CN105904749A - 一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，包括如下步骤：1）挤出成型工作内管：利用挤出装置连续成型塑料保温管道的工作内管；2）定型冷却工作内管：利用定型冷却装置定型冷却工作内管；3）在工作内管上连续包裹保温层：利用连续发泡成型装置在工作内管上连续包裹保温层；4）在保温层上连续贴合外护层：利用外覆装置在保温层上连续贴合外护层。本发明的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，克服了现有保温管道只能逐段生产的缺陷，能够实现塑料保温管道的连续生产。

Description

一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种管道生产工艺，具体的为一种一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺。

背景技术

传统的热力管道，一般由钢质工作内管、防腐层、保温层和保护层构成，该热力管道的生产方法为：在单根经防腐处理过的钢管直管外套装防护外管，并在钢管直管和防护外管之间安装支架，以维持钢管直管和防护外管之间的同轴状态，然后灌注保温层。因此，由于现有热力管道的结构特点，每次只能生产一段直管，在生产安装的时候，采用现场逐段电焊焊接连接。近年来有些预制热力管产品，例如公开号为CN 102278544A的中国专利公开的一种塑料工作管预制直埋复合保温管，其仅仅将塑料管道替换钢管，仍然逐段生产、施工安装。现有的热力管道生产方法虽然在一定程度上能够满足热力管道的生产要求，但是，热力管道无法实现连续生产，在施工安装的时候需要逐段安装，不仅导致生产效率低下，而且导致施工安装效率也较低，且各段热力管道之间的众多连接点造成了***的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，能够实现塑料保温管道的连续生产。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，包括如下步骤：

1）挤出成型工作内管：利用挤出装置连续成型塑料保温管道的工作内管；

2）定型冷却工作内管：利用定型冷却装置定型冷却工作内管；

3）在工作内管上连续包裹保温层：利用连续发泡成型装置在工作内管上连续包裹保温层；

4）在保温层上连续贴合外护层：利用外覆装置在保温层上连续贴合外护层。

进一步，所述步骤1）中，所述挤出装置包括塑料挤出机和安装在所述塑料挤出机上用于成型工作内管的成型模具。

进一步，所述步骤2）中，所述定型冷却装置包括设置为一体的负压定型箱和冷却装置，所述负压定型箱内设有用于定型工作内管的定型模具。

进一步，所述步骤3）中，所述连续发泡成型装置包括发泡机和用于在工作内管上连续包裹保温层的保温层成型装置；所述保温层成型装置包括机架，所述机架上设有两个传送带机构，所述传送带机构包括至少两个带轮和套装在所述带轮上的传送带，其中两个相邻的所述带轮为中心连线与工作内管的进给方向平行的工作带轮，两个所述传送带机构中，分别位于对应的两个所述工作带轮之间的传送带相互平行；所述传送带上安装有保温层成型模具单元，所述保温层成型模具单元背向所述传送带的一端端面上设有半圆槽；分别设置在两条所述传送带上并位于对应的两个所述工作带轮之间的保温层成型模具单元相互配合并由所述半圆槽拼合形成用于工作内管穿过的圆管状保温层成型通道，所述保温层成型通道的几何尺寸大于工作内管的几何尺寸；所述发泡机的发泡材料输出口位于所述保温层成型通道内。

进一步，经所述定型冷却装置定型冷却后的工作内管进入所述保温层成型通道内并连续向前进给，调节两条所述传送带的线速度与塑料保温管道的工作内管的进给速度相等，并使位于两个所述工作带轮之间的所述保温层成型模具单元的移动方向与工作内管的进给方向相同，利用发泡机连续地将发泡材料灌注在工作内管与保温层成型通道之间，使发泡材料在保温层成型通道的作用下定型包裹在工作内管上形成保温层。

进一步，所述步骤4）中，所述外覆装置内设有用于在保温层上连续贴合外护层的连续贴合机构，所述连续贴合机构包括贴合模具，所述贴合模具内设有用于管道穿过的中心通孔，所述贴合模具内设有外层挤出成型结构；所述外层挤出成型结构包括设置在所述贴合模具上的进料口、与所述进料口相通的物料缓冲腔和与所述中心通孔共轴的挤出成型通道，所述挤出成型通道与所述物料缓冲腔相通；所述贴合模具上设有与管道配合的密封结构，且所述贴合模具上设有位于所述密封结构与所述挤出成型通道的出料口之间的负压接口，所述负压接口与所述中心通孔相通。

进一步，经连续发泡成型装置包裹保温层后的管道进入所述中心通孔内，调节外层挤出成型结构的挤出成型速率与管道的进给速度相等，并在所述负压接口上连接抽真空装置抽真空，抽真空的真空度为0.01-0.1MPa。

进一步，还包括设置在所述步骤2）和步骤3）之间的复合工序，利用复合装置在经所述定型冷却装置定型冷却后的工作内管上加工复合层和/或在工作内管上加工伴热线缆孔和渗漏报警线。

进一步，还包括步骤5）：牵引收卷：利用牵引装置牵引经外覆装置贴合外护层后的塑料保温管道连续进给，并利用收卷装置收卷生产得到的塑料保温管道。

进一步，所述工作内管采用PB、PPS或PE-X制成；所述保温层采用EPU材料制成；所述外护层采用PE制成。

本发明的有益效果在于：

本发明的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，利用挤出装置能够连续挤出成型工作内管，利用定型冷却装置能够对工作内管进行定型冷却处理，利用连续发泡成型装置能够在工作内管上连续包裹生产保温层，利用外覆装置能够在保温层上连续贴合外护层，如此，便能够实现塑料保温管道的连续生产，即采用本发明的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，克服了现有保温管道只能逐段生产的缺陷，能够实现塑料保温管道的连续生产。

通过在保温层成型装置的机架上设置两个呈相对设置的传动带机构，使用时，使传送带的线速度与工作内管的进给速度相等，如此，利用发泡机将发泡材料输出至保温层成型通道与工作内管之间并灌满保温层成型通道，即可在工作内管上包裹由发泡材料制成的保温层，能够满足保温层连续生产的要求。

通过在外覆装置内设置连续贴合机构，能够直接挤出成型外护层，外护层贴合在保温层上，并与密封结构之间形成一个密闭空间，通过在密封结构和挤出成型通道的出料口之间设置负压接口对该密闭空间抽真空，能够有效增强外护层与保温层之间的贴合强度；由于负压的作用能够增强贴合强度，即使保温层的外周壁不平整，也能够将热力管道的外护层贴合在保温层上，即特别适用于保温层表面有意或无意的一定造型的平滑表面，外护层仍然能够妥当贴合于保温层上，从而实现热力管道的可靠的连续生产，提高生产效率。

利用本发明的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺生产得到的塑料保温管道具有以下优点：

1）保温层具有一定的柔韧性，生产得到的塑料保温管道可以在一定半径下自由弯曲，由此，管道可以连续生产，经过盘卷运输，并实现连续铺设，在定长的管道长度内，无须设置用于管道连接的管件；众所周知，***越复杂，可靠性越低，此管道大大降低了生产、***结构和施工安装的复杂程度，因此，其可靠性大大增强，需要人工操作的工作点仅仅位于管道的起始处和终点，需要的人工大大减少，工人劳动强度大大降低，因此其铺设成本大大降低；

2）因为其连续铺设的特点，其工期极短，其开挖铺设回填甚至可以在一天内完成，对于成熟街区的管道修复替换工作具有较大的社会效益；

3）耐受较高温的塑料材质的作为工作内管，其耐腐蚀性较金属管道更强，其预期寿命至少30年，比现有金属工作内管的使用寿命（约10年左右）大大提高，且管道的生产成本降低超过70%，由于其维修频率和翻修频率的降低，无疑也带来良好的社会效益。

4）三北地区大部分区域都是缺水地区，以甘肃为例，其采暖用水每年的补水量超过200万立方，足够灌溉60万亩土地，其热损失40万吨标准煤，以及燃烧煤所释放的烟气对环境的污染。此产品在杜绝管道中段失水失热，对不可再生资源的节约，将产生巨大的社会效益；

5）生产得到的塑料保温管道的表面不平整，在安装施工过程中，能够有效增加表面摩擦力，即能够增加塑料保温管道与泥土之间的摩擦力，该摩擦力能够有效克服应冷热效应导致的内应力，不用再对塑料保温管道进行锚固，施工更加方便，可靠性更高。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为适用于本发明一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺的一步法生产预制塑料保温管道的生产线的结构示意图；

图2为连续发泡成型装置的结构示意图；

图3为挤出成型通道的结构示意图；

图4为连续贴合机构的结构示意图；

图5为采用本实施例一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺生产得到的其中一种塑料保温管道的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

本实施例的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，包括如下步骤：

1）挤出成型工作内管：利用挤出装置1连续成型塑料保温管道的工作内管24，本实施例的挤出装置1包括塑料挤出机和安装在所述塑料挤出机上用于成型工作内管24的成型模具，工作内管24可以采用PB、PPS或PE-X等材料制成，具体的，本实施例的工作内管24采用PE-X材料制成，具体的，塑料挤出机的挤出温度根据材料要求设置。

2）定型冷却工作内管：利用定型冷却装置2定型冷却工作内管24，本实施例的定型冷却装置2包括设置为一体的负压定型箱和冷却装置，负压定型箱内设有用于定型工作内管的定型模具，冷却装置可以为水冷装置和风冷装置，本实施例的冷却装置采用水冷装置。具体的，本实施例的工作内管在定型冷却后，还设置有复合工序，复合工序中，利用复合装置9在经定型冷却装置2定型冷却后的工作内管上加工复合层和/或在工作内管上加工伴热线缆孔和渗漏报警线，复合层可以为加强层和阻隔层，本实施例利用复合工序在工作内管上设有加强层27，加强层27的内外侧分别设有内结构层28和外结构层29，内结构层28与工作内管24之间设有阻隔层30，同时，工作内管24上还设有伴热线缆孔31。具体的，加强层27材料采用玻璃纤维片材、芳纶纤维或碳纤维等材料制成，阻隔层30采用EVOH材料制成。

3）在工作内管上连续包裹保温层：利用连续发泡成型装置3在工作内管上连续包裹保温层25。具体的，本实施例的连续发泡成型装置包括发泡机7和用于在工作内管上连续包裹保温层的保温层成型装置8。本实施例的保温层成型装置8包括机架9，机架9上设有两个传送带机构，传送带机构包括至少两个带轮和套装在带轮上的传送带10，其中两个相邻的带轮为中心连线与工作内管的进给方向平行的工作带轮10a，两个传送带机构中，分别位于对应的两个工作带轮10a之间的传送带10相互平行；传送带10上安装有保温层成型模具单元11，保温层成型模具单元11背向传送带10的一端端面上设有半圆槽12；分别设置在两条传送带10上并位于对应的两个工作带轮10a之间的保温层成型模具单元11相互配合并由半圆槽12拼合形成用于工作内管穿过的圆管状保温层成型通道13，保温层成型通道13的几何尺寸大于工作内管的几何尺寸；发泡机7的发泡材料输出口位于所述保温层成型通道13内。本实施例的两个传送带机构的带轮均设置为两个，即两个带轮均为工作带轮10a。设置在发泡机7上的发泡材料输出口位于靠近定型冷却装置2一端的保温层成型通道13内，即发泡机7的发泡材料输出口靠近塑料保温管道的工作内管进入保温层成型通道13的一端，使用时，利用发泡机7将发泡材料注入到工作内管与保温层成型通道13之间，即工作内管的外壁与保温层成型通道13内壁之间形成保温层成型区域。本实施例中，设置在传送带10上并位于两个工作带轮10a之间的相邻两个保温层成型模具单元11之间的侧壁紧密贴合，即保温层成型模具单元11无间隔地设置在传送带10上。具体的，在生产过程中，经定型冷却装置2定型冷却后的工作内管进入保温层成型通道13内并连续向前进给，调节两条传送带10的线速度与塑料保温管道的工作内管的进给速度相等，并使位于两个工作带轮10a之间的保温层成型模具单元11的移动方向与工作内管的进给方向相同，利用发泡机7连续地将发泡材料灌注在工作内管与保温层成型通道之间，使发泡材料在保温层成型通道的作用下定型包裹在工作内管上形成保温层。本实施例的保温层采用EPU材料制成。

4）在保温层上连续贴合外护层：利用外覆装置4在保温层上连续贴合外护层26；具体的，本实施例的外覆装置5内设有用于在保温层上连续贴合外护层的连续贴合机构，连续贴合机构包括贴合模具14，贴合模具14内设有用于管道穿过的中心通孔15，贴合模具14内设有外层挤出成型结构；本实施例的外层挤出成型结构包括设置在贴合模具14上的进料口16、与进料口16相通的物料缓冲腔17和与中心通孔15共轴的挤出成型通道18，挤出成型通道18与物料缓冲腔17相通；贴合模具14上设有与管道配合的密封结构，且贴合模具14上设有位于密封结构与挤出成型通道18的出料口之间的负压接口19，负压接口19与中心通孔15相通；

本实施例的中心通孔15的内壁上还设有用于加热管道外壁的加热装置20，在需要加热的情况下对工作内管外壁加热，以提高贴合强度。本实施例的挤出成型通道18为内径不变的柱形通道，且挤出成型通道18的出料口位于贴合模具14在管道穿出中心通孔15一端的端面上。当然，挤出成型通道18还可以设置为锥形通道，并可以将挤出成型通道18的出料口位于中心通孔15的内壁上或位于贴合模具14的端面上，其原理相当，不再累述。密封结构包括固定安装在贴合模具14上并与管道的外周壁配合的密封圈21；贴合模具14包括固定连接的贴合机头14a和贴合机座14b，贴合机头14a和贴合机座14b之间的配合面与中心通孔15的轴线相交，外层挤出成型结构设置在贴合机头14a上，密封结构设置在贴合机座14b上；本实施例的贴合机头14a与贴合机座14b之间采用螺钉22固定连接，且贴合机头14a与贴合机座14b之间设有定位销23；

具体的，在生产过程中，经连续发泡成型装置3包裹保温层后的管道进入中心通孔15内，调节外层挤出成型结构的挤出成型速率与管道的进给速度相等，并在负压接口19上连接抽真空装置抽真空，抽真空的真空度为0.01-0.1MPa，本实施例抽真空的真空度为0.05MPa，能够满足外护层的连续贴合生产的要求，具体的，抽真空的真空度根据不同的材质和外护层厚度设置。本实施例的外护层采用PE材料制成，外护层26的挤出温度根据该PE材料的特性设定，不再累述。

进一步，本实施例的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺还包括步骤5）：牵引收卷：利用牵引装置5牵引经外覆装置贴合外护层后的塑料保温管道连续进给，并利用收卷装置6收卷生产得到的塑料保温管道。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：

1）挤出成型工作内管：利用挤出装置连续成型塑料保温管道的工作内管；

2）定型冷却工作内管：利用定型冷却装置定型冷却工作内管；

3）在工作内管上连续包裹保温层：利用连续发泡成型装置在工作内管上连续包裹保温层；

4）在保温层上连续贴合外护层：利用外覆装置在保温层上连续贴合外护层。

2.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：所述步骤1）中，所述挤出装置包括塑料挤出机和安装在所述塑料挤出机上用于成型工作内管的成型模具。

3.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：所述步骤2）中，所述定型冷却装置包括设置为一体的负压定型箱和冷却装置，所述负压定型箱内设有用于定型工作内管的定型模具。

4.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：所述步骤3）中，所述连续发泡成型装置包括发泡机和用于在工作内管上连续包裹保温层的保温层成型装置；所述保温层成型装置包括机架，所述机架上设有两个传送带机构，所述传送带机构包括至少两个带轮和套装在所述带轮上的传送带，其中两个相邻的所述带轮为中心连线与工作内管的进给方向平行的工作带轮，两个所述传送带机构中，分别位于对应的两个所述工作带轮之间的传送带相互平行；所述传送带上安装有保温层成型模具单元，所述保温层成型模具单元背向所述传送带的一端端面上设有半圆槽；分别设置在两条所述传送带上并位于对应的两个所述工作带轮之间的保温层成型模具单元相互配合并由所述半圆槽拼合形成用于工作内管穿过的圆管状保温层成型通道，所述保温层成型通道的几何尺寸大于工作内管的几何尺寸；所述发泡机的发泡材料输出口位于所述保温层成型通道内。

5.根据权利要求4所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：经所述定型冷却装置定型冷却后的工作内管进入所述保温层成型通道内并连续向前进给，调节两条所述传送带的线速度与塑料保温管道的工作内管的进给速度相等，并使位于两个所述工作带轮之间的所述保温层成型模具单元的移动方向与工作内管的进给方向相同，利用发泡机连续地将发泡材料灌注在工作内管与保温层成型通道之间，使发泡材料在保温层成型通道的作用下定型包裹在工作内管上形成保温层。

6.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：所述步骤4）中，所述外覆装置内设有用于在保温层上连续贴合外护层的连续贴合机构，所述连续贴合机构包括贴合模具，所述贴合模具内设有用于管道穿过的中心通孔，所述贴合模具内设有外层挤出成型结构；所述外层挤出成型结构包括设置在所述贴合模具上的进料口、与所述进料口相通的物料缓冲腔和与所述中心通孔共轴的挤出成型通道，所述挤出成型通道与所述物料缓冲腔相通；所述贴合模具上设有与管道配合的密封结构，且所述贴合模具上设有位于所述密封结构与所述挤出成型通道的出料口之间的负压接口，所述负压接口与所述中心通孔相通。

7.根据权利要求6所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：经所述连续发泡成型装置包裹保温层后的管道进入所述中心通孔内，调节所述外层挤出成型结构的挤出成型速率与管道的进给速度相等，并在所述负压接口上连接抽真空装置抽真空，抽真空的真空度为0.01-0.1MPa。

8.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：还包括设置在所述步骤2）和步骤3）之间的复合工序，利用复合装置在经所述定型冷却装置定型冷却后的工作内管上加工复合层和/或在工作内管上加工伴热线缆孔和渗漏报警线。

9.根据权利要求1所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：还包括步骤5）：牵引收卷：利用牵引装置牵引经外覆装置贴合外护层后的塑料保温管道连续进给，并利用收卷装置收卷生产得到的塑料保温管道。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一步法生产预制塑料保温管道的生产工艺，其特征在于：所述工作内管采用PB、PPS或PE-X制成；所述保温层采用EPU材料制成；所述外护层采用PE制成。