CN212860540U - 多层缠绕增强管道及其制备设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种多层缠绕增强管道及其制备设备，所述多层缠绕增强管道包括：作为内壁的第一缠绕层、通过方管缠绕在所述内壁的方管缠绕层及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层；所述第一缠绕层形成一整体，所述方管缠绕层形成一整体，所述纤维缠绕层形成一整体；所述第一缠绕层、方管缠绕层及纤维缠绕层共同形成一整体结构。本实用新型提出的多层缠绕增强管道及其制备设备，可消除普通缠绕增强管存在的弹簧效应，提高管道的环刚度、环柔度及抗冲击性，提高管道使用寿命。

Description

多层缠绕增强管道及其制备设备

技术领域

本实用新型属于排水管道技术领域，涉及一种缠绕管道，尤其涉及一种多层缠绕增强管道及其制备设备。

背景技术

缠绕管是一种以高密度聚乙烯(HDPE)为原料，经缠绕焊接成型的一种管材，由于其独特的成型工艺，可以生产直径达3米的管材，这是其他生产工艺难以完成的。高密度聚乙烯(HDPE)由于其本身优异的融焊接性能不但保证了产品成型工艺和产品质量，而且也为施工连接提供了多种可靠方式，如电热熔焊接，热收缩连接等等，同时这也是渗漏情况很少出现的一个重要原因，也正是因为这个原因，这种管材才具有其它管材不具备的独特的环保功能，这对当前人们关注的污染防治提供了非常有效的方法。传统缠绕管在各项性能都比较优异，但会产生“弹簧”效应。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的缠绕管，以便克服现有缠绕管存在的上述至少部分缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种多层缠绕增强管道及其制备设备，可消除普通缠绕增强管存在的弹簧效应，提高管道的环刚度、环柔度及抗冲击性，提高管道使用寿命。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

一种多层缠绕增强管道，所述多层缠绕增强管道包括：作为内壁的第一缠绕层、通过方管缠绕在所述内壁的方管缠绕层及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层；

所述第一缠绕层形成管道内壁，所述方管缠绕层形成管道中壁，所述纤维缠绕层形成管道外壁；所述第一缠绕层、方管缠绕层及纤维缠绕层共同形成一整体结构。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一缠绕层、方管缠绕层及纤维缠绕层的厚度比为1：5～30：0.5～3。

作为本实用新型的一种实施方式，所述方管缠绕层包括若干圈方管缠绕单元，相邻方管缠绕单元之间通过胶体连接。

作为本实用新型的一种实施方式，所述方管缠绕层为聚丙烯缠绕层，方管缠绕层采用聚丙烯材质；或者，所述方管缠绕层为高密度聚乙烯缠绕层，方管缠绕层采用高密度聚乙烯材质。

作为本实用新型的一种实施方式，所述第一缠绕层为聚丙烯缠绕层，方管缠绕层采用聚丙烯材质；或者，所述第一缠绕层为高密度聚乙烯缠绕层，方管缠绕层采用高密度聚乙烯材质。

作为本实用新型的一种实施方式，所述多层缠绕增强管道还包括设置于所述管道外壁外的第四缠绕层，所述第四缠绕层形成管道保护层。

一种多层缠绕增强管道，所述多层缠绕增强管道包括：通过方管缠绕在所述内壁的方管缠绕层及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层；

所述方管缠绕层形成管道主体，所述纤维缠绕层形成管道外壁；所述方管缠绕层及纤维缠绕层融合为一体。

一种多层缠绕增强管道的制备设备，所述制备设备包括：第一加热塑化装置、第二加热塑化装置、成型装置、涂胶装置；

所述第一加热塑化装置包括第一下料机构、第一管道、第一加热塑化机构、第一成型机构、第一冷却机构、第一挤出机构；所述第一下料机构设置于所述第一管道的第一端，第一原料能通过第一下料机构进入所述第一管道；所述第一管道设有第一加热塑化区域、第一成型区域、第一冷却区域；所述第一管道的第一加热塑化区域设置所述第一加热塑化机构，能将进入第一管道的第一原料加热塑化；所述第一管道的第一成型区域设有第一成型机构，能将从所述第一加热塑化机构加热塑化后的材料成型为方管；所述第一管道的第一冷却区域设有第一冷却机构，能将成型的方管冷却；所述第一管道的第二端设置所述第一挤出机构，经过冷却的方管能从所述第一挤出机构挤出；

所述第二加热塑化装置包括第二下料机构、第二容器、第二加热塑化机构、第二挤出机构；所述第二下料机构连接所述第二容器，第二原料能通过第二下料机构进入所述第二容器；所述第二容器设有第二加热塑化区域；所述第二容器的第二加热塑化区域设置所述第二加热塑化机构，能将进入第二容器的第二原料加热塑化为第二材料；所述第二容器连接所述第二挤出机构，经过塑化的第二材料通过第二挤出机构挤出至设定位置；

所述成型装置包括缠绕驱动装置、缠绕辊、压料机构；所述缠绕驱动装置连接所述缠绕辊，能驱动缠绕辊旋转；所述压料机构靠近所述缠绕辊的第一端设置，能将方管及布设于所述方管外侧的第二材料限制在设定的区域；所述第一挤出机构靠近所述缠绕辊的第一端设置，从第一挤出机构挤出的方管能在所述缠绕辊上缠绕，形成缠绕管的主要部分；所述第二挤出机构靠近所述缠绕辊的第一端设置；从第二挤出机构挤出的第二材料能挤出于所述方管缠绕形成的缠绕管主要部分外，形成缠绕管的外壁；

所述涂胶装置包括融胶机构、胶体挤出机构、涂胶头；所述融胶机构连接所胶体挤出机构，所述胶体挤出机构的一端设置涂胶头；所述涂胶头靠近所述缠绕辊的第一端设置，能在方管缠绕于缠绕辊时在相邻两个方管之间涂覆胶体，使得方管形成的缠绕管紧密连接，形成为一体。

作为本实用新型的一种实施方式，所述制备设备还包括第三加热塑化装置；所述第三加热塑化装置包括第三下料机构、第三管道、第三加热塑化机构、第三挤出机构；

所述第三下料机构设置于所述第三管道的第一端，第三原料能通过第三下料机构进入所述第三管道；

所述第三管道设有第三加热塑化区域；所述第三管道的第三加热塑化区域设置所述第三加热塑化机构，能将进入第三管道的第三原料加热塑化，经过加热塑化的第三材料能从所述第三挤出机构挤出。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的多层缠绕增强管道及其制备设备，可消除普通缠绕增强管存在的弹簧效应，提高管道的环刚度、环柔度及抗冲击性，提高管道使用寿命。

在本实用新型的一种使用场景下，多层缠绕纤维增强(MPP)工程专用管，是以晶须纤维改性聚丙烯(PP)为主要原料，采用高温高压缠绕成型工艺制成的结构壁管材，管材具有可扭曲、可压缩、可拉伸但不易压扁的特点。这一点对于基本无内压，外压比较大的市政排水管材来讲非常重要，因为这种结构为管材提供了非常优异的抗外压能力。焊接方式的焊条与方管的两壁形成了一个“工”字钢型加强结构，这个结构又被内外上层壁所束缚，其位置相对稳定，管材在受外压作用时结构稳定，使得管材耐外负荷能力大幅提高，螺旋中空结构壁使管材耐外耐外压能力提高的同时重量降低。由于其独特的成型工艺，理论生产口径达3000mm的大口径管材，这种管材具有柔韧性好、寿命长、重量轻、防腐、耐磨、抗低温冲击性能好等优点，是市政排水、排污的优质管材。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中多层缠绕增强管道的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中多层缠绕增强管道的制备设备的结构示意图。

图3为本实用新型一实施例中第三加热塑化装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本实用新型揭示了一种多层缠绕增强管道，请参阅图1，所述多层缠绕增强管道包括：作为内壁的第一缠绕层10(也可以不设置第一缠绕层)、通过方管缠绕在所述内壁的方管缠绕层20及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层30；所述第一缠绕层10、方管缠绕层20、纤维缠绕层30融合为一体，形成一整体结构。在一实施例中，所述第一缠绕层10、方管缠绕层20及纤维缠绕层30的厚度比为1：5～30：0.5～3。

在本实用新型的一实施例中，所述第一缠绕层10、方管缠绕层20及纤维缠绕层30一体化设计。在本实用新型的一实施例中，所述方管缠绕层20包括若干圈方管缠绕单元，相邻方管缠绕单元之间通过胶体连接。

在一实施例中，所述方管缠绕层20为聚丙烯缠绕层，方管缠绕层20采用聚丙烯材质；或者，所述方管缠绕层20为高密度聚乙烯缠绕层，方管缠绕层20采用高密度聚乙烯材质。所述第一缠绕层10为聚丙烯缠绕层(采用聚丙烯材质)，或者第一缠绕层10为高密度聚乙烯缠绕层(采用高密度聚乙烯材质)。

在本实用新型的一实施例中，所述多层缠绕增强管道还包括设置于所述管道外壁外的第四缠绕层，所述第四缠绕层形成管道保护层。

本实用新型多层缠绕增强管道的产品特点：

1、抗化学腐蚀：对非强氧化性酸、碱和有机溶剂介质有很好的耐腐蚀性，无细菌、藻类滋生，不生锈、不结垢。

2、使用寿命长：材料老化寿命在112年以上，管材设计寿命50年。

3、抗冲击能力强：冰点以下仍然具有很好的冲击性能，不会因为水结冰而冻破，优于U-PVC管。

4、重量轻：密度不足1，比水轻，仅为同等规格砼管的1/8，装卸、运输、安装方便。

5、水阻系数低：缠绕管水阻系数n＝0.0078-0.009，设计一般取0.01，而砼管水阻系数n＝0.013-0.014，即同口径管材相比可增加30％-40％的流量。

6、连接方便：专利产品HDPE承插式双壁缠绕管，单向承插连接，安装便捷，高效密封(可顺利通过CCTV检测)。

7、环保产品：树脂全碳氢化物，不污染环境，且产品100％可回收。

8、管壁平整：平整的外壁便于施工回填，夯实，更好地体现塑料埋地排水管的管土共同作用。

9、综合成本低：水阻小、流量大，可降低尺寸使用口径小的管材，同时开挖量也随之降低，无需水泥基础，砂石垫层即可，工程费用低；长达50年的使用寿命，日常维护费用低，综合造价可与砼管相当。

10、耐腐蚀性好：耐腐蚀性能远优于砼管、U-PVC管。

本实用新型揭示了一种多层缠绕增强管道的制备设备，图2为本实用新型一实施例中多层缠绕增强管道的制备设备的结构示意图；请参阅图2，所述制备设备包括：第一加热塑化装置1、第二加热塑化装置2、成型装置3、涂胶装置4。

所述第一加热塑化装置1包括第一下料机构11、第一管道12、第一加热塑化机构13、第一成型机构14、第一冷却机构15、第一挤出机构16；所述第一下料机构11设置于所述第一管道12的第一端，第一原料能通过第一下料机构11进入所述第一管道12；所述第一管道12设有第一加热塑化区域121、第一成型区域122、第一冷却区域123；所述第一管道12的第一加热塑化区域121设置所述第一加热塑化机构13，能将进入第一管道12的第一原料加热塑化；所述第一管道12的第一成型区域122设有第一成型机构14，能将从所述第一加热塑化机构13加热塑化后的材料成型为方管8；所述第一管道12的第一冷却区域123设有第一冷却机构15，能将成型的方管8冷却；所述第一管道12的第二端设置所述第一挤出机构16，经过冷却的方管8能从所述第一挤出机构16挤出。

所述第二加热塑化装置2包括第二下料机构21、第二容器22、第二加热塑化机构23、第二挤出机构24；所述第二下料机构21连接所述第二容器22，第二原料能通过第二下料机构21进入所述第二容器22；所述第二容器22设有第二加热塑化区域221；所述第二容器22的第二加热塑化区域221设置所述第二加热塑化机构23，能将进入第二容器22的第二原料加热塑化为第二材料；所述第二容器22连接所述第二挤出机构24，经过塑化的第二材料(由第二原料加热塑化得到)通过第二挤出机构24挤出至设定位置。在一实施例中，所述第二挤出机构24的出口端为喇叭口，喇叭口的宽度对应所述方管宽度的1～1.5倍；使得第二挤出机构24挤出的第二材料的宽度为1～1.5倍的方管宽度，第二材料可以覆盖在方管缠绕而成的厚壁的外侧，全部覆盖住方管缠绕形成的缠绕管的主要部分，覆盖方管及方管粘结缝，并能与方管形成的缠绕管的主要部分融合为一体。

所述成型装置3包括缠绕驱动装置31、缠绕辊32、压料机构33；所述缠绕驱动装置31连接所述缠绕辊32，能驱动缠绕辊32旋转；所述压料机构33靠近所述缠绕辊32的第一端设置，能将方管8及布设于所述方管8外侧的第二材料限制在设定的区域；所述第一挤出机构16靠近所述缠绕辊32的第一端设置，从第一挤出机构16挤出的方管8能在所述缠绕辊32上缠绕，形成缠绕管的主要部分；所述第二挤出机构24靠近所述缠绕辊32的第一端设置；从第二挤出机构24挤出的第二材料能挤出于所述方管8缠绕形成的缠绕管主要部分外，形成缠绕管的外壁。

所述涂胶装置4包括融胶机构41、胶体挤出机构42、涂胶头43；所述融胶机构41连接所胶体挤出机构42，所述胶体挤出机构42的一端设置涂胶头43；所述涂胶头43靠近所述缠绕辊32的第一端设置，能在方管8缠绕于缠绕辊32时在相邻两个方管之间涂覆胶体，使得方管形成的缠绕管紧密连接，形成为一体。

图3为本实用新型一实施例中第三加热塑化装置的结构示意图；请参阅图3，在本实用新型的一实施例中，所述制备设备还包括第三加热塑化装置5；所述第三加热塑化装置5包括第三下料机构51、第三管道52、第三加热塑化机构53、第三挤出机构54。第三加热塑化装置5可以用来制备缠绕管的内壁，方管缠绕在内壁上。制备时，可以先利用第三加热塑化装置5制备内壁，而后将方管缠绕于形成的内壁上，而后利用第二加热塑化装置2形成覆盖于方管外的第二材料；整个过程可以同时进行。第三加热塑化装置5可以设置于第一加热塑化装置的右侧。

所述第三下料机构51设置于所述第三管道52的第一端，第三原料能通过第三下料机构51进入所述第三管道52。所述第三管道52设有第三加热塑化区域521；所述第三管道52的第三加热塑化区域521设置所述第三加热塑化机构53，能将进入第三管道52的第三原料加热塑化，经过加热塑化的第三材料能从所述第三挤出机构54挤出。

在本实用新型的一实施例中，所述第二材料为纤维，所述第一原料为聚丙烯PP或高密度聚乙烯HDPE(当然也可以是其他材料)。第三原料可以为聚丙烯PP或高密度聚乙烯HDPE(当然也可以是其他材料)。

如图2所示，在本实用新型的一实施例中，所述压料机构33包括第一滚筒331，所述第一滚筒331设有第一旋转轴；在缠绕辊32旋转的过程中，缠绕于所述缠绕辊32的方管8及缠绕管外壁能带动所述第一滚筒331基于所述第一旋转轴旋转，同时使得缠绕管被限制于设定的区域，使得其形状满足设定规范。

此外，所述压料机构33还包括第二滚筒332，所述第二滚筒332设有第二旋转轴；所述第二滚筒332设置于第一滚筒331旁边，相比第一滚筒331，第二滚筒332更靠近所述涂胶装置4的涂胶区域。

在本实用新型的一实施例中，所述制备设备还包括切割装置，所述切割装置用以切割制备完成的缠绕管。

在本实用新型的一种使用场景下，所述制备设备的制备方法包括：

步骤S1、利用第一加热塑化装置制得方管；

步骤S2、利用成型装置将方管紧密缠绕于缠绕辊；

步骤S3、在方管缠绕时，利用涂胶装置在缠绕于缠绕辊的两个方管之间涂胶，并通过第一滚筒挤压成型，使得方管缠绕而成的厚壁成为缠绕管的主要部分；

步骤S4、利用第二加热塑化装置挤出第二材料，覆盖在方管缠绕而成的厚壁外侧，并通过第二滚筒挤压成型，使得挤出的第二材料与方管融合为一体；

步骤S5、对制得的管体进行切割，得到所需的多层缠绕增强管道。

在配合有第三加热塑化装置时，所述制备方法在步骤S1前还包括步骤S0、利用第三加热塑化装置挤出第三材料，并将第三材料铺设于缠绕辊。

综上所述，本实用新型提出的多层缠绕增强管道及其制备设备，可消除普通缠绕增强管存在的弹簧效应，提高管道的环刚度、环柔度及抗冲击性，提高管道使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (7)

1.一种多层缠绕增强管道，其特征在于，所述多层缠绕增强管道包括：作为内壁的第一缠绕层、通过方管缠绕在所述内壁形成的方管缠绕层及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层；

所述第一缠绕层形成管道内壁，所述方管缠绕层形成管道中壁，所述纤维缠绕层形成管道外壁；所述第一缠绕层、方管缠绕层及纤维缠绕层共同形成一整体结构。

2.根据权利要求1所述的多层缠绕增强管道，其特征在于：

所述第一缠绕层、方管缠绕层及纤维缠绕层的厚度比为1：5～30：0.5～3。

3.根据权利要求1所述的多层缠绕增强管道，其特征在于：

所述方管缠绕层为聚丙烯缠绕层，方管缠绕层采用聚丙烯材质；

或者，所述方管缠绕层为高密度聚乙烯缠绕层，方管缠绕层采用高密度聚乙烯材质。

4.根据权利要求1所述的多层缠绕增强管道，其特征在于：

所述多层缠绕增强管道还包括设置于所述管道外壁外的第四缠绕层，所述第四缠绕层形成管道保护层。

5.一种多层缠绕增强管道，其特征在于，所述多层缠绕增强管道包括：通过方管缠绕在内壁的方管缠绕层及覆盖在所述方管缠绕层外的纤维缠绕层；

所述方管缠绕层形成管道主体，所述纤维缠绕层形成管道外壁；所述方管缠绕层及纤维缠绕层融合为一体。

6.一种多层缠绕增强管道的制备设备，其特征在于，所述制备设备包括：第一加热塑化装置、第二加热塑化装置、成型装置、涂胶装置；

所述第一加热塑化装置包括第一下料机构、第一管道、第一加热塑化机构、第一成型机构、第一冷却机构、第一挤出机构；所述第一下料机构设置于所述第一管道的第一端，第一原料能通过第一下料机构进入所述第一管道；所述第一管道设有第一加热塑化区域、第一成型区域、第一冷却区域；所述第一管道的第一加热塑化区域设置所述第一加热塑化机构，能将进入第一管道的第一原料加热塑化；所述第一管道的第一成型区域设有第一成型机构，能将从所述第一加热塑化机构加热塑化后的材料成型为方管；所述第一管道的第一冷却区域设有第一冷却机构，能将成型的方管冷却；所述第一管道的第二端设置所述第一挤出机构，经过冷却的方管能从所述第一挤出机构挤出；

所述第二加热塑化装置包括第二下料机构、第二容器、第二加热塑化机构、第二挤出机构；所述第二下料机构连接所述第二容器，第二原料能通过第二下料机构进入所述第二容器；所述第二容器设有第二加热塑化区域；所述第二容器的第二加热塑化区域设置所述第二加热塑化机构，能将进入第二容器的第二原料加热塑化为第二材料；所述第二容器连接所述第二挤出机构，经过塑化的第二材料通过第二挤出机构挤出至设定位置；

所述成型装置包括缠绕驱动装置、缠绕辊、压料机构；所述缠绕驱动装置连接所述缠绕辊，能驱动缠绕辊旋转；所述压料机构靠近所述缠绕辊的第一端设置，能将方管及布设于所述方管外侧的第二材料限制在设定的区域；所述第一挤出机构靠近所述缠绕辊的第一端设置，从第一挤出机构挤出的方管能在所述缠绕辊上缠绕，形成缠绕管的主要部分；所述第二挤出机构靠近所述缠绕辊的第一端设置；从第二挤出机构挤出的第二材料能挤出于所述方管缠绕形成的缠绕管主要部分外，形成缠绕管的外壁；

所述涂胶装置包括融胶机构、胶体挤出机构、涂胶头；所述融胶机构连接所胶体挤出机构，所述胶体挤出机构的一端设置涂胶头；所述涂胶头靠近所述缠绕辊的第一端设置，能在方管缠绕于缠绕辊时在相邻两个方管之间涂覆胶体，使得方管形成的缠绕管紧密连接，形成为一体。

7.根据权利要求6所述的多层缠绕增强管道的制备设备，其特征在于：

所述制备设备还包括第三加热塑化装置；所述第三加热塑化装置包括第三下料机构、第三管道、第三加热塑化机构、第三挤出机构；

所述第三下料机构设置于所述第三管道的第一端，第三原料能通过第三下料机构进入所述第三管道；

所述第三管道设有第三加热塑化区域；所述第三管道的第三加热塑化区域设置所述第三加热塑化机构，能将进入第三管道的第三原料加热塑化，经过加热塑化的第三材料能从所述第三挤出机构挤出。

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