CN111059366A - 一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法 - Google Patents

一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了管道成型技术领域的一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法，包括内层管，所述内层管的管道外壁通过其上均匀涂覆的粘接胶层与增强层复合，所述增强层的表面涂覆一层粘接胶层，所述粘接胶层的表面通过热熔挤出的方式覆盖一层外保护层，本发明工艺设计合理，能够提高管道的应力强度，采用一次成型技术，使生产工序减少，提高产量的同时降低了生产成本，利于该产品的大规模推广使用。

Description

一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法
技术领域
本发明公开了一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法，具体为管道成型技术领域。
背景技术
近年来，连续纤维增强热塑性管道一直是国际管道领域热门的研究方向，由于其具有非常明显的优点，既能发挥纤维的高强度，承受高压，又能保持热塑性塑料良好的韧性及耐腐蚀性，在石油输送管、燃气管给排水管等高压管应用方面具有广阔的市场。
我国增强纤维热塑性管道取得长足的进步，目前，我国已经能够自主研发生产钢丝网骨架聚乙烯复合管道，该管道在国民经济中有着广泛的运用，钢丝网骨架网孔的均匀性直接影响着管道的耐压值，骨架网孔密的地方耐压值较高，稀疏的地方其耐压值就较低，所以该类管道的耐压值不高，其较低的承压能力在一定程度上影响了其应用的范围，同时该种管道的生产难度较大，升本较高，从而限制了该管道的应用。为此，我们提出了一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法投入使用，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种有关连续纤维增强的热塑性管道及生产方法，包括内层管，所述内层管的管道外壁通过其上均匀涂覆的粘接胶层与增强层复合，所述增强层的表面涂覆一层粘接胶层，所述粘接胶层的表面通过热熔挤出的方式覆盖一层外保护层。
优选的，所述内层管的内径在φ160～φ220mm之间，其壁厚为5mm。
优选的，所述增强层由玻璃纤维丝编织而成的网带，且玻璃纤维丝在使用前进行烘干处理，烘干温度为60～80℃，烘干时间为24h。
优选的，该方法的具体步骤如下：
S1：将高密度聚乙烯塑料颗粒加热至熔融状态，从双螺杆挤出模头中挤出，并通过真空定径套对挤出的内层管进行定径，随后对内层管进行冷却成型；
S2：通过牵引机将形成后的内层管以一定的速度牵引至涂胶工位，在内层管的管道表面均匀涂抹高强度的粘接胶；
S3：随后将内层管牵引至缠绕机工位，对缠绕处的内层管管道表面粘接胶进行加热软化，再将玻璃纤维丝编织网带以一定的螺旋角和张紧力缠绕在内层管的管壁上；
S4：完成缠绕后，在内层管的表面纤维带上涂覆高强度粘接胶，并烘干固化；
S5：将高密度聚乙烯塑料颗粒与色母一起加热融化，挤出并包覆在管道的外表面上，随后对管道进行冷却定型；
S6：对管道进行定长切割后，包装入库。
优选的，所述步骤S2中，牵引机的牵引速度为30～45m/h，其中涂胶在40～60℃下进行。
优选的，所述步骤S2中，涂胶后对内层管管道上的粘接胶进行烘干固化，使粘接胶均匀的覆裹在内层管管道表面。
优选的，所述步骤S3中，在缠绕机中，采用伺服控制***换带过程中缠绕机架跟随内层管一起移动，保证换带过程中两者相对静止，使内层管得以连续性缠绕。
优选的，所述步骤S3中的张紧力由张紧轮的弹簧劲度系数N控制，即N＝T0in2a/γ，其中T0为缠绕轮旋转速度，γ为内层管半径，a为缠绕角。
优选的，所述步骤S3中，玻璃纤维丝编织网带的缠绕分为三层结构，即第一层采用环向缠绕，第二层为轴向缠绕，第三层在轴向缠绕的基础上再进行环向缠绕。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工艺设计合理，能够提高管道的应力强度，采用一次成型技术，使生产工序减少，提高产量的同时降低了生产成本，利于该产品的大规模推广使用。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明工艺流程图。
图中：1内层管、2粘接胶层、3增强层、4外保护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种有关连续纤维增强的热塑性管道，包括内层管1，所述内层管1的管道外壁通过其上均匀涂覆的粘接胶层2与增强层3复合，所述增强层3的表面涂覆一层粘接胶层2，所述粘接胶层2的表面通过热熔挤出的方式覆盖一层外保护层4。
其中，所述内层管的内径在φ160～φ220mm之间，其壁厚为5mm，所述增强层3由玻璃纤维丝编织而成的网带，且玻璃纤维丝在使用前进行烘干处理，烘干温度为60～80℃，烘干时间为24h。
本发明还提供了一有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，该方法的具体步骤如下：
S1：将高密度聚乙烯塑料颗粒加热至熔融状态，从双螺杆挤出模头中挤出，并通过真空定径套对挤出的内层管1进行定径，随后对内层管1进行冷却成型；
S2：通过牵引机将形成后的内层管1以一定的速度牵引至涂胶工位，在内层管1的管道表面均匀涂抹高强度的粘接胶，牵引机的牵引速度为30～45m/h，其中涂胶在40～60℃下进行；
S3：随后将内层管1牵引至缠绕机工位，对缠绕处的内层管1管道表面粘接胶进行加热软化，再将玻璃纤维丝编织网带以一定的螺旋角和张紧力缠绕在内层管1的管壁上，在缠绕机中，采用伺服控制***换带过程中缠绕机架跟随内层管1一起移动，保证换带过程中两者相对静止，使内层管1得以连续性缠绕，张紧力由张紧轮的弹簧劲度系数N控制，即N＝T0in2a/γ，其中T0为缠绕轮旋转速度，γ为内层管半径，a为缠绕角，玻璃纤维丝编织网带的缠绕分为三层结构，即第一层采用环向缠绕，第二层为轴向缠绕，第三层在轴向缠绕的基础上再进行环向缠绕；
S4：完成缠绕后，在内层管1的表面纤维带上涂覆高强度粘接胶，并烘干固化；
S5：将高密度聚乙烯塑料颗粒与色母一起加热融化，挤出并包覆在管道的外表面上，随后对管道进行冷却定型；
S6：对管道进行定长切割后，包装入库
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于：包括内层管(1)，所述内层管(1)的管道外壁通过其上均匀涂覆的粘接胶层(2)与增强层(3)复合，所述增强层(3)的表面涂覆一层粘接胶层(2)，所述粘接胶层(2)的表面通过热熔挤出的方式覆盖一层外保护层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于：所述内层管(1)的内径在φ160～φ220mm之间，其壁厚为5mm。
3.根据权利要求1所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道，其特征在于：所述增强层(3)由玻璃纤维丝编织而成的网带，且玻璃纤维丝在使用前进行烘干处理，烘干温度为60～80℃，烘干时间为24h。
4.根据权利要求1-3所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
S1：将高密度聚乙烯塑料颗粒加热至熔融状态，从双螺杆挤出模头中挤出，并通过真空定径套对挤出的内层管(1)进行定径，随后对内层管(1)进行冷却成型；
S2：通过牵引机将形成后的内层管(1)以一定的速度牵引至涂胶工位，在内层管(1)的管道表面均匀涂抹高强度的粘接胶；
S3：随后将内层管(1)牵引至缠绕机工位，对缠绕处的内层管(1)管道表面粘接胶进行加热软化，再将玻璃纤维丝编织网带以一定的螺旋角和张紧力缠绕在内层管(1)的管壁上；
S4：完成缠绕后，在内层管(1)的表面纤维带上涂覆高强度粘接胶，并烘干固化；
S5：将高密度聚乙烯塑料颗粒与色母一起加热融化，挤出并包覆在管道的外表面上，随后对管道进行冷却定型；
S6：对管道进行定长切割后，包装入库。
5.根据权利要求4所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，牵引机的牵引速度为30～45m/h，其中涂胶在40～60℃下进行。
6.根据权利要求4所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：所述步骤S2中，涂胶后对内层管(1)管道上的粘接胶进行烘干固化，使粘接胶均匀的覆裹在内层管(1)管道表面。
7.根据权利要求4所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，在缠绕机中，采用伺服控制***换带过程中缠绕机架跟随内层管(1)一起移动，保证换带过程中两者相对静止，使内层管(1)得以连续性缠绕。
8.根据权利要求4所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中的张紧力由张紧轮的弹簧劲度系数N控制，即N＝T0in2a/γ，其中T0为缠绕轮旋转速度，γ为内层管半径，a为缠绕角。
9.根据权利要求4所述的一种有关连续纤维增强的热塑性管道的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中，玻璃纤维丝编织网带的缠绕分为三层结构，即第一层采用环向缠绕，第二层为轴向缠绕，第三层在轴向缠绕的基础上再进行环向缠绕。
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