CN116238179A - 一种管材成型生产线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种管材成型生产线，用于制造空心管制品，沿制品的成型前进方向，依次包括放置纱线的布纱装置、将纱线铺层的预成型装置、将浸润胶液后的纱线固化成制品的成型装置；预成型装置包括：机架以及沿机架的长度方向依次设置的浸润纱线的浸胶装置、固定芯模的芯模固定装置，芯模固定装置设置于机架上；浸胶装置包括浸胶机架以及沿机架的长度方向依次设置在浸胶机架上的集纱板、浸胶槽、若干个分纱板；纱线依次自布纱装置引出、穿设集纱板、导入浸胶槽、分成若干份分别穿出若干个分纱板、绕开芯模固定装置从芯模的外侧逐渐靠近芯模并均匀包覆在芯模外周形成轴向层、进入成型装置固化。

Description

一种管材成型生产线

技术领域

本申请涉及复合材料成型技术领域，特别是涉及一种管材成型生产线。

背景技术

目前，复合材料管材一般通过拉挤、拉缠工艺生产，现有的拉挤、拉缠设备浸胶装置结构简单，直接将生产所需的纱线全部直接堆积在浸胶槽中浸润树脂胶液，容易产生纱线浸胶不充分以及纱线打结的问题，同时纱线浸胶后无法保证其均匀包覆在芯模的外周，从而影响产品质量。

此外，当采用拉缠工艺生产时，复合材料缠绕成型设备一般采用在整体机架上设置回转盘的结构，通过回转盘将浸润有树脂胶液的纤维缠绕在芯模上，从而实现纤维的预成型。但是现有技术的缠绕成型设备纱线穿设路径及方法简单，难以保障纱线的缠绕张力，导致纱线缠绕在芯模表面时发生松散移位，影响产品质量。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请的目的之一是提供一种管材成型生产线，能够使纱线充分浸润树脂胶液后均匀包覆在芯模外周，保证产品质量。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种管材成型生产线，用于制造空心管制品，沿制品的成型前进方向，依次包括放置纱线的布纱装置、将纱线铺层的预成型装置、将浸润胶液后的纱线固化成制品的成型装置；预成型装置包括：机架以及沿机架的长度方向依次设置的浸润纱线的浸胶装置、固定芯模的芯模固定装置，芯模固定装置设置于机架上；浸胶装置包括浸胶机架以及沿机架的长度方向依次设置在浸胶机架上的集纱板、浸胶槽、若干个分纱板；纱线依次自布纱装置引出、穿设集纱板、导入浸胶槽、分成若干份分别穿出若干个分纱板、绕开芯模固定装置从芯模的外侧逐渐靠近芯模并均匀包覆在芯模外周形成轴向层、进入成型装置固化。

其中，浸胶槽为V型槽，浸胶槽上设置浸胶架，浸胶架贴合浸胶槽的内底面且保持一定间隙设置。

其中，浸胶架包括若干个浸胶辊子，若干个浸胶辊子在浸胶槽的底部沿机架的长度方向排列形成V型结构。

其中，纱线依次穿设在若干个浸胶辊子与浸胶槽的内底面之间的间隙内，从而实现纱线导入浸胶槽。

其中，分纱板为两个，两个分纱板沿竖直方向设置在浸胶机架靠近芯模固定装置的端部，两个分纱板之间呈一定夹角相对设置，且夹角的开口方向朝向集纱板。

其中，预成型装置还包括若干穿纱板，若干个穿纱板沿机架的长度方向竖直设置在机架上且平行分布，穿纱板中心设有通孔用于套设芯模，且通孔的直径大于芯模的直径，纱线均匀穿设在穿纱板与芯模之间的间隙中，使纱线环向均匀包覆在芯模外周。

其中，预成型装置还包括若干过纱板，若干过纱板竖直设置在机架上且分别位于芯模固定装置的外侧，纱线分成若干份依次穿设若干过纱板以实现绕开芯模固定装置。

其中，预成型装置还包括缠绕装置，浸胶装置、芯模固定装置、缠绕装置沿机架的长度方向依次设置，缠绕装置包括依次套设在芯模外周的缠绕电机、缠绕盘、缠绕爪，缠绕盘用于容纳缠绕纱线，缠绕盘上设有若干个第一导纱孔，缠绕爪上设有至少一个第三导纱孔，缠绕电机驱动缠绕装置转动，进而使缠绕纱线缠绕在轴向层的外周形成缠绕层。

其中，缠绕纱线依次自第一导纱孔引出、穿设第三导纱孔、缠绕在轴向层的外周。

其中，缠绕装置还包括套设在芯模外周的导纱组件，导纱组件设置在缠绕盘与缠绕爪之间，导纱组件包括至少一个导纱板，导纱板上设有若干个第二导纱孔。

其中，缠绕纱线依次自第一导纱孔引出、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔、缠绕在轴向层的外周。

其中，缠绕爪包括缠绕架、若干个缠绕杆以及若干个缠绕件，缠绕架套设在芯模外周，若干个缠绕杆沿缠绕架的径向均匀设置在缠绕架的外侧，缠绕件沿缠绕架的轴向均匀设置在缠绕架的外侧，缠绕杆上设有第三导纱孔，缠绕件上设有至少一个第四导纱孔。

其中，缠绕纱线依次自第一导纱孔引出、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔、穿设第四导纱孔、缠绕在轴向层的外周。

其中，缠绕盘中心设有缠绕通孔，缠绕盘靠近导纱组件的一侧设有若干个走线件，若干个走线件围绕缠绕通孔环向均匀设置在缠绕盘的内侧，走线件包括走线架和若干个走线杆。

其中，缠绕纱线依次自第一导纱孔引出、穿设走线件、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔、穿设第四导纱孔、缠绕在轴向层的外周。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的管材成型生产线能够使纱线充分浸润树脂胶液后均匀包覆在芯模外周，保证产品质量，且实现了空心管制品的自动化生产，降低了人力成本，生产效率高。

同时，本申请使缠绕纱线自第一导纱孔引出、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔、穿设第四导纱孔后缠绕在轴向层的外周，防止纱线由于张力不足而在缠绕时松散移位，影响产品质量。

同时，本申请使缠绕纱线从缠绕盘上的第一导纱孔引出后，经走线件的若干走线杆导向导纱组件，避免纱线直接自第一导纱孔穿入第二导纱孔由于弯折程度过大而加重纱线的磨损，造成纱线断裂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请一实施例中缠绕成型设备100的结构示意图；

图2是本申请一实施例中浸胶装置120的结构示意图；

图3是本申请一实施例中芯模固定装置130的结构示意图；

图4是本申请一实施例中缠绕装置140的结构示意图；

图5是图4中A处的放大示意图；

图6是本申请一实施例中支撑装置150的结构示意图；

图7是本申请一实施例中布毡装置160的结构示意图；

图8是本申请一实施例中胶液回收槽171的结构示意图。

具体实施方式

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实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在一实施例中，参阅图1，提供一种缠绕成型设备100，缠绕成型设备100包括：水平设置的机架110、浸润纱线的浸胶装置120、固定芯模的芯模固定装置130、将纱线缠绕在芯模上的缠绕装置140，浸胶装置120、芯模固定装置130、缠绕装置140沿机架110的长度方向依次设置；机架110包括第一机架111和第二机架112，芯模固定装置130水平设置于第一机架111上，缠绕装置140竖直设置于第二机架112上；第一机架111和第二机架112分离设置。具体地，第一机架111和第二机架112分别与地面进行混凝土浇灌，从而将第一机架111和第二机架112分别固定在地面上，实现第一机架111和第二机架112的分离设置。相比于现有技术将芯模与回转盘均固定在整体机架上，芯模与回转盘在成型过程中的受力会引起整体机架的振动，进而影响回转盘上导纱组件的稳定性，使芯模表面缠绕的纤维层发生偏移，降低产品的质量。本申请提供的缠绕成型设备100通过将固定芯模固定装置130的第一机架111和固定缠绕装置140的第二机架112分离设置，可以避免芯模受力引起缠绕装置140振动而导致的纤维层偏移现象，有效提高了产品合格率。

参阅图2，浸胶装置120包括浸胶机架121、集纱板122、两个分纱板123、浸胶槽124、浸胶架125，集纱板122、浸胶槽124、两个分纱板123沿机架110的长度方向依次设置在浸胶机架121上，浸胶架125设置在浸胶槽124上。具体地，集纱板122沿竖直方向设置在浸胶机架121远离芯模固定装置130的端部，集纱板122上设有若干集纱孔，用于纱线穿设并将纱线导入浸胶槽124，方便后续纱线浸胶。浸胶槽124为V型槽，即浸胶槽124呈朝下凹陷的V型，浸胶槽124水平设置在浸胶机架121上，用于容纳树脂胶液。浸胶槽124上设置浸胶架125，浸胶架125贴合浸胶槽124的内底面且保持一定间隙设置，具体地，浸胶架125包括若干个浸胶辊子1251，若干个浸胶辊子1251排列形成V型结构的浸胶架125，即若干个浸胶辊子1251在浸胶槽124的底部沿机架110的长度方向排列在浸胶架125上排列形成V型结构，且若干个浸胶辊子1251与浸胶槽124的底板之间具有一定间隙，纱线自集纱板122上的集纱孔穿出后即依次穿设在若干个浸胶辊子1251与浸胶槽124的内底面之间的间隙内浸润胶液，若干个浸胶辊子1251可以使纱线始终位于浸胶槽124的底部，保证纱线的浸润效果。两个分纱板123沿竖直方向设置在浸胶机架121靠近芯模固定装置130的端部，两个分纱板123之间呈一定夹角相对设置，且夹角开口方向朝向集纱板122。分纱板123上设有若干分纱孔供纱线穿设，两个分纱板123可将穿设过浸胶槽124的纱线分成两份，同时两个分纱板123之间的夹角开口方向朝向集纱板122，可以使浸胶后的两份纱线能够向远离芯模固定装置130中心线的两侧穿出分纱板123，从而能够使两份纱线绕开芯模固定装置130，从芯模的外侧逐渐靠近芯模并包覆芯模的外周形成轴向层实现预成型。需要说明的是，两个分纱板123之间的夹角可以是100°、120°、150°等，只要使两份纱线能够顺利绕开芯模固定装置130并平缓过渡至下一工位，避免纱线过度弯折而导致纱线在运动过程中发生磨损，因此在其他实施方式中，可以根据设备的具体结构调整两个分纱板之间的夹角，分纱板的数量也可以根据工艺需要调整为三个、四个等，以及多个分纱板的具体位置也可相应调整，在此不作具体限制。

其中，浸胶槽124还具有恒温加热功能，通过设置合适的温度，可以使浸胶槽124中的树脂胶液始终保持适宜的粘度，便于纱线浸润，避免当温度过低时树脂胶液粘度过大，纱线无法充分浸润，进而影响产品质量。

参阅图1和图3，芯模固定装置130水平设置在第一机架111上，用于调节和固定芯模。芯模固定装置130包括调节框131和调节块组132；调节框131包括依次首尾固定连接的上顶板1311、第一侧板1312、下顶板1313和第二侧板1314，从而使调节框131呈空心体结构，且调节框131的内腔截面呈矩形。在图3方向中，将调节框131不设置板面的两侧分别定义为调节框131的前侧、调节框131的后侧，调节框131的前侧和调节框131的后侧贯通供芯模穿过。上顶板1311、第一侧板1312、下顶板1313和第二侧板1314上均设置两道滑槽，滑槽设置在调节框131的前后的边缘的内侧，即垂直于上顶板1311、第一侧板1312、下顶板1313和第二侧板1314相互连接的边缘。

其中，上顶板1311与下顶板1313平行，第一侧板1312与第二侧板1314平行；调节块组132设置在调节框131内，调节块组132包括两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322，横向调节块1321两侧的短边分别位于上顶板1311和下顶板1313的滑槽内，纵向调节块1322两侧的短边分别位于第一侧板1312和第二侧板1314的滑槽内；调节块组132在滑槽内滑动可调节芯模的位置，对调节块组132进行限位和固定可固定芯模的位置。需要说明的是，由于两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322需要在滑槽内滑动，所以两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322相互之间不能发生干涉，也即任意两个相邻的滑槽不能相交。

在本实施方式中，以上顶板1311在上和下顶板1313在下的原则，所谓纵向调节块1322就是，通过驱动纵向调节块1322可以调节芯模在竖直方向上的位置；所谓横向调节块1321就是，通过驱动横向调节块1321可以调节芯模在水平方向上的位置。具体地，芯模固定装置130包括若干调节螺钉，调节块组132投影到调节框131的位置设置若干螺孔，调节螺钉穿过螺孔驱动两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322位移，进而调节芯模在水平方向和竖直方向的位置，并且调节螺钉能够使两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322与芯模紧密接触，从而达到固定芯模的作用。采用调节螺钉驱动调节块组132位移，操作简便、灵活性强，且避免了调节螺钉直接与芯模接触而损伤芯模。

在本实施方式中，在调节框131的前侧和调节框131的后侧各设置一组调节块组132，每组调节块组132包括两个横向调节块1321和两个纵向调节块1322，可以保证芯模调节与芯模固定的稳定性。在其他实施方式中，在调节框内可以只设置一组调节块组，也可以设置两组、三组或者更多组调节块组，每组调节块组也可以包括两个以上的横向调节块和两个以上的纵向调节块，根据实际调节需求设置即可，在此不作具体限制。

参阅图1、图4和图5，缠绕装置140竖直设置在第二机架112上，用于将纱线缠绕在芯模的外周。缠绕装置140包括沿机架110的长度方向依次套设在芯模外周的缠绕电机141、缠绕盘142、导纱组件143和缠绕爪144。缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144上均设有导纱孔且相互对应，纱线依次穿设缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144上的导纱孔，缠绕电机141驱动缠绕装置140转动，进而使纱线缠绕在芯模的外周，具体是缠绕在轴向层外周形成缠绕层。缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144相互配合可以增加纱线的张力，避免纱线缠绕在芯模外周时由于张力不足松散移位，影响产品质量。为便于表述，将用于缠绕形成缠绕层的纱线定义为缠绕纱线。

其中，缠绕电机141为伺服电机，通过调节伺服电机的转速可以精准控制缠绕装置140的转速，使缠绕纱线依次通过缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144后可以保持稳定的缠绕张力、缠绕速度缠绕在芯模的外周。在其他实施例中，缠绕电机可以采用其他类型的电机，或者采用其他驱动设备，只要能稳定驱动缠绕装置转动即可，在此不作具体限制。

具体地，缠绕盘142呈圆盘状结构，其中心设有用于穿设芯模的缠绕通孔1421。缠绕盘142上设有若干个纱线筒145，用于容纳纤维纱卷。若干个纱线筒145围绕缠绕通孔1421环向均匀分布在缠绕盘142的一侧，且纱线筒145的轴线垂直于缠绕盘142的盘面。缠绕盘142上还设有若干个第一导纱孔1422，与若干个纱线筒145的中心一一对应，用于穿设引出纤维纱卷上的缠绕纱线。导纱组件143位于缠绕盘142的另一侧，包括两个平行套设在芯模外周的导纱板1431，导纱板1431为圆环形板件，导纱板1431上设有若干个第二导纱孔14311，若干个第二导纱孔14311围绕导纱板1431的中心环向均匀分布，两个导纱板1431上的第二导纱孔14311一一对应同轴设置，且与若干个第一导纱孔1422一一对应。缠绕爪144包括缠绕架1441、若干个缠绕杆1442、若干个缠绕件1443，缠绕架1441呈圆环型结构，套设在芯模外周；缠绕杆1442沿缠绕架1441的径向设置在缠绕架1441的外侧，若干个缠绕杆1442围绕缠绕架1441的中心环向均匀分布，缠绕杆1442远离缠绕架1441的末端设有至少一个第三导纱孔14421，与第一导纱孔1422、第二导纱孔14311对应设置；缠绕件1443为L型板件，沿机架110的长度方向设置在缠绕架144远离缠绕盘142的外侧，若干个缠绕件1443围绕缠绕架1441的中心环向均匀分布，缠绕件1443的短边固定在缠绕架1441上，缠绕件1443的长边上设有至少一个第四导纱孔14431，与第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421对应设置。

需要说明的是，缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144上均设有导纱孔且相互对应，即缠绕盘142上的第一导纱孔1422、导纱组件143上的第二导纱孔14311、缠绕杆1442上的第三导纱孔14421与缠绕件1443上的第四导纱孔14431一一对应设置，也即每组第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421、第四导纱孔14431的轴线均位于芯模的同一轴向平面内。缠绕纱线依次穿设缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144上的导纱孔，即每股缠绕纱线依次穿过每组相对应的第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421与第四导纱孔14431，可以在缠绕电机141驱动缠绕装置140转动时，使缠绕纱线保持适宜的张力缠绕在芯模的外周，保障产品质量。

在本实施方式中，第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421与第四导纱孔14431均为陶瓷通孔，即在对应部件上设置陶瓷眼，一方面，陶瓷眼硬度高、耐磨性强，使用寿命长；另一方面，陶瓷眼通常采用精密陶瓷加工而成，表面光滑，可以保护缠绕纱线在其中顺利穿越而不受损伤。

缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144上均对应设置有安装孔，通过在安装孔内穿设紧固件实现缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144的固定连接，从而使缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144能够围绕芯模同步转动。在本实施方式中，紧固件为相互配合的螺栓和螺杆，在其他实施方式中，缠绕盘、导纱组件、缠绕爪也可以通过杆件卡设连接等其他连接方式，只要能保证缠绕盘、导纱组件、缠绕爪之间的可靠连接即可。

进一步地，缠绕盘142靠近导纱组件143的一侧倾斜设有若干个走线件146，用于引导自第一导纱孔1422中穿出的缠绕纱线穿入第二导纱孔14311中，避免缠绕纱线直接自第一导纱孔1422穿入第二导纱孔14311由于弯折程度过大而加重缠绕纱线的磨损，造成缠绕纱线断裂。若干个走线件146围绕缠绕通孔1421环向均匀分布在若干个第一导纱孔1422的内侧，与第一导纱孔1422、第二导纱孔14311对应设置。具体地，走线件146包括走线架1461和若干个走线杆1462，走线架1461呈“匚”字型结构，由两块侧板和一块底板连接而成，两个侧板在底板与两个侧板连接的两侧向着远离底板的方向同向延伸，走线架1461的一端固定在缠绕盘142上，另一端作为自由端向靠近第二导纱孔14311的方向延伸；走线杆1462为圆柱型杆件，四个走线杆1462间隔设置在走线架1461的两个侧板之间且与侧板互相垂直。缠绕纱线自第一导纱孔1422中穿出后，自走线件146的固定端穿入四个走线杆1462与走线架1461的底板之间的间隙，也可以是自走线件146的固定端依次交替穿设在若干个走线杆1462上，然后自走线件146的自由端穿出后穿入第二导纱孔14311中，从而实现缠绕纱线的平缓穿设。

缠绕装置140还包括缠绕浸胶槽147，用于容纳树脂胶液，缠绕浸胶槽147位于缠绕爪144的下方，且缠绕爪144的下半部分位于缠绕浸胶槽147中。具体地，缠绕浸胶槽147呈弧型槽状结构，与缠绕爪144的形状相匹配，使缠绕爪144能够在缠绕浸胶槽147内顺利转动，即缠绕浸胶槽147的底板为弧形板，其弧度与缠绕爪144上若干个缠绕杆1442的自由末端组成的圆弧形状匹配。设置缠绕浸胶槽147与缠绕爪144的形状相匹配，可以使用少量的树脂胶液就能充分浸润缠绕爪144上的缠绕纱线，提高树脂胶液的利用率，避免浪费。缠绕浸胶槽147的底部设有电磁阀1471，用于定期更换缠绕浸胶槽1471中的树脂胶液，避免树脂胶液老化而引起的产品质量下降，当需要更换树脂胶液时，打开电磁阀1471，待缠绕浸胶槽147中的树脂胶液释放干净后，关闭电磁阀1471，再倒入新的树脂胶液即可，操作简便，效率高。

缠绕浸胶槽147也具有恒温加热功能，通过设置合适的温度，可以使缠绕浸胶槽147中的树脂胶液始终保持适宜的粘度，便于缠绕纱线浸润，避免当温度过低时树脂胶液粘度过大，缠绕纱线无法充分浸润，进而影响产品质量。

缠绕装置140上缠绕纱线的穿设路径为：将若干个纱线筒145中纱线卷的缠绕纱线从对应的第一导纱孔1422中穿出，然后从对应的走线件146的固定端穿入四个走线杆1462与走线架1461的底板之间的间隙并从走线件146的自由端穿出，进而依次穿过靠近缠绕盘142的导纱板1431上对应的第二导纱孔14311、远离缠绕盘142的导纱板1431上对应的第二导纱孔14311、对应的缠绕杆1442上的第三导纱孔14421、对应的缠绕件1443上的第四导纱孔14431。缠绕装置140运行时，缠绕电机141驱动缠绕装置140转动，使穿设在缠绕装置140上的缠绕纱线持续运动，依次穿过第一导纱孔1422、走线件146、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421，然后在缠绕浸胶槽147中浸润树脂胶液，进而穿入第四导纱孔14431，最终缠绕在轴向层的外周。

在其他实施方式中，可以根据工艺需要调整缠绕纱线的穿设路径，例如缠绕纱线依次自第一导纱孔引出、穿设第三导纱孔，或者缠绕纱线自第一导纱孔引出、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔，或者缠绕纱线自第一导纱孔引出、穿设第二导纱孔、穿设第三导纱孔、穿设第四导纱孔后再缠绕在轴向层的外周，只要能使缠绕纱线保持适宜的缠绕张力即可。

缠绕盘142、导纱组件143、缠绕爪144相互配合可以增加缠绕纱线的张力，即缠绕纱线依次穿过第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421与第四导纱孔14431后能够保持适宜的缠绕张力，避免缠绕纱线缠绕在芯模外周时由于张力不足松散移位，影响产品质量。

在本实施方式中，缠绕盘142上设置十六个纱线筒145，其中八个纱线筒145围绕缠绕通孔1421环向均匀分布在缠绕盘142的内侧，另外八个纱线筒145环向均匀分布在缠绕盘142的外侧，缠绕盘142上内侧和外侧的纱线筒145交错设置，即十六个纱线筒145的中心与缠绕盘142的中心之间的连线可将缠绕盘142十六等分。对应地，缠绕盘142上设置十六个第一导纱孔1422和十六个走线件146，每个导纱板1431上设置十六个第二导纱孔14311，缠绕爪144上设置十六个缠绕杆1442和十六个缠绕件1443，每个缠绕杆1442上沿缠绕杆1442的长度方向依次设置三个第三导纱孔14421，每个缠绕件1443上沿缠绕件1443的长度方向依次设置两个第四导纱孔14431。十六组第一导纱孔1422、第二导纱孔14311、第三导纱孔14421与第四导纱孔14431对应设置。在其他实施方式中，纱线筒的数量也可以为十个、二十个等，第一导纱孔、第二导纱孔、第三导纱孔与第四导纱孔也可以分别为十个、二十个或者等比例增减，可根据工艺需要进行设计，只要纱线筒、第一导纱孔、第二导纱孔、第三导纱孔与第四导纱孔对应设置，缠绕纱线穿设在其中能够保证适宜的缠绕张力即可，在此不作具体限制。

在本实施方式中，每组导纱孔包括一个第一导纱孔1422、两个第二导纱孔14311、三个第三导纱孔14421和两个第四导纱孔14431，需要说明的是，每股缠绕纱线依次穿过每组导纱孔中的第一导纱孔1422、走线件146、两个第二导纱孔14311、任意一个或多个第三导纱孔14421和任意一个或多个第四导纱孔14431后缠绕在芯模外周，使所有缠绕纱线的缠绕张力保持一致，均匀缠绕在芯模的外周。在其他实施方式中，也可以采用其他的导纱孔组合方式，如仅设置一个第二导纱孔、一个第三导纱孔和一个第四导纱孔，或者不设置第二导纱孔，或者设置更多类型的导纱孔，根据具体的需求调整，只要能够使缠绕纱线依次穿设导纱孔后保持适宜的缠绕张力即可，在此不作具体限制。

在本实施方式中，缠绕成型设备100包括两个缠绕装置140，两个缠绕装置140沿机架的长度方向相背设置，两个缠绕电机141分别驱动两个缠绕装置140沿相反方向旋转，从而实现缠绕纱线的双向缠绕。设置两个缠绕装置140进行双向缠绕，可在芯模外周缠绕形成两层缠绕角度相同、方向相反的环向结构，提高产品的环向强度。当然，也可以设置两个缠绕电机141分别驱动两个缠绕装置140同向缠绕，在芯模外周依次缠绕形成两层缠绕角度和方向相同的环向结构，根据具体的产品设计调整即可。需要说明的是，当缠绕纱线的缠绕角度小于85°时，缠绕纱线的缠绕角度设计对产品的力学性能影响较大，通常需要设置两个缠绕装置140进行双向缠绕，以使得产品的缠绕层铺层结构对称，受力合理；当缠绕纱线的缠绕角度大于等于85°时，缠绕纱线的缠绕角度设计对产品的力学性能影响较小，即可近似认为缠绕纱线的缠绕角度为90°，此时无论设置两个缠绕装置140双向缠绕或同向缠绕，最终形成产品的环向结构均可认为近似相同。由于同一个缠绕装置140上，缠绕爪144和纱线筒145分别位于缠绕盘142的两侧盘面，两个缠绕装置140相背设置，即两个缠绕盘142上的纱线筒145相对设置，两个缠绕装置140的缠绕爪144相背设置，一方面，两个缠绕盘142上的纱线筒145相对设置可以使操作人员在两个缠绕盘142之间的位置就能更换两个缠绕盘142上的纱线卷，作业效率高；另一方面，当缠绕纱线的缠绕角度大于等于85°时，两个缠绕装置140上的缠绕爪144相背设置，可以为两个缠绕装置140先后在芯模外周缠绕纱线提供足够的空间，便于两个缠绕装置140双向缠绕或同向缠绕时能够交替进行换纱作业而无需停机，即其中一个缠绕装置140停机换纱时，设置另一个缠绕装置140的缠绕速度翻倍，即可使产品保持相同的壁厚继续生产，当其中一个缠绕装置140换纱结束后，重复上述操作进行另一个缠绕装置的换纱作业，从而实现产品的不间断生产，提高生产效率。在其他实施方式中，也可以设置一个、三个缠绕装置，根据产品结构需要进行设计，在此不作具体限制。

参阅图1和图6，缠绕成型设备100还包括若干个高度可调的支撑装置150，支撑装置150沿机架110的宽度方向设置于芯模的下方，若干个支撑装置150沿机架110的长度方向平行分布。在芯模下方设置多个高度可调的支撑装置150，可以在芯模的安装与拆卸过程中支撑芯模，辅助芯模顺利穿入与移出缠绕装置140，操作简便、作业效率高。

其中，支撑装置150为丝杆涡轮升降机，包括传动架151、移动架152、支撑杆153、两个支撑辅助件154和手轮155。具体地，传动架151沿机架110的宽度方向固定在机架110上；移动架152通过丝杆与传动架151连接，使移动架152沿丝杆轴向即竖直方向可移动；支撑杆153为杆件，横截面为圆形，沿机架110的宽度方向固定设置在移动架152上，用于支撑芯模；两个支撑辅助件154呈圆台结构，可移动地连接在支撑杆153上且与支撑杆153同轴设置，用于辅助支撑芯模，两个支撑辅助件154面积较小的底面相对设置，使两个支撑辅助件154呈V型开口相对设置，由于芯模通常为圆柱体结构，V型开口使芯模放置在支撑杆153上时可以被两个支撑辅助件154卡住，不易发生滚动导致滑落；手轮155与传动架151通过连杆连接，通过旋转手轮155可控制传动架151中的齿轮转动，进而带动丝杆升高或下降，从而控制移动架152沿竖直方向上下移动，在其他实施方式中，也可以设置伺服电机控制移动架沿竖直方向的移动，实现自动化运作，精准控制移动距离。

由于辅助支撑件154直接与芯模接触，为避免推动芯模时由于摩擦作用损伤芯模表面，辅助支撑件154设置为尼龙材质，尼龙材质机械强度高，韧性好，且表面光滑，摩擦系数小，不会对芯模表面造成损伤。在其他实施方式中，辅助支撑件可设置为其他材质，只要能保证其表面光滑不会对芯模表面造成损伤即可。

在本实施方式中，支撑装置150的数量为四个，沿机架110的长度方向平行分布，其中两个支撑装置150位于芯模固定装置130与靠近芯模固定装置130的缠绕装置140之间，一个支撑装置150位于另一个缠绕装置140远离芯模固定装置130的一侧，一个支撑装置150位于两个缠绕装置140之间。在其他实施方式中，支撑装置的数量和安装位置可根据设备的长度需要而设计，在此不作具体限制。

安装芯模时，调节若干个支撑装置150的高度至缠绕通孔1421最低点的上方，即调节支撑杆153的高度略高于缠绕通孔1421最低点的高度，使芯模能够顺利穿越缠绕通孔1421，此时利用行车吊运芯模的一端至距离芯模固定装置130最远的支撑装置150上，并缓缓推动芯模依次穿越远离芯模固定装置130的缠绕装置140、支撑装置150、靠近芯模固定装置130的缠绕装置140、两个支撑装置150、芯模固定装置130后固定在芯模固定装置130上，芯模固定之后，调节若干个支撑装置150的高度至芯模最低点的下方，即支撑杆153的高度低于芯模最低点的高度，使支撑装置150不会影响产品的生产。芯模拆卸时的操作同理，不再赘述。在芯模下方设置若干个支撑装置150，可以使芯模在安装与拆卸过程中架设在支撑装置150上，与传统的直接吊运芯模相比，芯模穿入与移出缠绕装置时，操作简便、作业效率高。

继续参阅图1和图7，缠绕成型设备100还包括布毡装置160，布毡装置160固定设置于第一机架111上且位于芯模固定装置130的上方。具体地，布毡装置160包括若干个挂毡架161、张力器162、毡卷浸胶槽163、若干个走毡杆164、导毡器(图未示)，若干个挂毡架161沿机架110的宽度方向固定在第一机架111上，用于放置毡卷；张力器162连接于挂毡架161的一端，用于增加毡布的张力；毡卷浸胶槽163沿机架110的宽度方向固定在第一机架111上且位于挂毡架161的下方，用于容纳树脂胶液浸润毡布，毡卷浸胶槽163上沿机架110的宽度方向设有两块刮胶板1631，两块刮胶板1631之间具有一定间隙，毡布浸润树脂胶液后从两块刮胶板1631之间的间隙穿出时可将多余的树脂胶液从毡布上刮回毡卷浸胶槽163中，避免浪费，毡卷浸胶槽163其余结构与缠绕浸胶槽147相似，不再赘述；三个走毡杆164沿机架110的宽度方向固定在第一机架111上且平行分布，其中一个走毡杆164位于毡卷浸胶槽163中且与毡卷浸胶槽163的底板之间具有一定间隙，毡布穿设在该间隙内浸润胶液，可以使毡布始终位于毡卷浸胶槽163的底部，保证毡布的浸润效果，另外两个走毡杆164分别位于前述走毡杆164的上方和下方，用于增加毡布的张力；导毡器固定于机架110上且位于芯模的上方，用于使毡布呈圆筒状包覆在芯模的外周。

布毡装置160运行时，挂毡架161上的毡布下放后首先从毡卷浸胶槽163与其上方的走毡杆164之间的间隙穿出，然后依次穿过两块刮胶板1631之间的间隙、上述走毡杆164上方的走毡杆164、上述走毡杆164下方的走毡杆164，进而通过导毡器形成圆筒状，最终包覆在芯模的外周。

在本实施方式中，挂毡架161的数量为三个，走毡杆164的数量也为三个，在其他实施方式中，挂毡架、走毡杆的数量和设置位置可根据工艺需要设计，在此不作具体限制。

参阅图1和图8，缠绕成型设备100还包括胶液回收装置170，胶液回收装置170包括若干个胶液回收槽171和若干个胶液回收箱，若干个胶液回收槽171沿机架110的长度方向水平设置于机架110上，且均位于纱线运动路径的下方，胶液回收槽171的底部设有回收孔1711，回收孔1711与胶液回收箱连通设置。由于浸润树脂胶液后的纱线在运动过程会滴落多余的树脂胶液，设置多个胶液回收槽171和胶液回收箱，可以对预成型过程中各个部位滴落的树脂胶液单独回收，且回收效率高，有效避免树脂胶液由于回流路径过长、暴露在空气中时间过长而引起的老化失效问题，提高了树脂胶液的回收利用率。

其中，胶液回收槽171呈四角锥型结构，由四块三角形的不锈钢薄板相互采用焊接方式连接而成，四块不锈钢薄板的相互连接的底部设有回收孔1711。当树脂胶液滴落在胶液回收槽171上时，四角锥型结构可以使得树脂胶液沿着胶液回收槽171的侧壁流入回收孔1711中，进而通过管道流入胶液回收箱中，实现树脂胶液的快速回收。在其他实施方式中，胶液回收槽也可以为圆锥型、三角锥型等结构，也可以采用钢板等其他材质，也可以采用一体成型等方式制造，只要能够实现树脂胶液的快速回收即可，在此不作具体限制。

在纱线的运动路径上，由于缠绕成型设备100的部分结构之间跨度较长，不便于设置胶液回收槽171，因此设置若干个胶液回流板172。其中，一部分胶液回流板172一端与浸胶装置120连接，另一端与胶液回收槽171连接，当树脂胶液滴落在此部分胶液回流板172上时，树脂胶液会沿着胶液回流板172迅速回流到浸胶装置120中；另一部分胶液回流板172的两端分别与两个胶液回收槽171连接，当树脂胶液滴落在此部分胶液回流板172上时，树脂胶液会沿着胶液回流板172迅速流到胶液回收槽171，进而流入胶液回收箱中。若干个胶液回流板172与胶液回收槽171相互配合，实现纱线运动全路径中树脂胶液的快速回收。

在本实施方式中，胶液回收槽171的数量为四个，胶液回收箱的数量为四个，胶液回流板172的数量为六个，在其他实施方式中，不限制胶液回收槽、胶液回收箱与胶液回流板的具体数量，只要能实现树脂胶液的快速回收即可。

当胶液回收箱中的树脂胶液达到一定体积后，即可通过抽胶泵将树脂胶液抽回浸胶装置120的浸胶槽124中用于浸润纱线，实现树脂胶液的回收再利用。将回收的树脂胶液抽回浸胶装置120的浸胶槽124中而不是缠绕装置140的缠绕浸胶槽147中，主要是由于缠绕装置140运行时，缠绕爪143会在竖直平面内围绕芯模持续转动进而带动纱线转动，使得缠绕爪143下半部分的纱线在缠绕浸胶槽147中充分浸润后向上转动，进而缠绕在芯模上，在这个过程中，由于缠绕爪143上的纱线始终在竖直平面内运动，当纱线浸润树脂胶液后继续向上转动时，纱线上多余的树脂胶液就会滴落在缠绕浸胶槽147中，因此缠绕浸胶槽147中的树脂胶液消耗速度较慢，若将回收的树脂胶液抽回缠绕浸胶槽147中，会导致缠绕浸胶槽147中的树脂胶液过多，阻碍纱线的运动，可能导致纤维断裂等问题。

缠绕成型设备100还包括若干个穿纱板，用于梳理纱线。若干个穿纱板沿机架110的长度方向竖直设置在机架110上且平行分布，穿纱板中心设有通孔用于套设芯模，且通孔直径大于芯模的直径，当穿纱板套设在芯模外周后，纱线可均匀穿设在穿纱板与芯模之间的间隙中，使纱线环向均匀包覆在芯模外周，能够在最大程度上保证纱线在行进的过程中不发生纱线打结的问题，并且可以保证拉缠成型的空心绝缘管壁厚均匀。

缠绕成型设备100还包括若干个过纱板，若干个过纱板竖直设置在第一机架111上且分别位于芯模固定装置130的外侧，纱线经分纱板123分成若干份后依次穿设若干过纱板，使得若干份纱线进一步平缓过渡绕开芯模固定装置，同时可以挤出纱线上多余的树脂胶液，避免纱线包覆在芯模外周时胶液过剩而影响产品质量。

在另一实施例中，本申请提供一种管材成型生产线，用于制造空心管制品，沿制品的成型前进方向，依次包括放置纱线的布纱装置、将纱线铺层的预成型装置、将浸润胶液后的纱线固化成所述制品的成型装置。具体地，空心管制品可以是拉挤管，也可以是拉缠管。

在一实施方式中，当用于制造拉缠管时，该管材成型生产线即为拉缠成型生产线，用于制造拉缠制品，拉缠成型生产线沿拉缠制品的成型前进方向，依次包括放置纱线的布纱装置、缠绕纱线的缠绕成型设备100、将浸胶后的纱线固化成拉缠制品的成型装置。缠绕成型设备100即为预成型装置。

其中，布纱装置上放置若干纱线，若干纱线经布纱装置引出后进入缠绕成型设备100中的浸胶装置120浸润树脂胶液后再进入缠绕装置140。缠绕成型设备100具体如前所述，不再赘述。

成型装置包括加热装置、外模和芯模，芯模的一端固定在芯模固定装置130上，另一端依次穿设两个缠绕装置140后进入外模的模腔，芯模与模腔的腔壁之间形成管状通道，加热装置设置在外模外部，纱线穿设在管状通道中并经加热固化成型为拉缠制品。

拉缠成型生产线还包括提供牵引拉力的牵引装置、切割拉缠制品的切割装置。牵引装置包括两个可交替前进的夹持牵引机构，可在一定距离内牵引拉缠制品实现连续成型。夹持牵引机构包括一个与机架110滑动连接的滑动抱爪和一个可沿竖直方向移动的移动抱爪，两个抱爪相向设置，液压缸驱动可沿竖直方向移动的移动抱爪向下移动使得移动抱爪和滑动抱爪配合抱夹拉缠制品，滑动抱爪可在机架110上滑动使夹持牵引机构可在机架110上滑动，从而带动两个抱爪抱夹的拉缠制品跟随夹持牵引机构同步移动。

切割装置包括随行机构和安装在随行机构上用于切割拉缠制品的切割机构，随行机构包括底座和设置在底座上的夹持机构，夹持机构用于抱夹拉缠制品使得随行机构整体跟随拉缠制品同步移动。切割机构与底座固定连接，使得切割机构可以跟随随行机构同步移动，实现同步切割。

拉缠成型生产线还包括控制系统，用于控制拉缠成型生产过程中的所有工艺参数并反馈实际结果。拉缠成型生产线运行时，控制系统在联动状态下拉缠制品的设定牵引速度和设定缠绕转速的比值为固定比值，使得拉挤、缠绕速度相匹配，保证产品质量。进一步地，拉缠成型生产线还设有若干传感器，分别用于测量拉缠制品的实际前进速度与实际缠绕转速，当拉缠制品的实际前进速度与实际缠绕转速之间的比值与设定牵引速度、设定缠绕转速之间的比值存在偏差时，控制系统会自主调节缠绕转速并进行速度差报警，避免由于拉挤、缠绕速度不匹配而引起的缠绕纱线堆积、模具堵塞甚至产线停机等问题。

在本实施方式中，缠绕速度的反馈控制方式为半闭环控制方式，即通过检测缠绕盘142的转速获得实际缠绕转速并在控制系统中进行比对而实现闭环控制，相比利用角速度的全闭环控制方式，能够在满足控制精度的同时有效降低成本。

拉缠成型生产线运行时，首先需要将纤维浸润树脂后进行预成型，即布纱装置上的纱线经过浸胶装置120浸润树脂胶液后沿芯模的轴向铺设在芯模的外周形成轴向层；缠绕装置140上的缠绕纱线经过缠绕浸胶槽147浸润树脂胶液后通过缠绕爪144缠绕在轴向层的外周形成缠绕层；布毡装置160上的毡布经过毡卷浸胶槽163浸润树脂胶液后通过导毡器形成圆筒状包覆在缠绕层的外周，得到预制件；然后预制件进入成型装置外模与芯模之间的管状通道中，经过高温固化得到拉缠制品；牵引装置的两个夹持牵引机构交替前进持续不断地牵引拉缠制品，使得铺层完成的纱线不断进入成型装置，固化成型的拉缠制品不断从成型装置中牵引拉出向前行进，不间断生产；切割装置按照需要的拉缠制品的尺寸进行切割。

本申请的拉缠生产线实现了拉缠制品的自动化生产，降低了人力成本，生产效率高。

在又一实施方式中，当用于制造拉挤管时，该管材成型生产线即为拉挤成型生产线，用于制造拉挤制品。由于拉挤管为纯轴向纱线铺层，无缠绕层，相比上述的拉缠成型生产线，拉挤成型生产线无需设置缠绕装置，其余部分结构相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种管材成型生产线，用于制造空心管制品，其特征在于，沿所述制品的成型前进方向，依次包括放置纱线的布纱装置、将所述纱线铺层的预成型装置、将浸润胶液后的所述纱线固化成所述制品的成型装置；

所述预成型装置包括：机架以及沿所述机架的长度方向依次设置的浸润所述纱线的浸胶装置、固定芯模的芯模固定装置，所述芯模固定装置设置于所述机架上；

所述浸胶装置包括浸胶机架以及沿所述机架的长度方向依次设置在所述浸胶机架上的集纱板、浸胶槽、若干个分纱板；

所述纱线依次自所述布纱装置引出、穿设所述集纱板、导入所述浸胶槽、分成若干份分别穿出若干个所述分纱板、绕开所述芯模固定装置从所述芯模的外侧逐渐靠近所述芯模并均匀包覆在所述芯模外周形成轴向层、进入所述成型装置固化。

2.如权利要求1所述的管材成型生产线，其特征在于，所述浸胶槽为V型槽，所述浸胶槽上设置浸胶架，所述浸胶架贴合所述浸胶槽的内底面且保持一定间隙设置。

3.如权利要求2所述的管材成型生产线，其特征在于，所述浸胶架包括若干个浸胶辊子，若干个所述浸胶辊子在所述浸胶槽的底部沿所述机架的长度方向排列形成V型结构。

4.如权利要求3所述的管材成型生产线，其特征在于，所述纱线依次穿设在若干个所述浸胶辊子与所述浸胶槽的所述内底面之间的所述间隙内，从而实现所述纱线导入所述浸胶槽。

5.如权利要求1所述的管材成型生产线，其特征在于，所述分纱板为两个，两个所述分纱板沿竖直方向设置在所述浸胶机架靠近所述芯模固定装置的端部，两个所述分纱板之间呈一定夹角相对设置，且所述夹角的开口方向朝向所述集纱板。

6.如权利要求1所述的管材成型生产线，其特征在于，所述预成型装置还包括若干穿纱板，若干个所述穿纱板沿所述机架的长度方向竖直设置在所述机架上且平行分布，所述穿纱板中心设有通孔用于套设所述芯模，且所述通孔的直径大于所述芯模的直径，所述纱线均匀穿设在所述穿纱板与所述芯模之间的间隙中，使所述纱线环向均匀包覆在所述芯模外周。

7.如权利要求1所述的管材成型生产线，其特征在于，所述预成型装置还包括若干过纱板，若干所述过纱板竖直设置在所述机架上且分别位于所述芯模固定装置的外侧，所述纱线分成若干份依次穿设若干所述过纱板以实现绕开所述芯模固定装置。

8.如权利要求1所述的管材成型生产线，其特征在于，所述预成型装置还包括缠绕装置，所述浸胶装置、所述芯模固定装置、所述缠绕装置沿所述机架的长度方向依次设置，所述缠绕装置包括依次套设在所述芯模外周的缠绕电机、缠绕盘、缠绕爪，所述缠绕盘用于容纳缠绕纱线，所述缠绕盘上设有若干个第一导纱孔，所述缠绕爪上设有至少一个第三导纱孔，所述缠绕电机驱动所述缠绕装置转动，进而使所述缠绕纱线缠绕在所述轴向层的外周形成缠绕层。

9.如权利要求8所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕纱线依次自所述第一导纱孔引出、穿设所述第三导纱孔、缠绕在所述轴向层的外周。

10.如权利要求9所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕装置还包括套设在所述芯模外周的导纱组件，所述导纱组件设置在所述缠绕盘与所述缠绕爪之间，所述导纱组件包括至少一个导纱板，所述导纱板上设有若干个第二导纱孔。

11.如权利要求10所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕纱线依次自所述第一导纱孔引出、穿设所述第二导纱孔、穿设所述第三导纱孔、缠绕在所述轴向层的外周。

12.如权利要求11所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕爪包括缠绕架、若干个缠绕杆以及若干个缠绕件，所述缠绕架套设在所述芯模外周，若干个所述缠绕杆沿所述缠绕架的径向均匀设置在所述缠绕架的外侧，所述缠绕件沿所述缠绕架的轴向均匀设置在所述缠绕架的外侧，所述缠绕杆上设有所述第三导纱孔，所述缠绕件上设有至少一个第四导纱孔。

13.如权利要求12所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕纱线依次自所述第一导纱孔引出、穿设所述第二导纱孔、穿设所述第三导纱孔、穿设所述第四导纱孔、缠绕在所述轴向层的外周。

14.如权利要求13所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕盘中心设有缠绕通孔，所述缠绕盘靠近所述导纱组件的一侧设有若干个走线件，若干个所述走线件围绕所述缠绕通孔环向均匀设置在所述缠绕盘的内侧，所述走线件包括走线架和若干个走线杆。

15.如权利要求14所述的管材成型生产线，其特征在于，所述缠绕纱线依次自所述第一导纱孔引出、穿设所述走线件、穿设所述第二导纱孔、穿设所述第三导纱孔、穿设所述第四导纱孔、缠绕在所述轴向层的外周。

Images