CN209278646U - 一种增韧增强结构壁管材及其制造设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种增韧增强结构壁管材及其制造设备。其包括管壁和加强筋，管壁包括第一异形条状塑料型材、玻纤带和第二异形条状塑料型材，第一异形条状塑料型材以中心线为轴线作螺旋缠绕形成螺旋圆周，其各相邻第一异形条状塑料型材边缘相互搭接融合形成连续实壁管状结构；玻纤带和第二异形条状塑料型材同样螺旋缠绕的形式分别压合于第一异形条状塑料型材和玻纤带上，加强筋为双壁波纹管，双壁波纹管以同样螺旋缠绕的形式跨压于第二异形条状塑料型材的外侧壁上。通过片状玻纤带螺旋缠绕成型，解决了现有结构壁管原来结构波谷底部板带层相对较薄，不耐拉、也不抗压的问题，采用双壁波纹管作为增强管，有效增强了管材的环刚度；可以无内应力弯曲。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种增韧增强结构壁管材，还涉及这种管材的制造设备。
背景技术
在城市的下水管和各种排污管中，各种形式的塑料管材的使用越来越多。由于其管内通常不存在有压力，为提高其抵抗外来压力或冲击的性能，在管壁外周设置有不同形式的加强筋结构。目前这种结构形式的塑料管材及相应的制备方法可有如下几种：
第一种类型是采用直接挤出成型的塑料管材，最具代表性的是直接挤出成型的双壁波纹管，其内壁层是连续平顺的表面，外壁层是中空的波形结构，制造时，内壁层是由熔融状态下的塑料挤出形成的连续管材；作为加强筋结构的外壁层，则是在管内壁层的塑料还没有完全冷却的情况下，将另一具有中空波形结构形式的连续加强筋结构层的相应“波谷”部位熔接在管壁的外周面上。该管材外壁层的中空波形加强结构虽然能有效的增强管材的刚性，但其制造设备的价格非常昂贵，推广应用难度很大。
第二种类型是以螺旋缠绕成型的塑料管材，其中最具有代表性的是聚乙烯缠绕结构壁A型管，内肋螺旋波纹管、缠绕波纹管。
该类型管的制造，是先由第一挤塑机挤出具有各种中空结构的聚乙烯带状型材，经真空水冷定型后，连续且并排螺旋缠绕在成型辊轴的有螺旋角度的多根辊轴上，与此同时，再由第二挤塑机不断地向并排螺旋缠绕的该带状型材的相邻侧面间隙中挤出熔融的塑料条，并经压轮碾压，带状型材的相邻部位由聚乙烯熔胶粘接在一起。因带状型材的中空结构不同，形成具有各种中空结构类型的聚乙烯缠绕增韧增强结构壁管材。然而此工艺存在以下缺陷：
(1)、带状型材经水冷后再由熔胶粘接形成管壁，由于是冷热粘接，会由于带状型材的温度控制偏差而影响到粘接缝的质量；同时由于熔胶和带状型材非同时冷却，冷却收缩也会造成管道内壁不够平滑。
(2)、带状型材经水冷后再弯曲缠绕，弯曲内应力决定了该类管材结构高度受限，成型后管壁惯性力矩小，不利于经济地提高管材的环刚度。
第三种类型是热态工艺聚乙烯缠绕结构壁管，该管材是以高密度聚乙烯树脂为主要原材料，采用热态缠绕成型工艺，以聚丙烯单壁波纹管为辅助支撑结构，制成的一种具有较高抗外压能力的增韧增强结构壁管材。但是，该类管材底部板带层相对较薄，不耐拉、也不抗压；另外对于生产大口径的管材时，通常采用增加原材料的方式来满足刚度的需求。导致原材料消耗多，缠绕时间长，产品重量重，成本高。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述问题，提供了一种增韧增强结构壁管材及其制造设备，其采用的技术方案如下：
一种增韧增强结构壁管材，包括管壁和加强筋，所述管壁包括第一异形条状塑料型材、玻纤带和第二异形条状塑料型材，所述第一异形条状塑料型材以中心线为轴线作螺旋缠绕形成螺旋圆周，其各相邻第一异形条状塑料型材边缘相互搭接融合形成连续实壁管状结构；所述玻纤带以与第一异形条状塑料型材同样螺旋缠绕的形式压合于第一异形条状塑料型材上，其各相邻的玻纤带的边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述第二异形条状塑料型材以与玻纤带同样螺旋缠绕的形式压合于玻纤带上，其各相邻的第二异形条状塑料型材边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述加强筋为双壁波纹管，所述双壁波纹管外侧壁上包裹有树脂层，所述双壁波纹管以与第二异形条状塑料型材同样螺旋缠绕的形式跨压于第二异形条状塑料型材的外侧壁上，且位于第二异形条状塑料型材的搭接融合处；所述加强筋与管壁通过压轮机构相粘接，形成螺旋状中空的加强筋。
在上述技术方案的基础上，所述双壁波纹管内侧壁和外侧壁上均形成有波纹凸起，且内侧壁的波纹凸起与外侧壁的波纹凸起相对应。所述双壁波纹管外侧壁形成有波纹凸起，内侧壁上对应于外侧壁的波纹凸起位置设置有可折叠、可伸展凸起。外侧壁、内侧壁构成双层凸起结构，具有更强的抗压性能。双壁波纹管内侧壁对应于外侧壁的波纹凸起位置设置有可折叠、可伸展凸起，可以保障双壁波纹管可以承受较大角度的弯曲需要。
在上述技术方案的基础上，所述双壁波纹管的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
在上述技术方案的基础上，所述双壁波纹管至少一根螺旋缠绕于第二异形条状塑料型材的外侧壁上。
一种增韧增强结构壁管材的制造设备，包括第一挤出机、成型装置、盘管机、第二挤出机、第三挤出机和用于将加强筋与管壁相粘接的压轮机构，所述第一挤出机、盘管机、第二挤出机和第三挤出机分别与成型装置相连，所述第一挤出机通过与其配套的第一模具挤出第一异形条状塑料型材，第一异形条状塑料型材通过成型装置成型管状结构；所述盘管机上的玻纤带螺旋缠绕压合于成型装置上的第一异形条状塑料型材的外侧壁上，所述第二挤出机通过与其配套的第二模具挤出第二异形条状塑料型材，第二异形条状塑料型材螺旋缠绕于成型装置上的玻纤带的外侧壁上；所述双壁波纹管与所述第三挤出机通过复合模具挤出加强筋，加强筋螺旋缠绕于成型装置上的第二异形条状塑料型材的外侧壁上，所述压轮机构将加强筋与管壁进行粘接。
在上述技术方案的基础上，所述成型装置为成型辊轴装置，所述成型辊轴装置中至少包括三根辊轴，辊轴形成的外径对应管材的内径。
在上述技术方案的基础上，所述成型装置还包括用于成型辊轴的电动角度调节系统和用于切断玻纤带和双壁波纹管的切断装置，当所述增韧增强结构壁管材生产到要求长度，成型辊轴的电动角度调节系统开始转动，成型辊轴的螺旋角度变为零，增韧增强结构壁管材会在定长位置相对静止，电动角度调节系统工作的同时切断装置切断玻纤带、双壁波纹管，使之处于静止状态，第一异形条状塑料型材、第二异形条状塑料型材和树脂层在定长位置缠绕增厚、加长，形成适于二次加工承插口的毛坯。
可选的，所述成型装置为成型滚筒，所述成型滚筒的直径可伸缩调节。
本实用新型的有益效果为：
(1)通过片状玻纤带螺旋缠绕成型，解决了现有结构壁管原来结构波谷底部板带层相对较薄，不耐拉、也不抗压的问题，有效提高了耐拉、抗压性能，同时可以减少相应第一异形条状塑料型材和第二异形条状塑料型材的厚度，从而降低了生产成本。
(2)采用双壁波纹管作为增强管，双壁波纹管可以任意无内应力弯曲，且可以选择合适的形状，在缠绕成型过程中，加强筋的高度和弯曲度都可以有比较大的选择范围，有利于提高管材的结构壁高度和惯性矩，从而增强管材的环刚度；而且，也可以选择多条双壁波纹管粘合形成的加强筋，使得结构更加牢固和稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
图1a：本实用新型的增韧增强结构壁管材结构示意图；
图1b：图1a中Z处的局部结构放大示意图；
图2：本实用新型所述第一异形条状塑料型材的结构示意图(第二异形条状塑料型材与第一异形条状塑料型材结构相同)；
图3：本实用新型所述玻纤带的剖面示意图；
图4：本实用新型所述压轮机构碾压时的结构示意图；
图5：实施例1中所述增韧增强结构壁管材的制造设备的结构示意图；
图6：实施例2中所述增韧增强结构壁管材的制造设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
实施例1：如图1a、图1b至图5所示，本实施例的一种增韧增强结构壁管材，包括管壁和加强筋，所述管壁包括第一异形条状塑料型材1、玻纤带2和第二异形条状塑料型材3，所述第一异形条状塑料型材1以中心线为轴线作螺旋缠绕形成螺旋圆周，其各相邻第一异形条状塑料型材1边缘相互搭接融合形成连续实壁管状结构；所述玻纤带2以与第一异形条状塑料型材1同样螺旋缠绕的形式压合于第一异形条状塑料型材1上，其各相邻的玻纤带2的边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述第二异形条状塑料型材3以与玻纤带2同样螺旋缠绕的形式压合于玻纤带2上，其各相邻的第二异形条状塑料型材3边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述加强筋为双壁波纹管4，所述双壁波纹管4外侧壁上包裹有树脂层5，所述双壁波纹管4以与第二异形条状塑料型材3同样螺旋缠绕的形式跨压于第二异形条状塑料型材3的外侧壁上，且位于第二异形条状塑料型材3的搭接融合处；所述加强筋与管壁通过压轮机构51相粘接，形成螺旋状中空的加强筋。
优选的，所述双壁波纹管内侧壁和外侧壁上均形成有波纹凸起，且内侧壁的波纹凸起与外侧壁的波纹凸起相对应。所述双壁波纹管外侧壁形成有波纹凸起，内侧壁上对应于外侧壁的波纹凸起位置设置有可折叠、可伸展凸起。外侧壁、内侧壁构成双层凸起结构，具有更强的抗压性能。双壁波纹管内侧壁对应于外侧壁的波纹凸起位置设置有可折叠、可伸展凸起，可以保障双壁波纹管可以承受较大角度的弯曲需要。
优选的，所述双壁波纹管4的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
优选的，所述双壁波纹管4至少一根螺旋缠绕于第二异形条状塑料型材3的外侧壁上。
进一步，所述加强筋还包括实心筋条(图中未示出)，所述实心筋条穿装于双壁波纹管内，通过实心筋条有助于提高管材的抗压强度，增强其环刚度。
一种增韧增强结构壁管材的制造设备，包括第一挤出机11、成型装置 10、盘管机21、第二挤出机31、第三挤出机41和用于将加强筋与管壁相粘接的压轮机构51，所述第一挤出机11、盘管机21、第二挤出机31和第三挤出机41分别与成型装置10相连，所述第一挤出机11通过与其配套的第一模具12挤出第一异形条状塑料型材1，第一异形条状塑料型材1通过成型装置10成型管状结构；所述盘管机21上的玻纤带2螺旋缠绕压合于成型装置10上的第一异形条状塑料型材1的外侧壁上，所述第二挤出机31 通过与其配套的第二模具32挤出第二异形条状塑料型材3，第二异形条状塑料型材3螺旋缠绕于成型装置10上的玻纤带2的外侧壁上；所述双壁波纹管4与所述第三挤出机41通过复合模具42挤出加强筋，加强筋螺旋缠绕于成型装置10上的第二异形条状塑料型材3的外侧壁上，所述压轮机构 51将加强筋与管壁进行粘接。
优选的，所述成型装置10为成型辊轴装置101，所述成型辊轴装置101 中至少包括三根辊轴1011，辊轴1011形成的外径对应管材的内径。
进一步，所述成型装置还包括用于成型辊轴的电动角度调节系统(图中未示出)和用于切断玻纤带和双壁波纹管的切断装置(图中未示出)，当所述增韧增强结构壁管材生产到要求长度，成型辊轴的电动角度调节系统开始转动，成型辊轴的螺旋角度变为零，增韧增强结构壁管材会在定长位置相对静止，电动角度调节系统工作的同时切断装置切断玻纤带2、双壁波纹管4，使之处于静止状态，第一异形条状塑料型材、第二异形条状塑料型材3和树脂层5在定长位置缠绕增厚、加长，形成适于二次加工承插口的毛坯。
实施例2：如图6所示，一种增韧增强结构壁管材的制造设备，包括第一挤出机11、成型装置10、盘管机21、第二挤出机31、第三挤出机41和用于将加强筋与管壁相粘接的压轮机构51，所述第一挤出机11、盘管机21、第二挤出机31和第三挤出机41分别与成型装置10相连，所述第一挤出机 11通过与其配套的第一模具12挤出第一异形条状塑料型材1，第一异形条状塑料型材1通过成型装置10成型管状结构；所述盘管机21上的玻纤带2 螺旋缠绕压合于成型装置10上的第一异形条状塑料型材1的外侧壁上，所述第二挤出机31通过与其配套的第二模具32挤出第二异形条状塑料型材 3，第二异形条状塑料型材3螺旋缠绕于成型装置10上的玻纤带2的外侧壁上；所述双壁波纹管4与所述第三挤出机41通过复合模具42挤出加强筋，加强筋螺旋缠绕于成型装置10上的第二异形条状塑料型材3的外侧壁上，所述压轮机构51将加强筋与管壁进行粘接。
优选的，所述成型装置10为成型滚筒102，所述成型滚筒102的直径可伸缩调节。
当管材生产到要求长度，成型滚筒停止移动，第一异形条状塑料型材1、第二异形条状塑料型材3和树脂层5在定长位置缠绕增厚、加长，形成适于二次加工承插口的毛坯。
设置于成型滚筒外周对应部位的压轮机构根据需要可以是两个或两个以上，可以通过改变压轮上凹槽结构形式，逐步压紧加强筋，使其与圆柱面本体和增强管材更加紧密粘接在一起。
(1)通过片状玻纤带螺旋缠绕成型，解决了现有结构壁管原来结构波谷底部板带层相对较薄，不耐拉、也不抗压的问题，有效提高了耐拉、抗压性能，同时可以减少相应第一异形条状塑料型材和第二异形条状塑料型材的厚度，从而降低了生产成本。
(2)采用双壁波纹管作为增强管，双壁波纹管可以任意无内应力弯曲，且可以选择合适的形状，在缠绕成型过程中，加强筋的高度和弯曲度都可以有比较大的选择范围，有利于提高管材的结构壁高度和惯性矩，从而增强管材的环刚度；而且，也可以选择多条双壁波纹管粘合形成的加强筋，使得结构更加牢固和稳定。
具体举例说明如下：
| 类型 | 尺寸 | 原料 | 结构高 | 节距 | 米重 | 环刚度 |
| 单壁波纹管 | Φ80mm | PP | 5.0mm | 7.4mm | 580g | 10.2 |
| 双壁波纹管 | Φ80mm | 外壁PP | 6.5mm | 9.0mm | 400g | 10.5 |
由上表可以明显看出：使用同样外径尺寸的单壁波纹管和双壁波纹管情况下，使用双壁波纹管在环刚度提高的前期下，可以有效降低单位米重 220g，以结构壁管800规格为例：标准螺距120mm、标准内径800mm，使用Φ80mm规格双壁波纹管作为增强管的情况下，每根结构壁管(6米)可以降低重量24.5kg；可见其节能效果很明显。
上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种增韧增强结构壁管材，其特征在于，包括管壁和加强筋，所述管壁包括第一异形条状塑料型材(1)、玻纤带(2)和第二异形条状塑料型材(3)，所述第一异形条状塑料型材(1)以中心线为轴线作螺旋缠绕形成螺旋圆周，其各相邻第一异形条状塑料型材(1)边缘相互搭接融合形成连续实壁管状结构；所述玻纤带(2)以与第一异形条状塑料型材(1)同样螺旋缠绕的形式压合于第一异形条状塑料型材(1)上，其各相邻的玻纤带(2)的边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述第二异形条状塑料型材(3)以与玻纤带(2)同样螺旋缠绕的形式压合于玻纤带(2)上，其各相邻的第二异形条状塑料型材(3)边缘相互搭接形成连续实壁管状结构；所述加强筋为双壁波纹管(4)，所述双壁波纹管(4)外侧壁上包裹有树脂层(5)，所述双壁波纹管(4)以与第二异形条状塑料型材(3)同样螺旋缠绕的形式跨压于第二异形条状塑料型材(3)的外侧壁上，且位于第二异形条状塑料型材(3)的搭接融合处；所述加强筋与管壁通过压轮机构(51)相粘接，形成螺旋状中空的加强筋。
2.根据权利要求1所述的一种增韧增强结构壁管材，其特征在于：所述双壁波纹管(4)内侧壁和外侧壁上均形成有波纹凸起，且内侧壁的波纹凸起与外侧壁的波纹凸起相对应。
3.根据权利要求1所述的一种增韧增强结构壁管材，其特征在于：所述双壁波纹管(4)的横截面为圆形、椭圆形或多边形。
4.根据权利要求1所述的一种增韧增强结构壁管材，其特征在于：双壁波纹管(4)至少一根螺旋缠绕于第二异形条状塑料型材(3)的外侧壁上。
5.一种增韧增强结构壁管材的制造设备，其特征在于：包括第一挤出机(11)、成型装置(10)、盘管机(21)、第二挤出机(31)、第三挤出机(41) 和用于将加强筋与管壁相粘接的压轮机构(51)，所述第一挤出机(11)、盘管机(21)、第二挤出机(31)和第三挤出机(41)分别与成型装置(10)相连，所述第一挤出机(11)通过与其配套的第一模具(12)挤出第一异形条状塑料型材(1)，第一异形条状塑料型材(1)通过成型装置(10)成型管状结构；所述盘管机(21)上的玻纤带(2)螺旋缠绕压合于成型装置(10)上的第一异形条状塑料型材(1)的外侧壁上，所述第二挤出机(31)通过与其配套的第二模具(32)挤出第二异形条状塑料型材(3)，第二异形条状塑料型材(3)螺旋缠绕于成型装置(10)上的玻纤带(2)的外侧壁上；双壁波纹管(4)与所述第三挤出机(41)通过复合模具(42)挤出加强筋，加强筋螺旋缠绕于成型装置(10)上的第二异形条状塑料型材(3)的外侧壁上，所述压轮机构(51)将加强筋与管壁进行粘接。
6.根据权利要求5所述的一种增韧增强结构壁管材的制造设备，其特征在于：所述成型装置(10)为成型辊轴装置(101)，所述成型辊轴装置(101)中至少包括三根辊轴(1011)，辊轴(1011)形成的外径对应管材的内径。
7.根据权利要求5所述的一种增韧增强结构壁管材的制造设备，其特征在于：所述成型装置(10)为成型滚筒(102)，所述成型滚筒(102)的直径可伸缩调节。
8.根据权利要求6所述的一种增韧增强结构壁管材的制造设备，其特征在于：所述成型装置还包括用于成型辊轴的电动角度调节系统和用于切断玻纤带和双壁波纹管的切断装置，当所述增韧增强结构壁管材生产到要求长度，成型辊轴的电动角度调节系统开始转动，成型辊轴的螺旋角度变为零，增韧增强结构壁管材会在定长位置相对静止，电动角度调节系统工作的同时切断装置切断玻纤带(2)、双壁波纹管(4)，使之处于静止状态，第一异形条状塑料型材(1)、第二异形条状塑料型材(3)和树脂层(5)在定长位置缠绕增厚、加长，形成适于二次加工承插口的毛坯。
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| CN201820979714.5U CN209278646U (zh) | 2018-06-25 | 2018-06-25 | 一种增韧增强结构壁管材及其制造设备 |
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| CN117140990A (zh) * | 2023-10-30 | 2023-12-01 | 福建澳工新材料有限公司 | 一种塑料加强筋缠绕波纹管的生产设备 |
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- 2018-06-25 CN CN201820979714.5U patent/CN209278646U/zh active Active
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