CN1810493A - 外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产方法。它由钢管螺旋传动台、加筋外护层成型器、压光皮带等组成“螺旋一步法”聚氨脂泡沫保温管生产线。钢管(裸管或防腐管)螺旋前进，进入定径套。定径套旋转作圆周运动，从螺杆挤出机挤出的塑料带材和钢丝网带，搭在定径套上(钢丝网在里，塑料在外)作圆周方向缠绕。成型器上的压辊转动迫使其缠绕物作轴向位移，加筋外护层便连续形成复合管。在加筋外护层(复合管)内壁与钢管外壁的环型空间喷聚氨脂发泡料，钢管边前进，保温层边成型。保温管进入能升降、带动力的压光皮带，压光皮带既能保证保温层与钢管的同心度，又能适当压紧保温层消除泡沫空洞等缺陷。

Description

外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产方法

技术领域  本发明涉及一种聚氨脂泡沫保温管生产方法

背景技术  城市热力管道、原油输送管道都需要保温。常用的保温材料有岩棉、玻璃棉、珍珠岩、膨胀蛭石、硬质聚氨脂泡沫(以下简称PU泡沫)等。尤以PU泡沫的保温效果好，使用寿命长，在国内外都有相当成熟的应用经验。PU泡沫保温管的结构从里到外是：钢管、防腐层、PU泡沫保温层、外护层(原料是聚乙烯简称PE)。PU泡沫保温管的生产方法有二种：

(1)“管中管”法先将PE料挤成厚壁塑料管(PE管)，在PE管内放上支架，后将钢管穿进去，再在钢管外壁与PE管内壁的环形空间内喷聚氨脂发泡料(俗称黑、白料)，固化后成为PU泡沫保温管，用“管中管”法生产PU泡沫保温管执行CJ/T114标准。

(2)“一步法”是将钢管放在推进器上，让钢管直线前进，穿过圆模机头和定径套。圆模机头挤出的圆型PE管，温度高、强度低。用一定长度的钢质定径套在PE管内支承，外面用水强行冷却，在牵引力作用下，PE管不断冷却、定径、延长。此时，钢管与有一定强度的PE管同步直线前进，定径套的内径等于钢管外径加上保温层的原度，PE管的内壁与钢管外壁有一个环型空间，再从圆模机头的另一端插入喷枪，聚氨脂发泡料喷入环型空间，钢管边前进，PE管边生成，聚氨脂发泡料边发泡，这种连续生产PU泡沫保温管的方法叫“一沫保温管的方法叫“一步法”，执行SY/T0415标准。

“管中管”法的优点是可以生产大口径PU保温管，缺点是成本高(主要是外护层较厚，1997年东北某热电厂，生产Φ720mmPU保温管，“管中管”法的价格为1300元/m，“一步法”的价格为690元/m)，生产速度慢。“一步法”的优点是成本低、生产速度较快。缺点是受圆模机头制造、安装、调试等条件限制，不能生产管径大于720mm的PU泡沫保温管。

本发明——外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产方法与“管中管”法相比，成本低并且生产速度快；与“一步法”相比，不受钢管直径限制(管径可以大于Φ720mm)。

综合分析国内外信息，检索中国专利和对PU泡沫保温管生产厂实地考查，均未发现有外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产、销售或应用的报道、专利和实例。

发明内容  生产PU泡沫保温管，防腐层、保温层及外护层厚度见下表：

成型工艺	钢管直径	防腐层厚度μm	保温层厚度mm	外护层厚度mm
					“一步法”	＜Φ159	200	≤30	1.4
≥Φ159	300	＞30	1.6
				“管中管”		＜Φ159	200	≤30	2.0
Φ219～Φ273	200	40	3.0
					Φ325～Φ377	300	45	4.0
≥Φ426	300	＞45	4.5

注：摘自SY/T0415

上表显示，同样规格的保温管，用“管中管”法和“一步法”外护层材料用量有很大差异。究其原因是，“管中管”法生产外护层PE管，管径越大，外护层PE管的壁厚就越大，否则PE管会失圆(刚度小)。另外，外护层与钢管之间设有支承架，如果外护层太薄会因钢管自重把PE管顶破。

提高质量、降低成本、增加生产速度，是先进工艺的宗旨。为了保证保温管的使用寿命，不能减薄防腐层的厚度。为了保证绝热效果，不能减少PU泡沫的用量。从上表看出，同样的管径，“管中管”法外护层的厚度比“一步法”多出一倍数上。因此，降低成本，可以减薄外护层的厚度，但简单的减薄外护层厚度是不可取的。本发明是在外护层内加钢丝网作为加强筋(类似素砼变成钢筋砼)，适当减薄外护层的厚度。这样增加一层钢丝网的费用，仍低于减去1mm厚PE料的费用，又大大提高了外护层的机械强度(计算公式和检验方法从略)。

本发明为实现外护层加筋作如下设计：

(1)钢管螺旋传动台；

(2)加筋外护层成型器；

(3)压光皮带总成。

附图说明  以下结合附图，对本发明作进一步详细的说明

附图1是钢管螺旋前进传动台示意图。钢管1(可以是裸管，也可以是涂上防腐涂料的防腐管)，摆放在进管平台2上，用拨管器3将钢管顺次送入螺旋传动线4。钢管便可以螺旋前进。钢管螺旋前进是一项很成熟的技术，螺旋传动线很简单，它由底盘、橡胶轮胎及支承架(可以旋转角度)、动力装置等组成。

附图2是本发明设计的加筋外护层(加筋PE管)成型器。它由支承架1、大齿轮2、小齿轮3、上压辊4、定径套5、下支承辊6、塑料挤出机及平板机头7、加筋材料(钢丝网)送进装置8等组成。

支承架1固定在车间砼地面上，用以支承大齿轮2，大齿轮2可以在支承架1的固定圈内旋转。调速电机经减速后带动小齿轮3转动，小齿轮3作为主动齿轮带动大齿轮2转动。定径套5固定在大齿轮2上，定径套5就可以作圆周运动(速度可调)。塑料挤出机及平板机头7挤出的塑料带材(宽度可调)的边线，与定径套5的轴线摆放成一个夹角(等于钢管前进螺旋角)，塑料带材从定径套5的上部进入。同理，送进装置8也将钢丝网从定径套5的下部送入(但必须位于塑料带材的下面，与定径套5先期接触)。上压辊4在无级调速电机的驱动下转动，紧贴其上的塑料带和钢筋网带也作圆周运动。在上压辊4的驱动下，塑料带材和钢丝网带同时沿水平方向作直线运动，圆周运动和水平直线运动合成螺旋运动，在此连续过程中，加筋外护层就能连续形成。外面立即用水冷却，使高温状态下的加筋塑料管冷却变硬，利于后面PU泡沫发泡固化。

附图3是压光皮带总成示意图。它由底盘1、带动力可升降压光皮带2、出管托架3、出管平台4等组成。底盘1用膨胀地脚螺栓固定在车间砼地坪上，中心线与附图1所示的钢管螺旋传动台中心线在同一直线上。带动力可升降压光皮带2分布在底盘1上，压光皮带顶面标高低于钢管管底标高。当PU泡沫保温管进入带光皮带后，带动力可升降压光皮带2升起，托住PU泡沫保温管底部，压光皮带电机起动，减速后带动压光皮带转动，保温管也随之旋转。压光皮带2的螺旋角与钢管螺旋传动台上橡胶轮胎的螺旋角一致，每个压光皮带依次升降，完成驱动保温管螺旋前进。当保温管前进到位后，出管托架3升起，托起保温管，将保温管送上出管平台4，PU泡沫保温管等待吊到适当堆放场地。

具体实施方式  外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产，需工业厂房576m²(跨距12m，开间6m，8跨)作为生产车间。车间内应配3T行车，行车吊钩离地最大距离6m。车间内C30砼地坪，厚度150mm。钢管螺旋传动台，加筋外护层成型器，压光皮带总成等主要设备，组成外护层加筋聚氨脂泡沫保温管生产线。其他，如电气、液压、水冷、压缩空气等系统相应配置。车间内设备布置应作平面设计，全厂物流应作总图设计。特别强调钢管螺旋传动台、加筋外护层成型器、压光皮带应在同一直线上(各设备中心线对中)，标高应按各自要求安装。

确定生产某一规格的PU泡沫保温管以后，按设计要求的保温层厚度制作定径套，定径套安装在成型器支架上，聚氨脂泡沫发泡料喷枪(1支或多支)安放在定径套内，接通定径套冷却循环水水路。如果设计要求保温管有防腐层，钢管应先防腐。进入本生产线的钢管(裸管或防腐管)表面应无油、无水、无锈、无其他杂物，钢管表面温度不宜超过60℃。钢管吊入上管平台，依次用液压拨杈将钢管送进螺旋传动台，钢管螺旋前进进入定径套。启动成型器上的电机，小齿轮带动大齿轮转动，大齿轮带动定径套作圆周运动。塑料挤出机工作，从平板机头挤出的PE片材，经拉伸后搭在定径套上。从定径套下部拉入钢丝网带，钢丝网带紧贴定径套外壳，PE带材搭在钢丝网上。定径套转动，带动钢丝网和PE带材缠上定径套。压紧上压辊并且上压辊旋转，迫使刚绕上定径套的料沿钢管前进方向作轴向运动。钢丝网和PE带材在圆周力和轴向力的共同作用下，合成螺旋运动。钢丝网和PE带材不断缠上去，成型器不断形成连续的加筋外护层。钢管穿过定径套继续螺旋前进，钢管的前进速度与加筋外护层(复合管)的前进速度同步。钢管外壁与加筋外护层(复合管)内壁之间的环型空间，沿钢管前进方向不断位移，当此空间离开定径套1m左右时，启动聚氨脂发泡料比例泵，打开喷枪空气开关，高压空气进入喷枪，在引射作用下，液体发泡料进入枪体，充分混合后喷射在环型空间内，发泡料立即发泡。由于环型空间是旋转的，喷枪是固定的，相对可以看作是喷枪在移动，整个环型空间都能被喷上发泡料。发泡的环型空间被固体泡沫填满并向前移动，新的环型空间不断产生，被固体泡沫不断填满。这样，外护层加筋PU泡沫保温管就能连续不间断生产。因为整个生产线是以钢管管底标高为基准，保温管的管底标高比基准标高低一个保温层的厚度，当保温管前端头进入压光皮带之前，压光皮带应下降，才不会挤伤保温层。虽然此时保温层强度很低，但压光皮带较宽，保温管自重在压光皮带上的压强较小，保温层不会变形。压光皮带带动力并且螺旋角与钢管前进的螺旋角一致，几个压光皮带运动原理相同，运动方向一致，所以保温管能在压光皮带上螺旋前进。整根保温管传上压光皮带以后，用无齿锯割断两根钢管接合处的外护层和保温层(有限位装置，不会伤及钢管)，前一根保温管继续前进，后一根钢管不断被保温，全过程连续不间断生产。压光皮带上的保温管前进至某一位置，接触行程开关，托管小车起动，将保温管举起并移出压光皮带，放在出管平台上。在出管平台上去除管端留头不保温的部份(一般两端各留150mm)，处理完毕后，用拖车将平台上的保温管运至适当堆放场地。

作为本发明的进一步改进，提出以下措施：

(1)为了保证钢管(裸管或防腐管)的前进速度与加筋外护层(复合管)的前进速度一致，应采用电子计算机(单板机)联合控制钢管螺旋传动台上电机与成型器上电机的转速。

(2)如果外护层塑料原料是黑色或其他深色，应配置工业电视，观察发泡料的发泡情况和发泡位置，以利调整喷枪的位置、钢管前进速度和喷料量，保证保温层的密度和发泡质量。

(3)有条件时，可研制保温层无损检测仪器，准确定位保温层密度不均、凹陷、空洞等缺陷。

Claims (4)

1、一种聚氨脂泡沫保温管生产方法，它由确定的钢管螺旋传动台、加筋外护层成型器、压光皮带等组成，其特征在于：

2、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的保温管外护层是螺旋缠绕一次成型并且有加强筋。

3、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述确定的生产方法是钢管螺旋前进，加筋外护层和聚氨脂泡沫保温层一次成型。

4、根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述的压光皮带能升降、带动力，可以调整角度。

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