CN101718375A - 用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其至少包括一带材单元，该带体单元包括一基部、一凸部，凸部与基部连接于一起，构成带材单元。通过该带材单元，可根据情况自由组合使用，便于加工各种管径的管道；且带材单元在焊接过程中，能够消除横向变形；由带材单元形成的管道，结构稳定，具有相当的强度，能够提供管材的质量及可靠性，因此该带材可广泛应用于各种管道的制作中。

Description

用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材

技术领域

本发明涉及一种塑钢螺旋波纹管，尤其涉及一种塑钢螺旋波纹管带材。

背景技术

塑料管道作为建筑和日常所用的一种管材，广泛应用于管道、电缆等的铺设施工中，在很多应用场所中，塑料管道需要加强其自身的强度，目前常常采用外凸筋状加强结构来提高管道承受外压的能力，并节省材料，这种管道称为螺旋波纹管。

螺旋波纹管的主要特点在于其外壁具有外凸状加强筋，这种外凸状加强筋结构包括具有适当的开口曲线形式的截面。筋状加强结构的材料包括塑料、塑钢复合以及多种材料的复合。其外凸状加强筋结构以螺旋状卷绕在管壁上，这也是螺旋波纹管名称的来源。螺旋波纹管的制作工艺是先将轧制成所需截面形状的金属带材弯曲预制成相应的螺旋盘绕状，然后与先挤出片材再螺旋缠绕而成的塑料芯管及先挤出片材再螺旋缠绕的外层包覆塑料层逐层缠绕、就热熔合成为整体结构的增强型螺旋波纹管。

目前所采用的螺旋波纹管均是采用先挤出片材，再热融合的上述制造方法，这样的螺旋波纹管往往具有一定的规格或型号，在施工中要进行剪裁，以适合不同的施工要求，如此，常常会造成管材的浪费。

因此，螺旋波纹管的带材是制作的关键，通常情况下，螺旋波纹管的带材是采用片材上设置一条或多条加强筋的结构形式，片材的两段可以通过热融合进行接合，加强筋就构成对管本身的强化和保护，然而这种结构，在加工制作中，加强筋中是需要设置刚带的，以增加加强筋的强化和保护效果，因此在形成螺旋波纹管的过程中，刚带虽然对加强筋有利，但是进行螺旋盘绕势必会带来难度，螺旋波纹管横向应力的加大，产生横向变形，对螺旋波纹管的制作带来一定困难，控制不好，甚至会对螺旋波纹管本身的强度带来不良影响。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种可采用一次挤出法生产的塑钢螺旋波纹管带材结构。该结构能够提高生产效率，并保证管材的可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，该带材能够有效地消除螺旋波纹管加工过程中的横向应力，提高加工效率，降低设备的投资，减少制作成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其至少包括一带材单元，该带才单元至少包括一基部、一凸部，基部为板状结构，其至少一侧设置有凸部，所述的凸部具有一内腔。

所述的凸部，其一侧与基部连接，另一侧呈开放式结构，且具有一搭接端，该搭接端在形成管道过程中能够与基部连接，这种结构便于在形成管道过程中消除横向变形。

所述的凸部，其设置于基部上，与基部之间形成一空心结构。

所述的基本部，其至少一侧设置有一个以上的凸部。

具体地说，带材单元包括分体相连的基板和外凸筋状加强结构，基板以所需管材中心线为轴线螺旋卷绕，并搭接在相邻带材的外凸筋状加强结构底部构成管材内壁，外凸筋状加强结构跨压于管材内壁之上，其弯曲卷绕时，较大的横向变形可因带材采用的开放形式得到消除。各相邻带材边缘以及外凸筋状加强结构的波谷与基板的搭接部位可通过挤出焊接压合、碾压就热熔合或粘接等方式形成连续的带有螺旋波纹形外凸筋状加强结构和实壁管状结构的螺旋波纹管材。

外凸筋状加强结构主要是指带有金属结构加强体的开口曲线形式的截面，包括呈弓状外凸带开口的连续金属加强体的结构形式、呈弓状外凸带开口两端具有接合翼片的非连续金属加强体的结构形式，或者是横截面呈半椭圆形、横截面近似半椭圆的结构形式、球形或半球形结构及类似的结构形式。

弓状外凸可以是开口梯形、矩形、方形、半圆、3/4圆、圆滑曲线形弓状。

上述的外凸筋加强结构，具有一个以上，根据带材单元的横向长度，通常设置为1-3个，特别的情况也可以设置到5个，即能完全消化带材单元在盘绕过程中产生的横向应力。

基板和外凸筋状加强结构的材料可以是塑料，也可以是带有金属加强体和/或加强层的多层复合材料。塑料可以是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯，以及其他适用的塑料材料。

金属加强体材料可以是钢带也可以是其它金属材料以及弹性模量和强度远大于塑料的复合挠性材料。

加强层的材料为弹性模量和强度超过带材本身的纤维编织层(如玻璃纤维、碳纤维及其他各向异性的高分子材料)、塑料或金属丝、带、网以及其他适用的材料。

加强层可与带材一次挤出也可外贴缠绕。其特征是基板和外凸筋状加强结构为分体相连的开放结构，金属加强体外均匀包覆塑料，整体一次性挤出为带材，带材经螺旋缠绕、可挤出焊接压合、碾压就热熔合或粘接成管材。因此其工艺方法更加灵活，生产效率更高，设备投资更少，并能有效地保证和提高管材的短期和长期质量及可靠性。

当管材需要较好的纵向挠性以克服埋地后的不均匀沉降时，带材两端与相邻带材的缠绕搭接部位还可采用带有一定挠性的对接自锁插槽与对接自锁插条配合，既可保证接缝的密封和强度，又避免管道纵向挠性不足造成的失效。在这种情况下，外凸筋状加强结构的波谷与基板的搭接部位可以不焊接或粘合。带材的生产工艺可采用先挤出，经冷却定型后再缠绕成管。

当管材的管径较小、所用的金属加强体较薄，或采用了在金属带材上冲孔、开口等处理措施使弯曲缠绕时的扭曲变形不足以造成金属加强体与塑料的结合部位冲突时，带材的基板和外凸筋状加强结构也可采用一体化的闭合结构形式。

本发明的优点在于：

1、通过带材单元，可根据情况自由组合使用，便于加工各种管径的管道；

2、带材单元，通过凸部和基部的结合，便于在形成管道过程中消除横向变形；

3、由带材单元形成的管道，结构稳定，具有相当的强度，能够提供管材的质量及可靠性；

4、降低螺旋波纹管的制作成本。

附图说明

图1本发明塑钢缠绕管带材实施例1带材截面图，

图2为本发明塑钢缠绕管带材实施例1缠绕搭接示意图，

图3为本发明塑钢缠绕管带材实施例1管材示意图，

图4为本发明塑钢缠绕管带材实施例2带材截面图，

图5为本发明塑钢缠绕管带材实施例3带材截面图，

图6为本发明塑钢缠绕管带材实施例3缠绕搭接***图，

图7为本发明塑钢缠绕管带材实施例4带材截面图，

图8为本发明塑钢缠绕管带材实施例5带材截面图，

图9为本发明塑钢缠绕管带材实施例6带材截面图，

图10为本发明塑钢缠绕管带材实施例7带材截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施做详细说明。

附图1到附图3是本发明塑钢缠绕管带材的实施例1。

带材本体1包括基板10和外凸筋状加强结构20。基板10材料为塑料，外凸筋状加强结构20为呈弓状外凸带开口的连续金属加强体的结构形式，具体地说就是，外凸筋状加强结构20从基板10上延伸出来，向基板10的一侧突出弯折，形成一个凸腔30，外凸筋状加强结构20内设有金属加强体40，在外凸筋状加强结构20的外侧，则具有接合部50，以使带材本体1能够互相接合；外凸筋状加强结构20与基板10的连接处具有承接部60，承接部60的高度略低于基板10的高度，且承接部60的高度与接合部50一致，便于带材进行组接。金属加强体40为金属材料，其外均匀包覆塑料。图2和图3所示，带材本体1进行拼接的时候，接合部50搭接于相邻带材本体基板10内侧的下部，承接部60则承托相邻带材本体的基板10的外侧下部，使外凸筋状加强结构20构成一个封闭的凸腔30。

在本实施例中，塑料材料为聚乙烯，金属材料为钢带。基板1和外凸筋状加强结构20在制作时分体相连，一次挤出。这样带材沿长度方向可无限延伸，连续缠绕。基板以所需管材中心线为轴线螺旋卷绕，并搭接在相邻带材的外凸筋状加强结构20的承接部60处构成管材内壁，外凸筋状加强结构20跨压于管材内壁之上成为螺旋波纹管材。基板10和外凸筋状加强结构20分体相连，外凸筋状加强结构弯曲卷绕时，较大的横向变形可因带材采用的开放形式得到消除。

这种消除横向变形的方式适用于两种情况。一种情况是带材挤出后，经冷却定型，卷绕在卷筒上，再运到管材施工现场卷绕成管，相邻带材之间的搭接部位可通过挤出焊条料进行焊接熔合。在将带材卷绕在卷筒上，以及运输和开卷过程中带材外凸筋状加强结构的横向可作一定量的弹性伸张，因此不会造成带材的严重变形，影响带材缠绕。另一种情况是带材挤出后，不需要冷却定型，直接通过碾压定型，并弯曲及螺旋卷绕成管。相邻带材之间的搭接部位就热无缝融合，不需要挤出焊接。在带材弯曲及螺旋卷绕成管时，外凸筋状加强结构的横向变形可因带材采用的开放形式得到消除。因此其工艺方法更加灵活，生产效率更高，设备投资更少，并能有效地保证和提高管材的短期和长期质量及可靠性。

附图4是本发明塑钢缠绕管带材的实施例2。其基板11部分带有与带材一次挤出的加强层71，在本实施例中，加强层71的材料为复合编织带，其作用之一是在带材就热卷绕熔合的过程中可起到承托基板挤出材料的作用，其作用之二是加强基板强度和防破损性能，并节省基板挤出材料。在该实施方式中，其余的结构，外凸筋状加强结构21、凸腔31、钢带41及接合部51、承接部61的结构均与图1所示方式相同，不再赘述。

附图5到附图6是本发明塑钢缠绕管带材的实施例3。基板12的一端延伸出外凸筋状加强结构22，外凸筋状加强结构22内设置有钢带42，并进行弓形弯折，形成两个凸腔32(即波谷)，在基板12与凸腔对于的一侧，承接部62的下方具有中间带有开口的挠性对接自锁插条122，同时，外凸筋状加强结构22外端的接合部52设置有挠性对接自锁插条槽521，该挠性对接自锁插条槽521在带材搭接时嵌合所述挠性对接自锁插条122；基板12在设置搭接部的一侧还设置有多个外凸斜面121，这些外凸斜面121的倾斜方向呈交错分别，以使基板的一端采用外凸斜面与相邻带材的内凹斜面榫合，并采用圆柱状挤出焊接料72熔接，使带材之间搭接牢固，在承受外压或冲击时，还可通过弹性变形来消除局部应力集中造成的焊缝开裂或渗漏。

在基板12与外凸筋状加强结构22的分体相连部分，采用中间带有开口的挠性对接自锁插条122与相邻带材的挠性对接自锁插条槽521配合，及圆柱状挤出焊接料72熔接。圆柱状挤出焊接料由对接自锁插条槽521承接。挠性对接自锁插条槽521的内宽大于圆柱状挤出焊接料72的外径。挠性对接自锁插条与挠性对接自锁插条槽之间相互配合的侧面留有适当的间隙，并可自锁扣紧。这样的结构锁紧牢固、焊接接触面积大，并可封挡被挤散的焊接料，从而增加搭接面的密封性。挠性对接自锁插条与挠性对接自锁插条槽之间的配合间隙，可在缠绕过程中消除带材搭接时的错位，因此定位准确。外凸筋状加强结构22的波谷与基板12的搭接部位可以不焊接，使弓状外凸筋状加强结构更具挠性。挠性对接自锁插条与挠性对接自锁插条槽既可保证带材接缝的密封和强度，又可避免带材接缝纵向挠性不足造成的失效。基板上还采用了与弓状开口内表面的截面形状相适应，并沿带材长度方向延伸的短斜加强筋，不仅增强基板的强度，还可在缠绕过程中进一步消除带材搭接时的错位造成的相互干涉。这种带材结构缠绕而成的管材具有一定的纵向挠性，可以较好地克服埋地后的不均匀沉降造成的管材纵向变形。在本实施例中，由于带材的截面形状比较复杂，定型精度要求较高，带材的生产工艺可采用先挤出，经冷却定型后再缠绕成管。

附图7到附图10是本发明塑钢缠绕管带材的另外几个实施例。

这几种实施例结构类似，因此在标识上采用尾部变化的形式进行相同部件的标识，以区别不同的实施例，例如图7所示的基板标识为13，图8的基板标识为14，图9的基板标识为15，图10的基板标识为16。这几种方式中，都在金属带材上采用了冲孔、开口等处理措施使弯曲及螺旋缠绕时的扭曲变形不足以造成金属加强体43、44、45、46与塑料的结合部位冲突。冲孔与开口的作用是使金属带材两边的塑料通过冲孔或开口相连，从而加强挤出塑料与金属带材之间的结合，并对金属带材弯曲及螺旋缠绕时引起变形较为严重的部位进行分散削弱。在管材切断时还可通过金属带材上的冲孔或开口来减少金属的锯切，保证管材切口的平整。冲孔与开口的适当运用，还可使基板和外凸筋状加强结构采用一体化的闭合结构形式。这种外凸筋状加强结构为带有金属结构加强体的开口曲线形式的截面，如呈弓状外凸带开口的连续金属加强体的结构形式，以及呈弓状外凸带开口两端具有接合翼片的非连续金属加强体的结构形式。加强体也可采用弹性模量和强度远大于塑料，并更适合这种带材结构缠绕成形的复合挠性材料。

图7所示，基板13和外凸筋状加强结构23采用一体化的闭合结构形式，钢带43贯通于两个外凸筋状加强结构23的波谷中，形成两个凸腔33，凸腔33的横截面为三角形，基板13的一侧则设置接合部53以便于带材的搭结。

图8所示结构形式与图7所示基本是一样的，区别之处在于钢带44并不是连贯的，而是中间断开的结构，因此，钢带44只包覆凸腔44，凸腔43的横截面与图7一样为三角形。

图9所示，其结构方式与图8所示一样，区别之处在于凸腔45横截面形成大半个的圆形的结构形式；图10的结构方式也与图8一样，区别之处在于凸腔46的横截面为具有弧形顶的多边形。

Claims (10)

1.一种用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于该复合带材至少包括一带材单元，该带材单元包括一基部、一凸部，凸部与基部连接于一起，构成带材单元。

2.如权利要求1所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于所述的凸部，其一侧与基部连接，另一侧呈开放式结构，且具有一搭接端，该搭接端在形成管道过程中能够与基部连接。

3.如权利要求1所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于所述的凸部，其设置于基部上，与基部之间形成一空心结构。

4.如权利要求2所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于带材单元包括分体相连的基板和外凸筋状加强结构，所述凸部为外凸筋状加强结构，所述基部为基板，基板在制作时以所需管材中心线为轴线螺旋卷绕，并搭接在相邻带材的外凸筋状加强结构底部构成管材内壁，外凸筋状加强结构跨压于管材内壁之上。

5.如权利要求4所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于所述外凸筋状加强结构是指带有金属结构加强体的横截面具有开口的曲线结构形式，其包括呈弓状外凸带开口的连续金属加强体的结构形式、呈弓状外凸带开口两端具有接合翼片的非连续金属加强体的结构形式，或者是横截面呈半椭圆形的结构形式、横截面近似半椭圆的结构形式、球形或半球形结构。

6.如权利要求5所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于弓状外凸可以是开口梯形、矩形、方形、半圆、3/4圆、圆滑曲线形弓状的任意一种。

7.如权利要求5所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于上述的外凸筋加强结构，设置有1-5个。

8.如权利要求7所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于所述基板和外凸筋状加强结构的材料是塑料，或者是带有金属加强体和/或加强层的多层复合材料，加强层的多层复合材料为弹性模量和强度超过带材本身的纤维编织层、塑料或金属丝、带、网以及其他适用的材料的任意一种。

9.如权利要求8所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于加强层可与带材一次挤出，也可外贴缠绕。

10.如权利要求1所述的用于螺旋波纹形塑钢缠绕管的钢带增强复合带材，其特征在于基部两端或基部的任意一端设置有用于与相邻带材单元的缠绕搭接的对接自锁插槽或对接自锁插条，与之对应的带材单元则具有对接自锁插条配合或对接自锁插槽，二者配合。

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