CN113954328B - 大口径加筋管加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大口径管道加工技术领域，具体涉及一种大口径加筋管加工方法。包括以下步骤：步骤1：挤出横截面为U形的型材；步骤2：对型材进行冷却，并在冷却时向型材内卡入定位块；步骤3：将冷却成型后的型材向缠绕加工位置输送；步骤4：使型材保持开口朝上的姿态，并将型材弯曲缠绕成管状的半成品；步骤5：对相邻型材的竖向部位进行粘接，得到成品。本发明中的大口径加筋管加工方法能够制造出粘接强度更大的大口径加筋管。

Description

大口径加筋管加工方法

技术领域

本发明涉及大口径管道加工技术领域，具体涉及一种大口径加筋管加工方法。

背景技术

加筋管是一种外壁设有加强筋的管道，加强筋可以有效增大管道的环刚度，使其能够承受更大的地下的压力而保持较长的使用寿命。大口径加筋管的口径较大，通常作为埋地排水、排污的管道而广泛应用于市政工程建设、农田灌溉、工业排污等领域。

以市政工程建设使用的大口径加筋管为例，大口径加筋管用作城市内的排水、排污管使用。而城市人口越多，城市中产生的污水越多，为了及时将污水排出，对排水管的要求越高，故市政工程建设使用的大口径加筋管的口径通常达到了数米，因为加工设备和模具投入巨大，且工艺不成熟，所以这种大口径加筋管无法使用挤出机直接挤出成型，而采用型材缠绕成型的方式进行加工，不仅设备投入小，理论上管道可以做到无限大，产品的质量高于目前市场上的中空双壁缠绕管，原料用量也低于中空双壁缠绕管，具有成本低、质量好的特点。

在缠绕加工大口径加筋管时，先将原料挤出形成横截面为T形的型材，然后将型材弯曲缠绕在缠绕管上，型材的若干横向部位依次相贴，共同组成大口径加筋管的管壁、型材的竖向部位形成大口径加筋管上的加强筋，型材横向部位的厚度为大口径加强筋的壁厚。而在加工时，为了使型材相邻的部位连接，还需要通过粘接剂对型材相邻的横向部位的端部进行粘接，但是型材横向部位的厚度有限，粘接面积有限，导致粘接强度有限；而若通过增加型材横向部位的厚度的方式增大粘接面积，无疑也会增加大口径加筋管的用料，导致制造成本急剧增大。另外，增加原材料的用量也会导致相同长度、口径的大口径加筋管的重量明显增大，从而增大运输、搬运和安装的难度，不利于大口径加筋管的安装。

发明内容

本发明意在提供一种大口径加筋管加工方法，以制造出粘接强度更大的大口径加筋管。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：大口径加筋管加工方法，包括以下步骤：

步骤1：挤出横截面为U形的型材；

步骤2：对型材进行冷却，并在冷却时向型材内卡入定位块；

步骤3：将冷却成型后的型材向缠绕加工位置输送；

步骤4：使型材保持开口朝上的姿态，并将型材弯曲缠绕成管状的半成品；

步骤5：对相邻型材的竖向部位进行粘接，得到成品。

本方案的有益效果为：

1.本方案的步骤1中挤出的型材的横截面为U形，这种型材包括两个竖向部位，且相邻型材的两个竖向部位共同组成大口径加筋管上的加强筋，故这种型材的竖向部位的侧面为粘接面，有效增大粘接面积，在不需要增大用料的情况下即可提高粘接强度，从而提高制得的大口径加筋管的整体强度。

2.步骤2在对U形的型材进行冷却时，向型材内卡入定位块可避免型材的两个竖向部位向外发生弯曲变形，从而在进行步骤4的弯曲缠绕时，能够将相邻型材的竖向部位相贴，方便步骤5进行粘接。

3.传统的T形的型材经中空缠绕加工后，型材的竖向部位为加强筋，为了使加强筋有更大的强度，故加强筋的厚度通常较大，即型材的竖向部位的厚度通常大于横向部位的厚度。本方案中，步骤5粘接得到的大口径加筋管上的加强筋由两个型材的竖向部位组合形成，故每个型材的竖向部位的厚度可减小。而大口径加筋管的原料为塑料材质，步骤1挤出后，需要进行冷却才能定型，型材的厚度与型材冷却需要的时间息息相关：型材的厚度越大，步骤2冷却需要的时间越长，导致型材的加工效率越低；本方案中，挤出模具加工出的型材的竖向部位的厚度减小，使得竖向部位冷却需要的时间明显缩短，有效提高型材的加工效率。

进一步，步骤1挤出的型材的开口朝下。

本方案的有益效果为：本方案中将定位块从下至上的卡入型材内，对型材的两个竖向部位进行支撑的同时，也对型材的横向部位进行支撑，且型材的两个竖向部位在重力的作用下会逐渐趋于竖直，也避免竖向部位向外侧弯曲变形，提高对型材的定型效果。

进一步，步骤2对型材进行冷却时，使型材的竖向部位的外壁保持竖直。

本方案的有益效果为：当因运输等原因导致型材的竖向部位保持竖直时才能更好的与相邻型材的竖向部位相贴，方便粘接。

进一步，步骤3在输送过程中逐渐将型材扭转180°。

本方案的有益效果为：在输送过程中即逐渐扭转型材，避免型材在步骤4弯曲缠绕时进行过大角度的扭转，从而避免型材因扭转角度过大发生塑性变形。

进一步，步骤4在型材扭转至开口朝上的姿态后，采用卡轮对型材进行定位，并将卡轮与型材卡接。

本方案的有益效果为：卡轮对型材进行定位的同时，也使型材保持开口朝上的状态，方便步骤4的弯曲缠绕的进行。

进一步，步骤4从半成品的内侧对半成品进行支撑，步骤5中得到成品后，使成品沿自身的轴线转动，同时将成品沿轴向滑动。

本方案的有益效果为：对半成品进行支撑能在粘接剂未完全凝固时使半成品保持管状。

进一步，步骤4采用缠绕单元，缠绕单元包括固定盘和支撑组件，支撑组件包括呈圆环状沿固定盘的周向分布的若干支撑轮，且支撑轮与固定盘转动连接，通过支撑组件对半成品进行支撑，在缠绕的同时驱动固定盘或支撑轮转动。

本方案的有益效果为：通过支撑组件对半成品进行支撑时，支撑轮与半成品的内壁接触，驱动支撑轮转动即可使半成品转动，方便型材的弯曲缠绕。

进一步，步骤5将型材的竖向部位进行粘接后，在粘接位置覆盖片材，并将片材与粘接位置的型材粘接。

本方案的有益效果为：片材一方面能够覆盖粘接位置，避免出现接缝，提高美观性；另一方面，在粘接时，相邻型材的竖向部位之间的粘接剂过少时难以覆盖整个竖向部位，会导致粘接强度降低，所以本方案中挤入的粘接剂较多，在此情况下，在使相邻型材的竖向部位贴合时，多余的粘接剂会从相邻型材的竖向部位之间流出，本方案中的片材利用流出的粘接剂固定在相邻型材的竖向部位上，对粘接部位的粘接强度进一步增强。

进一步，步骤1采用挤出模具挤出型材，挤出模具包括U形的挤出通道；进行步骤1的操作之前，先在挤出模具上安装调整板，调整板与挤出通道的竖向部位远离横向部位的一端相对。

本方案的有益效果为：挤出的型材需要经过调整板，在进行步骤1的操作时，通过竖向移动调整板的位置，即可改变型材的竖向部位的长度，从而能够采用同一挤出模具挤出竖向部位的深度不同的型材，从而加工出不同规格的大口径加筋管。

进一步，步骤2对型材进行冷却后，采用定型单元对型材进行输送，输送单元包括上传送带和下传送带，下传送带上固定有定型块，上传送带位于定型块的上方并与定型块相对；输送时将定型块卡入型材内，并将上传送带按压在型材顶部。

本方案的有益效果为：本方案中的定型块能够卡入型材内，上传送带将型材的横向部位按压在定型块上，促使定型块卡入型材内，从而再次对型材进行定型，进一步避免型材发生形变，在进行中空缠绕加工时，使相邻型材的竖向部位能够相贴，提高粘接效果。

附图说明

图1为本发明实施例1中挤出模具的正视图；

图2为本发明实施例1中冷却单元的立体图；

图3为本发明实施例1中定型单元的正视图；

图4为本发明实施例1中第一导向组件的立体图；

图5为图4的右视图；

图6为本发明实施例1中第一个第二导向组件的右视图；

图7为本发明实施例1中第二个第二导向组件的右视图；

图8为本发明实施例1中第三个第二导向组件的右视图；

图9为本发明实施例1中第四个第二导向组件的右视图；

图10为本发明实施例1中定位单元的立体图；

图11为本发明实施例2中使用的挤出模具的立体图；

图12为本发明实施例3中使用的缠绕单元的立体图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：挤出模具1、挤出通道11、固定板12、调整板13、调整杆14、冷却槽2、缺口21、定位块22、限位板23、下压辊24、型材3、下传送带4、定型块41、上传送带5、垫板51、第一导向块6、第一通道61、安装座7、安装环71、第二导向块8、第二通道81、滑座9、第一导轨91、第一螺杆92、第二导轨93、第二螺杆94、支架95、卡轮96、固定盘97、支撑轮98。

实施例1

大口径加筋管加工方法，采用大口径加筋管加工设备进行加工，如图1至图10所示，大口径加筋管加工设备包括机架以及依次分布的挤出模具1、冷却单元、定型单元、导向单元和定位单元，挤出模具1上设有挤出通道11，挤出通道11的纵截面为开口朝下的U形，本实施例中的挤出模具1通过螺栓安装在现有的螺旋挤出机上，并使挤出通道11与螺旋挤出机的出料口连通，通过挤出模具1挤出横截面为U形的型材3，且型材3的开口朝下。

冷却单元包括冷却槽2和定位块22，冷却槽2的左右两端均设有与挤出通道11相对的缺口21，定位块22沿长度方向的投影穿过缺口21并落在挤出通道11的两个竖向部位之间。定位块22位于冷却槽2内，定位块22的前后两侧均设有限位板23，限位板23和定位块22的底部均与冷却槽2的底部通过螺栓连接。本实施例中的限位板23与定位块22平行，且限位板23与定位块22之间形成限位空间，限位空间的厚度稍大于型材3的竖向部位的厚度、深度大于型材3的数显部位的长度，使得型材3的竖向部位能够沿限位空间滑动即可。定位块22的上方设有下压辊24，下压辊24的底部与定位块22的顶部之间的距离等于型材3的横向部位的厚度，本实施例中的下压辊24的两端均贯穿机架并与机架间隙配合。

定型单元包括上传送带5和下传送带4，本实施例中的上传送带5和下传送带4均为链式传送带，且上传送带5位于下传送带4的正上方。下传送带4朝外的侧面通过螺栓固定有若干定型块41，若干定型块41沿下传送带4的长度方向依次间隙分布，且定型块41与型材3的内壁卡接。上传送带5朝外的侧壁通过螺栓安装有若干垫板51，若干垫板51沿上传送带5的长度方向依次间隙分布，具体的，本实施例中的垫板51采用强度和硬度均小于上传送带5的材质，用于将型材3按压在定型块41上。

导向单元包括第一导向组件和多个第二导向组件，第一导向组均包括第一导向块6、安装环71和安装座7，第一导向块6的纵截面为圆形，且第一导向块6通过螺栓同轴安装在安装环71上，安装环71通过螺钉安装在机架上。具体的，本实施例中采用四个第二导向组件，四个第二导向组件均位于第一导向组件远离定型单元的一侧，并沿型材3的长度方向依次间隙分布。

第二导向组件也包括安装环71、安装座7，同时包括第二导向块8，本实施例中的第二导向块8与第二导向组件的安装座7和安装环71的连接方式与第一导向组件相同。第一导向块6和第二导向块8上分别设有第一通道61和第二通道81，第一通道61的横截面为开口朝下的U形，第二截面的横截面为开口朝上的U形。第一个第二通道81的开口沿横向的投影与第一通道61的开口之间的夹角为45°；相邻两个第二通道81的开口沿横向的投影之间的夹角也为45°，最远离第一导向单元的第二通道81的开口朝上。

定位单元包括卡轮96、滑座9、第一导轨91、第二导轨93、第一螺杆92和第二螺杆94，第一导轨91和第二导轨93均横向贯穿滑座9，且第一导轨91沿竖向的投影与第二导轨93垂直，第一导轨91和第二导轨93均与滑座9滑动配合；第一导轨91和第二导轨93上分别设有第一螺杆92和第二螺杆94，第一螺杆92贯穿滑座9和第一导轨91并与滑座9螺纹配合，第一螺杆92与第一导轨91转动连接；第二螺杆94贯穿滑座9和第二导轨93并与滑座9转动连接，第二螺杆94与第二导轨93螺纹配合；卡轮96与第二导轨93转动连接。

具体的，本实施例中的第一导轨91和第二导轨93的纵截面均为环形，且第二导轨93与第一导轨91垂直。

第一导轨91和第二导轨93贯穿滑座9并与滑座9滑动配合，第一导轨91的后端通过螺栓安装在机架上。第一螺杆92与第一导轨91平行，且第一导轨91贯穿第一导轨91的前端和滑座9，本实施例中的第一螺杆92与滑座9构成滚珠螺杆结构。

第二螺杆94与第二导轨93平行，且第二螺杆94贯穿第二导轨93的左端和滑座9，本实施例中的第二螺杆94与第二导轨93的左端构成滚珠螺杆结构，本实施例中的第二螺杆94与滑座9相对的位置设有环形槽，环形槽内设有环状的限位块，且限位块通过螺栓安装在滑座9上，通过限位块对第二螺杆94进行定位，使得第二螺杆94无法相对于滑座9沿轴向滑动；在实际实施时，也可将环形槽设置在滑座9的内壁、将限位块焊接在第二螺杆94上，同样通过限位块和环形槽的配合对第二螺杆94进行定位。

第二导轨93的右端通过螺栓安装有支架95，支架95沿横向的截面为U形，且支架95上设有开口朝上的U形槽。卡轮96键连接有转轴，转轴的两端置入U形槽内。卡轮96的侧壁设有环形的凹槽。

包括以下步骤：

步骤1：挤出横截面为U形的型材3，且挤出的型材3的开口朝下。

步骤2：同时向冷却槽2内通入冷却水，并通过控制通入水的速度使冷却槽2内的冷却水淹没定位块22；将型材3从缺口21牵引至冷却槽2内，并使定位块22滑入型材3的两个竖向部位之间的空间内、使型材3的两个竖向部位滑入限位空间。此时定位槽内的冷却水与型材3接触，使型材3冷却定型。

步骤3：继续将型材3牵引至上传送带5和下传送带4之间，并同时启动上传送带5和下传送带4，使上传送带5顺时针转动、下传送带4逆时针转动，将型材3向远离冷却槽2的一侧牵引，此时定型块41卡入型材3内，使型材3保持U形，延长对型材3定型的时间，避免型材3变形；然后将型材3的端部依次穿过第一通道和四个第二通道，使型材3逐渐扭转180°，即使型材3扭转至开口朝上的状态。

步骤4：先对卡轮96调整至与粘接加工对齐的位置：转动第一螺杆92，由于滑座9受到第一导轨91的限制而无法转动，故此时滑座9沿第一导轨91的轴向滑动，带动第二导轨93沿第一导轨91的轴向滑动，使卡轮96同步滑动；转动第二螺杆94，由于限位块的限位作用，第二螺杆94无法左右滑动，故此时第二导轨93沿第二螺杆94的轴向滑动，使卡轮96沿第二螺杆94的轴向滑动。然后将型材3卡入卡轮96上的凹槽内，通过卡轮96对型材3进行定位；然后将开口朝上的型材3弯曲缠绕成管状的半成品，缠绕时，采用圆环状的结构从半成品的内部对半成品进行支撑。

步骤5：并在相邻型材3的竖向部位之间挤入粘接剂，并使相邻型材3的竖向部位相贴，对相邻型材3的竖向部位进行粘接；在粘接位置的端部缠绕片材，并使片材覆盖粘接位置，此时片材与从相邻型材3的竖向部位之间挤出的多余粘接剂接触，粘接在粘接位置的端部，得到成品。粘接后将成品相对于对半成品记性支撑的圆环状的结构沿轴向向远离粘接位置的一侧滑动。

实施例2

在实施例1的基础上，如图11所示，本实施例中的步骤1采用挤出模具1挤出型材3，挤出模具1包括U形的挤出通道11；进行步骤1的操作之前，先在挤出模具1上安装调整板13，调整板13与挤出通道11的竖向部位远离横向部位的一端相对。具体的，挤出模具1的左壁通过螺栓安装有两个固定板12，两个固定板12分别与挤出通道11的两个竖向部位相对。固定板12上设有与挤出通道11的竖向部位相对的条形通槽，调整板13位于固定板12的下端，固定板12和调整板13的纵截面均为倒L形，且调整板13朝向挤出模具1的侧壁与挤出模具1相贴。

固定板12上设有调整杆14，本实施例中的调整杆14为螺杆，调整杆14沿竖向贯穿固定板12和调整板13的顶部，且调整杆14与固定板12的顶部螺纹配合。调整板13的上方和下方均设有螺母，且螺母均与调整杆14螺纹连接。

本实施例中的步骤1在挤出型材3前，先取下下方的螺母和调整板13，将调整杆14沿竖向旋动，再安装调整板13和下方的螺母，通过两个螺母对调整板13进行定位，而在挤出型材3时，调整板13对挤出通道11的竖向部位的上端进行遮挡，使得原料无法从挤出通道11的竖向部位的上端流出，从而使用同一挤出模具1可挤出不同规格的型材3，最后加工得到不同规格的大口径加筋管。

实施例3

在实施例1或2的基础上，如图12所示，本实施例中的步骤4采用缠绕单元从半成品内部对半成品进行支撑，缠绕单元包括固定盘97和支撑组件，固定盘97通过螺栓竖向安装在机架上，支撑组件包括若干支撑轮98，若干支撑轮98呈圆环状的分布在固定盘97的左壁上，支撑轮98同轴键连接有支撑轴，支撑轴的右端贯穿固定盘97并与固定盘97转动配合。固定盘97上通过螺栓安装有电机，电机通过传动链驱动所有的支撑轮98转动，在实际实施时，也可每个支撑轮98均连接一个电机，而不再使用传动链。

实验测试：

将采用实施例3的方法加工出的加筋管与目前市面上的相同材质的双壁缠绕管进行环刚度、环柔性、重量的检测，检测数据如下：

经过上述实验可以得出以下结论：

1.加筋管的重量均小于相同管径的双壁缠绕管的重量，即与双壁缠绕管相比，制造相同长度和管径时，加筋管的原材料的用量更少，有效降低原材料的成本。

2.相同管径的加筋管的环刚度比双壁缠绕管的环刚度更大，当承受压力时，加筋管更不容易发生过大变形或者出现压屈失稳破坏；其次，相同管径的加筋管的环柔性比双壁缠绕管的环柔性更大，即使因压力过大而发生形变时也更不容易发生损坏，与环刚度的检测结果结合，证明采用实施例3的方法制造的加筋管更适合用作埋地管道使用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.大口径加筋管加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：挤出横截面为U形且开口朝下的型材；

步骤2：对型材进行冷却，并在冷却时向型材内卡入定位块；

步骤3：采用大口径加筋管加工设备进行加工，大口径加筋管加工设备包括导向单元，导向单元包括第一导向组件和多个第二导向组件，第一导向组均包括第一导向块，第二导向组件包括第二导向块，第一导向块和第二导向块上分别设有第一通道和第二通道，第一通道的横截面为开口朝下的U形，最远离第一导向组件的第二通道的开口朝上；将冷却成型后的型材向缠绕加工位置输送，在输送过程中逐渐将型材扭转180°；

步骤4：使型材保持开口朝上的姿态，并将型材弯曲缠绕成管状的半成品；

步骤5：对相邻型材的竖向部位进行粘接，得到成品。

2.根据权利要求1所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤2对型材进行冷却时，使型材的竖向部位的外壁保持竖直。

3.根据权利要求1所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤4在型材扭转至开口朝上的姿态后，采用卡轮对型材进行定位，并将卡轮与型材卡接。

4.根据权利要求1所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤4从半成品的内侧对半成品进行支撑，步骤5中得到成品后，使成品沿自身的轴线转动，同时将成品沿轴向滑动。

5.根据权利要求4所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤4采用缠绕单元，缠绕单元包括固定盘和支撑组件，支撑组件包括呈圆环状沿固定盘的周向分布的若干支撑轮，且支撑轮与固定盘转动连接，通过支撑组件对半成品进行支撑，在缠绕的同时驱动固定盘或支撑轮转动。

6.根据权利要求1所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤5将型材的竖向部位进行粘接后，在粘接位置覆盖片材，并将片材与粘接位置的型材粘接。

7.根据权利要求1所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤1采用挤出模具挤出型材，挤出模具包括U形的挤出通道；进行步骤1的操作之前，先在挤出模具上安装调整板，调整板与挤出通道的竖向部位远离横向部位的一端相对。

8.根据权利要求2所述的大口径加筋管加工方法，其特征在于：步骤2对型材进行冷却后，采用定型单元对型材进行输送，输送单元包括上传送带和下传送带，下传送带上固定有定型块，上传送带位于定型块的上方并与定型块相对；输送时将定型块卡入型材内，并将上传送带按压在型材顶部。