CN114060621A - 一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法，包括拼件体，所述拼件体横截面形状为整数等分中空封闭几何形，所述拼件体包括至少2层环保层和至少1层加强层，所述环保层材料为竹和/或木，每两层环保层之间设置1层加强层。本发明所述的一种一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，为管道的基础芯材拼件，采用的是侧开型拼接方法，其中环保层使用的竹和/或木材料的片材纹路和纤维相对完整，因此其拼接出来的管道相对于使用缠绕成型技术的管道强度更加好，并且加强层材料的片材也是相对完整的，整体的加强效果会更好。此外，本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块还具有易于堆叠，能够提升储存空间和运输空间的利用效率的优点。

Description

一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法
技术领域
本发明涉及环保复合材料管道技术领域，具体涉及一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块及制造方法。
背景技术
气液输送管道普遍采用水泥管道、钢管、或聚氯乙烯管、聚乙烯 管、玻璃钢管等。水泥管道重量大，运输、安装不便，且生产中消耗大量的水泥和钢材，；钢管或不锈钢管同样重量大，也需要消耗大量 的矿产资源和能源；塑料管道质轻、光滑且耐腐蚀，但刚度和强度方面有所不足；玻璃钢管 需要采用大量高能耗的玻璃纤维，所用的树脂完全依赖于石油，产品及废料不可回收、不环保。上述管道均需消耗大量的矿产资源，环境污染严重。
因此，使用木质或竹制等环保材料，已经成为现今环保领域的发展趋势。专利号为：CN201510206970.1的中国发明专利公开了一种高性能木基复合压力输送管及制备方法，其采用缠绕工艺将以木材为基材等复合材料的板材缠绕在芯轴模具上形成管材，如说明书附图1所示。此种方式制备管材可以看到管材轴向排列布有缝隙，影响了管道整体径向上的抗弯强度，甚至容易造成断裂，因此无法适应长管道的应用场景。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，使用的竹和/或木材料的片材纹路和纤维相对完整，因此其拼接出来的管道相对于使用缠绕成型技术的管道强度更加好，并且加强层材料的片材也是相对完整的，整体的加强效果会更好。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，包括：拼件体，所述拼件体横截面形状为中空封闭几何形的部分切割形状，所述拼件体包括至少2层环保层和至少1层加强层，所述环保层材料为竹和/或木，每两层环保层之间设置1层加强层。
上述装置中，本发明所述的一种一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，为管道的基础芯材拼件，采用的是侧开型拼接方法，其中环保层使用的竹和/或木材料的片材纹路和纤维相对完整，因此其拼接出来的管道相对于使用缠绕成型技术的管道强度更加好，并且加强层材料的片材也是相对完整的，整体的加强效果会更好。此外，本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块还具有易于堆叠，能够提升储存空间和运输空间的利用效率的优点。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述环保层每层材料的厚度为0.5mm-4mm。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述加强层材料至少包括芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维等功能材料其中的一种。作为本发明的优选方案，复合上述加强层材料，能够提升所述拼件体抗压抗拉抗剪切等强度能力。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述拼件体横截面形状为整数等分圆环形。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述拼件体横截面形状为整数等分方框形，方框形四角为圆角。此外，拼件体横截面形状还可以是其它封闭环形的整数等分形状。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述拼件体最外层和/或最里层设有功能层。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述功能层材料至少包括：芳纶纤维、玻璃纤维、碳纤维、铝箔、PE防水膜、不锈钢薄膜等功能材料其中的一种。作为本发明的优选方案，设置上述材料的功能层，能够提升所述拼件体的防水防腐防渗漏等性能。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述拼件体横截面形状的两侧拼接边上设有阶梯形搭接部。作为本发明的优选方案，能够提升搭接强度，并且在不增加厚度的情况下增大了拼接接触面积，提升防漏性能。
进一步的，所述环保层材料至少有一层为竹，并且，至少一层竹材料的环保层的纤维纹路与所述拼件体的轴向方向垂直。作为本发明的优选方案，能够利用竹纤维天然的强度，刚度，弹性的优势，提升所述一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的径向强度。优选的，各环保层材料至少有两层纤维纹路为正交。
所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过对竹和/或木的坯料进行切片，得到厚度为0.5mm-4mm的片材；
S2：将对应各环保层、加强层和/或功能层的片材进行尺寸裁切；
S3：将裁切好的各层片材依照顺序以及纤维纹路方向，依次通过胶黏剂叠加，再通过模具将压合好的复合板材进行冷压/热压，得到拼件体基础型状；
S4：对拼件体拼接边进行齐边加工；
S5：对拼件体拼接边进行阶梯形搭接部的加工。
其中，步骤1中，切片工艺可以是旋切、锯切或刨切。并且，竹、木坯料的制备已经属于现有成熟技术。
其中，步骤3中，所述模具型腔与拼件体形状相适应，定模对应拼件体的外壁轮廓，动模对应拼件体内壁和拼接边轮廓。并且，木质和/或竹质的片材的冷/热压成型工艺已经运用广泛，具有工艺性能稳定，加工成本低的优点。
其中，步骤4、5中，对拼件体的加工，主要通过加工机床车铣刨磨等加工作业完成。
此外，可以在步骤3完成后使用喷涂或者浸渍液体涂层形成内外层的功能层。
进一步的，所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，步骤3的胶黏剂为聚胺脂防水防腐胶水和/或防火型的聚胺脂胶水。并且，所用的胶黏剂形成的膜层也对应成为加强层和/或功能层材料。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明提供了一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，采用的是侧开型拼接方法，其中环保层使用的竹和/或木材料的片材纹路和纤维相对完整，因此其拼接出来的管道相对于使用缠绕成型技术的管道强度更加好，并且加强层材料的片材也是相对完整的，整体的加强效果会更好。此外，本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块还具有易于堆叠，能够提升储存空间和运输空间的利用效率的优点。此外，还具有环境性能好，可降解的优点。
2. 本发明提供了一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述拼件体横截面形状的两侧拼接边上设有阶梯形搭接部。能够提升搭接强度，并且在不增加厚度的情况下增大了拼接接触面积，提升防漏性能。
3. 本发明提供了一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，所述竹材料的纤维纹路与拼件体轴向垂直，能够利用竹纤维天然的强度，刚度，弹性的优势，提升所述一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的径向强度。
4. 本发明提供了一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，通过模具将压合好的复合板材进行冷压/热压，得到拼件体基础型状。木质和/或竹质的片材的冷/热压成型工艺已经运用广泛，具有工艺性能稳定，加工成本低的优点。
附图说明
图1为专利号为：CN201510206970.1的附图；
图2为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的三维结构示意图；
图3为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块横截面平面示意图；
图4为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块横截面形状拼接成封闭环形（圆环）的示意图；
图5为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块模压成型的示意图；
图6为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块储存运输时堆放叠加示意图；
图7为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的三维结构示意图；
图8为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块横截面平面示意图；
图9为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块横截面形状拼接成封闭环形（方框）的示意图；
图10为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块模压成型的示意图；
图11为本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块储存运输时堆放叠加示意图。
图中：1-拼件体；2-环保层；3-加强层；4-功能层；5-阶梯形搭接部；6-模具；61-定模；62-动模。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
结合图2-4所示的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，包括拼件体1，所述拼件体1横截面形状为3等分的圆环形，所述拼件体1包括2层环保层2和1层加强层3，所述环保层2材料1层为木，1层为竹，并且竹材料的纤维纹路与拼件体1轴向垂直。两层环保层2之间设置1层加强层3。并且，所述拼件体1最外层和最里层设有功能层4。此外，所述拼件体1横截面形状的两侧拼接边上设有阶梯形搭接部5。
其中，所述环保层2每层材料的厚度为0.5mm。其中，所述加强层3材料为玻璃纤维。其中，最里层的功能层4的材料为PE防水膜，并且，最外层的功能层4的材料为铝箔。
本实施例中一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，包括如下步骤：
S1：通过对木质的坯料进行旋切得到厚度为0.5mm的片材；
S2：将对应各环保层2、加强层3和功能层4的片材进行尺寸裁切；
S3：将裁切好的各层片材依照顺序以及纤维纹路方向，依次通过胶黏剂叠加，再通过模具6将压合好的复合板材进行热压，得到拼件体1基础型状；
S4：通过木工加工机床对拼件体1拼接边进行齐边加工；
S5：通过木工加工机床对拼件体1拼接边进行阶梯形搭接部5的加工。
其中，步骤3的胶黏剂为聚胺脂防水防腐胶水。
基于上述结构，本实施例所述的一种一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，为管道的基础芯材拼件，采用的是侧开型拼接方法，其中环保层2使用的木材料的片材纹路和纤维相对完整，因此其拼接出来的管道相对于使用缠绕成型技术的管道强度更加好，并且加强层3材料的片材也是相对完整的，整体的加强效果会更好。此外，本发明所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块还具有如图6所示易于堆叠，能够提升储存空间和运输空间的利用效率的优点。
其中，复合上述加强层材料，能够提升所述拼件体1抗压抗拉抗剪切等强度能力。设置上述材料的功能层，能够提升所述拼件体1的防水防腐防渗漏等性能。并且，设置阶梯形搭接部5。能够提升搭接强度，并且在不增加厚度的情况下增大了拼接接触面积，提升防漏性能。竹材料的纤维纹路与拼件体1轴向垂直，能够利用竹纤维天然的强度，刚度，弹性的优势，提升所述一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的径向强度。
基于上述方法，结合说明书附图5所示，其中步骤3中，所述模具6型腔与拼件体1形状相适应，定模61对应拼件体1的外壁轮廓，动模62对应拼件体1内壁和拼接边轮廓。并且，木质的片材的热压成型工艺已经运用广泛，具有工艺性能稳定，加工成本低的优点。
实施例2
结合图7-9所示的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，包括拼件体1，所述拼件体1横截面形状为对开等分的方框形，并且，方框形四角为圆角。所述拼件体1包括2层环保层2和1层加强层3，所述环保层2材料为木，并且，两层环保层2木纤维纹路正交。其中，两层环保层2之间设置1层加强层3。并且，所述拼件体1最里层设有功能层4。此外，所述拼件体1横截面形状的两侧拼接边上设有阶梯形搭接部5。
其中，所述环保层2每层材料的厚度为1mm。其中，所述加强层3材料为玻璃纤维。其中，最里层的功能层4的材料为PE防水膜，并且，最外层的功能层4的材料为铝箔。
本实施例中一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，包括如下步骤：
S1：通过对木质的坯料进行旋切得到厚度为1mm的片材；
S2：将对应各环保层2、加强层3和功能层4的片材进行尺寸裁切；
S3：将裁切好的各层片材依照顺序以及纤维纹路方向，依次通过胶黏剂叠加，再通过模具6将压合好的复合板材进行冷压，得到拼件体1基础型状；
S4：通过加工机床对拼件体1拼接边进行齐边加工；
S5： 通过加工机床对拼件体1拼接边进行阶梯形搭接部5的加工。
其中，步骤3的胶黏剂为聚胺脂防水防腐胶水。
基于上述结构和方法，结合图10和11所示，本实施例在实施例1的基础上，将拼件体1横截面形状替换为对开方框形形状，并且减少了外层的功能层4。在制造方法中，采用了冷压工艺，其他原理一致。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：包括拼件体（1），所述拼件体（1）横截面形状为中空封闭几何形的部分切割形状，所述拼件体（1）包括至少2层环保层（2）和至少1层加强层（3），所述环保层（2）材料为竹和/或木，每两层环保层（2）之间设置1层加强层（3）。
2.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述环保层（2）每层材料的厚度为0.5mm-4mm。
3.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述加强层（3）材料至少包括玻纤网格布、玄武岩网格布、碳纤维网格布等功能材料其中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述拼件体（1）横截面形状为整数等分圆环形。
5.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述拼件体（1）横截面形状为整数等分方框形，方框形四角为圆角。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述拼件体（1）最外层和/或最里层设有功能层（4）。
7.根据权利要求6所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述功能层（4）材料至少包括：玻纤网格布、玄武岩网格布、碳纤维网格布、铝箔、PE防水膜、不锈钢薄膜等功能材料其中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述拼件体（1）横截面形状的两侧拼接边上设有阶梯形搭接部（5）。
9.根据权利要求1所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块，其特征在于：所述环保层（2）材料至少有一层为竹，并且，至少一层竹材料的环保层（2）的纤维纹路与所述拼件体（1）的轴向方向垂直。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种层压复合型环保材料管道芯材拼件模块的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过对竹和/或木的坯料进行切片得到厚度为0.5mm-4mm的片材；
S2：将对应各环保层（2）、加强层（3）和/或功能层（4）的片材进行尺寸裁切；
S3：将裁切好的各层片材依照顺序以及纤维纹路方向，依次通过胶黏剂叠加，再通过模具（6）将压合好的复合板材进行冷压/热压，得到拼件体（1）基础型状；
S4：对拼件体（1）拼接边进行齐边加工；
S5：对拼件体（1）拼接边进行阶梯形搭接部（5）的加工。
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