CN212350218U - 导丝头、导丝装置、缠绕机及丝材增强复合管材生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及复合管道生产设备领域，公开了一种导丝头、导丝装置、缠绕机及丝材增强复合管材生产线，所述导丝头包括沿轴向渐缩延伸的主体部以及分别位于该主体部的轴向两端的大端部(11)和小端部(12)，所述小端部(12)的外周面上形成有用于与丝材(20)贴合的近端导丝面(13)。本实用新型可以在缠绕过程中使得例如为钢丝的丝材在靠近芯管的位置贴合支撑在近端导丝面上，避免该丝材在即将缠绕至芯管之前的延伸路径上具有较长的悬空长度和较大的空间自由度，以能够在较高生产速度下保持丝材运行稳定和均匀缠绕，便于实现高速生产并保障良好的产品品质。

Description

导丝头、导丝装置、缠绕机及丝材增强复合管材生产线

技术领域

本实用新型涉及复合管道生产设备，具体地涉及一种导丝头和具有该导丝头的导丝装置。此外，本实用新型还涉及一种缠绕机以及具有该缠绕机的丝材增强复合管材生产线。

背景技术

钢丝网增强聚乙烯复合管是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯为基体，并用粘接剂将钢丝骨架与内、外层聚乙烯紧密连接在一起的一种新型管材。因其具有抗蠕变性能好、机械强度高、热膨胀系数小等优点，钢丝网增强聚乙烯复合管被广泛应用于城市供水、土木工程、石油和天然气等领域。

在钢丝增强复合塑料管生产中，通常将钢丝缠绕于塑料芯管上形成网状骨架形式的增强层。具体地，随着芯管沿轴向不断前进，利用缠绕机将丝盘上的钢丝均匀地缠绕在芯管表面以形成增强层。进而，利用后续挤出机等装置将粘接剂涂覆于增强层外表面，以便粘接塑料形成外管。

钢丝在芯管上的复合质量对于成型的复合管材品质具有重要影响。例如，若钢丝在芯管上分布不均，复合管材各处的钢丝材料疏密程度存在差异，将导致管道的部分区域承压能力较弱，容易在使用过程中造成管道撕裂、油液泄漏等问题。因此，稳定、均匀地实施钢丝缠绕步骤对于保障钢丝增强复合塑料管的品质具有重要意义。

影响钢丝缠绕质量的因素有多种。参照图1所示，为了将用于缠绕的丝材20(通常为钢丝)以适当角度均匀地缠绕于芯管40的外周面上，可以在缠绕机的一侧设置导丝装置，该导丝装置可以包括同心地连接至缠绕机的主回转盘上的空心轴30和连接至该空心轴30的出管端的导丝头10。其中，空心轴30外周可以设置导丝环(未示出)等，用于改变钢丝的延伸方向，芯管40穿过该空心轴30的中空腔沿轴线延伸并移动。由于空心轴30相比于被缠绕的芯管40具有较大的直径，在钢丝从导丝环至芯管的外周面的延伸路径上可以设置渐缩的导丝头10，以能够对钢丝提供支撑和引导，提升缠绕稳定性。

然而，如图1所示的用于与丝材20(如钢丝)贴合的导丝面19在传统生产工艺中可以满足稳定缠绕的需求，但当生产速度提高，如当芯管40的移动速度达到2m/min以上时，会出现丝材20运行不稳定、在芯管40上布丝不均匀等问题，这制约着复合管材生产效率的提高，影响产品品质。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的复合管材生产中丝材缠绕稳定性较低的技术问题，提供一种导丝头、导丝装置、缠绕机和丝材增强复合管材生产线，其能够适应于高速生产需求，在较高的生产速度下保持丝材运行稳定和缠绕均匀性，便于提高复合管材的生产效率，保障良好的产品品质。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种导丝头，包括沿轴向渐缩延伸的主体部以及分别位于该主体部的轴向两端的大端部和小端部，所述小端部的外周面上形成有用于与丝材贴合的近端导丝面。

优选地，所述近端导丝面为圆台面或环状弧形面，且该圆台面或环状弧形面的母线长度不小于10mm。

优选地，所述小端部设有沿周向均布的多个近端分丝销，各个所述近端分丝销沿径向延伸或相对径向倾斜延伸。

优选地，所述小端部形成有相对所述近端导丝面沉降的退让台阶，所述近端分丝销布置于该退让台阶上。

优选地，所述大端部的外周面上形成有用于与所述丝材贴合的远端导丝面，其中，所述大端部还设有沿周向均布的多个远端分丝销，并且/或者，所述远端导丝面和所述近端导丝面设置为：当所述丝材以张紧状态同时贴合该远端导丝面和近端导丝面延伸时，所述导丝头的外周面与该丝材的最大法向间隙不小于10mm，以具有容纳备用丝的取丝空间。

优选地，所述导丝头为单体式部件，或者，所述导丝头为分体式部件，所述近端导丝面所在的部分可拆卸地连接至该导丝头的其他部分。

本实用新型第二方面提供一种导丝装置，该导丝装置包括空心轴和本实用新型提供的上述导丝头，该导丝头连接于所述空心轴的一端。

本实用新型第三方面提供一种缠绕机，包括：主回转盘，该主回转盘上安装有多个丝盘；导丝装置，该导丝装置连接于所述主回转盘并能够随该主回转盘同步转动，由所述丝盘释放的丝材经过该导丝装置变向延伸，以能够在张紧状态延伸至被缠绕的芯管。其中，该导丝装置的远离所述主回转盘的一端具有导丝头，该导丝头的自由端形成有用于与所述丝材贴合的近端导丝面。

本实用新型第四方面提供一种丝材增强复合管材生产线，包括芯管成型设备和本实用新型提供的上述缠绕机，由所述丝盘释放的所述丝材贴合所述近端导丝面延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由所述芯管成型设备成型的所述芯管外周。

优选地，所述丝材在所述芯管外周的缠绕角为45°-65°。

通过上述技术方案，本实用新型在导丝头的靠近芯管的位置设置近端导丝面，从而在缠绕过程中使得例如为钢丝的丝材在靠近芯管的位置贴合支撑在该近端导丝面上，避免该丝材在即将缠绕至芯管之前的延伸路径上具有较长的悬空长度和较大的空间自由度，以能够在较高生产速度下保持丝材运行稳定和均匀缠绕，便于实现高速生产并保障良好的产品品质。

附图说明

图1是现有技术中一种导丝装置的使用状态示意图；

图2是根据本实用新型一种优选实施方式的导丝装置的使用状态示意图；

图3是图2中导丝装置的立体结构示意图；

图4是图2中导丝头的近端元件的剖视结构示意图；

图5是另一种导丝头的近端元件的剖视结构示意图；

图6是一种优选实施方式的导丝头的近端元件的局部结构视图；

图7是根据本实用新型另一种优选实施方式的导丝装置的使用状态示意图。

附图标记说明

10-导丝头；11-大端部；12-小端部；13-近端导丝面；14-近端分丝销；15-退让台阶；16-远端导丝面；17-远端分丝销；18-取丝空间；19-导丝面；20-丝材；30-空心轴；40-芯管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

为了更好地理解本实用新型的技术方案，以下将结合钢丝增强复合塑料管的生产工艺对本实用新型提供的导丝头、导丝装置、缠绕机以及丝材增强复合管材生产线的结构、组成、工作原理等进行详细说明。其中，本实用新型所述丝材增强复合管材可以为钢丝增强复合塑料管，即包括位于内层的塑料材质(如聚乙烯)的芯管、缠绕于芯管外周的钢丝层(不限于一层)及包覆于钢丝层外侧的外管。但应当理解的是，本实用新型所述丝材并不限于钢丝，芯管和外管也不限于塑料材质。

典型的丝材增强复合管材生产线通常包括沿直线依次布置的芯管挤出机、芯管挤出模头、芯管冷却箱、第一牵引机、缠绕机、粘接剂挤出机、外管挤出机、外管冷却箱、第二牵引机和切断机等。其中，由芯管挤出机和芯管挤出模头等芯管成型设备形成的芯管沿水平方向穿过该缠绕机并在轴向移动，随着缠绕机的主回转盘环绕芯管转动，其上的钢丝逐渐被释放并缠绕于芯管外周，以在芯管的外周面上形成增强层。为了将用于缠绕的钢丝以适当角度均匀地缠绕于芯管的外周面上，可以在缠绕机的一侧设置导丝装置，以引导钢丝的走向并保持适度张紧。

图2和图3所示为根据本实用新型一种优选实施方式的导丝装置，由缠绕机的丝盘(未示出)释放的例如为钢丝的丝材20经过该导丝装置延伸至芯管40，并均匀缠绕于该芯管40的外周。典型地，缠绕机可以具有主回转盘，该主回转盘上安装有多个丝盘，丝材20储存于该丝盘上。图示导丝装置可以通过空心轴30的一端同心地连接至主回转盘，并在另一端设有导丝头10，该导丝头10用于在丝材20从空心轴30至芯管40的外周面的延伸路径上对该丝材20提供支撑和引导，以提升缠绕稳定性。

在该优选实施方式中，导丝头10具有沿轴向渐缩延伸的主体部以及分别位于该主体部的轴向两端的大端部11和小端部12。也就是说，沿图示芯轴40的运动方向(自右向左)，导丝头10大体呈径向尺寸逐渐缩小的形状，由此引导丝材20从空心轴30的外周向芯管40的外周面聚拢。由此，该导丝头10的靠近空心轴30的一端径向尺寸较大，称为大端部11；远离空心轴30的一端径向尺寸较小，称为小端部12。重要地，在本实用新型提供的导丝头10和导丝装置中，该导丝头10的小端部12的外周面上形成有用于与丝材20贴合的近端导丝面13，由此能够在较高生产速度下保持丝材20的运行稳定和均匀缠绕，便于实现高速生产并保障良好的产品品质。

可以理解的是，相比于如图1所示的现有导丝头和导丝装置，本实用新型的导丝头10在靠近芯管40位置的小端部12设置有近端导丝面13，能够在丝材20即将缠绕至芯管40之前的延伸路径上提供贴合支撑，避免丝材20在靠近芯管40的位置具有较长的悬空长度和较大的空间自由度，以降低振动等因素对丝材20缠绕稳定性和均匀性的不良影响。不同于现有的导丝头结构，本实用新型的近端导丝面13设置为：在靠近小端部12的自由端的位置，被缠绕的丝材20与近端导丝面13相贴合的部分具有一定的延伸长度。由此，本实用新型的导丝头能够适应于高速生产需求，能够在较高的生产速度下保持丝材运行稳定和缠绕均匀，便于提高复合管材的生产效率，保障良好的产品品质。

本实用新型提供的导丝头10利用近端导丝面13在靠近芯管40的位置为丝材20提供稳定支撑。该近端导丝面13区别于棱线，可以设置为圆台面或环状弧形面。结合图4所示，近端导丝面13形成为圆台面，即导丝头10在该近端导丝面13位置处呈圆台状，其外周面作为近端导丝面13，用于与丝材20贴合；结合图5所示，近端导丝面13形成为例如为球面形的环状弧形面。该两种近端导丝面13均为回转面，其母线长度不小于10mm。

对应于缠绕机上安装的多组丝盘，丝材20需要以预定规律排布并向芯管40外周缠绕。为此，在从丝盘向芯管40的外周面延伸过程中，丝材20应当恰当分组。在前述具有不同形状近端导丝面13的导丝头10中，其小端部12还可以设有沿周向均匀分布的多个近端分丝销14，各个近端分丝销14可沿径向延伸。

参照图6所示，在一种优选实施方式中，近端分丝销14可以设置为沿相对径向倾斜的方向延伸，由此可以使得该各近端分丝销14分别与相应的丝材20垂直，以便以较小的延伸长度有效分丝。可选地，在连接近端分丝销14的位置，小端部12还可以形成有相对近端导丝面13沉降的退让台阶15，从而可以避免因焊接等因素导致的近端分丝销14根部不平整而干扰丝材20运行。

结合图2至图6所示，导丝头10可以为分体式部件，如可以由多个部分彼此连接而成，以能够从图2中所示的导丝头10中拆分出图4或图5所示的近端元件，前述近端导丝面13形成在该近端元件上。由此，通过使得近端导丝面13所在的部分可拆卸地连接至导丝头10的其他部分，可以在生产不同规格的复合管材时更换使用不同的近端元件，从而无需更换整个导丝头10，节约生产成本。在该优选实施方式中，近端元件以及其他可拆分的部分可以通过螺栓等紧固件实现可拆卸连接。

通过设置近端导丝面13，本实用新型的导丝头10可有效改善高速生产状态下的丝材缠绕质量。进一步地，导丝头10可以在大端部11的外周面形成用于与丝材20贴合的远端导丝面16。通过这种设置，导丝头10在两端位置处均为丝材20提供贴合支撑，可以有效保证丝材20的稳定运行。其中，大端部11也可以设有沿周向均布的多个远端分丝销17。

为了提高生产效率，缠绕机上通常可以具有较多的丝盘，在其中部分的丝盘释放的丝材20被用于缠绕至芯管40上时，其余丝盘备用。这些备用丝盘的丝头应当合理设置，以便当在用丝盘的丝材用尽时及时接续缠绕。为此，在本实用新型的一种优选实施方式中，导丝头10的近端导丝面13和远端导丝面16可以设置为相对于中间的主体部向外凸出，即当丝材20以张紧状态同时贴合远端导丝面16和近端导丝面13延伸时，导丝头10的外周面与该丝材20的最大法向间隙不小于10mm，以具有容纳备用丝的取丝空间18。此处所述最大法向间隙是指导丝头10外周面上各点垂直于对应位置处丝材20的法线长度。由此，备用丝材的丝头可以置于丝材12与导丝头10之间的取丝空间18内。当在用丝盘的丝材用尽时，可以就近牵引备用丝接续缠绕，避免衔接不及时导致的产品质量下降。

图7所示为根据本实用新型另一种优选实施方式的导丝装置的示意图，该导丝装置与前述实施方式中的导丝装置基本一致。为免赘述，此处仅对其区别之处进行说明。与前述分体式导丝头不同地，该优选实施方式的导丝装置具有呈单体式部件的导丝头10。

本实用新型提供的上述导丝头和导丝装置可用于缠绕机中，以便在高速生产状态下实施丝材缠绕。需要说明的是，根据设计结构的差异，缠绕机上的导丝装置及其导丝头可能呈现不同的结构形式。本实用新型的上述导丝头能够适应高速生产需求的关键在于在靠近芯管的位置提供贴合支撑丝材的近端导丝面。由此，本实用新型还提供一种缠绕机，该缠绕机具有主回转盘和导丝装置，所述主回转盘上安装有多个丝盘，所述导丝装置连接于主回转盘并能够随该主回转盘同步转动，由丝盘释放的丝材20经过该导丝装置变向延伸，以能够在张紧状态延伸至被缠绕的芯管40。其中，导丝装置的远离主回转盘的一端具有导丝头10，该导丝头10的自由端形成有用于与丝材20贴合的近端导丝面13，该导丝头10可以具有但不限于前述主体部渐缩的结构形式。

在此基础上，本实用新型还提供一种丝材增强复合管材生产线，包括芯管成型设备和上述缠绕机。由该缠绕机的丝盘释放的丝材20贴合近端导丝面13延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由芯管成型设备成型的芯管40外周。由此，该丝材增强复合管材生产线可以具有较高的运行速度，并通过近端导丝面13保障丝材稳定缠绕，便于提高复合管材的生产效率，保障良好的产品品质。

在复合管材生产中，缠绕的丝材20不可避免地会存在或多或少的波动，这导致其在芯管40外周的缠绕角发生变化。通过本实用新型提供的丝材增强复合管材生产线，通过使得丝材20稳定贴合近端导丝面13，从而保证其以设定范围的缠绕角缠绕在芯管40外周，该缠绕角可以为如45°-65°。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种导丝头，包括沿轴向渐缩延伸的主体部以及分别位于该主体部的轴向两端的大端部(11)和小端部(12)，其特征在于，所述小端部(12)的外周面上形成有用于与丝材(20)贴合的近端导丝面(13)。

2.根据权利要求1所述的导丝头，其特征在于，所述近端导丝面(13)为圆台面或环状弧形面，且该圆台面或环状弧形面的母线长度不小于10mm。

3.根据权利要求1所述的导丝头，其特征在于，所述小端部(12)设有沿周向均布的多个近端分丝销(14)，各个所述近端分丝销(14)沿径向延伸或相对径向倾斜延伸。

4.根据权利要求3所述的导丝头，其特征在于，所述小端部(12)形成有相对所述近端导丝面(13)沉降的退让台阶(15)，所述近端分丝销(14)布置于该退让台阶(15)上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的导丝头，其特征在于，所述大端部(11)的外周面上形成有用于与所述丝材(20)贴合的远端导丝面(16)，

其中，所述大端部(11)还设有沿周向均布的多个远端分丝销(17)，并且/或者，所述远端导丝面(16)和所述近端导丝面(13)设置为：当所述丝材(20)以张紧状态同时贴合该远端导丝面(16)和近端导丝面(13)延伸时，所述导丝头的外周面与该丝材(20)的最大法向间隙不小于10mm，以具有容纳备用丝的取丝空间(18)。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的导丝头，其特征在于，所述导丝头为单体式部件，或者，所述导丝头为分体式部件，所述近端导丝面(13)所在的部分可拆卸地连接至该导丝头的其他部分。

7.一种导丝装置，其特征在于，该导丝装置包括空心轴(30)和根据权利要求1至6中任意一项所述的导丝头，该导丝头连接于所述空心轴(30)的一端。

8.一种缠绕机，包括：

主回转盘，该主回转盘上安装有多个丝盘；

导丝装置，该导丝装置连接于所述主回转盘并能够随该主回转盘同步转动，由所述丝盘释放的丝材(20)经过该导丝装置变向延伸，以能够在张紧状态延伸至被缠绕的芯管(40)；

其特征在于，该导丝装置的远离所述主回转盘的一端具有导丝头(10)，该导丝头(10)的自由端形成有用于与所述丝材(20)贴合的近端导丝面(13)。

9.一种丝材增强复合管材生产线，其特征在于，包括芯管成型设备和根据权利要求8所述的缠绕机，由所述丝盘释放的所述丝材(20)贴合所述近端导丝面(13)延伸，并释放为以张紧状态缠绕至由所述芯管成型设备成型的所述芯管(40)外周。

10.根据权利要求9所述的丝材增强复合管材生产线，其特征在于，所述丝材(20)在所述芯管(40)外周的缠绕角为45°-65°。

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