CN114347446A - 一种高强度纤维复合管道的生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强度纤维复合管道的生产设备，属于复合管道技术领域。它解决了现有技术中复合管道质量以及强度不高的问题。本高强度纤维复合管道的生产设备，包括绕线机、芯轴，芯轴上设有能将内衬带包裹在芯轴上的卷圆罩，卷圆罩的后侧设有用于对内衬带进行浸胶的浸胶池，卷圆罩的前侧设有套设在芯轴上的引纱盘，引纱盘呈环状且沿周向开设有若干个供轴向纱穿过的过纱孔，芯轴穿过绕线机且绕线机能将周向纱沿芯轴的周向缠绕在轴向纱上，本生产设备还包括能向周向纱与轴向纱的缠绕位置喷出胶液的淋胶嘴。本发明能够使制造的产品不会出现层间的粘结不稳定的情况，进而大大提升复合管道的强度。

Description

一种高强度纤维复合管道的生产设备

技术领域

本发明属于复合管道技术领域，涉及一种高强度纤维复合管道的生产设备。

背景技术

由于现有的排水管等管道是采用塑料制成，其耐压性能较差，因此通常会采用复合管，新型复合管有些是采用玻璃纤维缠绕在复合毛毡上的方式来制成复合管，这样子的复合管能满足高强度和高韧性的要求。目前，市场上也现了用于生产该类型复合管的设备，如中国专利文献公开的一种不停机连续生产玻璃纤维管类型材工艺方法及设备(申请号：201911075162.0)，该设备为了实现外毡层、芯毡层与玻璃纤维纱之间的复合，通过先将玻璃纤维纱穿过胶槽进行浸胶，然后抽出外毡层、芯毡层，使外毡层、芯毡层将浸渍有带胶树脂的玻璃纤维纱内外夹持，之后将毡纱复合物绕在成型模芯上，再经过固化模具制成复合管道。该设备所生产的复合管道由于通过玻璃纤维纱浸渍的胶液实现其与外毡层、芯毡层之间的复合，而玻璃纤维纱的厚度很小，因此往往引起产品含胶量较小，会影响玻璃纤维强度的发挥，而且还会导致复合管玻璃纤维纱接触的区域粘接力有限或者根本没有粘结，产品层间的粘结不稳定，使得复合管道质量以及强度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种高强度纤维复合管道的生产设备，本发明解决的技术问题是：如何使纤维复合管道具有更高的强度。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高强度纤维复合管道的生产设备，包括绕线机、芯轴，所述芯轴上设有能将内衬带包裹在芯轴上的卷圆罩，其特征在于，所述卷圆罩的后侧设有用于对内衬带进行浸胶的浸胶池，所述卷圆罩的前侧设有套设在芯轴上的引纱盘，所述引纱盘呈环状且沿周向开设有若干个供轴向纱穿过的过纱孔，所述芯轴穿过绕线机且绕线机能将周向纱沿芯轴的周向缠绕在轴向纱上，本生产设备还包括能向周向纱与轴向纱的缠绕位置喷出胶液的淋胶嘴。

内衬带可以采用方格布复合毡，在制成产品之后内衬带即形成产品的内层。本设备在生产制造时，内衬带先经过浸胶池进行浸胶，然后到达卷圆罩位置，依靠卷圆罩将内衬带卷绕在芯轴上形成圆筒状，同时轴向纱包覆在圆筒状内衬带的外壁上，形成轴向纤维层与内衬带一起向前移动，当到达绕线机处时，绕线机将周向纱缠绕在轴向纱上，形成周向纤维层。

本设备由于在卷圆罩的后侧设有浸胶池，使得内衬带能够预先浸胶之后再卷绕至芯轴上，而轴向纱是直接与内衬带接触的，这样使得内衬带与轴向纱之间具有合适的含胶量，保证产品内层与轴向纤维层之间粘接稳定。而由于周向纱缠绕于轴向纱之上，此时通过额外再设置淋胶嘴，使得周向纱与轴向纱之间也能满足合适的含胶量，保证周向纱和轴向纱粘接稳定。并且，淋胶嘴的淋胶位置位于周向纱与轴向纱的缠绕位置，这样周向纱在缠绕过程中，会对轴向纱形成施压，同时也对胶液进行径向向内的挤压，使得胶液很好地向内渗透，进而保证周向纱、轴向纱以及内衬带均能充分浸润胶液，避免产品胶液浸润不充分而影响增强纤维强度的发挥，同时使制造的产品不会出现层间的粘结不稳定的情况，进而大大提升复合管道的强度。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述淋胶嘴为软管，所述淋胶嘴位于芯轴的上方，所述淋胶嘴连接有流量调节阀。软管的设计便于调节淋胶嘴的出胶角度以及出胶位置。通过设置流量调节阀，使得淋胶嘴的出胶量能得以控制，避免产品含胶量过多而引起产品性能的降低。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，本生产设备还包括机架、成型模具和牵引机，所述牵引机、成型模具和机架由前至后依次排列，所述芯轴的前端伸入成型模具内，所述机架上设有位于浸胶池后侧的支撑轴，所述支撑轴水平设置且与芯轴相垂直。成型模具内成型出的复合管道在牵引机的作用下，持续向前移动，实现了复合管道的连续生产。支撑轴的设置便于供带卷放置，带卷为内衬带卷绕形成，在产品持续生产的过程中，内衬带持续地从带卷上拉出，然后经过浸胶池的浸润。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述机架具有支撑台面，所述支撑台面上设有与芯轴的长度方向平行的滑轨，所述滑轨上滑动连接有滑动座，所述芯轴的后端与滑动座相固连，所述浸胶池设置在所述机架上且位于芯轴的上方，所述机架上还设有能带动芯轴沿轴向来回移动的驱动件。在设备生产之前的准备工作中，需要先将轴向纱和内衬带穿过成型模具连接至牵引机，从而使生产过程中，牵引机能够持续拉动复合管道向前移动。本设备通过驱动件带动芯轴轴向向后移动，能使芯轴回退并脱出成型模具，从而便于将轴向纱和内衬带穿过成型模具连接至牵引机，使得操作十分方便。设置滑轨对芯轴的移动形成了导向，使得芯轴与成型模具之间始终保持较高的配合精度，使成型出的复合管道质量高。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述驱动件为固连在支撑台面上的液压缸，驱动件的数量为两个，两个驱动件分别位于芯轴的左下方和右下方，驱动件的活塞杆与滑动座相固连。两个驱动件形成双动力驱动，能为芯轴提供较大的驱动力，使得芯轴顺利移动，同时两个驱动件分别位于芯轴的左下方和右下方，能使芯轴受力平衡，使得芯轴与成型模具之间始终保持较高的配合精度，使成型出的复合管道质量高。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述浸胶池包括水平设置的胶盆，所述胶盆的内腔侧壁转动连接有若干压辊，所述胶盆的前端设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊一，所述挤胶辊一、压辊均与所述支撑轴相平行，两挤胶辊一能对从两者之间通过的内衬带形成挤压。在工作过程中水平布置的胶盆内腔预先注入一定量的胶液，然后引导内衬带连续不断进入胶盆内进行浸润，多个压辊均位于胶液液面之下可对内衬带的位置进行约束限制，使其在胶液内具有更大的浸润长度，浸润充分后的内衬带再脱离胶液后通过胶盆前端设置的两挤胶辊一之间，将其上下表面多余的胶液捋回胶盆内，避免后续缠绕过程中胶量过高而影响产品质量。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述胶盆的后端设有两个可自转的支撑辊，支撑辊与挤胶辊一相平行，两支撑辊沿水平方向并排设置且能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两所述支撑辊外周面均覆盖有软质材料层。通过在胶盆的后端设置两个支撑辊，这样内衬带可先经过两个支撑辊之间，两支撑辊转动时可对内衬带上下表面进行撑紧抚平，有利于保证浸胶质量和产品质量。通过在两支撑辊的外周面设置软质材料层，这样软质材料层可对内衬带上的短玻纤进行保护，避免短玻纤受损而直接产品强度以及导致的浸润效果下降现象，利于提高产品质量。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述胶盆的前端还设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊二，两个挤胶辊二能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两所述挤胶辊二均与所述挤胶辊一平行且布置于该挤胶辊一的前方。通过在胶盆上设置两个挤胶辊二，使两挤胶辊二与挤胶辊一平行且均布置于该挤胶辊一的后方，这样两挤胶辊二可使通过挤胶辊一的内衬带进一步对其支撑和捋胶，保证附着胶量适宜。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述绕线机上设有支撑架，所述支撑架上固连有两个相对设置的定位夹板，两个定位夹板通过紧固件固定连接并形成套设在芯轴上的定位套，所述引纱盘包括两个呈半圆形的纱盘板，每个纱盘板均与相应的定位夹板的一端固定连接。引纱盘通过定位套套设在芯轴上，由于生产不同品质复合管所需的纤维束的层数和密度都不一样，本结构采用的是对开式引纱盘，当需要更换引纱盘时，将两个定位夹板解除固定，使得两个定位夹板即可从芯轴上取下，再将新的两个定位夹板安装上即可，或者将两块纱盘板分别从相应的定位夹板上卸下，再将新的纱盘板固定在定位夹板上，提高复合管生产的便利性。

在上述的高强度纤维复合管道的生产设备中，所述压辊有至少三根且沿水平方向间隔布置。通过设置压辊有三根以上且水平方向依次间隔布置，这样内衬带可自多个压辊下方通过，其在长度方向上可得到更多更密压辊的约束，避免间隔距离过长使内衬带挠度过大而影响收束效果，利于保证产品质量。

与现有技术相比，本高强度纤维复合管道的生产设备具有以下优点：本设备由于在卷圆罩的后侧设有浸胶池，使得内衬带能够预先浸胶之后再卷绕至芯轴上，同时在绕线机上设有向周向纱与轴向纱的缠绕位置径向淋胶的淋胶嘴，使得周向纱、轴向纱以及内衬带均能充分浸润胶液，进而避免产品胶液浸润不充分而影响增强纤维强度的发挥，同时使制造的产品不会出现层间的粘结不稳定的情况，进而大大提升复合管道的强度。

附图说明

图1是本生产设备的正视图。

图2是本生产设备的立体结构示意图。

图3是本生产设备的局部示意图。

图4是图3中A处的放大图。

图5是浸胶池的立体结构示意图。

图6是浸胶池的剖视图。

图7是卷圆罩的结构示意图一。

图8是卷圆罩的结构示意图二。

图9是本生产设备的内衬带的上料示意图。

图中，1、绕线机；2、芯轴；3、卷圆罩；31、侧板；32、背板；33、端口；321、平板部；322、过渡部；4、浸胶池；41、胶盆；42、压辊；43、挤胶辊一；44、支撑辊；441、；软质材料层；45、挤胶辊二；5、引纱盘；51、纱盘板；6、过纱孔；7、淋胶嘴；8、流量调节阀；9、机架；91、支撑轴；92、支撑台面；10、成型模具；11、牵引机；12、滑轨；13、滑动座；14、驱动件；15、支撑架；16、定位套；161、定位夹板；17、纱架；18、张紧杆一；19、张紧杆二。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这一实施例。

如图1和图2，本高强度纤维复合管道的生产设备包括芯轴2以及由前之后依次排列的牵引机11、成型模具10、绕线机1和机架9，机架9的左右两侧分别设有纱架17，纱架17用于放置纱卷，纱卷上的周向纱最后穿过引纱盘5上的过纱孔6缠绕在轴向纱上。本实施例中，绕线机1的数量为一台，然而在实际生产过程中，绕线机1的数量可以为多台，多台绕线机1沿芯轴2的轴向依次布置。芯轴2的前端伸入成型模具10内，芯轴2上设有能将内衬带包裹在芯轴2上的卷圆罩3，卷圆罩3的后侧设有用于对内衬带进行浸胶的浸胶池4，卷圆罩3的前侧套设有呈环状的引纱盘5，引纱盘5上沿周向开设有若干个供轴向纱穿过的过纱孔6，芯轴2穿过绕线机1且绕线机1能将周向纱沿芯轴2的周向缠绕在轴向纱上，本生产设备还包括能向周向纱与轴向纱的缠绕位置喷出胶液的淋胶嘴7。淋胶嘴7为软管，淋胶嘴7位于芯轴2的上方，淋胶嘴7还连接有流量调节阀8，使得淋胶嘴7的出胶量能得以控制，避免产品含胶量过多而引起产品性能的降低。

如图7、图8和图9所示，卷圆罩3包括位于芯轴2左右两侧且相对设置的两块侧板31，两块侧板31的后侧边之间连接有后侧面倾斜朝上的背板32，背板32位于芯轴2的上方，背板32的底边与两块侧板31的底边相连形成开口倾斜朝下的端口33，芯轴2穿过该端口33且端口33的边沿与芯轴2的外周壁之间形成供内衬带穿过的间隙。背板32具有一呈倒三角形的平板部321，平板部321的左右两侧边分别连接有过渡部322，过渡部322为凸面朝上设置的弧形板体，过渡部322的宽度由上至下逐渐增大，两块侧板31的后侧边均与同侧的过渡部322连接。

如图3所示，机架9具有支撑台面92，机架9上设有位于浸胶池4后侧的支撑轴91，支撑轴91水平设置且与芯轴2相垂直。支撑轴91的设置便于供带卷放置，带卷为内衬带卷绕形成，在产品持续生产的过程中，内衬带持续地从带卷上拉出，然后经过浸胶池4的浸润。支撑台面92设有与芯轴2的长度方向平行的滑轨12，滑轨12上滑动连接有滑动座13，芯轴2的后端与滑动座13相固连，浸胶池4设置在机架9上且位于芯轴2的上方，机架9上还设有能带动芯轴2沿轴向来回移动的驱动件14。具体的，驱动件14为固连在支撑台面92上的液压缸，驱动件14的数量为两个，两个驱动件14分别位于芯轴2的左下方和右下方，驱动件14的活塞杆与滑动座13相固连。当然，驱动件14也可以采用丝杆、丝杠机构。

如图4所示，绕线机1上设有支撑架15，支撑架15上固连有两个相对设置的定位夹板161，两个定位夹板161通过紧固件固定连接并形成套设在芯轴2上的定位套16，引纱盘5包括两个呈半圆形的纱盘板51，每个纱盘板51均与相应的定位夹板161的一端固定连接。引纱盘5通过定位套16套设在芯轴2上，由于生产不同品质复合管所需的纤维束的层数和密度都不一样，本结构采用的是对开式引纱盘5，当需要更换引纱盘5时，将两个定位夹板161解除固定，使得两个定位夹板161即可从芯轴2上取下，再将新的两个定位夹板161安装上即可，或者将两块纱盘板51分别从相应的定位夹板161上卸下，再将新的纱盘板51固定在定位夹板161上，提高复合管生产的便利性。

如图5和图6，浸胶池4包括水平设置的胶盆41，胶盆41的内腔侧壁转动连接有三根压辊42，三根压辊42沿水平方向间隔布置。当然实际制造过程中，压辊42的数量可以适当进行增减，如四根、五根等。胶盆41的前端设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊一43，挤胶辊一43、压辊42均与支撑轴91相平行，两挤胶辊一43能对从两者之间通过的内衬带形成挤压。胶盆41的后端设有两个可自转的支撑辊44，支撑辊44与挤胶辊一43相平行，两支撑辊44沿水平方向并排设置且能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两支撑辊44外周面均覆盖有软质材料层441。胶盆41的前端还设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊二45，两个挤胶辊二45能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两挤胶辊二45均与挤胶辊一43平行且布置于该挤胶辊一43的前方。

依靠本设备制造的产品包括由内至外依次设置的内层、轴向纤维层、周向纤维层和外保护层。内衬带可以采用方格布复合毡，在制成产品之后内衬带即形成产品的内层。如图9所示，本设备在生产制造时，内衬带先经过浸胶池4进行浸胶，经过张紧杆二19之后，绕过张紧杆一18的前侧然后又后方折返，折返后内衬带的中部贴着背板32的后侧面，而内衬带的两侧边分别贴着两块侧板31，由于两块侧板31向下延伸且其底边与背板32的底边相连形成开口倾斜朝下的端口33，且端口33的边沿与芯轴2的外周壁之间仅具有间隙，因此内衬带到达端口33处时，背板32上的内衬带包覆在芯轴2的顶部，而两块侧板31上的内衬带则向芯轴2的底部包绕，最终形成形成圆筒状并卷绕在芯轴2的外周壁上，之后纱架17上的轴向纱包覆在内衬带的外周壁上，形成轴向纤维层与内衬带一起向前移动，当到达绕线机1处时，绕线机1将周向纱缠绕在轴向纱上，形成周向纤维层。通过额外再设置淋胶嘴7，对于周向纱与轴向纱的缠绕位置进行淋胶，淋胶嘴7喷出的胶液通常为聚氨酯胶水，使得周向纱与轴向纱之间也能满足合适的含胶量，保证周向纱和轴向纱粘接稳定，而且喷出的胶液经过后续成型模具10后，形成产品的外保护层，以对周向纤维层进行保护。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、绕线机；2、芯轴；3、卷圆罩；4、浸胶池；41、胶盆；42、压辊；43、挤胶辊一；44、支撑辊；441、；软质材料层；45、挤胶辊二；5、引纱盘；51、纱盘板；6、过纱孔；7、淋胶嘴；8、流量调节阀；9、机架；91、支撑轴；92、支撑台面；10、成型模具；11、牵引机；12、滑轨；13、滑动座；14、驱动件；15、支撑架；16、定位套；161、定位夹板；17、纱架等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种高强度纤维复合管道的生产设备，包括绕线机(1)、芯轴(2)，所述芯轴(2)上设有能将内衬带包裹在芯轴(2)上的卷圆罩(3)，其特征在于，所述卷圆罩(3)的后侧设有用于对内衬带进行浸胶的浸胶池(4)，所述卷圆罩(3)的前侧设有套设在芯轴(2)上的引纱盘(5)，所述引纱盘(5)呈环状且沿周向开设有若干个供轴向纱穿过的过纱孔(6)，所述芯轴(2)穿过绕线机(1)且绕线机(1)能将周向纱沿芯轴(2)的周向缠绕在轴向纱上，本生产设备还包括能向周向纱与轴向纱相互缠绕的位置喷出胶液的淋胶嘴(7)。

2.根据权利要求1所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述淋胶嘴(7)为软管，所述淋胶嘴(7)位于芯轴(2)的上方，所述淋胶嘴(7)连接有流量调节阀(8)。

3.根据权利要求1所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，本生产设备还包括机架(9)、成型模具(10)和牵引机(11)，所述芯轴(2)的前端伸入成型模具(10)内，所述牵引机(11)、成型模具(10)和机架(9)由前至后依次排列，所述机架(9)上设有位于浸胶池(4)后侧的支撑轴(91)，所述支撑轴(91)水平设置且与芯轴(2)相垂直。

4.根据权利要求3所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述机架(9)具有支撑台面(92)，所述支撑台面(92)上设有与芯轴(2)的长度方向平行的滑轨(12)，所述滑轨(12)上滑动连接有滑动座(13)，所述芯轴(2)的后端与滑动座(13)相固连，所述浸胶池(4)设置在所述机架(9)上且位于芯轴(2)的上方，所述机架(9)上还设有能带动芯轴(2)沿轴向来回移动的驱动件(14)。

5.根据权利要求4所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述驱动件(14)为固连在支撑台面(92)上的液压缸，驱动件(14)的数量为两个，两个驱动件(14)分别位于芯轴(2)的左下方和右下方，驱动件(14)的活塞杆与滑动座(13)相固连。

6.根据权利要求3或4或5所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述浸胶池(4)包括水平设置的胶盆(41)，所述胶盆(41)的内腔侧壁转动连接有若干压辊(42)，所述胶盆(41)的前端设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊一(43)，所述挤胶辊一(43)、压辊(42)均与所述支撑轴(91)相平行，两挤胶辊一(43)能对从两者之间通过的内衬带形成挤压。

7.根据权利要求6所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述胶盆(41)的后端设有两个可自转的支撑辊(44)，支撑辊(44)与挤胶辊一(43)相平行，两支撑辊(44)沿水平方向并排设置且能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两所述支撑辊(44)的外周面均覆盖有软质材料层(441)。

8.根据权利要求7所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述胶盆(41)的前端还设有两个沿竖向并排设置的挤胶辊二(45)，两挤胶辊二(45)能对从两者之间通过的内衬带形成挤压，两所述挤胶辊二(45)均与所述挤胶辊一(43)平行且布置于该挤胶辊一(43)的前方。

9.根据权利要求1到5中任意一项所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述绕线机(1)上设有支撑架(15)，所述支撑架(15)上固连有两个相对设置的定位夹板(161)，两个定位夹板(161)通过紧固件固定连接并形成套设在芯轴(2)上的定位套(16)，所述引纱盘(5)包括两个呈半圆形的纱盘板(51)，每个纱盘板(51)均与相应的定位夹板(161)的一端固定连接。

10.根据权利要求6所述的高强度纤维复合管道的生产设备，其特征在于，所述压辊(42)有至少三根且沿水平方向间隔布置。

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