CN114750434A - 一种耐高压玻璃钢管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐高压玻璃钢管及其制作方法，所述制作方法的特点是：采用制作玻璃钢管内壁毡布、沿玻璃钢管轴向的内纵向纤维纱、与玻璃钢管轴向垂直的环向缠绕纤维纱、沿玻璃钢管轴向的外纵向纤维纱和玻璃钢管外壁毡布连续铺设在固定的芯模表面，并在相对芯模向模具出口方向连续移动，进入加热套筒注胶盒区域时纤维结构被注入的树酯浸润，随后进入加热区固化形成从内至外的玻璃钢管内壁毡布层、内纵向纤维层、至少一环向纤维层、外纵向纤维层和外壁毡布层构成的玻璃钢管，玻璃钢管在牵引机拖拽下脱离芯模和加热套筒，移动到管材截断切割机位置，截长切断制成玻璃钢管成品。方法科学合理，流程简单，便于控制，制作成本低，质量好，成品玻璃钢管耐高压。
Description
技术领域
本发明涉及非金属复合管材成型领域，具体地说，是一种耐高压玻璃钢管及其制作方法。
背景技术
已有耐压玻璃钢管及其制作方法都是在芯模外涂抹脱模剂，由浸润树酯的纤维或布在芯模上连续铺设纤维力学结构在芯模上固化后脱出芯模，形成玻璃钢管材，为了达到需要的力学性能，铺设的纤维可以是纵向、环向或带有螺旋升角缠绕的组合，其共同特点是纤维或布都要预先浸润树酯，在纤维或布铺设完成纤维力学结构过程中相对芯模静止，芯模需随管材移动完成树酯固化后再拔出，为了形成批量生产效率，需要制造多根相同的芯模用于循环，而且为了浸润充分要使用多出实际用量数倍的树酯循环，这样不仅浪费树酯，还会给现场品控带来难度，多余的树酯在循环过程中要与新加入树酯保持合理的比例，控制不好就会造成管材浸润不足、强度下降、纤维结构间脱层等问题，其制作成本高，成型的管材质量差，不能满足输送高压流体的需要。迄今未见与本发明相关的耐高压玻璃钢管制作方法的文献报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种科学合理，制作流程简单，便于控制，只需一根芯模，封闭等量注入树酯，能够保证树酯充分浸润入纤维铺层结构，制作成本低，质量好的耐高压玻璃钢管的制作方法；并提供用所述方法制得的耐高压玻璃钢管。
解决其技术问题采用的方案是，一种耐高压玻璃钢管制作方法，其特征在于：它包括的内容有：采用制作玻璃钢管内壁毡布、沿玻璃钢管轴向的内纵向纤维纱、与玻璃钢管轴向垂直的环向缠绕纤维纱、沿玻璃钢管轴向的外纵向纤维纱和玻璃钢管外壁毡布连续铺设在固定的芯模表面，并在相对芯模向模具出口方向连续移动，进入加热套筒注胶盒区域时纤维结构被注入的树酯浸润，随后进入加热区固化形成从内至外的玻璃钢管内壁毡布层、内纵向纤维层、至少一环向纤维层、外纵向纤维层和外壁毡布层构成的玻璃钢管，玻璃钢管在牵引机拖拽下脱离芯模和加热套筒，移动到管材截断切割机位置，截长切断制成玻璃钢管成品。
进一步，使用耐高压玻璃钢管制作方法制得的耐高压玻璃钢管。
本发明的耐高压玻璃钢管的制作方法，由于采用纤维铺层在芯模上边拖拽边形成力学结构，在相对加热套筒不动的固定芯模外面，从拖拽制作玻璃钢管内壁毡布开始，依次托拽沿玻璃钢管轴向铺设的内纵向纤维纱、与玻璃钢管轴向垂直的环向缠绕纤维纱、沿玻璃钢管轴向铺设的外纵向纤维纱和玻璃钢管外壁毡布，拖拽过程中纤维铺层形成力学结构后在芯棒上拖拽进入加热套筒前段，这里设有型腔加大结构的注胶盒，纤维铺层在经过注胶盒时变得相对蓬松有利于充分浸润树酯，继续拖拽移动依次经过加热固化区，继续拖拽经过加温的树酯和纤维铺层固化形成玻璃钢管材脱离芯模和加热套筒，在线按需要长度裁切成型，它所具有的有益效果体现在：
1.连续芯模上铺设形成的预成型纤维结构在进入加热套筒的注胶盒区域之前是无需浸润树酯；
2.玻璃钢管壁的纤维铺层内、外壁都是由复合毡布形成，靠近复合毡布的是沿管壁轴向排布的内、外纵向纤维纱，内外纵向纤维纱之间夹裹着与管壁轴向成垂直的环向缠绕纤维纱，玻璃钢管壁由至少五层纤维增强材料构成；
3.注胶盒部位结构是对应的芯棒直径减少、对应的加热套筒直径增加，这样形成局部区域间隙增大，拖拽到此处的纤维铺层蓬松有利于树酯的充分浸润；
4.模具的芯模只需要一根，且相对加热套筒是固定，减少模具成本；
5.树酯浸润自动按配比控制混合，注胶量可以精准控制用多少注入多少，没有循环使用，不产生老胶，没有浪费；
6.树酯搅拌到输送到混合到注入温度、流量、压力可实现精准控制，实现树酯低粘度浸润，保证制品工艺指标一致性；
7.其方法科学合理，制作流程简单，便于控制，制作成本低，质量好；
8.用途广泛，可用于火箭发动机壳体、火箭发射筒、***模壳、石油、化工、制药、电力、造纸、城市给排水、工厂污水处理，海水淡化、煤气输送、矿山等行业，是理想的输送液体、气体的管道。
附图说明
图1为本发明的一种耐高压玻璃钢管典型结构剖面图；
图中：16玻璃钢管内壁毡布层、17内纵向纤维层、18一环向纤维层、19另一环向纤维层、20外纵向纤维层、21外壁毡布层。
图2为本发明的一种耐高压玻璃钢管制作方法流程示意图；
图中：1内纵向纤维纱的供纱架，2玻璃钢管内壁毡布的供料架，3一环向纤维纱的环向缠绕机，4另一环向纤维纱的环向缠绕机，5外纵向纤维纱的供纱架，6玻璃钢管外壁毡布的供料架，7自动注胶机，8混合树酯的胶液输送管，9加热板，10第一交替式液压牵引机，11第二交替式液压牵引机，12管材截断切割机，13成型管，14加热套筒，15芯模，22注胶盒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参照图1和图2，本发明的一种耐高压玻璃钢管制作方法，包括的内容有：将制作玻璃钢管内壁毡布置于玻璃钢管内壁毡布的供料架2上，沿玻璃钢管轴向的内纵向纤维纱置于内纵向纤维纱的供纱架1上，与玻璃钢管轴向垂直的环向缠绕纤维纱分别置于一环向纤维纱的环向缠绕机3、另一环向纤维纱的环向缠绕机4上，沿玻璃钢管轴向的外纵向纤维纱置于外纵向纤维纱的供纱架5上，玻璃钢管外壁毡布置于玻璃钢管外壁毡布的供料架6上，且按从内至外顺序连续铺设在固定的芯模15表面，并在相对芯模15向模具出口方向连续移动，进入加热套筒14的注胶盒22区域时纤维结构被注入的树酯浸润，随后进入加热区的加热板9，经固化形成从内至外的玻璃钢管内壁毡布层16、内纵向纤维层17、一环向纤维层18、另一环向纤维层19、第二纵向纤维层20和外壁毡布层21构成的玻璃钢管，玻璃钢管在第一交替式液压牵引机10和第二交替式液压牵引机牵引机11拖拽下脱离芯模15和加热套筒14，移动到管材截断切割机12位置，截长切断制成耐高压玻璃钢管成品13。自动注胶机7是通过连接的混合树酯的胶液输送管8将混合树酯的胶液送入注胶盒22内的。进一步，使用耐高压玻璃钢管制作方法制得的耐高压玻璃钢管。
本发明耐高压玻璃钢管制作方法所使用的内纵向纤维纱的供纱架1、玻璃钢管内壁毡布的供料架2、一环向纤维纱的环向缠绕机3、另一环向纤维纱的环向缠绕机4、外纵向纤维纱的供纱架5、玻璃钢管外壁毡布的供料架6、自动注胶机7、混合树酯的胶液输送管8、加热板9、第一交替式液压牵引机10、第二交替式液压牵引机11、管材截断切割机12、加热套筒14、芯模15和注胶盒22按现有技术制作。自动注胶机7、混合树酯的胶液输送管8、加热板9、第一交替式液压牵引机10、第二交替式液压牵引机11和管材截断切割机12为市售产品。
实施例1，如图2所示，本发明的耐高压玻璃钢管为6层纤维增强材料浸润树酯构成玻璃钢管壁结构，玻璃钢管内壁毡布采用300克短切复合毡，内纵向纤维纱采用120根4800Tex的玻璃纤维纱，环向缠绕纤维纱采用2400Tex的玻璃纤维纱，形成厚度2毫米的环向纤维层结构，外纵向纤维纱采用120根4800Tex的玻璃纤维纱，玻璃钢管外壁毡布采用300克缝边毡。这些纤维增强铺层在固定的芯模15的前段依次加入形成预成型纤维体，再拖拽移动进入加热套筒14的注胶盒22区域浸润聚氨酯树酯，树酯由自动注胶机7按比例混合后经混合树酯的胶液输送管8注入注胶盒22，调整设置注入树酯流量刚好满足纤维铺层浸润的用量而又不溢出，纤维铺层与树酯按比例浸润好继续拖拽进入加热套筒14加热固化区，加热板9对应的加热套筒14区域，纤维铺层和树酯固化成壁厚4毫米的玻璃钢管壁，这样获得的耐高压玻璃钢管材能够承受20MPa压力。
实施例2，本发明的耐高压玻璃钢管为7层纤维增强材料浸润树酯构成玻璃钢管壁结构，是在实施例1的基础上，在一环向纤维纱的环向缠绕机3和另一环向纤维纱的环向缠绕机4二层环向缠绕层之间加入一层沿管材轴向包裹的300克短切复合毡，这样能够使玻璃钢管密封性更好，承受更高的压力。
实施例3，本发明的耐高压玻璃钢管为6层纤维增强材料浸润树酯构成玻璃钢管壁结构，是在实施例1的基础上，玻璃钢管内壁毡布、玻璃钢管外壁毡布均采用300克碳纤维复合毡，内纵向纤维纱采用120根4800Tex的碳纤维纱，外纵向纤维纱采用100根4800Tex的碳纤维纱，环向缠绕纤维纱采用2400Tex的碳纤维纱，树酯采用环氧树酯，这样制作的玻璃钢管材得到更好的力学指标。
实施例4，本发明的耐高压玻璃钢管为6层纤维增强材料浸润树酯构成玻璃钢管壁结构，是在实例1的基础上，外纵向纱换成100根4800Tex的玄武岩纤维纱，这样结构能够获得相对原方案更好的轴向刚性。
Claims (2)
1.一种耐高压玻璃钢管制作方法，其特征在于：它包括的内容有：采用制作玻璃钢管内壁毡布、沿玻璃钢管轴向的内纵向纤维纱、与玻璃钢管轴向垂直的环向缠绕纤维纱、沿玻璃钢管轴向的外纵向纤维纱和玻璃钢管外壁毡布连续铺设在固定的芯模表面，并在相对芯模向模具出口方向连续移动，进入加热套筒注胶盒区域时纤维结构被注入的树酯浸润，随后进入加热区固化形成从内至外的玻璃钢管内壁毡布层、内纵向纤维层、至少一环向纤维层、外纵向纤维层和外壁毡布层构成的玻璃钢管，玻璃钢管在牵引机拖拽下脱离芯模和加热套筒，移动到管材截断切割机位置，截长切断制成玻璃钢管成品。
2.根据权利要求1所述的一种耐高压玻璃钢管制作方法，其特征在于：使用耐高压玻璃钢管制作方法制得的耐高压玻璃钢管。
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