CN116001251A - 一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产方法及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产方法及生产线，其中生产方法包括：先在芯模的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材，形成塑料内层；在塑料内层外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材，形成中间纤维网增强层；再在承口段的轴向纤维层外圆柱面上缠绕热塑性连续纤维束，形成承口段周向纤维外层；再缠绕外防护塑料层或加强筋；最后吊装到后续冷却托架上，进行冷却、端口加工及脱模，完成宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产。本发明中的管材生产方法，彻底改变了传统的生产方式，大大提高了生产效率，以同样生产管径为3米的复合管材进行对比，使用本发明的生产线要比采用传统生产线、工艺生产效率提高40倍以上。

Description

一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产方法及生产线

技术领域

本发明涉及塑料复合管材生产线技术领域，具体涉及一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产方法及生产线。

背景技术

现有大口径热塑性玻纤增强聚乙烯片材缠绕成型压力管材的制造，通常采用分段制造的方法制作完成，先采用定长圆形辊筒作为管材芯模，在芯模外壁上由内至外正反向多层螺旋缠绕不同层的塑料及单向玻纤增强片材，逐渐形成内聚乙烯层、中间承压热塑性玻纤增强聚乙烯层、聚乙烯外防护层以及环刚度波纹缠绕层共四层结构，这四层结构全部是采用分层螺旋缠绕成型工艺，都是采用小挤出机及窄幅单层纤维片材生产大口径管材。

对于内聚乙烯层，是由一台挤出机挤出宽度不超过600毫米的热熔塑料带，连续叠压缠绕在管材芯模外壁上，用压辊顺着螺旋叠压缝隙滚压展平，形成内层聚乙烯螺旋管；对于中间承压热塑性玻纤增强聚乙烯层，是采用宽度不超过800毫米的窄幅热塑性单向玻纤增强带正反向连续螺旋叠压缠绕，一层螺旋缠绕完毕，接着反向螺旋缠绕第二层，根据设计的压力要求正反向螺旋缠绕不同层数的单向玻纤带，直至达到设计的玻纤层数为止；对于第三层的聚乙烯外防护层，是用一台挤出机挤出窄幅热熔聚乙烯带，连续螺旋叠压缠绕在第二层承压层的外壁上，用压辊顺着螺旋叠压缝隙展平，形成外层螺旋缠绕的聚乙烯防护层；最后一层是螺旋缠绕波纹管立筋。四层缠绕完毕后，经过冷却、整形、脱模，制造完成一段大口径热塑性玻纤增强聚乙烯压力管材。

上述的现有生产工艺生产效率极低，生产过程需对圆形芯模整体加热，螺旋缠绕复合每一层材料，都要进行连续加热，加热耗电量高；管材的每层均采用径向斜角度螺旋缠绕工艺成型，没有轴向平行纤维，没有周向平行纤维，管材只是承受内部的径向压力，制成的压力管材轴向抗拉力弱，耐压低，容易出现断裂等现象；另外，现有生产工艺无法一次性生产出带密封圈承插口的压力管材，需要二次车铣加工密封圈槽。由于螺旋缠绕过程耗时太长，废品率高，国内外目前几乎没有可以制造直径超过三米、工作压力超过1.0Mpa聚乙烯压力管材的设备。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用宽度不超过800毫米的窄幅热塑性单向玻纤增强带正反向连续螺旋叠压缠绕的方式生产复合管材效率极低的技术缺陷，从而提供一种能够大幅度提高生产效率的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产方法。

本发明另一要解决的技术问题在于克服现有技术中的用于生产热塑性玻纤增强聚乙烯管材的生产线，生产效率极低，耗能高且生产出的管材抗轴向拉力弱的技术缺陷，从而提供一种生产效率高、耗能低，且生产出的管材抗轴向拉力强及径向承压更高的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线。

为此，本发明提供一种宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产方法，包括如下步骤：

1）在芯模的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材，形成具有主体段和位于所述主体段端部的至少零个承口段或至少零个插口段的塑料内层；

2）在所述主体段、所述承口段、所述插口段的塑料内层外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材，形成中间纤维网增强层；

3）在所述承口段的中间纤维网增强层外圆柱面上沿周向缠绕热塑性连续纤维束，形成承口段周向纤维外层；

4）先在所述承口段周向纤维外层和所述主体段的中间纤维网增强层外圆柱面上包覆外防护塑料层，或者先在所述承口段周向纤维外层、所述主体段和所述插口段的中间纤维网增强层外圆柱面上包覆外防护塑料层，再在所述主体段的所述外防护塑料层的外圆柱面上螺旋缠绕加强筋；

或者，先在所述主体段的中间纤维网增强层外圆柱面上间隔螺旋缠绕加强筋，再在所述承口段周向纤维外层的圆柱面上和所述主体段的加强筋外层的外圆柱面上热熔缠绕外防护塑料层，或者再在所述承口段周向纤维外层的圆柱面上、所述主体段的加强筋外层和所述插口段的中间纤维网增强层的外圆柱面上热熔缠绕外防护塑料层；

5）完成步骤1）至步骤4）后，吊装到后续冷却托架上，进行冷却、端口加工及脱模，完成宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产。

作为一种优选方案，所述步骤1）中，采用宽度与所述芯模长度基本相同的宽幅塑料片材，在所述芯模的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材，形成所述塑料内层。

作为一种优选方案，所述步骤2）中，采用宽度与所述芯模长度基本相同的宽幅纤维网复合片材，在所述主塑料内层的外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材，形成所述中间纤维网增强层。

作为一种优选方案，所述步骤2）中采用的宽幅纤维网复合片材，具有用于包覆在所述主体段，或者所述主体段和所述插口段的塑料内层外圆柱面上的纤维网主体部分，和用于包覆在所述承口段塑料内层外圆柱面上的侧边部分；所述纤维网主体部分具有与所述主体段轴向平行的第一轴向纤维，和与所述第一轴向纤维垂直相交的第一周向纤维；所述侧边部分具有与所述承口段轴向平行的第二轴向纤维；所述第二轴向纤维由所述第一轴向纤维延伸而来。

作为一种优选方案，所述步骤1）和所述步骤2）可替换为如下步骤：

采用宽幅纤维网复合片材承载宽幅塑料片材，绕所述芯模的外圆柱面整片包裹至少一周，再断开宽幅塑料片材，继续热熔缠绕若干层所述宽幅纤维网复合片材，形成所述塑料内层和所述中间纤维网增强层。

作为一种优选方案，所述步骤5）中，所述冷却、端口加工及脱模步骤中：所述端口加工为在达到设定冷却温度后，用车削设备将每根复合管材的承口和插口端面车削光滑，并达到承插连接的设计尺寸；所述脱模为将缩径芯模进行内径收缩，复合管材的内壁与芯模的外壁完全脱开，抽出芯模；还包括将复合管材成品的承口端口朝向光滑的地面放置，以防止复合管材的承口和插口因自身重力发生圆形变形。

本发明还提供一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，包括：

工位一，包括芯模和第一生产设备；所述第一生产设备用于在所述芯模的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材，以形成具有主体段和位于所述主体段端部的至少零个承口段或至少零个插口段的塑料内层；

所述第一生产设备还能够在所述主体段、所述承口段、所述插口段的塑料内层外圆柱面上整片包覆宽幅纤维网复合片材，以形成中间纤维网增强层；

所述第一生产设备还能够在所述主体段，或者所述主体段和所述插口段的中间纤维网增强层的外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层；

工位二，包括第二生产设备，所述第二生产设备用于在所述承口段的外圆柱面上沿周向缠绕热塑性连续纤维束，以形成承口段周向纤维外层；

所述第二生产设备还能够在所述承口段周向纤维外层包覆外防护塑料层；

所述第二生产设备还能够在所述主体段和所述插口段的中间纤维网增强层外圆柱面上、或者在所述主体段的中间纤维网增强层外圆柱面上，或者在所述主体段的加强筋外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层；

所述第二生产设备还能够在所述主体段的所述外防护塑料层外圆柱面上螺旋缠绕加强筋，或者在所述主体段的中间纤维网增强层的外圆柱面上螺旋缠绕热塑性连续纤维加强筋。

作为一种优选方案，还包括：

工位三，包括若干个支架和端口加工车削设备，所述支架用于承接经所述工位一和所述工位二制作完成的带有复合管材的芯模，待芯模上的复合管材冷却后，所述端口加工车削设备用于对复合管材进行承口段和插口段的车削加工，达到设定的承口和插口的端口尺寸。

作为一种优选方案，所述工位一中，第一生产设备包括：

宽幅塑料片材挤出装置，用于挤出宽幅塑料片材；

宽幅纤维网卷材释放装置，设置在所述宽幅塑料片材挤出装置的下游，用于暂存和释放成卷放置的宽幅纤维网复合片材；

挤压传送装置，至少为一组，设置在所述宽幅塑料片材挤出装置和/或所述宽幅纤维网卷材释放装置的下游，用于接收并传送所述宽幅塑料片材、所述宽幅纤维网复合片材、或所述宽幅塑料片材与所述宽幅纤维网复合片材的复合层；

所述工位一中的芯模，设置在所述挤压传送装置的下游，包括芯模主体，具有第一外圆柱面；还包括芯模承口段，具有零个或一个，设置在所述芯模主体的一端，具有第二外圆柱面；所述第二外圆柱面的直径大于所述芯模主体的所述第一外圆柱面的直径；

还包括：芯模驱动装置，用于驱动所述芯模转动；

成形压辊装置，至少为一组，与所述芯模轴向平行设置，用于将所述宽幅塑料片材、所述宽幅纤维网复合片材、或所述宽幅塑料片材与所述宽幅纤维网复合片材的复合层向所述芯模的外圆柱面上进行挤压复合；

加热装置，设置在所述芯模和所述挤压传送装置之间。

作为一种优选方案，所述宽幅塑料片材挤出装置和所述宽幅纤维网卷材释放装置同时工作时，所述宽幅塑料片材挤出装置挤出的所述宽幅塑料片材位于所述宽幅纤维网卷材释放装置所释放的所述宽幅纤维网复合片材的上方。

作为一种优选方案，还包括活动放置在所述芯模承口段外圆柱面上的至少两个密封圈槽凸起圆环。

作为一种优选方案，所述加热装置设置在所述宽幅塑料片材、所述宽幅纤维网复合片材、或所述宽幅塑料片材与所述宽幅纤维网复合片材的复合层与所述芯模成一定角度连接的位置，包括第一加热面板和第二加热面板，所述第一加热面板朝向所述芯模的外圆柱面设置，所述第二加热面板朝向所述宽幅塑料片材、所述宽幅纤维网复合片材、或所述宽幅塑料片材与所述宽幅纤维网复合片材的复合层的上表面设置。

作为一种优选方案，所述工位二包括：

连续纤维释放设备，用于释放连续纤维束；

第一塑料挤出机，及相连的片材模具，布置在所述连续纤维释放设备下游，用于接收来自所述连续纤维释放设备的所述连续纤维束，并在所述连续纤维束的表面挤出包覆熔融塑料；

芯模驱动设备，布置在所述第一塑料挤出机下游，适于承接承载有待包覆复合管材的芯模，并能够驱动所述芯模转动；

承口段压轮总成，安装在朝向所述承口段的一侧，用于向所述承口段的周向外壁一侧进行辊压。

作为一种优选方案，所述工位二还包括：展平装置，布置在所述第一塑料挤出机和所述芯模驱动设备之间；用于接收来自所述第一塑料挤出机的表面包覆有熔融塑料的所述连续纤维束，并将其挤压成纤维浸塑复合片材。

作为一种优选方案，所述连续纤维释放设备包括有若干筒连续纤维卷，每筒所述连续纤维卷能够释放一束连续纤维束；

还包括：纤维束阻尼放卷器或者恒张力纤维束放卷器，与每筒所述连续纤维卷配对设置，用于控制所述连续纤维束因被牵拉而产生的张力始终保持在设定值范围内。

作为一种优选方案，所述工位二还包括：分束展平机，设置在所述连续纤维释放设备与所述第一塑料挤出机之间，用于将来自所述连续纤维释放设备的所述连续纤维束在进入所述第一塑料挤出机之前展平成一个平面；

所述分束展平机的结构包括：

第一托辊，用于承托来自所述连续纤维释放设备释放的所述连续纤维束；

分束齿，设置在所述第一托辊下游，用于将经所述第一托辊输送来的所述连续纤维束分成一排均匀平面排序的纤维束；

第二托辊，设置在所述分束齿下游；

压辊，与所述第二托辊上下配对设置，形成挤压传送的辊压结构。

作为一种优选方案，所述工位二还包括第二塑料挤出机，设置在所述展平装置的上游或下游，用于挤出复合缠绕塑料保护层。

作为一种优选方案，所述工位二还包括：导轨装置，用于安装所述芯模驱动设备，并使得所述芯模驱动设备能够在所述导轨装置上沿所述复合管材的轴向来回移动。

作为一种优选方案，所述工位二还包括：梯形模具，可调整地设置在所述第一塑料挤出机的涂塑模具出口处，为上下开合或左右开合结构，合拢时用于将涂塑纤维片材收拢为梯形热塑性纤维加强筋。

作为一种优选方案，所述工位二还包括：

波纹管释放装置，用于释放波纹管；

第三塑料挤出机，设置在所述波纹管释放装置下游，用于接收来自所述波纹管释放装置的波纹管，并在所述波纹管的外表面挤出包覆熔融塑料。

本发明提供的技术方案，具有以下优点：

本发明中管材生产线的生产方式，彻底改变了传统的利用窄幅单向玻纤带螺旋缠绕生产纤维增强塑料复合管材的生产方式，不再是通过往复螺旋缠绕单向玻纤带，而是采用宽幅纤维网整片零度缠绕包覆的生产方式，从而大大提高了生产效率，以同样生产管径为3米的复合管材进行对比，使用本发明的生产线要比采用传统生产线、工艺生产效率提高40倍以上。

另外，本发明的管材生产线，可以使用具有纵横纤维的宽幅纤维网复合片材包覆，横向纤维的方向与管材的长度方向一致，纵向纤维绕管材周向连续包绕，使用这种纤维网结构生产出的管材，在径向、轴向及环刚度三个方面，性能均有提升；也就是说，与现有生产线及生产工艺相比，使用本发明的设备，配合具有纵横纤维的宽幅纤维网复合片材，使用相同质量的原材料，可以制作出具有更高压力等级、更高质量的管材，可以降低材料及生产成本，保证大口径管材的快速生产及快速施工。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术或本发明具体实施方式中的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式描述中所使用的附图作简单介绍。

图1是宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线工位一的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是在图2的芯模上缠绕中间纤维网增强层后的结构示意图。

图4是成形压辊装置与第一种芯模配合挤压的结构示意图。

图5是成形压辊装置与第二种芯模配合挤压的结构示意图。

图6是成形压辊装置与带密封圈槽凸起圆环的第二种芯模配合挤压的结构示意图。

图7是宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线工位二的俯视图。

图8是图7增加梯形模具后的俯视图。

图9是图8的侧视图。

图10是在复合管材主体段的中间纤维网增强层外圆柱面上缠绕连续纤维加强筋的示意图。

图11是冷却托架支撑完成塑料内层制作的管材示意图。

图12是冷却托架支撑完成波纹管加强筋制作的管材示意图。

图13是冷却托架支撑完成梯形热塑性连续纤维加强筋制作的管材示意图。

附图标记：1、宽幅塑料片材挤出装置；11、宽幅塑料片材；12、宽幅片材模具；13、塑料挤出机；2、宽幅纤维网卷材释放装置；21、宽幅纤维网复合片材；3、挤压传送装置；4、芯模；41、芯模主体；42、芯模承口段；43、密封圈槽凸起圆环；44、芯模驱动装置；5、复合管材；51、主体段；52、承口段；53、插口段；6、成形压辊装置；61、固定板；62、长条形滑动槽；63、滑动轴承座；64、成形压辊；65、气缸；7、加热装置；71、第一加热面板；72、第二加热面板；8、裁断装置；9、横向裁刀；100、连续纤维释放设备；101、连续纤维束；102、连续纤维卷；200、第一塑料挤出机；201、梯形模具；300、芯模驱动设备；301、承口段压轮总成；302、压轮总成；400、展平装置；500、纤维束阻尼放卷器；600、分束展平机；601、第一托辊；602、分束齿；603、第二托辊；604、压辊；700、第二塑料挤出机；801、波纹管释放装置；802、第三塑料挤出机；803、波纹管；900、导轨装置；1000、管材磨口机。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请权利要求书和说明书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意在覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是还可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例提供一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，包括工位一，工位二和工位三。

其中：工位一如图1-2所示，包括芯模4和第一生产设备；第一生产设备用于在芯模4的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材11，以形成具有主体段51和位于主体段51端部的至少零个承口段52或至少零个插口段53的塑料内层；第一生产设备还用于在主体段51、承口段52、插口段53的塑料内层外圆柱面上整片包覆宽幅纤维网复合片材21，以形成中间纤维网增强层；第一生产设备还用于可选择性地在主体段51的中间纤维网增强层的外圆柱面上，或者是在主体段51和插口段53的中间纤维网增强层的外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层。

上述的形成具有主体段51和位于主体段51端部的至少零个承口段52或至少零个插口段53的塑料内层，是指，所形成的塑料内层，可以是具有主体段51以及位于主体段51两端的两个插口段53，也可以是具有主体段51以及位于主体段51两端的两个承口段52，还可以是具有主体段51，以及位于主体段51一端的一个承口段52和位于主体段51另一端的一个插口段53。

工位二如图7-10所示，包括第二生产设备，第二生产设备用于在承口段52的外圆柱面上沿周向缠绕由热塑性连续纤维束101形成的片材，以形成承口段周向纤维外层；第二生产设备还用于在承口段周向纤维外层外包覆外防护塑料层；第二生产设备还用于可选择性地在主体段51和插口段53的中间纤维网增强层外圆柱面上、或者在主体段51的中间纤维网增强层外圆柱面上，或者在主体段51的加强筋外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层；第二生产设备还用于在主体段51的外防护塑料层外圆柱面上螺旋缠绕加强筋（如空心或实心的塑料加强筋），或者在主体段51的中间纤维网增强层的外圆柱面上螺旋缠绕热塑性连续纤维加强筋。第二生产设备还用于在主体段51的连续纤维加强筋的外面和/或承口段周向纤维外层包覆外防护塑料层。

工位三，包括若干个支架和端口加工车削设备，支架用于承接经工位一和工位二制作完成的带有复合管材的芯模4，待芯模4上的复合管材冷却后，端口加工车削设备用于对复合管材进行承口段52和插口段53的车削加工，达到设定的承口和插口的端口尺寸后，芯模4收缩并退出，宽幅纤维网增强塑料复合管材制造完毕。

对于工位一：

如图1-2所示，包括：宽幅塑料片材挤出装置1，宽幅纤维网卷材释放装置2，挤压传送装置3，芯模4，芯模驱动装置44，成形压辊装置6和加热装置7。

其中：宽幅塑料片材挤出装置1设置在最开始的位置，其可以直接接收塑料原材料，并挤出熔融的宽幅塑料片材11，所挤出熔融宽幅塑料片材11的宽度接近或略小于芯模4的长度。

宽幅纤维网卷材释放装置2设置在宽幅塑料片材挤出装置1的下游，用于暂存和释放成卷放置的宽幅纤维网复合片材21；宽幅纤维网复合片材21为包含纵向纤维和横向纤维的热塑性纤维复合片材。宽幅纤维网卷材（即成卷的宽幅纤维网复合片材21）为提前预制完成，包括横向纤维、纵向纤维、以及将横向纤维和纵向纤维热熔粘合到一起并形成片材的热塑性塑料。宽幅纤维网卷材有两种，一种是横向纤维和纵向纤维均匀垂直交叉，另一种是仅纤维网主体部分横向纤维和纵向纤维均匀垂直交叉，侧边部分仅有横向纤维层和塑料层，而无纵向纤维，侧边可以是一个，也可以是两个。当将宽幅纤维网复合片材21包覆在芯模4上时，横向纤维成为第一轴向纤维和/或第二轴向纤维，纵向纤维成为第一周向纤维。

挤压传送装置3，至少为一组，设置在宽幅塑料片材挤出装置1或宽幅纤维网卷材释放装置2的下游，用于接收并传送宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层；挤压传送装置3可以是常规的对辊或三辊结构。

芯模4是生产复合管材所用的内支撑模具，其结构为现有已知的可缩径圆形芯模，组装后形成圆筒状。芯模4设置在挤压传送装置3的下游，包括芯模主体41，芯模主体41具有第一外圆柱面，用于缠绕宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层。

如图2-6所示，还包括芯模承口段42，设置在芯模主体41的一端，具有第二外圆柱面，第二外圆柱面的直径大于芯模主体41的第一外圆柱面的直径。芯模承口段42用于缠绕宽幅塑料片材11，和/或宽幅纤维网复合片材21的只含横向纤维的塑料侧边部分，和/或周向纤维复合层（即缠绕若干层后续的由连续纤维束101形成的片材）。

作为变形设计方案，芯模4还可以是只具有两个芯模插口段，或者只具有两个芯模承口段42，上述是以具有一个芯模承口段42和一个芯模插口段为例进行说明。

使用芯模承口段42制作而成的管材承口段52，形式可以有多种，既可以是外廓型（管材承口段52内圆面上设有凹槽结构，如图4），也可以是平直型（内圆面和外圆面没有凹槽，如图5），还可以是内圆面包含2道密封圈槽的形状（如图6）。

芯模驱动装置44设置在芯模4的下方，用于驱动芯模4转动。一种可能的实现方式是：芯模4具有贯穿其轴向中心的芯模轴，芯模轴的两端设有第一齿轮，外界具有与该第一齿轮啮合的两个第二齿轮，以及驱动其中一个第二齿轮转动的驱动装置，通过驱动第二齿轮转动，可实现驱动芯模4转动。

成形压辊装置6至少为一组，与芯模4轴向平行设置，用于将宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层向芯模4的外圆柱面上进行挤压复合。

加热装置7设置在芯模4和挤压传送装置3之间，用于对旋转的芯模4的表面进行加热；也可以对尚未缠绕在芯模4上的宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层上表面进行加热；还可以对已经缠绕在芯模4外圆面上的宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层的外表面进行加热。

工位一的运作方式为：提前将制作好的成卷的含有横向纤维和纵向纤维的宽幅纤维网复合片材21，安装在宽幅纤维网卷材释放装置2上；设备启动后，宽幅塑料片材挤出装置1连续挤出宽度与芯模4长度基本一致的宽幅塑料片材11，经挤压传送装置3的传送后，与芯模4的外壁接触，芯模4在芯模驱动装置44的驱动下连续转动，成形压辊装置6将宽幅塑料片材11挤压固定到芯模4外壁上，加热装置7设置在靠近芯模4与宽幅塑料片材11连接的位置，同时对芯模4和宽幅塑料片材11的将要连粘接在一起的面进行加热，随着芯模4的转动，成形压辊装置6将宽幅塑料片材11挤压固定在芯模4的外壁上。可根据实际需求，在芯模4的外壁上贴覆至少一层的宽幅塑料片材11，完成塑料内层的制作。

作为一种改进方案，宽幅塑料片材挤出装置1位于宽幅纤维网卷材释放装置2的上方；宽幅塑料片材挤出装置1和宽幅纤维网卷材释放装置2同时工作时，宽幅塑料片材挤出装置1挤出的宽幅塑料片材11位于宽幅纤维网卷材释放装置2所释放的宽幅纤维网复合片材21的上方。

当所要生产的管材内径较大时，如果首先将宽幅塑料片材11单独挤压固定到芯模4的外壁上时，会因重力作用发生下垂；此时可采用上述改进方案解决。设备启动后，宽幅塑料片材挤出装置1连续挤出宽度与芯模4长度基本一致的宽幅塑料片材11，宽幅纤维网卷材释放装置2释放宽幅纤维网复合片材21，宽幅纤维网复合片材21的规格、形式可以根据实际情况调整，二者复合在一起，宽幅纤维网复合片材21从底部托住宽幅塑料片材11，经挤压传送装置3的传送后，与芯模4的外壁接触，芯模4在芯模驱动装置44的驱动下连续转动，在加热装置7的加热作用下，成形压辊装置6将经宽幅纤维网复合片材21托住的宽幅塑料片材11挤压固定在芯模4的外壁上。同样的，可根据实际需求，在芯模4的外壁上贴覆至少一层的宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层，完成塑料内层的制作。

塑料内层制作完成后，宽幅塑料片材挤出装置1停止工作，宽幅纤维网卷材释放装置2继续释放宽幅纤维网复合片材21，宽幅纤维网复合片材21经过挤压传送装置3的传送，加热装置7的加热后，在成形压辊装置6的挤压作用下，不停地热熔复合缠绕到芯模4已有的纤维网的外壁上，直至厚度达到目标要求，完成管材第二层中间纤维网增强层的制作。

第二层制作完成后，宽幅塑料片材挤出装置1的板材模具宽度调整为等同于主体段51或主体段51和插口段53的长度，重新启动塑料片材设备挤出片材（工作），裁断宽幅纤维网复合片材21，宽幅纤维网卷材释放装置2停止工作，继续在第二层的外面缠绕第三层塑料，完成第三层塑料层的制作，即外防护塑料层。一种可选方案是，在宽幅纤维网卷材释放装置2停止工作之前，宽幅塑料片材挤出装置1就启动工作，这样可以有一段塑料片材与纤维网片材的复合层，缠绕在芯模4上更加结实。

本实施例中管材生产线的生产方式，彻底改变了传统的利用窄幅单向玻纤带螺旋缠绕生产纤维增强塑料复合管材的生产方式，不再是通过往复螺旋缠绕单向玻纤带，而是采用宽幅纤维网整片零度缠绕包覆的生产方式，从而大大提高了生产效率，以同样生产管径为3米的复合管材进行对比，使用本实施例的生产线要比采用传统生产线、工艺生产效率提高40倍以上。

另外，本实施例的管材生产线，可以使用具有纵横纤维的宽幅纤维网复合片材包覆，横向纤维的方向与管材的长度方向一致，纵向纤维绕管材周向连续包绕，使用这种纤维网结构生产出的管材，在径向、轴向及环刚度三个方面，性能均有提升；也就是说，与现有生产线及生产工艺相比，使用本实施例的设备，配合具有纵横纤维的宽幅纤维网复合片材21，使用相同质量的原材料，可以制作出具有更高压力等级、更高质量的管材，可以降低材料及生产成本，保证大口径管材的快速生产及快速施工。

本实施例中，宽幅塑料片材挤出装置1包括至少一台塑料挤出机13，和与塑料挤出机13相连的宽幅片材模具12。在宽幅片材模具12的末端，还设置有横向裁刀9，用于裁断宽幅塑料片材11。

如图2所示，芯模承口段42设置在芯模主体41的一端，具有第二外圆柱面，第二外圆柱面的直径大于芯模主体41的第一外圆柱面的直径，用于缠绕宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层。在此基础上还可以继续有变形，承口段52可以为两个，设置在芯模主体41的两端。

芯模承口段42的外径略大于芯模主体41缠绕完毕管材插口段53的外径，芯模承口段42的外壁为（平直）圆柱状。这种结构的芯模4，可以生产出承口内壁为平直圆柱状结构的承口结构。

再进一步的改进方案，还包括活动放置在所述芯模承口段42上的至少一个密封圈槽凸起圆环43，参考图6所示，该密封圈槽凸起圆环43活动设置在芯模承口段42外壁上，当在芯模承口段42的外壁上覆盖宽幅塑料片材11、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层时，该位置会形成承口内壁上的密封圈环槽（成型在管材的承口内壁部分），该密封圈环槽在承口结构与插口结构配合插接时，可以用于安装密封圈，实现承插连接，增强对管道内水的密封功能。

设置活动的密封圈槽凸起圆环43的好处还在于，当管材生产完毕，将芯模4缩径取出时，密封圈槽凸起圆环43会和管材一体从芯模4上分离，密封圈槽凸起圆环43与承口段52结合在一起，对密封环槽进行支撑和保护；当需要进行承插连接时，再将密封圈槽凸起圆环43取下，然后在槽内再安装密封圈。

再进一步的，本实施例的管材生产线，可以使用具有侧边部分（只含横向纤维）的宽幅纤维网复合片材21生产管材。在使用本实施例的管材生产线，将宽幅纤维网复合片材21缠绕包覆到芯模4上时，使宽幅纤维网复合片材21的网状主体部分包覆在芯模主体41的外壁上，侧边含有横向纤维部分包覆在芯模承口段42内塑料层的外壁上，从而生产出复合管材平直段包含径轴双向纤维网，而承口部分不包含周向纤维（即径向纤维）、只包含轴向纤维的结构。

成形压辊装置6通过平行移动式驱动结构活动安装，其外壁与芯模4外壁之间的距离，能够随着缠绕在芯模4外圆柱面上材料厚度的增加而自动调整。成形压辊装置6通过平行移动式驱动结构安装，使得成形压辊装置6的外圆面与芯模4的外圆面平行接触，如图1所示，平行移动式驱动结构包括：固定板61，为左右两端的一对，对称设置；长条形滑动槽62，对称设置在固定板61上；滑动轴承座63，可移动安装在长条形滑动槽62内部；成形压辊64的两端的轴，分别安装在对应的滑动轴承座63内部的轴承内孔中；气缸65或油缸，为两个，分别固定设置在固定板61上，气缸65或油缸的输出轴顶端与滑动轴承座63连接。

固定设置在固定板61上的气缸65或油缸，其输出端的顶端与滑动轴承座63连接，通过滑动轴承座63将成形压辊64向着芯模4的方向推进、挤压，使得成形压辊64能够对缠绕在芯模4外壁上的塑料片材与纤维网片材的组合进行挤压，使其能够贴附在芯模4外壁上。当缠绕在芯模4外壁上的材料越来越厚时，气缸65受压回缩，带动滑动成形压辊64相应回缩，从而使得成形压辊64与芯模4之间的距离，能够与芯模4外壁上缠绕的材料的厚度相匹配。

作为改进方案，固定板61能够向着靠近或远离芯模4的方向活动调整地固定安装。固定板61可以通过其他机械结构，通过滑槽、固定栓等方式实现可活动调整地安装，通过调整固定板61的位置，可以进一步调整成形压辊64与芯模4之间的间距。

加热装置7设置在宽幅塑料片材11、宽幅纤维网复合片材21、或宽幅塑料片材11与宽幅纤维网复合片材21的复合层与芯模4成一定角度连接的位置，包括第一加热面板71和第二加热面板72，第一加热面板71朝向芯模4设置，第二加热面板72朝向纤维网片材与塑料片材的复合层方向设置，用于对即将结合到一起的两个结合面进行加热，在成形压辊装置6的挤压作用下，实现两层材料之间两个接合面的熔融复合。

加热装置为红外线加热装置，加热效率高，更加安全。

还包括裁断装置8，设置在挤压传送装置3的下游，当完成管材的宽幅纤维网复合生产后，将宽幅纤维网复合片材21裁断。

还包括横向裁刀9，设置在宽幅塑料片材挤出装置1的宽幅片材模具12出口处，当不需要塑料挤出片材时，将塑料片材截断。

经过本实施例的生产线生产完成的管材，既可以直接使用，也可以作为基础产品，再下一步骤进行进一步的加工，进一步增强功能。

本实施例的生产线，可以用来生产不同结构的管材。

本实施例中工位一的生产方法如下：

第一阶段

1）提前将生产线的水电气准备到位，宽幅纤维网复合卷材安装到位，宽幅塑料片材挤出装置1及片材模具达到设定温度，启动芯模4转动，打开第一加热面板71，使芯模4的外壁达到设定温度；

2）启动已加温到位的宽幅塑料片材挤出装置1，挤出宽幅塑料片材11，经由挤压传送装置3将宽幅塑料片材11辊压平整，连续向前输送，成形压辊装置6将宽幅塑料片材11挤压复合在连续转动的芯模4的外表面，在宽幅塑料片材11不超过芯模4转动一周的长度内，宽幅纤维网卷材释放装置2开卷，从宽幅塑料片材11的下方将宽幅纤维网复合片材21跟熔融的宽幅塑料片材11一起送入挤压传送装置3的压辊之间的间隙，经由挤压传送装置3、成形压辊装置6，缠绕至芯模4上；此时打开第二加热面板72，并达到设定温度，随着芯模驱动装置44的驱动，逐渐在芯模4的外壁上缠绕一层宽幅塑料片材11和宽幅纤维网复合片材21复合而成的管材内层；

3）在缠绕360度或更多后，使用横向裁刀9切断宽幅塑料片材11，使宽幅塑料片材11绕芯模4的外表面缠绕一层均匀的塑料内层，形成管道的塑料内层。

第二阶段

继续连续热熔缠绕宽幅纤维网复合片材21，直至达到压力等级要求设定的纤维网缠绕层数，达到管材压力等级需要的厚度，使用裁断装置8切断宽幅纤维网复合片材21，芯模4继续转动，停止加热装置7的加热，继续辊压宽幅纤维网增强层的外表面，形成中间纤维网增强层。

在完成中间纤维网增强层的缠绕复合后，可以将复合两层材料的芯模吊装到下一道工序工位二上，也可以调整宽幅片材模具的出料宽度，使该宽度的塑料片材挤出复合缠绕在管材主体网状增强层的外圆面，而含有承口段的轴向纤维层不需缠绕塑料层，然后吊装到工位二。

在第二阶段中间纤维网增强层复合完成后，或三层复合完毕后，可以转入下一道工序（工位二），分成两种工艺，生产两种不同外壁结构的宽幅纤维网增强塑料复合管，一是进行承口段的周向纤维缠绕复合，梯形连续纤维加强筋的螺旋热熔缠绕，及后续外防护塑料层的热熔缠绕复合；另一种是在完成承口段的轴向纤维层的外圆面缠绕周向纤维层，在周向纤维层的外圆面缠绕塑料保护层，然后在管材主体承压段的第三层塑料外圆面上螺旋缠绕波纹管加强筋。

第三阶段

控制宽幅塑料片材挤出装置1的宽度后重新工作，挤出的宽幅塑料片材11片材宽度等于复合管材5的主体段51和插口段53的宽度，经由挤压传送装置3、成形压辊装置6缠绕至芯模4（中间纤维网增强层外壁）上，随着芯模驱动装置44的转动，逐渐在中间纤维网增强层的外层缠绕设定厚度的外防护塑料层（当生产带有承口的复合管材时，该外防护塑料层只覆盖同一外径部分的中间纤维网增强层，不覆盖承口段52部分的轴向纤维层）。带有承口段52的复合管材5在完成外防护塑料层的热熔复合后，转入下道工序（工位二），进行承口段周向纤维外层的热熔复合缠绕，周向纤维外层塑料的热熔缠绕复合，及中空壁螺旋加强筋的热熔复合。

对于工位二:

如图7-10所示，包括连续纤维释放设备100、第一塑料挤出机200、芯模驱动设备300以及承口段压轮总成301。

其中：连续纤维释放设备100用于释放连续纤维束101。

第一塑料挤出机200布置在连续纤维释放设备100的下游，用于接收来自连续纤维释放设备100的连续纤维束101，并在连续纤维束101的表面包覆熔融塑料。

芯模驱动设备300布置在第一塑料挤出机200下游，适于承接承载有待包覆复合管材5的芯模4，并能够驱动芯模4转动；工作时，将包覆熔融塑料的由连续纤维束101形成的片材缠绕至复合管材5的承口段52的具有轴向纤维层的圆周外壁上。

工位二在运行时，芯模驱动设备300驱动芯模4转动，芯模4的外表面上承载有复合管材5（如具有塑料内层和中间纤维网增强层），芯模4的转动同时带动复合管材5同步转动；连续纤维释放设备100释放的连续纤维束101，经第一塑料挤出机200后，形成纤维表面包覆有熔融塑料的纤维片材，随着复合管材5的转动，包覆有熔融塑料的连续纤维片材，一层一层地缠绕在复合管材5的承口段52的轴向纤维层的外圆周面上；管材承口段压轮总成301将包覆有熔融塑料的连续纤维片材连续辊压复合到承口段52的外圆面上，形成规则的外圆面。

由连续纤维束101形成的片材包覆在承口段52的轴向纤维层的外圆周面上后，可以大大增强承口段52的径向抗内压强度及抗外压环刚度。特别地，当待包覆的复合管材5的承口段52上仅有轴向纤维层而无周向纤维外层时，则基本上只有使用本工位对承口段52进行周向包覆热塑性连续纤维片材后，才能满足管材承口段对内压及环刚度的使用要求。

作为优选方案，还包括展平装置400，布置在第一塑料挤出机200和芯模驱动设备300之间；展平装置400用于接收来自第一塑料挤出机200的表面包覆有熔融塑料的N束连续纤维束101，并将其挤压成纤维浸塑复合片材。N束连续纤维束101经过第一塑料挤出机200的表面塑料包覆后，再经展平装置400辊压成为纤维浸塑复合片材，能够更加方便地在复合管材5的管材承口段52沿周向包覆连续纤维片材。本实施例中，展平装置400为三辊辊压展平机，采用三个压辊形成，结构简单。作为变形，展平装置400也可以是常见的两辊辊压结构。

作为优选方案，连续纤维释放设备100包括有若干筒连续纤维卷102，每筒连续纤维卷102能够释放一束连续纤维束101。经第一塑料挤出机200后，连续纤维束101的表面均匀包覆有熔融塑料，连续纤维释放设备100可以同时释放N束连续纤维束101，以满足承口段设计的对周向连续纤维束的数量要求。

作为进一步的改进方案，本实施例的生产线还包括纤维束阻尼放卷器500或恒张力纤维束放卷器，与每筒连续纤维卷102配对设置，用于控制连续纤维束101因被牵拉而产生的张力始终保持在设定值范围内。

当承口段52的外壁有凸缘等结构造成承口段52不同位置的外圆周长不同时，芯模4每带动复合管材5转动一圈，都会导致缠绕在承口段52不同位置的连续纤维束101长度不同，假如对所有的连续纤维束101同步释放，必然会导致某些连续纤维束101发生松弛，进而导致周向缠绕失败；采用纤维束阻尼放卷器500后，可以通过控制每束连续纤维束101的张力值在一定范围之内，来控制连续纤维束101的释放量，使得所有的连续纤维束101都能够以一定的张力缠绕在承口段52轴向纤维层的外圆周上，缠绕效果均匀一致。

作为进一步的改进方案，本实施例的生产线还包括分束展平机600，设置在连续纤维释放设备100与第一塑料挤出机200之间，用于将来自连续纤维释放设备100的连续纤维束101在进入第一塑料挤出机200之前展平成一个平面，从而便于连续纤维束101以基本一致的厚度缠绕在承口段52的轴向纤维层的外圆周面上。

本实施例中，分束展平机600的结构包括：第一托辊601、分束齿602、第二托辊603和压辊604；参考图8所示，其中第一托辊601用于承托来自连续纤维释放设备100释放的连续纤维束101；分束齿602设置在第一托辊601下游，用于将经第一托辊601输送来的连续纤维束101分成均匀间隔的一排纤维束；第二托辊603设置在分束齿602下游；压辊604与第二托辊603上下配对设置，形成挤压传送的辊压结构。分成一排均匀纤维束后再经第一塑料挤出机200的复合模具后，就会形成均匀厚薄的包覆有熔融塑料的纤维片材层。

作为进一步的改进方案，本实施例的生产线还包括第二塑料挤出机700，设置在展平装置400的上游或下游，用于挤出熔融塑料片材，用于缠绕在承口段52和/或主体段51的纤维层外圆周面上，形成外防护塑料层。

还包括导轨装置900，用于安装芯模驱动设备300，并使得芯模驱动设备300能够在导轨装置900上沿复合管材5的轴向来回移动，进而使得通过展平装置400释放出的连续纤维片材或塑料片材，能够缠绕在复合管材5的主体段51上。

作为进一步的改进方案，如图8所示，还包括梯形模具201，可调整地设置在第一塑料挤出机200的涂覆模具出口处，为上下开合或左右开合结构，合拢时用于将涂塑纤维片材收拢为梯形热塑性纤维加强筋。

通常情况下，梯形模具201处于分开状态，在对承口段52轴向纤维层的外圆面缠绕周向纤维外层完毕后，需要在复合管材纤维网承压平直段的外层（即中间纤维网增强层）缠绕加强筋时，调整梯形模具201处于合拢状态，此时第一塑料挤出机200通过梯形模具201，将平面状连续纤维片材变形为梯形热塑性连续纤维加强筋，芯模驱动设备300驱动芯模4旋转，旋转的芯模4同时沿导轨装置900向承口段52的方向运动，梯形热塑性连续纤维加强筋间隔螺旋缠绕在中间纤维网增强层的外壁上，至接近插口段53时结束，形成复合管材5的螺旋加强筋结构。

作为变形设计方案，参考图7所示，即并列方案，本实施例的生产线还可以包括波纹管释放装置801和第三塑料挤出机802；其中波纹管释放装置801用于释放波纹管803；第三塑料挤出机802设置在波纹管释放装置801下游，用于接收来自波纹管释放装置801的波纹管803，并在波纹管803的外表面包覆熔融塑料。在使用第二塑料挤出机700对复合管材5的外层缠绕外防护塑料层后，再通过波纹管释放装置801和第三塑料挤出机802，在外防护塑料层的外表面包覆有熔融塑料的中空加强筋，形成外环刚度螺旋缠绕结构层。

还包括压轮总成302，如图8所示，安装在芯模4的一侧，用于向芯模4的周向外壁一侧进行辊压。承口端周向纤维复合压轮及其外层塑料压轮、加强筋定型压轮及其外层塑料压轮，安装在所述芯模4的一侧，用于向所述芯模4的周向外壁一侧进行辊压，为至少一组压轮安装结构总成，每道工序更换不同结构的压轮，对不同的纤维结构外表面及不同结构的塑料层外表面进行辊压。

本实施例中工位二的生产方法如下：

在工位一将中间纤维网增强层复合完成后，或三层复合完毕后，可以转入本道工序，分成两种工艺，生产两种不同外壁结构的宽幅纤维网增强塑料复合管，一是进行承口段的周向纤维缠绕复合，插口段和/或主体段梯形连续纤维加强筋的螺旋热熔缠绕，及后续外防护塑料层的热熔缠绕复合；另一种是在完成承口段的轴向纤维层缠绕的外圆面上再次缠绕周向纤维外层，再在周向纤维外层的外圆面上缠绕塑料保护层，然后在管材主体承压段的第三层（即外防护塑料层）外圆面上螺旋缠绕波纹管加强筋。

对于工位三：

如图11-13所示，冷却托架可以用来支撑完成塑料内层制作的管材，也可以用来支撑完成中间纤维网增强层制作的管材，还可以用来支撑完成宽幅纤维网增强塑料复合管材的热熔缠绕工艺后的管材，并在复合管材达到设定的冷却温度后，管材磨口机1000设置在冷却托架的一旁，可以对复合管材的承口和插口端面进行车削光滑，达到承插连接的设计尺寸。

承口和插口进行精加工后，进行芯模4的缩模减径，使圆形芯模分片收缩，使芯模外圆面脱离复合管材的内壁，形成一定的间隙，然后将芯模从管材的内径中抽出，一根宽幅纤维网增强塑料复合管制造完毕。

实施例2

本实施例提供一种宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产方法，其采用实施例1中的生产线实现，具体包括如下步骤：

1）在芯模4的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材11，形成具有主体段51和位于所述主体段51端部的至少零个承口段52或至少零个插口段53的塑料内层；

2）在所述主体段51、所述承口段52、所述插口段53的塑料内层外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材21，形成中间纤维网增强层；

3）在所述承口段52的中间纤维网增强层外圆柱面上沿周向缠绕由热塑性连续纤维束101形成的片材，形成承口段周向纤维外层；

4）先在所述承口段周向纤维外层，和所述主体段51、或所述主体段51与所述插口段53的中间纤维网增强层外圆柱上包覆外防护塑料层，再在所述主体段51的所述外防护塑料层的外圆柱面上螺旋缠绕加强筋（可以是空心或实心塑料加强筋）；

或者，先在所述主体段51的中间纤维网增强层外圆柱面上间隔螺旋缠绕加强筋（可以是热塑性连续纤维加强筋），再在所述承口段周向纤维外层的圆柱面上，所述主体段51的加强筋外层、或者所述主体段51的加强筋外层和所述插口段53的中间纤维网增强层的外圆柱面上热熔缠绕外防护塑料层；

5）完成步骤1）至步骤4）后，吊装到后续冷却托架上，进行冷却、端口加工及脱模，完成宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产。

具体的，所述步骤1）中，采用宽度与所述芯模4长度基本相同的宽幅塑料片材11，在所述芯模4的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材11，形成所述塑料内层。

优选的，所述步骤2）中，采用宽度与所述芯模4长度基本相同的宽幅纤维网复合片材21，在所述主体段51、所述承口段52和所述插口段53的塑料内层外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材21，形成所述中间纤维网增强层。

所述步骤2）中采用的宽幅纤维网复合片材21，具有用于包覆在所述主体段51，或者所述主体段51和所述插口段53塑料内层外圆柱面上的纤维网主体部分，和用于包覆在所述承口段52塑料内层外圆柱面上的轴向纤维层部分；所述纤维网主体部分具有与所述主体段51轴向平行的第一轴向纤维，和与所述第一轴向纤维垂直相交的第一周向纤维；所述侧边部分具有与所述承口段52轴向平行的第二轴向纤维；所述第二轴向纤维由所述第一轴向纤维延伸而来。

作为变形设计方案，所述步骤1）和所述步骤2）可替换为如下步骤：

采用宽幅纤维网复合片材21承载宽幅塑料片材11，绕所述芯模4的外圆柱面整片包裹至少一周，再断开宽幅塑料片材11，继续热熔缠绕若干层所述宽幅纤维网复合片材21，形成所述塑料内层和所述中间纤维网增强层。

所述步骤5）中，所述冷却、端口加工及脱模步骤中：所述端口加工为在达到设定冷却温度后，用车削设备将每根复合管材的承口和插口端面车削光滑，并达到承插连接的设计尺寸；所述脱模为将缩径芯模进行内径收缩，复合管材的内壁与芯模的外壁完全脱开，抽出芯模，芯模恢复圆形状态，以备后续生产使用；后续步骤还包括将复合管材成品的承口端口朝向光滑的地面放置，以防止复合管材的承口和插口因自身重力发生圆形变形。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (20)

1.一种宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在芯模（4）的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材（11），形成具有主体段（51）和位于所述主体段（51）端部的至少零个承口段（52）或至少零个插口段（53）的塑料内层；

2）在所述主体段（51）、所述承口段（52）、所述插口段（53）的塑料内层外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材（21），形成中间纤维网增强层；

3）在所述承口段（52）的中间纤维网增强层外圆柱面上沿周向缠绕热塑性连续纤维束（101），形成承口段周向纤维外层；

4）先在所述承口段周向纤维外层和所述主体段（51）的中间纤维网增强层外圆柱面上包覆外防护塑料层，或者先在所述承口段周向纤维外层、所述主体段（51）和所述插口段（53）的中间纤维网增强层外圆柱面上包覆外防护塑料层，再在所述主体段（51）的所述外防护塑料层的外圆柱面上螺旋缠绕加强筋；

或者，先在所述主体段（51）的中间纤维网增强层外圆柱面上间隔螺旋缠绕加强筋，再在所述承口段周向纤维外层的圆柱面上和所述主体段（51）的加强筋外层的外圆柱面上热熔缠绕外防护塑料层，或者再在所述承口段周向纤维外层的圆柱面上、所述主体段（51）的加强筋外层和所述插口段（53）的中间纤维网增强层的外圆柱面上热熔缠绕外防护塑料层；

5）完成步骤1）至步骤4）后，吊装到后续冷却托架上，进行冷却、端口加工及脱模，完成宽幅纤维网增强塑料复合管材的生产。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤1）中，采用宽度与所述芯模（4）长度基本相同的宽幅塑料片材（11），在所述芯模（4）的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材（11），形成所述塑料内层。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中，采用宽度与所述芯模（4）长度基本相同的宽幅纤维网复合片材（21），在所述塑料内层的外圆柱面上整片多层包覆宽幅纤维网复合片材（21），形成所述中间纤维网增强层。

4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中采用的宽幅纤维网复合片材（21），具有用于包覆在所述主体段（51），或者所述主体段（51）和所述插口段（53）的塑料内层外圆柱面上的纤维网主体部分，和用于包覆在所述承口段（52）塑料内层外圆柱面上的侧边部分；所述纤维网主体部分具有与所述主体段（51）轴向平行的第一轴向纤维，和与所述第一轴向纤维垂直相交的第一周向纤维；所述侧边部分具有与所述承口段（52）轴向平行的第二轴向纤维；所述第二轴向纤维由所述第一轴向纤维延伸而来。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的生产方法，其特征在于：所述步骤1）和所述步骤2）可替换为如下步骤：

采用宽幅纤维网复合片材（21）承载宽幅塑料片材（11），绕所述芯模（4）的外圆柱面整片包裹至少一周，再断开宽幅塑料片材（11），继续热熔缠绕若干层所述宽幅纤维网复合片材（21），形成所述塑料内层和所述中间纤维网增强层。

6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤5）中，所述冷却、端口加工及脱模步骤中：所述端口加工为在达到设定冷却温度后，用车削设备将每根复合管材的承口和插口端面车削光滑，并达到承插连接的设计尺寸；所述脱模为将缩径芯模进行内径收缩，复合管材的内壁与芯模的外壁完全脱开，抽出芯模；还包括将复合管材成品的承口端口朝向光滑的地面放置，以防止复合管材的承口和插口因自身重力发生圆形变形。

7.一种宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，包括：

工位一，包括芯模（4）和第一生产设备；所述第一生产设备用于在所述芯模（4）的外圆柱面上整片包覆宽幅塑料片材（11），以形成具有主体段（51）和位于所述主体段（51）端部的至少零个承口段（52）或至少零个插口段（53）的塑料内层；

所述第一生产设备还能够在所述主体段（51）、所述承口段（52）、所述插口段（53）的塑料内层外圆柱面上整片包覆宽幅纤维网复合片材（21），以形成中间纤维网增强层；

所述第一生产设备还能够在所述主体段（51），或者所述主体段（51）和所述插口段（53）的中间纤维网增强层的外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层；

工位二，包括第二生产设备，所述第二生产设备用于在所述承口段（52）的外圆柱面上沿周向缠绕热塑性连续纤维束（101），以形成承口段周向纤维外层；

所述第二生产设备还能够在所述承口段周向纤维外层包覆外防护塑料层；

所述第二生产设备还能够在所述主体段（51）和所述插口段（53）的中间纤维网增强层外圆柱面上、或者在所述主体段（51）的中间纤维网增强层外圆柱面上，或者在所述主体段（51）的加强筋外圆柱面上缠绕包覆外防护塑料层；

所述第二生产设备还能够在所述主体段（51）的所述外防护塑料层外圆柱面上螺旋缠绕加强筋，或者在所述主体段（51）的中间纤维网增强层的外圆柱面上螺旋缠绕热塑性连续纤维加强筋。

8.根据权利要求7所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，还包括：

工位三，包括若干个支架和端口加工车削设备，所述支架用于承接经所述工位一和所述工位二制作完成的带有复合管材的芯模，待芯模上的复合管材冷却后，所述端口加工车削设备用于对复合管材进行承口段和插口段的车削加工，达到设定的承口和插口的端口尺寸。

9.根据权利要求7所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位一中，第一生产设备包括：

宽幅塑料片材挤出装置（1），用于挤出宽幅塑料片材（11）；

宽幅纤维网卷材释放装置（2），设置在所述宽幅塑料片材挤出装置（1）的下游，用于暂存和释放成卷放置的宽幅纤维网复合片材（21）；

挤压传送装置（3），至少为一组，设置在所述宽幅塑料片材挤出装置（1）和/或所述宽幅纤维网卷材释放装置（2）的下游，用于接收并传送所述宽幅塑料片材（11）、所述宽幅纤维网复合片材（21）、或所述宽幅塑料片材（11）与所述宽幅纤维网复合片材（21）的复合层；

所述工位一中的芯模（4），设置在所述挤压传送装置（3）的下游，包括芯模主体（41），具有第一外圆柱面；还包括芯模承口段（42），具有零个或一个，设置在所述芯模主体（41）的一端，具有第二外圆柱面；所述第二外圆柱面的直径大于所述芯模主体（41）的所述第一外圆柱面的直径；

还包括：芯模驱动装置（44），用于驱动所述芯模（4）转动；

成形压辊装置（6），至少为一组，与所述芯模（4）轴向平行设置，用于将所述宽幅塑料片材（11）、所述宽幅纤维网复合片材（21）、或所述宽幅塑料片材（11）与所述宽幅纤维网复合片材（21）的复合层向所述芯模（4）的外圆柱面上进行挤压复合；

加热装置（7），设置在所述芯模（4）和所述挤压传送装置（3）之间。

10.根据权利要求9所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于：所述宽幅塑料片材挤出装置（1）和所述宽幅纤维网卷材释放装置（2）同时工作时，所述宽幅塑料片材挤出装置（1）挤出的所述宽幅塑料片材（11）位于所述宽幅纤维网卷材释放装置（2）所释放的所述宽幅纤维网复合片材（21）的上方。

11.根据权利要求9所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于：还包括活动放置在所述芯模承口段（42）外圆柱面上的至少两个密封圈槽凸起圆环（43）。

12.根据权利要求9所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于：所述加热装置（7）设置在所述宽幅塑料片材（11）、所述宽幅纤维网复合片材（21）、或所述宽幅塑料片材（11）与所述宽幅纤维网复合片材（21）的复合层与所述芯模（4）成一定角度连接的位置，包括第一加热面板（71）和第二加热面板（72），所述第一加热面板（71）朝向所述芯模（4）的外圆柱面设置，所述第二加热面板（72）朝向所述宽幅塑料片材（11）、所述宽幅纤维网复合片材（21）、或所述宽幅塑料片材（11）与所述宽幅纤维网复合片材（21）的复合层的上表面设置。

13.根据权利要求7所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二包括：

连续纤维释放设备（100），用于释放连续纤维束（101）；

第一塑料挤出机（200），及相连的片材模具，布置在所述连续纤维释放设备（100）下游，用于接收来自所述连续纤维释放设备（100）的所述连续纤维束（101），并在所述连续纤维束（101）的表面挤出包覆熔融塑料；

芯模驱动设备（300），布置在所述第一塑料挤出机（200）下游，适于承接承载有待包覆复合管材（5）的芯模（4），并能够驱动所述芯模（4）转动；

承口段压轮总成（301），安装在朝向所述承口段（52）的一侧，用于向所述承口段（52）的周向外壁一侧进行辊压。

14.根据权利要求13所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二还包括：展平装置（400），布置在所述第一塑料挤出机（200）和所述芯模驱动设备（300）之间；用于接收来自所述第一塑料挤出机（200）的表面包覆有熔融塑料的所述连续纤维束（101），并将其挤压成纤维浸塑复合片材。

15.根据权利要求13所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于：所述连续纤维释放设备（100）包括有若干筒连续纤维卷（102），每筒所述连续纤维卷（102）能够释放一束连续纤维束（101）；

还包括：纤维束阻尼放卷器（500）或者恒张力纤维束放卷器，与每筒所述连续纤维卷（102）配对设置，用于控制所述连续纤维束（101）因被牵拉而产生的张力始终保持在设定值范围内。

16.根据权利要求13所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二还包括：分束展平机（600），设置在所述连续纤维释放设备（100）与所述第一塑料挤出机（200）之间，用于将来自所述连续纤维释放设备（100）的所述连续纤维束（101）在进入所述第一塑料挤出机（200）之前展平成一个平面；

所述分束展平机（600）的结构包括：

第一托辊（601），用于承托来自所述连续纤维释放设备（100）释放的所述连续纤维束（101）；

分束齿（602），设置在所述第一托辊（601）下游，用于将经所述第一托辊（601）输送来的所述连续纤维束（101）分成一排均匀平面排序的纤维束；

第二托辊（603），设置在所述分束齿（602）下游；

压辊（604），与所述第二托辊（603）上下配对设置，形成挤压传送的辊压结构。

17.根据权利要求14所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于：所述工位二还包括第二塑料挤出机（700），设置在所述展平装置（400）的上游或下游，用于挤出复合缠绕塑料保护层。

18.根据权利要求13所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二还包括：导轨装置（900），用于安装所述芯模驱动设备（300），并使得所述芯模驱动设备（300）能够在所述导轨装置（900）上沿所述复合管材（5）的轴向来回移动。

19.根据权利要求18所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二还包括：梯形模具（201），可调整地设置在所述第一塑料挤出机（200）的涂塑模具出口处，为上下开合或左右开合结构，合拢时用于将涂塑纤维片材收拢为梯形热塑性纤维加强筋。

20.根据权利要求18所述的宽幅纤维网增强塑料复合管材生产线，其特征在于，所述工位二还包括：

波纹管释放装置（801），用于释放波纹管（803）；

第三塑料挤出机（802），设置在所述波纹管释放装置（801）下游，用于接收来自所述波纹管释放装置（801）的波纹管（803），并在所述波纹管（803）的外表面挤出包覆熔融塑料。

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