CN117245900A - 一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置，包括缠绕机构、移动机构、排布架、缠绕模具以及呈长方体状的放置架；所述缠绕模具安装在所述缠绕机构上，并且所述缠绕模具的中心轴线与放置架在同一直线上，所述排布架设置在所述移动机构上，所述移动机构能沿所述缠绕模具的中心轴线方向移动；连续纤维沿所述放置架的长度方向被牵引出来，并经排布架后缠绕在所述缠绕模具上的聚乙烯基管上。本发明的缠绕模具的中心轴线与放置架在同一直线上，连续纤维从放置架上牵引出来时，连续纤维的排布宽幅较小，使得各根连续纤维的张力较为平衡，提高后续的缠绕效果。

Description

一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置

技术领域

本发明涉及管道生产设备技术领域，具体公开了一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置。

背景技术

目前，很多企业在生产聚乙烯管道时都会在聚乙烯基管上缠绕连续纤维，以增强聚乙烯管道的强度。连续纤维通常是以纤维卷的方式来料，在生产时，纤维卷放置在设备的放置架上，而聚乙烯基管则安装在缠绕模具上，当缠绕模具带动聚乙烯基管旋转时，旋转的聚乙烯基管不断的牵引连续纤维，使连续纤维缠绕在聚乙烯基管上。

传统的设备中，放置架呈长方体状，缠绕模具正对放置架的长度方向，因此聚乙烯基管安装在缠绕模具上后，聚乙烯基管也正对旋转架的长度方向，各卷纤维卷上的连续纤维从放置架的长面被牵引出来后紧密排列，然后再被缠绕在聚乙烯基管上，如图1所示。然而，由于放置架的长度很长，有的甚至达到10m，这些连续纤维从放置架被牵引出来时排布宽幅很宽，经过紧密排列后，连续纤维的排列宽幅被大幅度缩小，这就容易导致各根连续纤维的张力波动较大，影响缠绕效果。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其通过改变连续纤维的牵引方向，使得各根连续纤维的张力较为平衡，提高缠绕效果。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置，包括缠绕机构、移动机构、排布架、缠绕模具以及呈长方体状的放置架；所述缠绕模具安装在所述缠绕机构上，并且所述缠绕模具的中心轴线与放置架在同一直线上，所述排布架设置在所述移动机构上，所述移动机构能沿所述缠绕模具的中心轴线方向移动；连续纤维沿所述放置架的长度方向被牵引出来，并经排布架后缠绕在所述缠绕模具上的聚乙烯基管上。

进一步的，所述排布架上设置有上层导轮组和位于所述上层导轮组下方的下层导轮组；所述上层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管的长度方向分布的上层导向轮，所述上层导向轮之间错位设置；所述下层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管的长度方向分布的下层导向轮，所有下层导向轮位于同一直线上；连续纤维依次经上层导向轮和下层导向轮后被缠绕在聚乙烯基管上。

所述放置架由上至下设置有若干层放置层，每层放置层上均设置有若干根第一导向辊，连续纤维经第一导向辊后被牵引至排布架。

所述放置架的端部连接有用于将连续纤维向上提升的提升架，所述提升架上设置有若干根与所述放置层对应的第二导向辊和位于所述第二导向辊上方的第三导向辊；所述连续纤维依次经第二导向辊和第三导向辊后被牵引至排布架。

所述移动机构上还设置有位于所述下层导轮组下方的加热装置；所述加热装置包括竖直设置的外筒和设置在所述外筒内壁上的加热丝；所述外筒的上端和下端分别设置有入口和出口，连续纤维竖直依次穿过所述入口和出口。

所述入口和出口上均设置有若干块用于分隔连续纤维的分隔片，所述入口上的分隔片和出口上的分隔片一一对应。

所述外筒上设置有分别用于封堵其上端和下端的顶板和底板，所述底板通过安装结构可转动的安装在所述外筒的下端；所述入口开设在所述顶板上，所述出口开设在所述底板上。

所述安装结构包括环绕设置在所述外筒内壁上的上夹条和下夹条；所述底板的周向边缘被夹持在所述上夹条和下夹条之间。

所述外筒上设置有驱动结构；所述驱动结构包括电机，设置在所述电机转轴上的驱动齿轮，以及设置在底板底部的环形齿条；所述驱动齿轮与所述环形齿条相齿合。

所述移动机构包括分别设置在所述缠绕模具两侧的两根轨道，安装在两根所述轨道上的龙门式缠绕小车；所述缠绕模具穿过所述龙门式缠绕小车，所述排布架设置在所述龙门式缠绕小车上。

与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：

(1)本发明的缠绕模具的中心轴线与放置架在同一直线上，连续纤维沿放置架的长度方向被牵引至排布架，由排布架将各根连续纤维紧密排布后缠绕在聚乙烯基管上。相比传统技术，本发明将连续纤维从放置架上牵引出来时，连续纤维的排布宽幅较小，使得各根连续纤维的张力较为平衡，提高后续的缠绕效果。

(2)本发明设置有加热装置，加热装置可以对连续纤维上的聚乙烯材料进行加热软化，使缠绕时连续纤维能够更好的黏附于聚乙烯基管上。另外，本发明的加热装置竖直设置，连续纤维竖直穿过加热装置，因此在加热时，软化的聚乙烯材料即使滴落也会向下掉出加热装置的外筒而不会停留在外筒内，更不会接触到加热丝，这样可以很好的防止起火现象，提高生产安全。

(3)本发明的加热装置的入口和出口上均设置有分隔片，通过分隔片可将多根连续纤维分隔，这样不但可以提高连续纤维的加热效果，而且还能防止连续纤维之间相互缠绕而影响后续将连续纤维缠绕在聚乙烯基管上。

(4)本发明的加热装置的底板能够转动，通过转动底板可以控制连续纤维在聚乙烯基管上的缠绕角度。

本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本申请披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。

附图说明

在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，

图1为传统设备中放置架与缠绕模具的分布示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为本发明的放置架和提升架连接的俯视图。

图4为本发明的第一导向辊的示意图。

图5为本发明的上层导轮组的俯视图。

图6为本发明的下层导轮组的俯视图。

图7为本发明的加热装置的结构图。

图8为图7中A—A处的剖示图。

图9为图8中A处的放大示意图。

上述附图中的附图标记为：1—放置架，2—第一导向辊，3—提升架，4—第二导向辊，5—第三导向辊，6—缠绕机尾，7—排布架，8—纤维卷，9—连续纤维，10—上层导向轮，11—下层导向轮，12—加热装置，13—龙门式缠绕小车，14—缠绕模具，15—轨道，16—缠绕机头，17—转轴，18—辊筒，19—限位槽，20—外筒，21—入口，22—分隔片，23—出口，24—顶板，25—电机，26—驱动齿轮，27—加热丝，28—底板，29—上夹条，30—环形齿条，31—下夹条，32—聚乙烯基管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，如果本申请的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语“第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可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，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其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。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，在本申请中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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

如图2所示，本实施例公开了一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其包括缠绕机构、移动机构、排布架7、缠绕模具14以及放置架1。

该放置架1呈长方体状，其长度远大于宽度。放置架1上沿其长度方向排列有若干个纤维卷放置位，每个纤维卷放置位上都放置有一卷纤维卷8。

缠绕模具14安装在缠绕机构上，并且缠绕模具14的中心轴线与放置架1在同一直线上；如此，当聚乙烯基管32安装在缠绕模具14上后，其正对放置架1的宽面，如图2所示。

具体的，缠绕机构为传统的结构，其在传统的管道缠绕设备中经常使用，通常包括缠绕机头16、缠绕机尾6、控制箱等部件，缠绕模具14的两端分别安装在缠绕机头16和缠绕机尾6上，通过缠绕机头16和缠绕机尾6带动缠绕模具14旋转。当然，缠绕机构还包括有用于脱模的升降车、顶升折叠机座等部件，由于其为现有技术，在此不做过多赘述。

另外，移动机构包括分别设置在缠绕模具14两侧的两根轨道15，安装在两根所述轨道15上的龙门式缠绕小车13，龙门式缠绕小车13能沿轨道15移动，即龙门式缠绕小车13能在缠绕模具14的长度方向上移动。缠绕模具14穿过龙门式缠绕小车13，排布架7设置在龙门式缠绕小车13上，其能跟随龙门式缠绕小车13移动。具体实施时，龙门式缠绕小车13由驱动机构驱动其沿轨道15匀速的往复运动，使得连续纤维能够均匀的缠绕在整根聚乙烯基管上；其中，驱动机构为常见的结构，其通常包括减速机、伺服电机、行走链条、链条涨紧机构、编码器等部件，具体结构在此不做过多赘述。

通过上述结构，缠绕模具14旋转时，连续纤维9沿放置架1的长度方向被牵引出来，并经排布架7后，缠绕在缠绕模具14上的聚乙烯基管32上，缠绕过程中，龙门式缠绕小车13带动排布架7往复运动，连续纤维被均匀的缠绕在聚乙烯基管32上。由于连续纤维9沿放置架1的长度方向被牵引至排布架7，由排布架7将各根连续纤维9紧密排布后缠绕在聚乙烯基管32上。相比传统技术，本发明将连续纤维9从放置架1上牵引出来时，连续纤维9的排布宽幅较小，如图3所示，使得各根连续纤维9的张力较为平衡，提高后续的缠绕效果。

另外，本实施例中，放置架1由上至下设置有若干层放置层，每层放置层上均沿放置架1的长度方向放置有若干纤维卷8。另外，每层放置层上均设置有若干根第一导向辊2，第一导向辊2的数量与纤维卷8的数量相同，一根第一导向辊2对应一卷纤维卷8，第一导向辊2位于纤维卷8的上方，从纤维卷8中被牵引出来的连续纤维9经第一导向辊2后，沿放置架1的长度方向被牵引至排布架7。

由于同时被牵引的连续纤维9有多根，为此，如图4所示，第一导向辊2包括转轴17和设置在转轴17外侧的辊筒18，辊筒18能够转动，第一导向辊2通过转轴17安装在放置架1上。该辊筒18上沿其长度方向设置有若干个限位槽19。牵引时，每根连续纤维9位于一个限位槽19内，这样可以防止连续纤维9之间相互重叠、缠绕在一起，影响后面的排布。由于限位槽19宽度和间距均很小，因此连续纤维9排布的宽幅也很小，如图3所示，对各根连续纤维9的张力影响也非常小。

另外，如图2、3所示，放置架1的端部连接有用于将连续纤维9向上提升的提升架3。提升架3上设置有第二导向辊4和位于第二导向辊4上方的第三导向辊5。设置时，第二导向辊4的数量与放置层相同，每根第二导向辊4的位置与一层放置层上的第一导向辊2对应，而第三导向辊5的高度与排布架7的高度相对应。同一放置层上的连续纤维9被牵引到对应的第二导向辊4上，然后再被牵引到第三导向辊5上，接着绕过第三导向辊5后被牵引至排布架7，最后绕过排布架7被向下牵引至聚乙烯基管32。第二导向辊4和第三导向辊5的结构相同，每根连续纤维9对应一个第二导向辊4和第三导向辊5上的限位槽19。

具体的，如图2所示，该排布架7上设置有上层导轮组和位于上层导轮组下方的下层导轮组。如图5所示，该上层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管32的长度方向分布的上层导向轮10，一根连续纤维9对应一个上层导向轮10。上层导向轮10沿聚乙烯基管32的长度方向分布，使得绕经上层导向轮10后的连续纤维9能够沿聚乙烯基管32的长度方向紧密排布，以便于后续缠绕在聚乙烯基管32上。

由于同时被牵引的连续纤维有多根，为了防止连续纤维9之间相互缠绕，该上层导向轮10之间错位设置，如图5所示。

因为上层导向轮10之间错位设置，所以绕经上层导向轮10后的各根连续纤维9不在同一直线上。为此，如图6所示，下层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管32的长度方向分布的下层导向轮11，所有下层导向轮11位于同一直线上，即所有下层导向轮11可安装在同一根轴上。被从上层导向轮10牵引过来的连续纤维9经下层导向轮11后被直线排布，最后被缠绕在聚乙烯基管32上。

实施例2

有些连续纤维在来料时会提前包裹有聚乙烯材料，在生产过程中，连续纤维需要经过加热，使包裹在连续纤维上的聚乙烯材料软化，以便连续纤维缠绕在聚乙烯基管上后，其上软化的聚乙烯材料能够与聚乙烯基管粘合，冷却后使连续纤维可以牢固的附着在聚乙烯基管上。

为此，本实施例在实施例1的基础上其在龙门式缠绕小车13上还设置有加热装置12，加热装置12位于下层导轮组下方，如图2所示。

如图7～9所示，加热装置12包括外筒20和加热丝27。该外筒20竖直设置，而加热丝27由上至下螺旋设置在外筒20的内壁。加热丝27与外部电源连接，当加热丝27通电时，其可对外筒20内部进行加热。

本实施例中，外筒20整体呈圆筒状，其上设置有分别用于封堵上端和下端的顶板24和底板28，顶板24和底板28能够防止外筒20内部的热量流失。另外，顶板24上开设有入口21，而底板28上则开设有出口23。

缠绕时，经下层导向轮11后的连续纤维9被向下牵引，其从入口21穿入外筒20，经过加热后再从出口23穿出。连续纤维9通过上述排布，其位于外筒20内部的部分为竖直分布，连续纤维9上的聚乙烯材料被加热软化后不易与连续纤维脱离，最多也是沿连续纤维缓慢向下流动，即使有少量的聚乙烯材料滴落，也会从出口23排出外筒20。因此，本实施例在对连续纤维加热时，能够防止连续纤维上的聚乙烯材料滴落在加热装置内部，极大的降低了起火风险，提高了生产的安全性。

从加热装置出来的连续纤维立刻进入到后面的缠绕工序；为了控制加热温度，外筒20内部可以设置温度传感器，此部分为传统加热装置的常规设置，在此不做过多说明。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上，其在入口21和出口23上均设置有若干块用于分隔连续纤维9的分隔片22，入口21上的分隔片22和出口23上的分隔片22一一对应。即分隔片22将入口21和出口24分隔成多个分隔腔，入口21上的分隔腔和出口24上的分隔腔位置相对应，连续纤维9从入口21上的分隔腔穿入外筒20后，再从出口24上对应的分隔腔穿出，每一个分隔腔穿过一根连续纤维，如图8所示。

本实施例通过分隔片22将多根连续纤维分隔开，这样不但可以提高连续纤维9的加热效果，而且还能防止连续纤维9之间相互缠绕而影响后续缠绕工序的缠绕效果。

实施例4

本实施例与实施例3基本相同，其不同点在于，本实施例的底板28是通过安装结构可转动的安装在外筒20的下端。

具体的，如图8、9所示，该安装结构包括上夹条29和下夹条31；上夹条29和下夹条31环绕设置在外筒20内壁上，并且二者上下分布，上夹条29和下夹条31之间形成夹持槽，底板28的周向边缘则夹持在上夹条29和下夹条31之间。

具体设置时，底板28和上夹条29以及下夹条31之间为间隙配合，因此底板28能够转动。该上夹条29和下夹条31可通过螺丝可拆卸式安装在外筒20的内壁，这样方便安装底板28。

另外，本实施例在外筒20上还设置有驱动结构。具体的，如图7所示，该驱动结构包括安装在外筒20外壁上的电机25，安装在电机25转轴上的驱动齿轮26，以及设置在底板28底部的环形齿条30。该环形齿条30向下凸出外筒20，而驱动齿轮2则伸到外筒20的下方并且与环形齿条30相齿合。

当电机25转动时，驱动齿轮26通过环形齿条30带动底板28转动，此时连续纤维9的下端则被转动一个角度，这样可以使连续纤维9缠绕在聚乙烯基管32上后，与聚乙烯基管32之间形成缠绕夹角。通过调节底板28的转动角度可以调节连续纤维9的缠绕角度，底板28的转动角度可由电机25进行控制。

需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，包括缠绕机构、移动机构、排布架(7)、缠绕模具(14)以及呈长方体状的放置架(1)；所述缠绕模具(14)安装在所述缠绕机构上，并且所述缠绕模具(14)的中心轴线与放置架(1)在同一直线上，所述排布架(7)设置在所述移动机构上，所述移动机构能沿所述缠绕模具(14)的中心轴线方向移动；连续纤维(9)沿所述放置架(1)的长度方向被牵引出来，并经排布架(7)后缠绕在所述缠绕模具(14)上的聚乙烯基管(32)上。

2.根据权利要求1所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述排布架(7)上设置有上层导轮组和位于所述上层导轮组下方的下层导轮组；所述上层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管(32)的长度方向分布的上层导向轮(10)，所述上层导向轮(10)之间错位设置；所述下层导轮组包括若干个沿聚乙烯基管(32)的长度方向分布的下层导向轮(11)，所有下层导向轮(11)位于同一直线上；连续纤维(9)依次经上层导向轮(10)和下层导向轮(11)后被缠绕在聚乙烯基管(32)上。

3.根据权利要求1或2所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述放置架(1)由上至下设置有若干层放置层，每层放置层上均设置有若干根第一导向辊(2)，连续纤维(9)经第一导向辊(2)后被牵引至排布架(7)。

4.根据权利要求3所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述放置架(1)的端部连接有用于将连续纤维(9)向上提升的提升架(3)，所述提升架(3)上设置有若干根与所述放置层对应的第二导向辊(4)和位于所述第二导向辊(4)上方的第三导向辊(5)；所述连续纤维(9)依次经第二导向辊(4)和第三导向辊(5)后被牵引至排布架(7)。

5.根据权利要求2所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述移动机构上还设置有位于所述下层导轮组下方的加热装置(12)；所述加热装置(12)包括竖直设置的外筒(20)和设置在所述外筒(20)内壁上的加热丝(27)；所述外筒(20)的上端和下端分别设置有入口(21)和出口(23)，连续纤维(9)竖直依次穿过所述入口(21)和出口(23)。

6.根据权利要求5所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述入口(21)和出口(23)上均设置有若干块用于分隔连续纤维(9)的分隔片(22)，所述入口(21)上的分隔片(22)和出口(23)上的分隔片(22)一一对应。

7.根据权利要求6所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述外筒(20)上设置有分别用于封堵其上端和下端的顶板(24)和底板(28)，所述底板(28)通过安装结构可转动的安装在所述外筒(20)的下端；所述入口(21)开设在所述顶板(24)上，所述出口(23)开设在所述底板(28)上。

8.根据权利要求7所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述安装结构包括环绕设置在所述外筒(20)内壁上的上夹条(29)和下夹条(31)；所述底板(28)的周向边缘被夹持在所述上夹条(29)和下夹条(31)之间。

9.根据权利要求8所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述外筒(20)上设置有驱动结构；所述驱动结构包括电机(25)，设置在所述电机(25)转轴上的驱动齿轮(26)，以及设置在底板(28)底部的环形齿条(30)；所述驱动齿轮(26)与所述环形齿条(30)相齿合。

10.根据权利要求1所述的连续纤维增强聚乙烯管生产装置，其特征在于，所述移动机构包括分别设置在所述缠绕模具(14)两侧的两根轨道(15)，安装在两根所述轨道(15)上的龙门式缠绕小车(13)；所述缠绕模具(14)穿过所述龙门式缠绕小车(13)，所述排布架(7)设置在所述龙门式缠绕小车(13)上。