CN113459354A - 一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及非开挖管道修复领域，公开了一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，突破了目前人工搭接以及干料制作与注胶过程非连续生产的现状。其工艺包括三个步骤：缠绕制管、真空注胶、堆叠包装。所述第一步骤包括：内膜嵌套单元、缠绕单元、包裹粘合单元；第二步骤包括：真空单元、注胶单元以及碾压单元。本发明优点在于：缠绕制成干料软管，有效解决传统工艺因搭接制作而造成的搭接处片材易错位的问题，且固化后力学强度容易保证；配合干料缠绕采用真空灌注方式注入树脂，较传统的树脂浸渍，该方式能够定量控制树脂纤维比且浸渍更加均匀。连续生产工艺能够大幅度提高生产效率、降低原材料应用成本，且产品应用强度高、质量可控。
Description
技术领域
本发明涉及非开挖管道修复领域，特别涉及一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺。
背景技术
目前随我国城市建设的发展，城市地下管道已经成为城市的重要基础设施和组成部分，然而随着使用年限的增加，地下管道老化、管体破损、管道接口脱落等问题日益严重。与传统开挖铺设新的管道的修复方式相比，非开挖管道修复技术具有施工速度快、工期短、质量高、内衬和管道之间形成了紧密贴合、过流面积损失小等优点。在众多非开挖管道修复技术中，紫外光固化具有固化过程可实时监控、固化过程快、绿色环保、工艺简单、所需人员较少优点，因此得到广泛的应用。
而目前已有的适用于此种光固化管道修复技术的内衬软管在生产中仍存在以下问题：
1.目前生产过程依靠工人手工搭叠干料，人力资源浪费严重且生产效率低下；树脂浸渍过程树脂外露，污染生产车间环境，对工人身体健康产生影响。
2.目前软管产品其纤维织物层采用卷筒搭接的方式制成，影响固化后环向力学性能；采用树脂浸渍的方式制成软管，树脂与纤维比例配制不易掌握。
因此将增强玻璃纤维缠绕的干料制作方式与真空注胶的灌注方式结合，提供一种适用于紫外光固化管道修复技术的软管结构以及其全自动化一体化生产工艺则显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的即为解决以上目前用于紫外光固化管道修复技术的软管在结构以及制作工艺在生产过程中存在的问题，提供一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，将增强玻璃纤维缠绕的干料制作方式与真空注胶的灌注方式结合，上料为干的增强玻璃纤维卷，下料即为成品软管。此种软管生产由原来的干料生产线和注胶线两条生产线合并为一条全自动一体化生产线。其中整个生产过程无中间物料运输及存储过程，大幅提高生产效率，减少生产成本；其中干料生产部分创新使用了缠绕的生产方式，使软管固化后具有持久回弹的高机械性能，有效解决了软管传统生产工艺因搭接制作而造成的搭接处片材容易错位，固化后搭接处强度难以把握等问题；注胶过程采用真空灌注，树脂与纤维比例更加精准可控，真空灌注过程无树脂外露，生产环境绿色环保。
本发明的实施方式提供了一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，缠绕式生产工艺主要包括三个步骤：缠绕制管S1、真空注胶S2、堆叠包装S3。所述第一步骤缠绕制管包括：内膜嵌套单元、缠绕单元、包裹粘合单元；第二步骤真空注胶包括：真空单元、注胶单元以及碾压单元。所述第三步骤堆叠包装即成品软管通过履带提升，从高处向下进行波浪形叠放，至此完成所有生产工序。
其中第一步骤缠绕制管工艺步骤如下：
S11：将内膜套在内膜嵌套单元的中空粗长筒外，然后将中空粗长筒插入缠绕单元的环形支撑架中，并将内膜一端拉入缠绕单元的内膜支撑架上。
S12：将多个增强玻璃纤维复合毡料卷分别放置在缠绕单元环形缠绕机的放卷轴上，两卷防渗膜料卷放置在包裹粘合单元防渗膜放卷轴上，两卷外膜料卷放置在包裹粘合单元外膜放卷轴上。
S13：根据实际生产需求选择环形缠绕机上合适孔眼固定角度辊，并将增强玻璃纤维复合毡拉伸到对应的角度辊上。
S14：使用配套的双面胶带将增强玻璃纤维复合毡最前端与内膜按照初始缠绕位置固定，防止缠绕时增强玻璃纤维复合毡在内膜上滑动。
S15：启动缠绕系统，环形支撑架转动带动多个增强玻璃纤维复合毡放卷轴绕内膜转动进行缠绕，且缠绕同时内膜配合缠绕速度向前移动。
S16：当内膜上缠有增强玻璃纤维复合毡行进至包裹粘合单元时，第一步驱动放卷机构首先将两条防渗膜带从上下两个方向与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡贴合，使用热熔技术将上下两条防渗膜带压紧，第二步驱动放卷机构将两条外膜带从上下两个方向在防渗膜外与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡贴合，使用热熔技术将上下两条外膜带压紧，此时形成干料软管。
其中第二步骤真空注胶包括三个单元：真空单元、注胶单元、碾压单元。其工艺步骤如下：
S21：真空单元的两对压紧对辊闭合，压紧干料，使两对压紧对辊之间的干料软管成密封状态。
S22：刀具切口模块在干料软管一端依次划破外膜与防渗膜，匹配合适尺寸的真空泵自动对接插入抽真空口，将干料抽真空，使两对压紧对辊之间的干料软管其内膜与外膜间成真空状态。
S23：根据实际生产需求，刀具切口模块在干料软管每隔一定间距依次划破外膜与防渗膜，自动插入合适尺寸注胶头，将配置好的树脂定量注入干料中，配合真空负压进行胶液的灌注。
S24：注胶后，自动化实现胶带封口，对切开的破损处进行粘合密封。
S25：进入碾压单元，碾压辊对注胶后的软管进行碾压，实现胶液均匀展开浸渍。根据实际生产需求，改变碾压辊间隙，实现对软管厚度的控制。端头处封口，形成成品软管。
其中第三步骤堆叠包装其特征在于：将成品软管通过履带提升，从高处向下进行波浪形叠放，完成所有生产工序。
本发明优点在于：缠绕方式制成干料软管，有效解决了传统工艺因搭接制作而造成的搭接处片材容易错位的问题，且固化后力学强度更容易保证；配合干料缠绕采用真空灌注的方式注入树脂，较传统的树脂浸渍，真空灌注的方式能够定量控制树脂纤维比且浸渍更加均匀。本发明干料缠绕与注胶两过程连续化生产与传统的干料叠铺和注胶两步工序的工艺相比，在大幅度提高生产效率的基础上，不仅提高产品应用强度且质量可控，同时降低了原材料的应用成本。
附图说明
图1为本发明所提到的软管多层结构示意图；
图2为本发明所示软管其生产工艺流程；
图3为本发明所示软管其生产制造工艺示意图；
图4为本发明所述内膜嵌套单元及缠绕单元结构剖面示意图；
图5为本发明所述内膜嵌套单元及缠绕单元结构侧面示意图。
图中：1外膜、2防渗膜、3纤维织物层、4内膜、5中空粗长筒、6内膜支撑架、7增强玻璃纤维复合毡料卷、8增强玻璃纤维复合毡、9防渗膜料卷、10外膜料卷、11压紧对辊、12抽真空口、13注胶口、14压紧对辊、15碾压辊、16提升履带、17角度辊、18增强玻璃纤维复合毡放卷轴、19环形支撑架、S1缠绕制管、S2真空注胶、S3堆叠包装。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明提出的一种紫外光固化管道修复内衬软管其结构如图1所示，内衬软管的层合结构由内到外依次为内膜、纤维织物层、防渗膜以及外膜。所述内膜由聚乙烯与聚酰胺层压形成，能允许波长为200nm～300nm之间的紫外光透过，透过率在50％以上；所述纤维织物层为多层增强玻璃纤维复合毡在内膜外缠绕形成，层数不定，可根据实际强度和厚度需要设定缠绕参数改变玻璃纤维布层数；所述防渗膜为无纺布复合毡，里侧吸胶外侧隔胶；所述紫外光防护膜为最外层，具有一定延展性，有效防止波长在0nm～380nm之间的紫外光透过，阻断率达到95％以上。
如图2所示，本发明提出的一种适用于光固化管道修复技术内衬的缠绕式生产工艺共包括三个步骤S1缠绕制管、S2真空注胶、S3堆叠包装。如图3、图4所示该生产工艺具体步骤如下：
S1、缠绕制管。
S11、将筒状内膜4套在内膜嵌套单元的中空粗长筒5外，将中空粗长筒5与缠绕单元的内膜支撑架6相接，并将内膜4一端拉入缠绕单元的内膜支撑架6上，调节内膜支撑架6大小，使内膜支撑架6与内膜4贴合。
S12、将多个增强玻璃纤维复合毡料卷7置于增强玻璃纤维复合毡放卷轴18，并将增强玻璃纤维复合毡8放置在增强玻璃纤维复合毡放卷轴18上，将防渗膜料卷9、外膜料卷10依次放置在包裹粘合单元的料卷放卷轴上。
S13、设定缠绕机工作参数。根据实际生产需求选择环形支撑架19上合适孔眼固定角度棍17，并将增强玻璃纤维复合毡8拉到对应的角度辊17上。
S14、使用配套的双面胶带将增强玻璃纤维复合毡8最前端与内膜4按照初始缠绕位置固定，防止缠绕时增强玻璃纤维复合毡8在内膜4上滑动。
S15、启动缠绕系统，环形支撑架19带动多个增强玻璃纤维复合毡放卷轴18绕内膜4转动进行缠绕，缠绕同时内膜4配合缠绕速度向前移动。
S16、当内膜4上缠有增强玻璃纤维复合毡8行进至包裹粘合单元时，第一步包裹粘合单元的放卷机构将两条防渗膜带2从上下两个方向与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡8贴合，使用热熔技术将上下两条防渗膜带2压紧，第二步放卷机构将两条外膜带1从上下两个方向在防渗膜2外与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡8贴合，使用热熔技术将上下两条外膜带1压紧，此时形成干料软管。
S2、真空注胶。
S21、真空单元的两对压紧对辊11、14根据设定调整位置后闭合，压紧干料，使两对压紧对辊11、14之间的干料软管内部成密封状态。
S22、刀具切口模块在干料软管一端依次划破外膜1与防渗膜2，匹配合适尺寸的真空泵自动对接插入抽真空口12，将干料抽真空，使两对压紧对辊11、14之间的干料软管其内膜与外膜间成真空状态。
S23：根据实际生产需求，刀具切口模块在干料软管每隔一定间距依次划破外膜1与防渗膜2，自动插入合适尺寸注胶头于注胶口13处，将配置好的树脂定量注入干料中，配合真空负压进行胶液的灌注。此过程树脂灌注能够根据实际需要调整树脂质量，从而调整软管的树脂纤维比。
S24：注胶后，自动化实现胶带封口，对切开的破损处进行粘合密封。
S25：进入碾压单元，碾压辊15对注胶后的软管进行碾压，使增强玻璃纤维复合毡8充分吸附树脂，实现胶液均匀展开浸渍。根据实际生产需求，改变碾压辊15间隙，实现对软管厚度的控制。端头处封口，形成成品软管。
S3、堆叠包装。
S31、成品软管随提升履带16向上提升。
S32、提升至最高点后，自然下落，由于最高点处履带做往复性伸缩运动，使成品软管成波浪形叠放装箱，至此完成所有生产工序。
综上所述：公开的一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺。其主要分为三步：缠绕制管、真空注胶、堆叠包装。干料软管的制作通过缠绕方式制成有效解决了软管传统生产工艺因搭接制作而造成的搭接处片材容易错位，固化后搭接处强度不够等问题；并首次将干料生产线与注胶线合并，形成全自动的一体化软管生产设备。其工艺操作简单方便，有效提高生产效率，节约生产成本，值得推广使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (10)
1.一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述一种紫外光固化管道修复内衬软管，其特征在于：内衬软管的层合结构由内到外依次为内膜、纤维织物层、防渗膜以及外膜，其中所述纤维织物层为搭接缠绕在内膜表面的连续增强玻璃纤维复合毡。
2.一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述缠绕式生产工艺其特征在于包括如下三个步骤：缠绕制管、真空注胶、堆叠包装。
3.根据权利要求2所述的一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述第一步骤缠绕制管包括内膜嵌套、缠绕以及包裹粘合三个单元：
所述内膜嵌套单元由中空粗长筒、内膜支撑架组成，其作用是存储与支撑未缠绕的内膜。其中所述内膜支撑架其作用是支撑内膜至鼓起、表面平整状态；
所述缠绕单元由缠绕机、环形支撑架组成。其中所述环形缠绕机可根据生产需求安装多个放卷轴，且每个放卷轴搭配一个角度辊，用于调整缠绕角度；
所述包裹粘合单元由两个防渗膜放卷轴、两个外膜放卷轴以及辅助压辊组成，其作用是将防渗膜和外膜依次包裹在缠绕后的增强玻璃纤维复合毡外。
4.根据权利要求2所述的一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述第一步骤缠绕制管工艺步骤如下：
S11：将内膜套在内膜嵌套单元的中空粗长筒外，然后将中空粗长筒插入缠绕单元的环形支撑架中，并将内膜一端拉入缠绕单元的内膜支撑架上；
S12：将多个增强玻璃纤维复合毡料卷分别放置在缠绕单元环形缠绕机的放卷轴上，两卷防渗膜料卷放置在包裹粘合单元防渗膜放卷轴上，两卷外膜料卷放置在包裹粘合单元外膜放卷轴上；
S13：根据实际生产需求选择环形缠绕机上合适孔眼固定角度辊，并将增强玻璃纤维复合毡拉伸到对应的角度辊上；
S14：使用配套的双面胶带将增强玻璃纤维复合毡最前端与内膜按照初始缠绕位置固定，防止缠绕时增强玻璃纤维复合毡在内膜上滑动；
S15：启动缠绕系统，环形支撑架转动带动多个增强玻璃纤维复合毡放卷轴绕内膜转动进行缠绕，且缠绕同时内膜配合缠绕速度向前移动；
S16：当内膜上缠有增强玻璃纤维复合毡行进至包裹粘合单元时，第一步驱动放卷机构首先将两条防渗膜带从上下两个方向与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡贴合，使用热熔技术将上下两条防渗膜带压紧，第二步驱动放卷机构将两条外膜带从上下两个方向在防渗膜外与缠绕后的增强玻璃纤维复合毡贴合，使用热熔技术将上下两条外膜带压紧，此时形成干料软管。
5.根据权利要求2所述的一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述第二步骤真空注胶包括三个单元：真空单元、注胶单元、碾压单元，其工艺步骤如下：
S21：真空单元的两对压紧对辊闭合，压紧干料，使两对压紧对辊之间的干料软管成密封状态；
S22：刀具切口模块在干料软管一端依次划破外膜与防渗膜，匹配合适尺寸的真空泵自动对接插入抽真空口，将干料抽真空，使两对压紧对辊之间的干料软管其内膜与外膜间成真空状态；
S23：根据实际生产需求，刀具切口模块在干料软管每隔一定间距依次划破外膜与防渗膜，自动插入合适尺寸注胶头，将配置好的树脂定量注入干料中，配合真空负压进行胶液的灌注；
S24：注胶后，自动化实现胶带封口，对切开的破损处进行粘合密封；
S25：进入碾压单元，碾压辊对注胶后的软管进行碾压，实现胶液均匀展开浸渍，根据实际生产需求，改变碾压辊间隙，实现对软管厚度的控制，端头处封口，形成成品软管。
6.根据权利要求2所述的一种紫外光固化管道修复内衬软管及其缠绕式生产工艺，所述第三步骤堆叠包装其特征在于：将成品软管通过履带提升，从高处向下进行波浪形叠放，完成所有生产工序。
7.根据权利要求4中步骤S5所述纤维缠绕过程，其特征在于：根据实际生产需求，控制缠绕速度以及摩擦移动辊轴转动速度，并配合伸缩棍角度，能够实现不同纤维层数的软管缠绕生产。
8.根据权利要求5中所述真空单元，其特征在于：根据待修复管道的修复需求设计软管结构(软管外直径De，内直径D，长度L)，所述真空单元计算并控制两对用于密封的对辊之间距离即每次注胶长度，实现胶液合理注入。
9.根据权利要求5中所述注胶单元，其特征在于：所述刀具切口模块包括机械臂、吸盘、刀头；所述吸盘安装在所述机械臂末端，内置轨道用于连接刀头安装在吸盘内部；切口时机械臂末端移动至需切口位置，控制末端吸盘下落吸住外膜或防渗膜，刀头在内置轨道上移动，完成切口动作。
10.根据权利要求9中所述在外膜与防渗膜上切口，其特征在于：防渗膜开口直径需小于外膜开口直径，防渗膜开口直径与外膜开口直径比为1/5，程序根据实际生产需求自动设定两层膜开口大小，并选择使用合适大小的真空泵和注胶头。
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