CN115582986A - 一种复合管生产设备的成型机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合管生产设备的成型机构，属于复合管技术领域。它解决了现有技术中复合管生产过程会导致增强纤维受到损坏，进而使产品的品质受到影响的问题。本复合管生产设备的成型机构包括外管、成型模具和储水箱，外模套具有入料端口和出料端口，外管的一端由入料端口伸至外模套内，外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成与成型腔道正对的环形腔道，储水箱具有相对设置的前端口和后端口，且所述前端口与外模套的出料端口正对，前端口处固定设置有呈环形且柔性的前支撑环，前支撑环的内孔与储水箱的前端口相对且内孔的直径小于前端口的直径。本发明能使复合管壁厚均匀、平直度高，进而具有较高的品质。

Description

一种复合管生产设备的成型机构

技术领域

本发明属于复合管技术领域，涉及一种复合管生产设备的成型机构。

背景技术

随着城市的不断扩大建设、以及石油和天然气的不断开采，对运输管道的需求也越来越大。传统的钢制管道耐腐蚀性较差且不易搬运，已无法适应当前的需要。纤维增强复合管由于其密度小，强度高，具有优异的机械性能，如良好的加工性能及其很好的耐化学稳定性能和耐热性能等，因此受到广泛的应用。

现有的纤维增强复合管通常由内而外依次包括内层、增强层与外层三层结构，在制造原理上，主要都是通过挤出机先挤出管坯，然后再通过缠绕机将增强纤维缠绕在管坯表面，并通过粘结剂粘合，形成增强纤维复合管。

另外，也有一些新的复合管的制造方式以及设备，如专利文献公开的一种复合管生产设备(申请号：202111507938.9)，包括成型模具、支撑座、外管和能将增强纤维包覆在外管外周壁上的绕线机，成型模具的外模套与芯模之间形成有成型腔道，外管的一端伸入外模套内，外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成与成型腔道正对的环形腔道，支撑座上设有位于外管下侧的滚轮，滚轮能够对外管外周壁上的增强纤维形成滚动支撑，支撑座上还设有能够调节滚轮高度位置的调节结构。该设备通过设置滚轮，依靠滚轮对外管外周壁上的增强纤维形成滚动支撑，使生产过程中外管能受到支撑。该装置虽然能较好的保证生产制造过程外管与外模套始终具有较高的同心度，但是，由于滚轮支撑时外管下侧面上的增强纤维会受到滚轮的挤压，滚轮与增强纤维之间接触面积较小，局部压力较大，因此会导致增强纤维受到损坏或者磨损，进而使产品的品质受到影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种复合管生产设备的成型机构，本发明解决的技术问题是：如何提升复合管的品质。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种复合管生产设备的成型机构，包括外管、具有外模套和成型腔道的成型模具，所述外模套具有入料端口和出料端口，所述外管的一端由入料端口伸至外模套内，所述外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成与成型腔道正对的环形腔道，其特征在于，本成型机构还包括储水箱，所述储水箱具有相对设置的前端口和后端口，且所述前端口与外模套的出料端口正对，所述前端口处固定设置有呈环形且柔性的前支撑环，前支撑环的内孔与储水箱的前端口相对且内孔的直径小于前端口的直径。

本生产设备在生产过程中，依靠绕线机将增强纤维包覆在外管的外周壁上，此时由于外管的一端伸入外模套内，且外管的外周壁与外模套的内周壁之间形成与成型腔道正对的环形腔道，使得外管外周壁上的增强纤维层能够穿过成型腔道，与进入成型腔道内的熔融料进行结合，形成纤维增强复合管从外模套的出料端口被牵引出，之后由储水箱的前端口进入储水箱，然后从储水箱的后端口伸出，最后经过真空定径箱对复合管进行定型冷却。

本生产设备中，由于外管外周壁上需要包覆相对其移动的增强纤维，因此外管的支撑架只能对外管无需包覆增强纤维的部分进行支撑，导致外管伸入外模套内的一端处于悬空设置的状态。本成型机构中通过设置储水箱并在储水箱上安装前支撑环，复合管能穿过前支撑环的内孔，前支撑环一方面起到密封作用，另外由于前支撑环的内孔直径小于储水箱前端口的直径，使得复合管外周壁与储水箱的前端口之间存在浮动间隙，因此储水箱内的水产生的浮力能够对复合管起到支撑作用，同时加上前支撑环的辅助支撑作用，能较好地避免复合管下垂弯曲，同时也能避免复合管下垂导致的外模套与外管之间同心度降低的情况，保证复合管壁厚均匀、平直度高，使得生产出的复合管具有较高的品质。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述储水箱靠近前端口一端的底部设有进水管，所述储水箱的底部具有位于储水箱内的上端开口的导流凹腔，所述进水管竖向设置且上端伸入导流凹腔的底部。当进水管进水时，导流凹腔对进入储水箱内的水流形成导流作用，使水流集中朝上流动而形成一个向上支撑复合管的水束，从而提升了复合管所受到的浮力作用。进一步的，进水管处于靠近储水箱前端口的位置，而该位置的复合管由于未经过很好的冷却而呈软管的形态，此时向上的水束刚好能对该位置的复合管形成有效的支撑，保证复合管平直度高、品质好。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述储水箱具有相对设置的前端板和后端板，储水箱的前端口开设在前端板上且后端口开设在后端板上，所述储水箱底部的内壁上设有与前端板平行设置的挡板一，所述挡板一两竖向的侧边上分别连接有挡板二，挡板二远离挡板一的一端与前端板的内壁连接，所述挡板一、挡板二和前端板之间围合形成上述的导流凹腔。通过在储水箱内设置挡板一和挡板二来形成导流凹腔，不仅制造简单，成本低，而且形成的导流凹腔能具有较大的深度，进而能有效形成一个向上支撑复合管的水束，提升复合管所受到的浮力作用。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述储水箱的前端口呈圆形，该前端口的直径大于外模套的出料端口的直径。圆形的前端口制造较为方便，而且前端口的直径大于外模套的出料端口的直径，使得复合管外周壁与储水箱的前端口之间存在足够的浮动间隙，保证储水箱内的水产生的浮力能够对复合管起到较好的支撑作用。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述后端板上开设有出水口，所述出水口的高度高于后端口设置。出水口高于后端口设置，使得储水箱内的水能整体淹没复合管，从而使复合管受到较大的浮力作用。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述前端板上设有两个上述的前支撑环，两个前支撑环分别贴靠在前端板的内侧壁和外侧壁上，其中一个前支撑环背向前端板的侧面上设有压环一，所述压环一上设有螺栓一，所述螺栓一依次穿过压环一、前端板外侧壁上的前支撑环、前端板和前端板内侧壁上的前支撑环(6)并螺接有螺帽一。由于前支撑环具有密封和支撑复合管的双重作用，因而此处设置两个前支撑环，能增加密封效果和对复合管的支撑效果，使得储水箱内的水不易从储水箱的前端口流出。同时，两个前支撑环和水的浮力共同对复合管进行支撑，大大提升了复合管受到的支撑效果，避免复合管下垂弯曲，使得生产出的复合管具有较高的品质。通过压环一和螺栓一来安装两个前支撑环，不仅制造方便，而且能提升前支撑环安装的稳定性。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述后端板的外侧壁上设有后支撑环，所述后支撑环背向后端板的侧面上设有压环二，所述压环二上设有螺栓二，所述螺栓二依次穿过压环二、后支撑环和后端板并螺接有螺帽二。后支撑环一是起到密封的作用，同时其也具备辅助支撑复合管的作用。通过压环二和螺栓而来安装后支撑环，不仅制造方便，而且能提升后支撑环安装的稳定性。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，所述前支撑环和后支撑环均为硅胶材料制成，所述前支撑环和后支撑环的内径相等且同心设置。硅胶材料制成的前支撑环和后支撑环具有防渗水、不易老化、经久耐用等优点。

在上述的复合管生产设备的成型机构中，本成型机构还包括真空定径箱，所述储水箱位于成型模具和真空定径箱之间，储水箱的后端口与真空定径箱的管道入口正对。复合管经过真空定径箱固化冷却，冷却效果好,从而使复合管外径均匀，不易变形。

与现有技术相比，本复合管生产设备的成型机构具有以下优点：

1、本发明与现有设备的生产原理完全不同，本发明并非是先通过挤出机挤出管坯，然后再通过缠绕机将增强纤维缠绕在管坯表面，而是将熔融料以及连续的增强纤维在成型模具内一步成型为复合管，这样熔融料能够在成型模具内与增强纤维进行相容、渗透，因此结合效果更好，强度更高，而不存在现有设备生产的复合管存在的层间粘结不结实引起管道强度变弱的问题。

2、本发明通过在成型模具和真空定径箱设置储水箱，储水箱与一方面对复合管具有冷却效果，提升复合管受到的冷却时间，继而提升冷却效果，另外一方面，储水箱内的水产生的浮力能够对复合管起到支撑作用，避免复合管下垂弯曲，同时也能避免复合管下垂导致的外模套与外管之间同心度降低的情况，保证复合管壁厚均匀、平直度高，使得生产出的复合管具有较高的品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本成型机构的局部剖视图。

图3是成型模具的剖视图。

图4是储水箱的俯视图。

图5是图4中A-A的剖视图。

图6是图4中B-B的剖视图。

图中，1、外管；2、成型模具；21、外模套；211、入料端口；212、出料端口；22、成型腔道；23、芯模；3、支撑架；4、环形腔道；5、储水箱；51、前端板；511、前端口；52、后端板；521、后端口；522、出水口；53、进水管；54、导流凹腔；55、挡板一；56、挡板二；6、前支撑环；7、压环一；8、螺栓一；9、后支撑环；10、螺栓二；11、螺帽一；12、螺帽二；13、真空定径箱；131、管道入口；14、绕线机；15、挤出机；16、复合管；17、压环二。

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所示，复合管生产设备的成型机构包括沿直线方向依次排列的挤出机15、支撑架3、绕线机14、成型模具2、储水箱5、真空定径箱13和牵引机，牵引机图中未示出，牵引机的作用是持续拉动成型好的复合管16向前移动。

结合图1、图2和图3所示，本成型机构还包括包括外管1，成型模具2包括外模套21和设置在外模套21内的芯模23，芯模23和外模套21之间形成成型腔道22。外模套21具有入料端口211和出料端口212，外管1的一端由入料端口211伸至外模套21内，外管1的外周壁与外模套21的内周壁之间形成与成型腔道22正对的环形腔道4，外管1的另一端固定在支撑架3上，支撑架3对外管1形成支撑。如图4和图5所示，储水箱5具有相对设置的前端口511和后端口521，且前端口511与外模套21的出料端口212正对，储水箱5的前端口511呈圆形，该前端口511的直径大于外模套21的出料端口212的直径，储水箱5的后端口521与真空定径箱13的管道入口131正对。前端口511处固定设置有呈环形且柔性的前支撑环6，前支撑环6的内孔与储水箱5的前端口511相对且内孔的直径小于前端口511的直径。生产过程中，依靠绕线机14将增强纤维包覆在外管1的外周壁上，此时由于外管1的一端伸入外模套21内，且外管1的外周壁与外模套21的内周壁之间形成与成型腔道22正对的环形腔道4，使得外管1外周壁上的增强纤维层能够穿过成型腔道22，与进入成型腔道22内的熔融料进行结合，形成纤维增强复合管16从外模套21的出料端口212被牵引出，之后由储水箱5的前端口511进入储水箱5，然后从储水箱5的后端口521伸出，最后经过真空定径箱13对复合管16进行定型冷却。通常情况下，还会设置切管机将从牵引机出来的复合管16切断呈所需的长度。

进一步的，如图4、图5和图6所示，储水箱5具有相对设置的前端板51和后端板52，储水箱5的前端口511开设在前端板51上且后端口521开设在后端板52上，储水箱5靠近前端口511一端的底部设有进水管53，储水箱5的底部具有上端开口的导流凹腔54，进水管53竖向设置且上端伸入导流凹腔54的底部。后端板52上开设有出水口522，出水口522的高度高于后端口521设置。具体的，储水箱5底部的内壁上设有与前端板51平行设置的挡板一55，挡板一55两竖向的侧边上分别连接有挡板二56，挡板二56远离挡板一55的一端与前端板51的内壁连接，挡板一55、挡板二56和前端板51之间围合形成上述的导流凹腔54。当进水管53进水时，导流凹腔54对进入储水箱5内的水流形成导流作用，使水流集中朝上流动而形成一个向上支撑复合管16的水束，从而提升了复合管16所受到的浮力作用。

如图5和图6所示，前端板51上设有两个上述的前支撑环6，两个前支撑环6分别贴靠在前端板51的内侧壁和外侧壁上，其中一个前支撑环6背向前端板51的侧面上设有压环一7，压环一7上设有螺栓一8，螺栓一8依次穿过压环一7、前端板51外侧壁上的前支撑环6、前端板51和前端板51内侧壁上的前支撑环6并螺接有螺帽一11。后端板52的外侧壁上设有后支撑环9，后支撑环9背向后端板52的侧面上设有压环二17，压环二17上设有螺栓二10，螺栓二10依次穿过压环二17、后支撑环9和后端板52并螺接有螺帽二12。前支撑环6和后支撑环9均为硅胶材料制成，前支撑环6和后支撑环9的内径相等且同心设置。

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、外管；2、成型模具；21、外模套；211、入料端口；212、出料端口；22、成型腔道；23、芯模；3、支撑架；4、环形腔道；5、储水箱；51、前端板；511、前端口；52、后端板；521、后端口；522、出水口；53、进水管；54、导流凹腔；55、挡板一；56、挡板二；6、前支撑环；7、压环一；8、螺栓一；9、后支撑环；10、螺栓二；11、螺帽一；12、螺帽二；13、真空定径箱；131、管道入口；14、绕线机；15、挤出机；16、复合管；17、压环二等术语，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 (9)

1.一种复合管生产设备的成型机构，包括外管(1)、具有外模套(21)和成型腔道(22)的成型模具(2)，所述外模套(21)具有入料端口(211)和出料端口(212)，所述外管(1)的一端由入料端口(211)伸至外模套(21)内，所述外管(1)的外周壁与外模套(21)的内周壁之间形成与成型腔道(22)正对的环形腔道(4)，其特征在于，本成型机构还包括储水箱(5)，所述储水箱(5)具有相对设置的前端口(511)和后端口(521)，且所述前端口(511)与外模套(21)的出料端口(212)正对，所述前端口(511)处固定设置有呈环形且柔性的前支撑环(6)，前支撑环(6)的内孔与储水箱(5)的前端口(511)相对且内孔的直径小于前端口(511)的直径。

2.根据权利要求1所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述储水箱(5)靠近前端口(511)一端的底部设有进水管(53)，所述储水箱(5)的底部具有位于储水箱(5)内的上端开口的导流凹腔(54)，所述进水管(53)竖向设置且上端伸入导流凹腔(54)的底部。

3.根据权利要求2所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述储水箱(5)具有相对设置的前端板(51)和后端板(52)，储水箱(5)的前端口(511)开设在前端板(51)上且后端口(521)开设在后端板(52)上，所述储水箱(5)底部的内壁上设有与前端板(51)平行设置的挡板一(55)，所述挡板一(55)两竖向的侧边上分别连接有挡板二(56)，挡板二(56)远离挡板一(55)的一端与前端板(51)的内壁连接，所述挡板一(55)、挡板二(56)和前端板(51)之间围合形成上述的导流凹腔(54)。

4.根据权利要求1或2或3所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述储水箱(5)的前端口(511)呈圆形，该前端口(511)的直径大于外模套(21)的出料端口(212)的直径。

5.根据权利要求3所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述后端板(52)上开设有出水口(522)，所述出水口(522)的高度高于后端口(521)设置。

6.根据权利要求3述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述前端板(51)上设有两个上述的前支撑环(6)，两个前支撑环(6)分别贴靠在前端板(51)的内侧壁和外侧壁上，其中一个前支撑环(6)背向前端板(51)的侧面上设有压环一(7)，所述压环一(7)上设有螺栓一(8)，所述螺栓一(8)依次穿过压环一(7)、前端板(51)外侧壁上的前支撑环(6)、前端板(51)和前端板(51)内侧壁上的前支撑环(6)并螺接有螺帽一(11)。

7.根据权利要求3所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述后端板(52)的外侧壁上设有后支撑环(9)，所述后支撑环(9)背向后端板(52)的侧面上设有压环二(17)，所述压环二(17)上设有螺栓二(10)，所述螺栓二(10)依次穿过压环二(17)、后支撑环(9)和后端板(52)并螺接有螺帽二(12)。

8.根据权利要求7所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，所述前支撑环(6)和后支撑环(9)均为硅胶材料制成，所述前支撑环(6)和后支撑环(9)的内径相等且同心设置。

9.根据权利要求1或2或3所述的复合管生产设备的成型机构，其特征在于，本成型机构还包括真空定径箱(13)，所述储水箱(5)位于成型模具(2)和真空定径箱(13)之间，储水箱(5)的后端口(521)与真空定径箱(13)的管道入口(131)正对。

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