机构二(9)，所述造粒机构二(9)位于造粒机构一(8)的内部，所述造粒机构二(9)的下端贯穿造粒机构一(8)，所述集料箱(4)的内部靠近中间的位置设置有保护壳体，保护壳体的内部安装有电动机(41)，所述分离机构(5)的一侧安装有底板、风机(6)和导管(7)，所述风机(6)和导管(7)均位于底板的上端，所述风机(6)位于导管(7)远离分离机构(5)的一侧，所述分离机构(5)的另一侧固定安装有下料管(10)，所述下料管(10)的下表面固定连接有分料管(11)，所述下料管(10)的底端内壁上设置有若干个通孔(101)，所述分料管(11)的下方设置有收料盒(12)，所述收料盒(12)的内部设置有隔板，所述收料盒(12)的内部被隔板分隔成收粒仓(121)和区分仓(122)两部分，所述收粒仓(121)位于区分仓(122)远离分离机构(5)的一侧，所述收粒仓(121)的内部安装有驱动电机(123)和转盘(124)，所述驱动电机(123)位于收粒仓(121)的内部靠近顶角的位置，所述转盘(124)位于收粒仓(121)的内部中间的位置，所述转盘(124)的外表面安装有齿板一，所述驱动电机(123)的输出轴上套接有齿轮一，齿板一和齿轮一啮合连接，所述下料管(10)的出口端设置在转盘(124)的上方，所述分料管(11)的出口端设置在区分仓(122)的上方；

所述造粒机构二(9)包含固定上板(91)、固定下板(92)、固定柱一(93)、固定柱二(94)、叶片一(95)、叶片二(96)、转筒(97)、环形板(98)、剪切板(99)、套筒(910)和轴杆(911)，所述固定上板(91)位于固定下板(92)的上方，所述固定上板(91)和固定下板(92)之间安装有固定柱二(94)和两个固定柱一(93)，两个所述固定柱一(93)对称安装在固定柱二(94)的两侧，其中一个固定柱一(93)的外表面上套接有转筒(97)，所述转筒(97)的外表面上套接有环形板(98)；

所述固定柱二(94)的前后端对称安装有叶片一(95)，所述固定下板(92)的前后端对称安装有叶片二(96)，所述叶片二(96)与固定下板(92)螺栓固定，所述固定下板(92)的下端安装有套筒(910)，所述套筒(910)的内部转动设置有轴杆(911)，所述轴杆(911)的下端贯穿造粒箱(2)至集料箱(4)内部，且轴杆(911)的下端与电动机(41)的输出端相连接，所述轴杆(911)的上端贯穿至固定下板(92)的内部，所述转筒(97)的下端贯穿至固定下板(92)的内部，所述固定下板(92)的内部设置有弧形板(921)，所述轴杆(911)的上端连接有齿轮二，所述转筒(97)的下端连接有齿轮三，所述弧形板(921)的内壁上设置有与齿轮二相适配的齿槽二，齿轮二和齿轮三啮合连接，所述轴杆(911)通过齿轮二与弧形板(921)啮合连接，所述弧形板(921)的外表面设置有均匀的外螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材,其特征在于，步骤四中成型时温度为180-210℃，冷却时温度为18-25℃。

3.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材，其特征在于，催化剂为钛一烷基铝催化剂。

4.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材,其特征在于，所述分离机构(5)包含外壳体一、分离箱(51)、电动伸缩杆(52)、挡板(53)、出料管(54)和进风管(55)，所述分离箱(51)、电动伸缩杆(52)、挡板(53)、出料管(54)和进风管(55)均位于外壳体一的内部，所述分离箱(51)的外表面靠近上端的位置安装有电动伸缩杆(52)，所述分离箱(51)的外表面靠近下端的位置安装有出料管(54)和进风管(55)，所述出料管(54)和进风管(55)呈对称排布，所述出料管(54)靠近分离箱(51)的一端设置有挡板(53)，所述挡板(53)的下端贯穿至出料管(54)的内部，所述出料管(54)上设置有与挡板(53)相适配的滑槽一，所述挡板(53)的上端与电动伸缩杆(52)的输出端相连接。

5.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材,其特征在于，所述造粒机构一(8)包含碾压环(81)、挤粒环(82)和底座(83)，所述挤粒环(82)的上端安装有碾压环(81)，所述挤粒环(82)的下端安装有底座(83)，所述碾压环(81)和底座(83)的内壁上均设置有均匀的内螺纹，所述挤粒环(82)的外表面上设置有筛孔。

6.根据权利要求1所述的一种连续碳纤维缠绕复合增强PE给水管材,其特征在于，所述出料管(54)和进风管(55)远离分离箱(51)的一端均贯穿至外壳体一的外表面，所述下料管(10)的进口端与出料管(54)相连接，所述导管(7)远离风机(6)的一端与进风管(55)相连接。

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