CN104455790B - 玻璃钢pe复合管及连续缠绕生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃钢PE复合管及连续缠绕生产工艺，为了解决现有的复合玻璃钢管无法直接用于饮给水工程以及管道接口的制造工艺问题，包括玻璃钢层，其特征是在玻璃钢层内壁设有内增强层，内增强层内壁设有PE层；玻璃钢层外表面从内向外依次设有外加强层、外保护层；PE层从管道体内表沿管道体两端向外翻转，并与外保护层贴合一段翻边长度。通过缠绕、固化、切割、封口等工艺完成。把玻璃钢管的机械强度特性和PE卫生环保特性有效地结合在一起，获得压力、刚度、卫生指标多重技术效果，管道成型过程连续不间断，效率高，制造成本较低，工艺过程稳定，环境卫生状况佳，产品规格覆盖范围大。

Description

玻璃钢PE复合管及连续缠绕生产工艺
技术领域
本发明涉及管道制造技术领域，尤其涉及一种玻璃钢PE复合管及连续缠绕生产工艺。
背景技术
现有的普通玻璃钢管虽设有内衬层、内缠绕层等多层结构，理论上可用于给水工程，但由于玻璃钢管中含有不饱和树脂和固化剂等毒性物质，实际使用中一般不用于给水。如专利公开号为CN103292055A提供的一种复合玻璃钢管，管壁为4层，由内向外依次设内衬层、增韧层、增强层和防护层，各层厚度、材料均有设计。对于缠绕性管体制作，公开技术中也有不少，如专利公开号为CN103343845A，公开的一种连续缠绕玻璃钢管，包括内衬层、结构层和外保护层，结构层由多层长纤层和短纤层上下间隔交错组合而成；长纤层是由长切玻璃纤维和树脂构成的，短纤层是由短切玻璃纤维、石英砂和树脂构成的。该方案以树脂为基体、玻璃纤维为增强材料、石英砂为填料，采用连续缠绕工艺制成。另外，管道之间的连接均无法解决管体本体材料与所输送介质的接触性，如专利公开号为CN101338844A，一种连接玻璃钢管道的方法，将玻璃钢管子承接头与整根玻璃钢管一次性制作出来，管子插接头也与整根玻璃钢管一次性制作出来，加装密封环设在锥形内螺纹根部，将外侧带有锥形外螺纹的管子插接头旋拧入带有锥形内螺纹的玻璃钢管另一端；及专利公开号为CN102410422A，设计的玻璃钢管法兰结构，法兰连接有护管，护管套装在管体的外侧，只是设置护管对管体进行保护。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的复合玻璃钢管无法直接用于饮给水工程以及管道接口的制造工艺问题，提供一种结构设计合理，具有机械强度特征和PE卫生环保特点的玻璃钢PE复合管及连续缠绕生产工艺。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种玻璃钢PE复合管，其管道体包括玻璃钢层，其特征是在所述的玻璃钢层内壁设有内增强层，内增强层内壁设有PE层；玻璃钢层外表面从内向外依次设有外加强层、外保护层；所述的PE层从管道体内表沿管道体两端向外翻转，并与外保护层贴合一段翻边长度。
玻璃钢即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体，因质轻而硬，不导电，机械强度高，耐腐蚀而广泛应用，可代替钢材作为部分产品的制造材料。但玻璃钢虽硬但易碎，弹性模量低，比钢小10倍，使产品结构刚性不足，容易变形；长期耐温性差，虽有耐高温树脂，工作温度在200～300℃是可能的，但如通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降；剪切强度低，因层间剪切强度是靠树脂来承担的；另外还具有不饱和树脂和固化剂等有害物质。本技术方案针对玻璃钢的这些优缺点，将玻璃钢作为管道体的基本骨架，在管道体内、外设置加强层进行辅助支撑，且在内层设置PE层，使过水所有面积在卫生指标上符合PE给水管道的国家标准，并通过端头外翻完全包覆工艺，来保证管道体在连接施工中，任何可能与水源接触部位均避免外露，从而获得一种输水管道全新产品。
作为优选，所述的PE层外翻与外保护层贴合的长度与两支管道体连接时所需要的套筒长度相适配。本案设计管道体之间连接采用外加套筒方式作为一例，套筒与两管道体外翻PE层完全融合。
作为优选，所述的PE层与套筒配合的长度段部位设有橡胶圈。通过橡胶圈加强了套筒与管道体连接间的密封性。
一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征是：由PE挤出机挤出料带，输送到缠绕主机的缠绕模具上，缠绕模具绕轴线旋转的同时其表面沿轴向向前移动，PE料带粘到模具表面上并随模具螺旋缠绕，形成管道的内PE层；通过供料装置输送物料缠绕到PE内层上，依次形成管道的内增强层、玻璃钢层、外增强层和外保护层；成型的管道体被模具推动通过固化装置定型，经切割装置后至封口装置进行管道体两端PE层翻边封口包覆。作为一种较大直径新产品的制造，采用缠绕方式生产，对两端PE层翻边包覆的余边完成提供条件，这种方式不仅效率高，过程稳定，对长度数据控制非常有效。不同材料之间的缠绕复合，对温度控制、材料配比、复合时间等等参数都有严格的设计。
作为优选，所述的供料装置中设有玻纤、树脂、砂浆、固化剂，并设有熔合***。玻纤是单独物质，固化剂作为一种助剂加在树脂中使用，固化剂和树脂比例为10%左右，砂浆是石英砂和树脂的混合物。
作为优选，所述的翻边封口在封口装置上进行，封口装置中设有预热器，并设有径向橡胶圈压模。
作为优选，所述的翻边封口先用车床将管道两端的玻璃钢层去除一段，露出PE层；然后对露出的PE层加热，使之软化；再用扩口圈将软化的PE层撑大并压到管道的端口；最后由PE挤出机挤出PE料带缠绕到管道端口外壁，形成翻边包覆宽度的PE层并和端面上PE层热熔粘结起来。
作为优选，所述的固化装置之后设有切割装置，切割装置部位设有管道体支撑托架，所述的支撑托架具有向心合力支撑点。
作为优选，所述的切割装置部位设有卸管装置，固化装置、切割装置、卸管装置生产线部位均设有沿生产线运行的支撑装置，支撑装置与封口装置连接。
本发明的有益效果是：把玻璃钢管的机械强度特性和PE卫生环保特性有效地结合在一起，获得压力、刚度等技术指标符合玻璃钢管国家标准，而卫生指标符合PE给水管道国家标准的双重技术效果，能可靠地应用于给水工程；管道成型过程连续不间断，效率高，制造成本较低，工艺过程稳定，环境卫生状况佳，产品规格覆盖范围大，管道直径从300mm～4000mm均可，且容易调整。
附图说明
图1是本发明的一种管道体产品结构示意图。
图2是本发明的一种管道体之间连接状态结构示意图。
图3是本发明的一种缠绕加工状态结构示意图。
图4是本发明的一种生产线构成结构示意图。
图中：1. 管道体，101. PE层，102. 内增强层，103. 玻璃钢层，104. 外加强层，105. 外保护层，2. 套筒，3. 橡胶圈，4. 缠绕主机，5. 缠绕模具，6. PE挤出机，7. 供料装置，8. 固化装置，9. 切割装置。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例一种玻璃钢PE复合管，如图1所示，管道体1由五层组成，中间层为玻璃钢层103，玻璃钢层103内壁先设有一层由玻纤和树脂组成的内增强层102，内增强层的内壁上是树脂层即PE层101。玻璃钢层外表面从内向外依次设有玻纤和树脂组成的外加强层104，最外层为树脂材料的外保护层105。
PE层从管道体内表面即PE层101沿管道体两端向外翻转，并与外保护层贴合一段翻边长度，如图2所示，该翻边段长度恰好用于管—管对接时和套筒2配合的长度；并在PE层101与套筒2配合的长度段部位设有橡胶圈3。
一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺其生产线构成及相互关系如图4所示，由PE挤出机6、缠绕主机4、供料装置7、固化装置8、切割装置9以及支撑装置、卸管装置、封口装置、控制***和辅助装置组成。
工艺过程如下：由PE挤出机6挤出料带，输送到缠绕主机4的缠绕模具5上，缠绕模具5与制造管道规格配套，本方案规格覆盖范围在Φ300～4000mm，如图3所示，缠绕模具5绕轴线旋转的同时其表面沿轴向向前移动，PE挤出料带粘到模具表面上并随模具螺旋缠绕，形成管道的内PE层101，接着通过供料装置7将玻纤和树脂混合物缠绕到PE内层上，形成管道的内增强层102，供料装置设有多个配料箱，其中设有单物质玻纤，树脂、砂浆、固化剂混合物等，并设有熔合***。然后将单质玻纤缠绕到内增强层102上形成玻璃钢层103，紧接着进行砂浆物体缠绕形成外增强层104，最后进行固化剂和树脂比例为10%的外保护层105缠绕。
成型的管道体1被模具推动通过固化装置8定型，经切割装置9后至封口装置进行管道体两端PE层翻边包覆，切割装置部位设有管道体1支撑托架，支撑托架设有向心合力支撑点，并设有卸管装置，另外，固化装置8、切割装置、卸管装置生产线部位均设有沿生产线运行的支撑装置，支撑装置与封口装置连接。具体地，翻边包覆有以下步骤：
1.利用专用车床将管道两端的玻璃钢车削平整，并露出PE层。
2.对露出的PE层进行加热，使之软化。
3.用扩口圈将软化的PE层撑大并压到管道的端口。注，在内PE层101收口时注意缠绕速度，保证收口处有具够的厚度被撑大拉延至管道端口。
4.由挤出机挤出PE料带缠绕到管道端口外壁，形成翻边宽度尺寸，并将翻边的PE外层和端面上PE层热熔粘结成一体。
为了管体与管体之间的连接，翻边封口在封口装置上进行时，利用封口装置中的预热器，在管体外径翻边段进行橡胶圈3的装配槽压制。
本方案将PE内衬层在线复合至玻璃钢管内壁，管道成型过程连续不间断，过程稳定，产品规格范围易调整。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、工艺均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1. 一种玻璃钢PE复合管，其管道体包括玻璃钢层（103），其特征是在所述的玻璃钢层内壁设有内增强层（102），内增强层内壁设有PE层（101）；玻璃钢层外表面从内向外依次设有外加强层（104）、外保护层（105）；所述的PE层从管道体内表沿管道体两端向外翻转，并与外保护层贴合一段翻边长度；PE层（11）外翻与外保护层（105）贴合的长度与两支管道体（1）连接时所需要的套筒（2）长度相适配，PE层与套筒（2）配合的长度段部位设有橡胶圈（3）。
2.一种如权利要求1所述的玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征是：由PE挤出机（6）挤出料带，输送到缠绕主机（4）的缠绕模具（5）上，缠绕模具绕轴线旋转的同时其表面沿轴向向前移动，PE料带粘到模具表面上并随模具螺旋缠绕，形成管道的内PE层；通过供料装置（7）输送物料缠绕到PE内层上，然后依次形成管道的内增强层（102）、玻璃钢层（103）、外增强层（104）和外保护层（105）；成型的管道体（1）被模具推动通过固化装置（8）定型，经切割装置（9）后至封口装置进行管道体两端PE层翻边封口包覆；翻边封口在封口装置上进行，封口装置中设有预热器，并设有径向橡胶圈压模。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征在于所述的供料装置中设有玻纤、树脂、砂浆、固化剂，并设有熔合***。
4.根据权利要求2或3所述的一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征在于所述的翻边封口先用车床将管道两端的玻璃钢层去除一段，露出PE层；然后对露出的PE层加热，使之软化；再用扩口圈将软化的PE层撑大并压到管道的端口；最后由PE挤出机（6）挤出PE料带缠绕到管道端口外壁，形成翻边包覆宽度的PE层并和端面上PE层热熔粘结起来。
5.根据权利要求2或3所述的一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征在于所述的固化装置（8）之后设有切割装置（9），切割装置部位设有管道体（1）支撑托架，所述的支撑托架具有向心合力支撑点。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃钢PE复合管的连续缠绕生产工艺，其特征在于所述的切割装置（9）部位设有卸管装置，固化装置（8）、切割装置、卸管装置生产线部位均设有沿生产线运行的支撑装置，支撑装置与封口装置连接。
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