CN117021550B - 玄武岩纤维增强聚烯烃drpo-p复合管及其缠绕成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO‑P复合管及其缠绕成型装置，属于DRPO‑P复合管技术领域，包括：经过硅烷、钛酸酯处理的玄武岩纤维、聚烯烃熔体、以及钢带；通过仿真计算将表面处理过的玄武岩纤维带纵横编织成带，利用塑料挤出设备，以挤出涂覆工艺，将玄武岩纤维带与聚烯烃熔体充分浸润，制备玄武岩纤维/聚烯烃复合带，通过模具将聚烯烃、钢带及玄武岩复合带，以复合挤出工艺，制备出多层增加复合带材；将多层复合带材缠绕成型DRPO‑P复合管。通过旋转承接杆来使得受力部转动到圆盘的外侧，进而来实现在对复合管进行复合带材缠绕过程中的不同位置进行固定，从而既可以完成对芯轴的抽芯作用，又可以对管道的缠绕成型。

Description

玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管及其缠绕成型装置

技术领域

本发明涉及DRPO-P复合管技术领域，具体是玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO P复合管及其缠绕成型装置。

背景技术

缠绕管是经常使用到的管道，起能够应用在各种苛刻的环境中，保证运输的稳定，DRPO-P复合管在生产时，需要采用成型机来进行缠绕成型。现有的成型设备在缠绕成型过程中，需要使用到芯轴，通过塑料挤出设备将管道挤出成型，然后配合缠绕工艺将复合带材缠绕到管道上，形成所需要的复合管。在缠绕时需要对芯轴进行脱模处理，或者在缠绕后对芯轴进行脱模处理，这两个过程是分开的，需要两个单独的设备去进行操作。因为芯轴是具有一定长度的，在脱模过程中，需要完成对芯轴的固定同时，对挤塑成型的管道施加推动力；但是缠绕机构中只有夹持定位机构，只能实现力的相向运动，无法完成的力的相背运动，进而在缠绕机构中无法完成脱模。而且二者结合在一起难度较大。

因此，针对上述提出的问题，需要一种方便在缠绕之后就可以完成对芯轴脱模的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管及其缠绕成型装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管，包括：

经过硅烷、钛酸酯处理的玄武岩纤维、聚烯烃熔体、以及钢带；

通过仿真计算将表面处理过的玄武岩纤维带纵横编织成带，利用塑料挤出设备，以挤出涂覆工艺，将玄武岩纤维带与聚烯烃熔体充分浸润，制备玄武岩纤维/聚烯烃复合带，通过模具将聚烯烃、钢带及玄武岩复合带，以复合挤出工艺，制备出多层增加复合带材；将多层复合带材缠绕成型DRPO-P复合管。

为实现本发明第二个目的，本发明提供如下技术方案：

玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，该缠绕成型装置包括：

底座；

放线机构，安装在所述底座的一侧，用于在缠绕过程中对复合带材的防线；

缠绕机构，安装在所述底座上且相对于所述放线机构的一侧上；

调节机构，设置在所述缠绕机构上，通过调节展开的面积大小来对芯轴或缠绕在芯轴的管道进行固定。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述缠绕机构包括固定安装在底座上的两个相对支撑面板，所述支撑面板一端为固定设置、另一端为可在底座的顶部滑动设置。

作为本发明再进一步的方案：其中，可移动的所述支撑面板上开设有放置槽，固定的支撑面板上设置有可转动的圆盘，所述圆盘上设置有沿着圆周均匀分布的调节机构，所述调节机构包括开设在圆盘上且沿着径向分布的导向槽，所述导向槽的内部滑动连接有移动块，所述移动块在远离导向槽的一端上固定安装有支撑杆，所述移动块的一端与导向槽之间设置有复位弹簧，所述移动块在远离所述导向槽的两侧开设有辅助槽，且在所述支撑杆上的两侧设置与可延伸至辅助槽内部且与所述辅助槽滑动连接的导向杆，所述支撑杆的另一端固定安装有承接杆。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述承接杆与所述支撑杆为转动连接设计，且所述承接杆为Z字形设计，所述承接杆包括旋转部和受力部。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述圆盘上设置有推动机构，所述推动机构包括与圆盘相对转动的套筒，所述套筒的内部滑动连接有推动块，所述套筒上开设有均匀分布的贯穿槽，所述推动块上铰接有连接杆、所述连接杆的另一端向外延伸并穿过贯穿槽与贯穿槽上转动连接的滑动辊搭接。

作为本发明再进一步的方案：其中，固定的所述支撑面板上设置有可单向转动的导向盘，所述导向盘上开设有个数与所述移动块相对应的弧形槽，所述弧形槽向着导向盘的圆心处弯曲，并且通过固定杆将弧形槽与移动块连接，所述固定杆与弧形槽为滑动连接。

作为本发明再进一步的方案：其中，固定的所述支撑面板上的外侧设置与推动装置，所述推动装置的推动杆分别贯穿支撑面板、导向盘、圆盘延伸至套筒的内部与推动块连接。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述放线机构包括固定安装在底座上的电动滑轨，所述电动滑轨的滑动块上固定安装有支撑板，且在支撑板的顶部固定安装有收卷架，所述收卷架为八字形状，且一端为开口，一端与支撑板固定连接，开口处的距离大于连接处，所述收卷架上设置有受力轴。

作为本发明再进一步的方案：其中，所述收卷架两端固定安装有开设有槽腔的固定块，一侧所述固定块的内部铰接有铰接轴，所述铰接轴的在靠近另一个固定块的一端固定安装有连接块，所述连接块与受力轴转动连接，所述受力轴上远离连接块的一端活动设置有搭接块，搭接块与受力轴转动链接，且搭接块可以搭接在与其靠近的槽腔中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明，通过将缠绕挤塑成型管道的空心芯轴一端套设到承接杆上，然后控制承接杆沿着圆盘的半径向外移动，即移动块在导向槽的内部向外滑动，并对复位弹簧进行拉伸使其具有弹性势能；当承接杆向外扩展与空心芯轴的内壁接触时，因为芯轴圆周外形的存在，承接杆会对芯轴产生外扩力，从而可以对芯轴进行固定。而芯轴的另一端可以放在放置槽上，再通过定位机构将放置槽上的芯轴进行固定，从而实现了对芯轴的稳定固定效果。为后续步骤中的缠绕工作提供方便。

2、本发明，通过旋转承接杆来使得受力部调整到圆盘的外侧，此时，在原始位置下的多个承接杆之间的距离就会增加，这样就可以将带有塑料管道的芯轴整个放入到目前承接杆所形成的空间中，当调节承接杆向下挤压复位弹簧时，受力部可以对外侧的塑料管道施加压力，从而进而对管道进行位置进行固定。

3、本发明，当推动块向外移动时，推动块带动连接杆在贯穿槽的内部滑动，并且因为连接杆与推动块铰接的关系，随着推动块向外的移动，可以带动连接杆在贯穿槽的内部滑动，当贯穿槽的最外端通过滑动辊限制连接杆平移时，可以让连接杆向周围扩张，即多个连接杆之间的距离增加。此时因为在上述过程中，受力部已经将外部的管道进行固定，此时随着连接杆的向外扩张可以将内部的芯轴固定，当驱动机构可以带动圆盘转动时，因为推动机构是固定的，此时就可以实现管道与芯轴之间产生相对位移，从而可以更加方便抽芯。抽芯之后，再对管道进行缠绕，避免在缠绕成型之后，由于缠绕的作用下，芯轴在复合带材缠绕的作用下，与管道之间的作用力增加，难以抽出。采用本装置生产出的复合管内部更加光滑，且密度更加均匀。

4、本发明，当需要进行抽芯时，可以通过操作驱动机构带动圆盘在支撑面板上逆时针转动，此时因为导向盘在此方向上无法转动，因此固定杆会在弧形槽的内部滑动，在滑动的过程中，可以带动移动块向圆盘的圆心处靠近，进而实现了承接杆对外部管道的夹持固定。而当完成抽芯之后，将承接杆转动，使其向内分布，并插入到抽芯之后的管道内部，此时驱动机构带动圆盘顺时针转动，而导向盘也会同步转动，此时随着圆盘的转动，产生离心力，移动块在离心力的作用下向外移动，从而承接杆向外扩展，可以在缠绕过程中对管道进行固定，并且在内部的固定，不会影响复合带材的缠绕。

5、本发明，使用之前，可以将受力轴以铰接轴为转动点向上转动，此时搭接块脱离槽腔，收卷架的开口处于打开状态，将收卷好的复合带材卷套在受力轴上，然后操作与上述相反，即可实现将复合带材卷更加快速的放在收卷架上。

附图说明

图1为本发明中复合带材示意图；

图2为本发明中成型装置结构整体示意图；

图3为本发明中放线机构示意图；

图4为本发明中缠绕机构示意图；

图5为本发明中圆盘结构示意图；

图6为本发明图5中A结构放大示意图；

图7为本发明图4中沿中线剖面图；

图8为本发明图7中B结构放大示意图；

图9为本发明图4中结构的平面图；

图10为本发明中导向盘与推动装置结构示意图；

图11为本发明中弧形槽结构示意图。

图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：

10、底座；20、放线机构；21、电动滑轨；22、支撑板；23、收卷架；231、固定块；232、槽腔；233、铰接轴；234、连接块；235、搭接块；24、受力轴；30、缠绕机构；31、支撑面板；32、圆盘；33、放置槽；40、调节机构；41、导向槽；42、移动块；43、支撑杆；44、复位弹簧；45、辅助槽；46、导向杆；47、承接杆；50、推动机构；51、套筒；52、推动块；53、贯穿槽；54、连接杆；55、滑动辊；60、导向盘；61、弧形槽；62、固定杆；70、推动装置；71、推动杆。

具体实施方式

本发明中通过以下方式制备DRPO-P复合管。本发明中的DRPO-P复合管主要包括如下成份：经过硅烷、钛酸酯处理的玄武岩纤维、聚烯烃熔体、以及钢带；

通过仿真计算将表面处理过的玄武岩纤维带纵横编织成带，利用塑料挤出设备，以挤出涂覆工艺，将玄武岩纤维带与聚烯烃熔体充分浸润，制备玄武岩纤维/聚烯烃复合带，通过模具将聚烯烃、钢带及玄武岩复合带，以复合挤出工艺，制备出多层增加复合带材；将多层复合带材缠绕成型DRPO P复合管。

如图1所示，其为复合带材的截面图。其中M1为改性聚乙烯，M2为玄武岩纤维带，M3为钢带，M4为聚乙烯。

如图2所示，其为制备上述复合管的缠绕装置，该装置包括用于安装的底座10，所述底座10的顶部一侧固定安装有放线机构20、另一侧固定安装有缠绕机构30。通过将复合带材收卷成卷放置在放线机构20上，活动的一端放在缠绕机构30上，可以实现将复合带材缠绕到挤出成型的管道中，从而可以实现将管道制成DRPO-P复合管的效果。

如图2和图3所述，所述放线机构20包括固定安装在底座10上的电动滑轨21，所述电动滑轨21的滑动块上固定安装有支撑板22，且在支撑板22的顶部固定安装有收卷架23，所述收卷架23为八字形状，且一端为开口，一端与支撑板22固定连接，开口处的距离大于连接处。所述收卷架23上设置有受力轴24。在本实施例中，通过将收卷好额度复合带材缠绕成卷，然后通过将卷芯穿过受力轴24，使其可以在受力轴24上转动，这样就可以实现收卷好的复合带材在缠绕过程中的稳定放线效果。

进一步的，所述收卷架23两端固定安装有开设有槽腔232的固定块231，一侧所述固定块231的内部铰接有铰接轴233，所述铰接轴233的在靠近另一个固定块231的一端固定安装有连接块234，所述连接块234与受力轴24转动连接，所述受力轴24上远离连接块234的一端活动设置有搭接块235，搭接块235与受力轴24转动链接，且搭接块235可以搭接在与其靠近的槽腔232中。在本实施例中，使用之前，可以将受力轴24以铰接轴233为转动点向上转动，此时搭接块235脱离槽腔232，收卷架23的开口处于打开状态，将收卷好的复合带材卷套在受力轴24上，然后操作与上述相反，即可实现将复合带材卷更加快速的放在收卷架23上。

如图4所示，所述缠绕机构30包括固定安装在底座10上的两个相对支撑面板31，所述支撑面板31一端为固定设置、另一端为可在底座10的顶部滑动设置；滑动的支撑面板31可以通过推动机构(图中未画出)操作，通过推动机构可以控制滑动的支撑面板31在底座10上的移动距离，且可移动的支撑面板31上开设有放置槽33，固定的支撑面板31上设置有可转动的圆盘32，所述圆盘32上设置有沿着圆周均匀分布的调节机构40，所述调节机构40包括开设在圆盘32上且沿着径向分布的导向槽41，所述导向槽41的内部滑动连接有移动块42，所述移动块42在远离导向槽41的一端上固定安装有支撑杆43，所述移动块42的一端与导向槽41之间设置有复位弹簧44，所述移动块42在远离所述导向槽41的两侧开设有辅助槽45，且在所述支撑杆43上的两侧设置与可延伸至辅助槽45内部且与所述辅助槽45滑动连接的导向杆46，所述支撑杆43的另一端固定安装有承接杆47。在本实施例中，通过将缠绕挤塑成型管道的空心芯轴一端套设到承接杆47上，然后控制承接杆47沿着圆盘32的半径向外移动，即移动块42在导向槽41的内部向外滑动，并对复位弹簧44进行拉伸使其具有弹性势能；当承接杆47向外扩展与空心芯轴的内壁接触时，因为芯轴圆周外形的存在，承接杆47会对芯轴产生外扩力，从而可以对芯轴进行固定。而芯轴的另一端可以放在放置槽33上，再通过定位机构将放置槽33上的芯轴进行固定，从而实现了对芯轴的稳定固定效果。

因此，在固定好芯轴之后就可以实现对芯轴上的管道进行复合带材的缠绕效果。

但是，上述装置依旧存在不足，即在缠绕之前芯轴与挤塑成型的管道依旧是连在一起的，这样导致在缠绕复合带材之后，芯轴与挤塑成型的管道之间的连接力会增加，导致芯轴不容易从复合管道中脱模出来。在上述结构中，可以通过固定后的芯轴，将管道从芯轴外部抽出。

进一步，如图5和图6所示，为了更方便的实现抽芯效果，所述承接杆47与所述支撑杆43为转动连接设计，且所述承接杆47为Z字形设计，所述承接杆47包括旋转部47a和受力部47b，在当缠绕复合带材之前，将芯轴放置在两个支撑面板31之间，通过旋转承接杆47来使得受力部47b转动到圆盘32的外侧，此时，在原始位置下的多个承接杆47之间的距离就会增加，这样就可以将带有塑料管道的芯轴整个放入到目前承接杆47所形成的空间中，当调节承接杆47向下挤压复位弹簧44时，受力部47a可以对外侧的塑料管道施加压力，从而进而对管道进行位置进行固定。

而此时，如图7和图8所示，在所述圆盘32上设置有推动机构50，所述推动机构50包括与圆盘32相对转动的套筒51，所述套筒51的内部滑动连接有推动块52，所述套筒51上开设有均匀分布的贯穿槽53，所述推动块52上铰接有连接杆54、所述连接杆54的另一端向外延伸并穿过贯穿槽53与贯穿槽53上转动连接的滑动辊55搭接。在本实施例中，通过推动块52在套筒51的内部前后滑动，可以配合贯穿槽53以及滑动辊55使连接杆54扩张或者收缩。例如，当推动块52向外移动时，推动块52带动连接杆54在贯穿槽53的内部滑动，并且因为连接杆54与推动块52铰接的关系，随着推动块52向外的移动，可以带动连接杆54在贯穿槽53的内部滑动，当贯穿槽53的最外端通过滑动辊55限制连接杆54平移时，可以让连接杆54向周围扩张，即多个连接杆54之间的距离增加。此时因为在上述过程中，受力部47a已经将外部的管道进行固定，此时随着连接杆54的向外扩张可以将内部的芯轴固定，当驱动机构可以带动圆盘32转动时，因为推动机构50是固定的，此时就可以实现管道与芯轴之间产生相对位移，从而可以更加方便抽芯。

如图9和图10所示，为了可以更好的实现自动化抽芯的效果，固定的所述支撑面板31上设置有可单向转动的导向盘60，所述导向盘60上开设有个数与所述移动块42相对应的弧形槽61，所述弧形槽61向着导向盘60的圆心处弯曲，并且通过固定杆62将弧形槽61与移动块42连接，所述固定杆62与弧形槽61为滑动连接。在本实施例中，当需要进行抽芯时，可以通过操作驱动机构带动圆盘32在支撑面板31上逆时针转动，此时因为导向盘60在此方向上无法转动，因此固定杆62会在弧形槽61的内部滑动，在滑动的过程中，可以带动移动块42向圆盘32的圆心处靠近，进而实现了承接杆47对外部管道的夹持固定。而当完成抽芯之后，将承接杆47转动，使其向内分布，并插入到抽芯之后的管道内部，此时驱动机构带动圆盘32顺时针转动，而导向盘60也会同步转动，此时随着圆盘32的转动，产生离心力，移动块42在离心力的作用下向外移动，从而承接杆47向外扩展，可以在缠绕过程中对管道进行固定，并且在内部的固定，不会影响复合带材的缠绕。

其中弧形槽61在导向盘60中的形状如图11所示。

固定的所述支撑面板31上的外侧设置与推动装置70，所述推动装置70的推动杆71分别贯穿支撑面板31、导向盘60、圆盘32延伸至套筒51的内部与推动块52连接。当需要推动块52移动时，可以通过推动装置70控制推动杆71的运行来实现。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，该缠绕成型装置包括：

底座（10）；

放线机构（20），安装在所述底座（10）的一侧，用于在缠绕过程中对复合带材的防线；

缠绕机构（30），安装在所述底座（10）上且相对于所述放线机构（20）的一侧上；

调节机构（40），设置在所述缠绕机构（30）上，通过调节展开的面积大小来对芯轴或缠绕在芯轴的管道进行固定；

所述缠绕机构（30）包括固定安装在底座（10）上的两个相对支撑面板（31），所述支撑面板（31）一端为固定设置、另一端为可在底座（10）的顶部滑动设置；

可移动的所述支撑面板（31）上开设有放置槽（33），固定的支撑面板（31）上设置有可转动的圆盘（32），所述圆盘（32）上设置有沿着圆周均匀分布的调节机构（40），所述调节机构（40）包括开设在圆盘（32）上且沿着径向分布的导向槽（41），所述导向槽（41）的内部滑动连接有移动块（42），所述移动块（42）在远离导向槽（41）的一端上固定安装有支撑杆（43），所述移动块（42）的一端与导向槽（41）之间设置有复位弹簧（44），所述移动块（42）在远离所述导向槽（41）的两侧开设有辅助槽（45），且在所述支撑杆（43）上的两侧设置与可延伸至辅助槽（45）内部且与所述辅助槽（45）滑动连接的导向杆（46），所述支撑杆（43）的另一端固定安装有承接杆（47）；

所述圆盘（32）上设置有推动机构（50），所述推动机构（50）包括与圆盘（32）相对转动的套筒（51），所述套筒（51）的内部滑动连接有推动块（52），所述套筒（51）上开设有均匀分布的贯穿槽（53），所述推动块（52）上铰接有连接杆（54）、所述连接杆（54）的另一端向外延伸并穿过贯穿槽（53）与贯穿槽（53）上转动连接的滑动辊（55）搭接。

2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，所述承接杆（47）与所述支撑杆（43）为转动连接设计，且所述承接杆（47）为Z字形设计，所述承接杆（47）包括旋转部（47a）和受力部（47b）。

3.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，固定的所述支撑面板（31）上设置有可单向转动的导向盘（60），所述导向盘（60）上开设有个数与所述移动块（42）相对应的弧形槽（61），所述弧形槽（61）向着导向盘（60）的圆心处弯曲，并且通过固定杆（62）将弧形槽（61）与移动块（42）连接，所述固定杆（62）与弧形槽（61）为滑动连接。

4.根据权利要求3所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，固定的所述支撑面板（31）上的外侧设置与推动装置（70），所述推动装置（70）的推动杆（71）分别贯穿支撑面板（31）、导向盘（60）、圆盘（32）延伸至套筒（51）的内部与推动块（52）连接。

5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，所述放线机构（20）包括固定安装在底座（10）上的电动滑轨（21），所述电动滑轨（21）的滑动块上固定安装有支撑板（22），且在支撑板（22）的顶部固定安装有收卷架（23），所述收卷架（23）为八字形状，且一端为开口，一端与支撑板（22）固定连接，开口处的距离大于连接处，所述收卷架（23）上设置有受力轴（24）。

6.根据权利要求5所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置，其特征在于，所述收卷架（23）两端固定安装有开设有槽腔（232）的固定块（231），一侧所述固定块（231）的内部铰接有铰接轴（233），所述铰接轴（233）的在靠近另一个固定块（231）的一端固定安装有连接块（234），所述连接块（234）与受力轴（24）转动连接，所述受力轴（24）上远离连接块（234）的一端活动设置有搭接块（235），搭接块（235）与受力轴（24）转动链接，且搭接块（235）可以搭接在与其靠近的槽腔（232）中。

7.一种通过权利要求1-6任一所述的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管的缠绕成型装置制备的玄武岩纤维增强聚烯烃DRPO-P复合管，其特征在于，包括：

经过硅烷、钛酸酯处理的玄武岩纤维、聚烯烃熔体、以及钢带；

通过仿真计算将表面处理过的玄武岩纤维带纵横编织成带，利用塑料挤出设备，以挤出涂覆工艺，将玄武岩纤维带与聚烯烃熔体充分浸润，制备玄武岩纤维/聚烯烃复合带，通过模具将聚烯烃、钢带及玄武岩复合带，以复合挤出工艺，制备出多层增加复合带材；将多层复合带材缠绕成型DRPO-P复合管。