CN211624458U - Hdpe中空壁复合多肋增强缠绕管 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，包括中空管壁和多肋增强骨架，多肋增强骨架设置在中空管壁中，多肋增强骨架由上平板、下平板及设置在上平板和下平板之间的多条排列的肋柱支撑组成，上平板与下平板相平行，相邻的中空管壁通过HDPE热熔料竖向连接，中空管壁为HDPE材料，多肋增强骨架为聚合高分子材料。本实用新型的有益效果是：本实用新型改进了中空壁缠绕管环刚度低的弱点，在HDPE中空壁腔内复合加入聚合高分子多肋增强骨架，既提高了环刚度又保持了原有的环柔度，使管材的力学性能大大提高。

Description

HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管
技术领域
本实用新型涉及HDPE管道领域，更具体地说涉及一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕。
背景技术
城市排水、排污设施中使用的管道，多为HDPE波纹管，但是HDPE波纹管的环刚度低，使用极易损坏。
为了改善上述现象，出现了一些钢塑复合排水管，该类管道的管壁由塑料和钢材复合缠绕而成，其技术缺陷是钢塑复合排水管中的钢极易腐蚀，环刚度受到严重破坏，安装好的管线也会因此而发生塌陷；另外由于该类管道中塑料和钢材的膨胀系数不同，在实际使用中随着气候的变化，管材内部应力被破坏，容易造成管材脱节等问题；现有技术中也存在一些由塑料和塑料复合而成的缠绕管，但是结构复杂，且没有适当的结构参数，环刚度仍然很低，无法满足当前市政工程设施的需求。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，管道的大部分压力由管壁中的多肋增强骨架来承受，这样，可以大大的提高管道的环刚度。
本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。
一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，包括中空管壁和多肋增强骨架，所述多肋增强骨架设置在所述中空管壁中，所述多肋增强骨架由上平板、下平板及设置在所述上平板和所述下平板之间的多条排列的肋柱支撑组成，所述上平板与所述下平板相平行，相邻的所述中空管壁通过HDPE热熔料竖向连接，所述中空管壁为HDPE材料，多肋增强骨架为聚合高分子材料。
进一步，所述多肋增强骨架为单空腔结构、多个三角空腔结构或者筒状结构。
进一步，所述单空腔结构包括两根肋柱组成，所述肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角或者垂直设置，所述肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍。
进一步，多个三角结构由两根以上的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角设置，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔。
进一步，所述侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍。
进一步，所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍。
进一步，所述筒状结构有不少于两根的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔。
进一步，所述侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍，所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍。
进一步，所述中空管壁设有单孔管腔或者多孔管腔，所述单孔管腔、所述多孔管腔的形状为矩形或长方形。
进一步，所述单孔管腔、所述多孔管腔的宽度均大于其各自所述管腔的高度，所述单孔管腔、所述多孔管腔的底部厚度均大于其各自所述管腔其他壁的厚度。
本实用新型的有益效果为：
多肋增强骨架多种形式来看，每个结构形式都具有最佳的力学性能，形成单个或多个三角和筒状结构体，承载能力会大幅提高，这样又能充分发挥复合刚性材料最大的力学性能，二者结合优势更明显；同时，多肋增强骨架的各种形式使HDPE中空壁复合(多肋)增强缠绕管与不含钢带的塑料管材相比，环刚度增加很多，而管材的整体重量增加不大，大大节省了塑料原材料的使用，达到了节能环保的目的；
中间肋厚是两侧肋厚的1.2倍，两侧肋厚是骨架的上下平板厚度的1.1倍，协调各肋板之间受外力的分配，使各肋同时承受最大压力；
本实用新型改进了中空壁缠绕管环刚度低的弱点，在HDPE中空壁腔内复合加入聚合高分子多肋增强骨架，既提高了环刚度又保持了原有的环柔度，使管材的力学性能大大提高，它是原来中空壁缠绕管的改进型、替代者，非常适合各种状态下的雨污排水，此管材在使用过程中不会生锈、不会因热胀冷缩不均衡而开裂。
附图说明
图1是本实用新型复合增强缠绕管的一优选实施例1结构示意图；
图2是实施例1中的局部放大图；
图3是设有单孔管腔的中空管壁；
图4a、图4b是设有多孔管壁的中空管壁结构示意图；
图5a、图5b、图5c是多肋增强骨架结构为单空腔结构的结构示意图；
图6a、图6b、图6c是多肋增强骨架结构为多个三角结构的结构示意图；
图7a、图7b、图7c、图7d、图7e是多肋增强骨架结构为筒状结构的结构示意图；
图中：
1、中空管壁；2、多肋增强骨架；3、上平板；4、下平板；5、HDPE热熔料；6、肋柱；7、侧肋柱；8、中间肋柱；11、排水管；12、环孔；13、单孔管腔的底部；14、单孔管腔的宽度；15、单孔管腔的高度；16、多孔管腔的高度；17、多孔管腔的宽度；18、多孔管腔的底部。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
实施例1：
如图1、2、图7a所示一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，包括中空管壁和多肋增强骨架，所述多肋增强骨架设置在所述中空管壁中；显示实用新型的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，该排水管为HDPE(高密度聚乙烯)制成，其中间具有管道孔，用于使用中排水，排污等作用，该管道的管壁中具有多个环绕该管道圆周的环孔，环孔内复合有聚合高分子多肋增强骨架，该聚合高分子多肋增强骨架与环孔紧密结合在一起，从而当管道的管壁承受压力时，压力会传递到聚合高分子多肋增强骨架上，聚合高分子多肋增强骨架可以大大的提高管道管壁的环刚度，当管道埋在地下后，管壁所受的压力会集中到管壁上表面处，聚合高分子多肋增强骨架加强了管壁承受外部压力的能力，使管材环刚度大幅提高；
图3所示所述中空管壁设有单孔管腔，其设有1个环孔，所述单孔管腔为矩形或长方形，所述单孔管腔的宽度大于所述单孔管腔的高度，所述单孔管腔底部厚度大于所述单孔管腔除底部之外的管壁的厚度；
所述多肋增强骨架由上平板、下平板及设置在所述上平板和所述下平板之间的多条排列的肋柱支撑组成，所述上平板与所述下平板相平行，相邻的所述中空管壁通过HDPE热熔料竖向连接，其中，所述多肋增强骨架为单个三角结构、多个三角结构或者筒状结构。
所述中空管壁为HDPE(高密度聚乙烯)材料，为现有材料，所述多肋增强骨架为聚合高分子材料，该聚合高分子材料，是改性HDPE(聚乙烯)或改性PP(聚丙烯)；
改性HDPE(聚乙烯)具体配方按重量份数为：70-80份HDPE高密度聚乙烯(100级管材料)，2-5份聚乙烯蜡，2-5份硬脂酸，1-3份耦连剂，3-5份CPE(氯化聚乙烯)，10-15份超细CaCO3。
改性PP(聚丙烯)具体配方按重量份数为：80-90份聚丙烯(PP)，其中，包括10-30份均聚聚丙烯和70-90份共聚聚丙烯，5-8份石蜡，5-8份硬脂酸，2-5份耦连剂，3-6份CPE(氯化聚乙烯)，10-15份超细CaCO3。
改性HDPE/PP主要目的是增加其材料的刚性，用这种改性材料生产的多肋增强骨架，抗拉、抗压强度大为提高，把超细CaCO3进行处理后，高混耦连在其粒子表面形成了活化中心，在连续挤出，分子结构的聚合过程中，可以使乙烯、丙烯单体在超细CaCO3活化中心表面聚合，形成紧密包覆单体粒子的树脂，制得具有高强、高韧、高抗冲性能的复合材料。
本实用新型解决管材内部应力被破坏、容易造成管材脱节等问题的技术手段是通过结构的改进，形成了刚性强的结构，并不依赖于该改性HDPE和改性PP材料的改进。
如图5a所示单个所述三角结构包括两根肋柱，所述肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角设置，两根所述肋柱与所述上平板之间的夹角为20-80°，优先地，角度为20°、30°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、80°中的任一角度，所述肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍；
如图5b所示单个所述三角结构包括两根肋柱，所述肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置，所述肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍；
如图5c所示如图5b所示单个所述三角结构包括两根肋柱，所述肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置，所述肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍；其与图5b的区别是，两根所述肋柱设置在所述所述上平板、所述下平板的两个端部。
多个三角结构由两根以上的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角设置，所述侧肋柱与所述上平板之间的夹角为20-80°，优先地，角度为20°、30°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、80°中的任一角度，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔；侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍，所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍；
如图6a所示，所述中间肋柱的数量为1个，所述中间肋柱设置在两个所述侧肋柱中间的位置；
如图6b所示，所述中间肋柱的数量为2个，所述中间肋柱设置在两个所述侧肋柱之间，两个所述中间肋柱平行设置；
如图6c所示，所述中间肋柱的数量为2个，所述中间肋柱设置在两个所述侧肋柱之间，两个所述中间肋柱与所述侧肋柱连接设置组合成“M”型。
所述筒状结构有不少于两根的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔；所述侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍，所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍；
如图7a所示，所述中间肋柱的数量为1个，所述中间肋柱设置在两个所述侧肋柱之间，所述中间肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角设置，所述中间肋柱与所述上平板之间的夹角为20-80°；优先地，角度为20°、30°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、80°中的任一角度；
图7b所示，所述中间肋柱的数量为1个，所述中间肋柱设置在两个所述侧肋柱之间，所述中间肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置；
图7c所示，所述中间肋柱的数量为2个，所述中间肋柱垂直交叉的设置在两个所述侧肋柱之间，所述中间肋柱和所述所述上平板、所述下平板、所述侧肋柱形成“田”形结构；
图7d所示，所述中间肋柱的数量为3个，其中一条所述中间肋柱平行于所述上平板与所述下平板设置，另外两条所述中间肋柱平行于所述侧肋柱之间，且与所述平行于上平板和下平板的所述中间肋柱垂直交叉；
图7e所示，所述中间肋柱的数量为4个，四条所述中间肋柱互相交叉设置在所述侧肋柱之间且交叉点位于两个所述侧肋柱的中间位置。
优选地，中空管壁顶壁和侧壁厚度均为1.5-2.0mm，中空管壁底部的厚度为2.5-3mm，肋柱及侧肋柱的厚度为1.5-4mm，中间肋柱的厚度1.8-4.8mm，上平板、下平板的厚度为1.4-3.6mm；
中空管壁底部的厚度及其除底部之外管壁的厚度；多肋增强骨架中肋柱的厚度、上平板的厚度、下平板的厚度、肋柱与上平板和下平板之间的夹角各个参数之间相互配合，协同作用，几个重要参数必须符合一定关系，只有这样才能达到本实用新型记载的效果。
实施例2：
与实施例1不同的是，本实施例中一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其中空管壁设有多孔管腔(如图4a所示)，该多孔管腔设有2个环孔，所述多孔管腔为矩形或长方形，所述多孔管腔的宽度大于所述多孔管腔的高度，所述多孔管腔底部厚度大于所述多孔管腔除底部之外的管壁的厚度。
实施例3：
与实施例1不同的是，本实施例中一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其中空管壁设有多孔管腔(如图4b所示)，该多孔管腔设有3个环孔，所述多孔管腔为矩形或长方形，所述多孔管腔的宽度大于所述多孔管腔的高度，所述多孔管腔底部厚度大于所述多孔管腔除底部之外的管壁的厚度。
一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管的制备方法，首先用第一挤出机挤出聚合高分子多肋增强骨架，其截面为上顶下底为平面，两平面之间有多条排列的肋支撑，肋支撑设置与上顶下底面共同组成多肋增强骨架，且都是聚合高分子材料。
然后用第二挤出机挤出HDPE单孔或多孔管腔组合的中空管壁，HDPE单孔或多孔管腔组合的中空管壁的管腔上顶下底长度与聚合高分子多肋增强骨架的上顶下底的长度一致，其与聚合高分子多肋增强骨架经过模具由第一挤出机、第二挤出机一起同时挤出形成初形胚体，胚体中多肋增强骨架与中空管壁复合为一体，然后再经过真空定型冷却，由牵引机牵引，最终形成所述的复合有聚合高分子多肋骨架的中空壁管腔。
最后，复合有聚合高分子多肋骨架的中空壁管腔再经过缠绕设备，用第三挤出机挤出热熔的HDPE溶体将缠绕相邻的管腔粘接到一起，形成整个平滑的HDPE中空壁复合(多肋)增强缠绕管。
在缠绕生产的过程中，为了有效的冷却管体，达到中空壁粘接处快速冷却，粘接牢固的目的，在缠绕设备的粘接位置后端设置多组冷却喷雾设施，其特征在于喷雾设施分别置于管道内壁处和相对应外壁处，达到均匀迅速冷却，以此提高生产效率，节能环保。
与现有技术相比，整个管道的外表面呈成光平状，中空壁管腔内的多肋增强骨架在管道中均匀分布，与中空壁形成一个完整的结构体。这样，当管道埋在地下后，管道所承受的压力会均匀分布到管体的表面，由HDPE中空壁复合(多肋)增强缠绕管管道的多肋增强骨架和管腔外HDPE中空壁共同受力，从而大大提高了管材的承载能力，即增加管道的环刚度。
以上对本实用新型的三个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，包括中空管壁和多肋增强骨架，所述多肋增强骨架设置在所述中空管壁中，其特征在于：所述多肋增强骨架由上平板、下平板及设置在所述上平板和所述下平板之间的多条排列的肋柱支撑组成，所述上平板与所述下平板相平行，相邻的所述中空管壁通过HDPE热熔料竖向连接，所述中空管壁为HDPE材料，多肋增强骨架为聚合高分子材料。
2.根据权利要求1所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述多肋增强骨架为单空腔结构、多个三角空腔结构或者筒状结构。
3.根据权利要求2所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述单空腔结构包括两根肋柱组成，所述肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角或者垂直设置，所述肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍。
4.根据权利要求2所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：多个三角结构由两根以上的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板呈夹角设置，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔。
5.根据权利要求4所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍。
6.根据权利要求5所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍。
7.根据权利要求2所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述筒状结构有不少于两根的肋柱组成，其中，所述肋柱包括侧肋柱和至少一个中间肋柱，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板垂直设置，所述侧肋柱与所述上平板、所述下平板形成空腔，所述中间肋柱设置在所述侧肋柱内侧以将所述空腔分割成多个小空腔。
8.根据权利要求7所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述侧肋柱的厚度分别为所述上平板、所述下平板的1.1倍，所述中间肋柱的厚度是所述侧肋柱厚度的1.2倍。
9.根据权利要求1-8任一所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述中空管壁设有单孔管腔或者多孔管腔，所述单孔管腔、所述多孔管腔的形状为矩形或长方形。
10.根据权利要求9所述的HDPE中空壁复合多肋增强缠绕管，其特征在于：所述单孔管腔、所述多孔管腔的宽度均大于其各自所述管腔的高度，所述单孔管腔、所述多孔管腔的底部厚度均大于其各自所述管腔其他壁的厚度。
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